腎小球的濾過(guò)功能(有效濾過(guò)壓,腎小球?yàn)V過(guò)率)

　　微穿刺法是利用顯微操縱儀將外徑6-10μm的微細(xì)玻璃插入腎小體的囊腔中。在與囊腔相接部位的近球小管內(nèi)，注入石蠟油防止起濾液進(jìn)入腎小管。用微細(xì)玻璃管直接抽到囊腔中的液體進(jìn)行微量化學(xué)分析（圖8-2）。分析表明，除了蛋白質(zhì)含量甚少之外，各種晶體物質(zhì)如葡萄糖、氯化物、無(wú)機(jī)磷酸鹽、尿素、尿酸和肌酐等的濃度都與血漿中的非常接近，而且滲透壓及酸堿度也與血漿的相似，由此證明囊內(nèi)液確是血漿的超濾液。

　　單位時(shí)間內(nèi)（每分鐘）兩腎生成的超濾液量稱為腎小球?yàn)V過(guò)率（glomerular filtration rate,GFR）。據(jù)測(cè)定，體表面積為1.73m²的個(gè)體，其腎小球?yàn)V過(guò)率為125ml/min左右。照此計(jì)算，兩側(cè)腎每一晝夜從腎小球?yàn)V出的血漿總量將高達(dá)180L。此值約為體重的3倍。腎小球?yàn)V過(guò)率和腎血漿流量的比例稱為濾過(guò)分?jǐn)?shù)（filtration fraction）。經(jīng)測(cè)算，腎血漿流量為66ml/min，所以濾過(guò)分?jǐn)?shù)為：125/660×100=19%。濾過(guò)分?jǐn)?shù)表明，流經(jīng)腎的血漿約有1/5幔有小球小茁到囊腔中。腎小球?yàn)V過(guò)率大小決定于濾過(guò)系數(shù)（K_f）(即濾過(guò)膜的面積及其通透性的狀態(tài))和有效濾過(guò)壓。腎小球?yàn)V過(guò)率=K_f×P_UF,P_UF表示有效濾過(guò)壓。

　　一、濾過(guò)膜及其通透性

　　人體兩側(cè)腎全部腎小球毛細(xì)血管總面積估計(jì)在1.5m²以上，這樣大的濾過(guò)面積有利于血漿的濾過(guò)。在正常情況下，人兩腎的全部腎小球?yàn)V過(guò)面積可以保持穩(wěn)定。但是在急性腎小球腎炎時(shí)，由于腎小球毛細(xì)血管管腔變窄或完全阻塞，以致有濾過(guò)功能的腎小球數(shù)量減少，有效濾過(guò)面積也因而減少，導(dǎo)致腎小球?yàn)V過(guò)率降低，結(jié)果出現(xiàn)少尿（每晝夜尿量在100-500ml之間）以致無(wú)尿（每晝夜尿量不到100ml）。

表8-1 物質(zhì)的有效半徑和腎小球?yàn)V過(guò)能力的關(guān)系

　　濾過(guò)能力（filterability）值為1.0表示該物質(zhì)可自由濾過(guò)，0則表示不能濾過(guò)

　　不同物質(zhì)通過(guò)腎小球?yàn)V過(guò)膜的能力決定于被濾過(guò)物質(zhì)的分子大小及其所帶的電荷。表8-1表示被濾過(guò)物質(zhì)的分子量和有效半徑對(duì)濾過(guò)的影響。一般來(lái)說(shuō)，有效半徑小于1.8nm的物質(zhì)，如葡萄糖（分子量180）的有效半徑為0.36nm，它可以被完全濾過(guò)。有效半徑大于3.6nm的大分子物質(zhì)，如血漿白蛋白（分子量約69000）則幾乎完全不能濾過(guò)。有效半徑介于葡萄糖和白蛋白之間的各種物質(zhì)，隨著有效半徑的增加，它們被濾過(guò)的量逐漸降低，以上事實(shí)提示，濾過(guò)膜上存在著大小不同的孔道，小分子物質(zhì)很容易通過(guò)各種大小的孔道，而有效半徑較大的物質(zhì)只能通過(guò)較大的孔道，用不同有效半徑的中性右旋糖酐分子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，也清楚地說(shuō)明了被濾過(guò)物質(zhì)的大小對(duì)濾過(guò)的影響。有效半徑小于1.8nm的中性右旋糖酐能自由通過(guò)濾過(guò)膜，有效半徑大于3.6nm的右旋糖酐就完全不能通過(guò)。有效半徑在1.8-3.6nm的右旋糖酐，其濾過(guò)量與有效半徑成反比，即隨著有效半徑增大，濾過(guò)量就不斷減少（圖8-6）。

圖8－6　不同的有效半徑和帶不同電荷對(duì)右旋糖酐濾過(guò)能力的作用

濾過(guò)能力的值為1.0，表示自由濾過(guò) 0則不能濾過(guò)

　　濾過(guò)膜的通性還決定于被濾過(guò)物質(zhì)所帶的電荷。用帶不同電荷的右旋糖酐進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察到，即使有效半徑相同，帶正電荷的右旋糖酐較易被濾過(guò)，而帶負(fù)電荷的右旋糖酐則較難通過(guò)（圖8-6）。血漿白蛋白雖然其有效半徑為3.5nm，由于其帶負(fù)電荷，因此就難于通過(guò)濾過(guò)膜。

　　濾過(guò)膜的上述特性可由濾過(guò)膜的超微結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)來(lái)說(shuō)明。濾過(guò)膜由三層結(jié)構(gòu)組成（圖8-3）；①內(nèi)層是毛細(xì)血管的內(nèi)皮細(xì)胞。內(nèi)皮細(xì)胞有上許多直徑50-100nm的小孔，稱為窗孔（fenestration），它可防止血細(xì)胞通過(guò)，但對(duì)血漿蛋白的濾過(guò)可能不起阻留作用。②中間層是非細(xì)胞性的基膜，是濾過(guò)膜的主要濾過(guò)屏障。基膜是由水合凝膠（hydrated gel）構(gòu)成的微纖維網(wǎng)結(jié)構(gòu)，水和部分溶質(zhì)可以通過(guò)微纖維網(wǎng)的網(wǎng)孔。有人把分離的基膜經(jīng)特殊染色證明有4-8nm的多角形網(wǎng)孔。微纖維網(wǎng)孔的大小可能決定著分子大小不同的溶質(zhì)何者可以濾過(guò)。③外層是腎小囊的上皮細(xì)胞。上皮細(xì)胞具有足突，相互交錯(cuò)的足突之間形成裂隙。裂隙上有一層濾過(guò)裂隙膜（filtration slit membrane），膜上有直徑4-14nm的孔它是濾過(guò)的最后一道屏障。通過(guò)內(nèi)、中兩層的物質(zhì)最后將經(jīng)裂隙膜濾出，裂隙膜在超濾作用中也很重要。

　　濾過(guò)膜各層含有許多帶負(fù)電荷的物質(zhì)，主要為糖蛋白。這些帶負(fù)電荷的物質(zhì)排斥帶帶負(fù)電荷的血漿蛋白，限制它們的濾過(guò)。腎在病理情況下，濾過(guò)膜上帶負(fù)電荷的糖蛋白減少或消失，就會(huì)導(dǎo)致帶負(fù)電荷的血漿蛋白濾過(guò)量比正常時(shí)明顯增加，從而出現(xiàn)蛋白尿。

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