肾的生理功能

肾的生理功能主要有以下五个方面：①生成尿液；②保持机体内环境理化因素的相对稳定，维持水、电解质和酸碱平衡；③排泄机体代谢的终末产物；④调节血压；⑤分泌多种生物活性物质。

（一）生成尿液

尿液的生成与肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收作用密切相关，二者既有分工又有合作。血液经肾小球滤过后，在肾小球囊内形成的滤过液称为原尿，原尿经肾小管重吸收后形成的即为终尿。人体排出体外的尿实际是指终尿。由于肾小球的特殊结构，当血液流经肾小球毛细血管时，除血细胞和大分子的蛋白质以外，几乎所有的血浆成分都滤过到肾小球囊腔而形成原尿，其中包括分子量较小的血浆蛋白。肾小球具有超滤作用的动力是净超滤压，也就是说要有一定的滤过压力才能促使血液从肾小球毛细血管膜滤过到肾小球囊内。净超滤压的大小与肾小球毛细血管压、毛细血管的通透性、有效的滤过面积及胶体渗透压等因素密切相关。肾病患者发生水肿，就是由于以上几个因素发生了改变。

肾小管对原尿具有选择性的重吸收作用，重吸收的过程有被动和主动两种方式。肾小球滤液中的多种物质如葡萄糖、氨基酸经肾小管后全部被重吸收；电解质与水大部分重吸收；尿素、肌酐等代谢终末产物仅小部分重吸收或完全不被重吸收。

肾小球的滤过率和肾小管的重吸收率是密切相关的：当肾小球滤过率增高时，肾小管的重吸收率也增高；当肾小球滤过率降低时，肾小管的重吸收率也降低。这种正常的尿液生成现象，称为球-管平衡。肾通过尿液的生成与排泄，排出机体的代谢废物，维持水液代谢的平衡，保持内环境的相对稳定。

（二）维持电解质和酸碱平衡

1．肾对电解质的调节作用　肾对钾、钠、氯、钙、磷等电解质的平衡起着重要的调节作用，所以当肾有病变时，可以引起电解质的紊乱。肾病患者检测血清中的电解质，目的在于及时发现电解质的紊乱，使之及时得以纠正。钠离子绝大部分以氯化钠的形式存在，其次是碳酸氢钠。钠离子是细胞外液中最主要的阳离子，是决定细胞外液渗透压的主要成分，钠与水常在一起，以维持细胞外液量。肾保钠的功能很好，正常情况下经肾小球滤过的氯化钠99%以上被肾小管重吸收，所以经尿液排出的钠每日只有3～5克。血清钠的正常值为135～145毫摩尔／升。肾对钠离子的调节作用极其灵敏和精确，一方面通过改变肾小球的滤过率而影响滤过钠离子的量，而更主要的是调节肾小管对钠离子的重吸收量。当人体钠离子过多时，尿中排钠增加；反之，尿中排钠减少。

钾离子是人体内十分重要的阳离子，体内钾的98%分布在细胞内，2%分布在细胞外。正常血清钾离子的浓度为4．1～5．6毫摩尔／升。钾离子对细胞的兴奋、生长及细胞容量的维持均起着重要作用。当细胞内、外钾离子的绝对含量或比值发生改变时，均可影响细胞的活动，严重时可危及生命，其中血清钾的变化影响更大。肾保留钾离子的能力不如钠离子，经肾小球滤过的钾离子虽然90%在近曲小管被重吸收，然而其中的大部分又从远曲小管分泌出来，并从尿中排出。正常人24小时尿钾的排出量为1．2～3．2克，相当于肾小球钾滤过量的10%～15%。

正常人体的钙99%存在于骨骼中，0．6%在细胞内，0．1%在细胞外。血清钙的正常值为2．10～2．55毫摩尔／升，其中50%为结合钙，50%为游离钙。游离钙虽然浓度不高，但对神经肌肉、心肌的兴奋性等起着关键性作用。肾小球毛细血管滤过的钙基本上是游离的钙，其中99%经肾小管重吸收。当血钙浓度偏高时，尿钙的排出量增加，反之，尿钙的排出量减少，如此保持血钙的平衡。

通常测定的血磷是指无机磷，它也是以游离的形式存在的。正常人血磷浓度为1．13毫摩尔／升。经肾小球毛细血管滤过的磷约有85%被肾小管重吸收。肾是磷的主要排出途径，当摄入磷增加时，尿磷排出增加，当摄入磷减少时，尿磷排出亦减少，以维持血磷的平衡。如果肾小管发生病变，磷重吸收障碍，磷的排出增加，以致血磷低下而影响成骨，会出现佝偻病症状。肾衰竭时，肾小球滤过磷减少，会引起血磷升高，以致一些软组织发生异位钙化。

2．肾对酸碱平衡的调节作用　人体的各种生命活动，如多种酶反应、激素的效应、信息的传递及细胞器的功能等，均需要相应的pH范围，因此，维持机体的酸碱平衡是十分重要的。由于机体在代谢过程中不断地产生大量酸性物质并释放入血液，所以机体通过体液中的缓冲系统、肺及肾的调节来维持酸碱平衡。其中，肾的调节作用最强、最彻底，且维持时间最长。

