影响肾小球滤过的因素
(The factors affecting glomerular filtration)
影响肾小球滤过的因素主要有三方面:肾小球毛细血管的滤过系数(Kf)、有效滤过压和肾血浆流量。现分述如下:
(一)肾小球毛细血管滤过系数
肾小球毛细血管滤过系数是肾小球毛细血管通透性和肾小球有效滤过面积的乘积。Kf增加可以提高肾小球滤过率,Kf减小则降低肾小球滤过率,但是Kf不能进行直接测量,可以用肾小球滤过率被有效滤过压(NFP)相除来评估:即Kf=GFR/NFP。
因为对于两个肾来说,总的GFR大约为125ml/min,而有效滤过压是10mmHg,正常Kf值数为12.5ml/(min.mmHg)。如果以每100克肾脏重量来计算Kf,可以得出Kf平均值每100克肾脏重量大约为4.2ml/(min.mmHg)。身体其他组织的毛细血管系统Kf平均值每100克重量约为0.01ml/(min.mmHg)。所以肾脏毛细血管Kf值较其他组织毛细血管Kf值高400倍。肾小球毛细血管这样高的Kf,对于肾小球快速滤过液体起着巨大的作用。虽然Kf增减可提高或降低GFR,但是在正常条件下它可能并不是影响GFR的主要因素。而在疾病条件下则可能因为Kf的改变对滤过产生重要影响。如在某些疾病,功能性肾小球毛细血管数目减少(减少了滤过面积),或增加肾小球毛细血管膜的厚度而降低了通透性,都可使Kf减小(如慢性非控制性高血压和糖尿病),从而使肾小球滤过率下降。
(二)有效滤过压的改变
凡是影响有效滤过压的因素都能影响肾小球滤过率。
1.肾小球毛细血管的血压:在正常条件下肾小球毛细血管血压约为60mmHg。肾小球毛细血管血压的变化是生理状态下调节GFR的主要方式。增加肾小球毛细血管血压则提高GFR,减少肾小球毛细血管血压则降低GFR,肾小球毛细血管血压通常受三种因素的影响:(1)动脉血压;(2)入球小动脉的阻力;(3)出球小动脉的阻力。增加动脉压,则提高肾小球毛细血管血压,增大有效滤过压,使GFR增大。但全身动脉血压在80~180mmHg(10.9-24.0 kPa)范围内波动时,由于肾血流量存在自身调节机制,肾血流量保持相对稳定,肾小球滤过率不会受大的影响,但超出这一范围的变化,动脉血压升高或降低,肾小球毛细血管血压发生相应变化,肾小球滤过率也必然会发生相应变化,当动脉血压降至40~50mmHg以下,肾小球滤过率会降至零,将导致无尿。
增加入球小动脉阻力,则降低肾小球毛细血管血压,减少肾小球滤过率。相反入球小动脉扩张,则增加肾小球毛细血管血压,也增加肾小球滤过率,出球小动脉收缩,增加肾小球毛细血管血液流出的阻力,从而提高肾小球毛细血管血压,只要在输出阻力增加期间肾脏血流不太降低的情况下,肾小球滤过率会轻度地增加(图9-7)。如果出球小动脉强烈地收缩,降低肾血流量时,会增加肾小球毛细血管胶体渗透压,并超过由于出球小动脉收缩而引起的肾小球毛细血管的血压,则引起肾小球滤过率减少。
2.囊内压:在正常条件下肾小囊内压比较稳定,通常约为18mmHg。增加囊内压,便降低肾小球滤过率,减小囊内压就增加肾小球滤过率。在病理条件下,如钙或尿酸沉积造成尿道结石,往往多发生在输尿管,会引起囊内压升高,导致有效滤过压降低,使肾小球滤过率减少。
3.血浆胶体渗透压:在正常条件下血浆胶体渗透压不会发生显著的变化,当全身血浆蛋白明显减少时,有效滤过压会相应地升高,肾小球滤过率增加,导致尿量增多。如临床上给患者快速输入生理盐水,引起尿量增多,这与血浆蛋白被稀释、血浆胶体渗透压降低有关。
(三)肾血浆流量的变化
肾脏比其他器官有非常丰富的血流量,两个肾脏只有体重的0.4%,但却接受1/5的心输出量。如果只从完成供给肾脏营养和排除废弃产物这一功能来说,肾脏这样高的血流量远远超过这种需要。肾脏大量血流的目的是使肾小球更好的完成滤过作用,这是精细调节体液溶积和溶质浓度所必需的。因此肾血流量的变化对肾小球滤过率有重大影响。肾血浆流量增加可引起肾小球毛细血管血压升高,有效滤过压增大,致使肾小球滤过率增加。
肾脏的血流决定于肾动脉和肾静脉压力差被肾脏血管总阻力除。以公式表示:
肾脏血流=(肾动脉血压-肾静脉血压)/肾脏血管总阻力
肾动脉压大约等于体动脉血压,而肾静脉压平均为3~4mmHg。肾脏血管总阻力则决定于各个血管段阻力的总和。这些血管段包括动脉、小动脉、毛细血管和静脉,如表9-3所示:
表9-3 肾血管段的阻力
血管 血管压力(mmHg) 肾脏血管总阻力百分数
开始端 终端
肾动脉 100 100 ~0
叶间动脉、弓形动脉、小叶间动脉 100 85 ~16
入球小动脉 85 60 ~26
肾小球毛细血管 60 59 ~1
出球小动脉 59 18 ~43
小管周围毛细血管 18 8 ~10
叶间、小叶间和弓形静脉 8 4 ~4
肾静脉 4 4 ~0
肾脏血管的阻力主要是在小叶间动脉、入球小动脉和出球小动脉。增加肾脏任何一段血管的阻力都会降低肾脏血流,减小血管的阻力则增加肾脏血流。如果肾血浆流量增加,肾小球毛细血管胶体渗透压上升速度减慢,有滤过作用的毛细血管段延长,肾小球滤过率也增大。肾血浆流量减少时,血浆胶体渗透压上升速度快,有滤过作用的毛细血管段短,肾小球滤过率降低。在缺氧、中毒性休克等病理情况下,由于交感神经兴奋,肾血流量减少,肾小球滤过率显著减少,尿量减少。