病理生理學/腎小球濾過功能障礙
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病理生理學 |
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腎臟濾過功能以腎小球濾過率(glomerularfiltration rate ,GRF)來衡量,正常約為125ml/min。GFR受腎血流量、腎小球有效濾過壓及腎小球濾過膜的面積和通透性等因素的影響。腎功能不全可能是下列有關腎小球濾過功能的因素髮生改變的結果。
(一)腎血流量減少
正常成人兩腎共重僅300g左右,但其血灌流量卻高達心輸出量的20~30%,即兩側腎臟的血液灌流量約為1200ml/min。其中約94%的血液流經腎皮質,6%左右的血液流經腎髓質。實驗證明,當全身平均動脈壓波動在10.7~24kPa(80~180mmHg)時,通過腎臟的自身調節,腎臟血液灌流量仍可維持相對恆定。但當平均動脈壓低於8.0kPa(60mmHg)(例如在休克時)時,腎臟血液灌流量即明顯減少,並有腎小動脈的收縮,因而可使GFR減少,並可使腎小管因缺血缺氧而發生變性、壞死,從而加重腎功能不全的發展。此外,腎臟內血流分布的異常,也可能是造成腎功能不全的重要原因。其主要表現為腎皮質血流量明顯減少。而髓質血流量並不減少,甚至可以增多,這可見於休克、心力等竭等。
(二)腎小球有效濾過壓降低
腎小球有效濾過壓=腎小球毛細血管血壓-(腎小球囊內壓+血漿膠體滲透壓)。在大量失血、脫水等原因引休克時,由於全身平均動脈壓急劇下降,而腎小球毛細血管血壓也隨之下降,故腎小球有效濾過壓降低,GFR減少。此外,腎小球進球及出球小動脈的舒縮狀態,也會影響腎小球有效濾過壓及濾過率。當進球小動脈舒張或出球小動脈收縮時,可提高腎小球毛細血管血壓,故GFR增多;反之,當進球小動脈收縮或出球小動脈舒張時,則會降低腎小球毛細血管血壓而使GRR減少。
腎小球囊內壓一般比較恆定,然而在尿路梗阻,管型阻塞腎小管以及腎間質水腫壓迫腎小管時,則會引起囊內壓升高,腎小球有效濾過壓降低,原尿形成減少。
血漿膠體滲透壓與血漿白蛋白含量有關。血漿膠體滲透壓的變化對腎小球有效濾過壓的影響並不明顯。因為血漿膠體滲透壓下降後,組織間液的形成增多,可使有效循環血量減少,進而通過腎素-血管緊張素系統使腎臟進球小動脈收縮而降低腎小球毛細血管血壓。可見在血漿膠體滲透壓下降時,腎小球有效濾過壓不會發生明顯改變。在大量輸入生理鹽水,引起循環血量增多和血漿膠體滲透壓下降時,則會造成腎小球有效濾過壓及GFR增高,出現利尿效應。
(三)腎小球濾過面積減少
單個腎小球雖然很小,但成人兩腎約有200萬個腎單位,腎小球毛細血管總面積估計約為1.6m2,接近人體總體表面積,因而能適應每天約180L的腎小球濾過量。在病理條件下,腎小球的大量破壞,可引起腎小球濾過面積和CFR的減少,但腎臟具有較大的代償儲備功能。切除一側腎臟使腎小球濾過面積減少50%後,健側腎臟往往可以代償其功能。在大鼠實驗中,切除兩腎的3/4後,動物仍能維持泌尿功能。但在慢性腎炎引起腎小球大量破壞後,因腎小球濾過面積極度減少,故可使GFR明顯減少而導致腎功能衰竭。
(四)腎小球濾過膜的通透性改變
腎小球濾過膜具有三層結構,由內到外為:內皮細胞,基底膜和腎小球囊的臟層上皮細胞(足細胞)。內皮細胞間有小孔,大小約為500~1,000A。小的溶質和水容易通過這種小孔。基底膜為連續無孔的緻密結構、厚度為3200~3400A,表面覆有膠狀物,膠狀物的成分似以粘多糖為主,帶負電荷。腎小球囊的臟層上皮細胞(足細胞)具有相互交叉的足突,足突之間有細長的縫隙,寬約100~400A,長200~900A,上覆有一層薄膜,此薄膜富含粘多糖並帶負電荷。過去認為腎小球濾過膜小孔的大小是決定其通透性的因素,而小孔只允許相當於或小於白蛋白分子量大小(約68,000)的分子濾過,因而濾過的蛋白質主要為白蛋白以及其他低分子量蛋白如溶菌酶(分子量14,000)、β2-微球蛋白(分子量11,800)及胰島素等。這些濾過的蛋白質絕大部分又都在近曲小管被重吸收。當炎症、缺氧等因素使腎小球濾過膜通透性增高時,濾過的蛋白質就增多並可出現蛋白尿。但是近年發現,某一物質能否經腎小球濾過,不僅取決於該物質的分子量,而且還和物質所帶的電荷有關。因為腎小球濾過膜表面覆蓋一層帶負電荷的粘多糖,所以帶負電荷的分子如白蛋白因受靜電排斥作用,正常時濾過極少。只有在病理情況下,濾過膜表面粘多糖減少或消失時,才會出現蛋白尿。抗原-抗體複合物沉積於基底膜時,可引起基底膜中分子聚合物結構的改變,從而使其通透性增高。這也是腎炎時出現蛋白尿的原因之一。腎小球濾過襄上皮細胞的間隙變寬時,也會增加腎小球濾過膜的通透性。腎小球濾過膜的通透性增高是引起蛋白尿的重要原因。
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