机体代谢中产生的固定酸，如硫酸、磷酸、乳酸、丙酮酸、酮体等主要由肾排出体外。肾的排酸功能主要在近端肾小管，远端肾小管及髓襻也有一定的排酸作用。肾小管通过Na＋—H＋交换分泌H＋，之后H＋极微量H＋作为游离H＋排出；H＋与肾小球滤过的通过一系列的生化反应，而使重吸收；H＋与滤液中的和有机化合物，如肌酐、尿酸盐等结合形成不解离的酸而排出体外；H＋与肾小管分泌的NH3反应生成而被排出体外。

（三）肾对体内毒素的排泄作用

人体内的毒素究竟是什么物质？过去一直认为主要是尿素，实际上导致尿毒症的毒素种类繁多，目前公认的是尿素、尿酸，还有胍类、酚类、胺类、吲哚类与中分子物质（分子量为500～5　000道尔顿）等。肾对体内毒素具有排泄作用。

尿素是蛋白质代谢的主要终末产物，分子量是60道尔顿，其中含氮28道尔顿，故血清尿素氮（BUN）约为尿素的一半。正常成人血中尿素氮的浓度为2．9～7．2毫摩尔／升（8～20毫克／分升），而每日尿中排出的尿素有10～30克。尿素的生成量取决于饮食中蛋白质的摄入量、组织蛋白分解代谢及肝功能情况。食入蛋白质越多，尿中排出的尿素越多。因而排泄尿素是肾的主要功能之一。

内生肌酐是人体肌肉代谢的产物。在肌肉中，肌酸主要通过不可逆的非酶脱水反应缓缓地形成肌酐，再释放到血液中，随尿液排泄。因而血肌酐与体内肌肉总量关系密切，不易受饮食影响。肌酐是小分子物质，可通过肾小球滤过，在肾小管内很少吸收，每日体内产生的肌酐几乎全部随尿排出，一般不受尿量的影响。肾功能不全时，肌酐在体内蓄积成为对人体有害的毒素。血肌酐的正常值＜133微摩尔／升（1．5毫克／分升）。血肌酐测定是诊断肾衰竭的重要指标。由于血肌酐受饮食影响小，故血肌酐较血尿素氮能更好地反映肾小球功能。肾具有很强的代偿功能，在肾功能受损50%～70%时，血肌酐仍可维持正常水平，此时内生肌酐清除率能较准确地评价肾功能。当肾功能失代偿后，即血肌酐＞177微摩尔／升（2毫克／分升），血肌酐才能较为灵敏地反映肾功能。血肌酐水平与肾功能的损伤程度呈正相关。

尿酸为嘌呤代谢的终末产物，正常人的血尿酸水平，男性最高值为420微摩尔／升，女性最高值为360微摩尔／升。大约25%的尿酸与血浆蛋白质结合，大部分以游离的钠盐溶解在血浆中，可以自由滤过肾小球。近曲小管对尿酸的重吸收可达98%，为主动转运。近曲小管还能主动分泌尿酸，但大部分在排出过程中被再重吸收，通过重吸收—分泌—重吸收的过程，经终尿排出的尿酸为肾小球滤过量的6%～10%，每日尿中所含的尿酸有0．1～1．0克。肾功能减退使肾小球滤过率降低，或近端肾小管对尿酸的重吸收增加，均可导致血尿酸升高。

当肾功能受到严重损害时，由于肾排泄毒素的功能发生障碍，上述有毒的代谢产物遂大量潴留于体内，产生机体自身中毒的各种症状。

（四）肾对血压的调节作用

高血压是肾病尤其是慢性肾衰竭的主要临床表现之一，属于继发性高血压的范畴，是由于肾对血压调节作用出现紊乱的结果。肾对血压的调节作用主要通过以下几个环节进行。

1．分泌肾素　肾素由肾小球旁器颗粒细胞合成、储存和分泌。肾素能催化血管紧张素原，使之成为血管紧张素Ⅰ，血管紧张素Ⅰ在转化酶的作用下水解为血管紧张素Ⅱ。血管紧张素Ⅱ有较高的生物活性，具有收缩血管的作用，是已知最有效的升压物质。

2．分泌内皮素　肾小球毛细血管内皮细胞是肾合成内皮素的主要场所，其中内皮素-1（ET-1）具有强大的血管收缩作用，对高血压的发生和维持具有重要影响。

3．具有激肽释放酶—激肽系统　肾含有该系统的所有成分，即激肽释放酶、激肽原、激肽和激肽酶。其生理功能为舒张血管，是肾的主要降压系统。该系统功能缺陷可导致高血压。

4．生成前列腺素　肾髓质乳头部的间质细胞和集合管细胞生成前列腺素，其组成主要为前列腺素A2（PGA2）和前列腺素E2（PGE2），其主要生理作用是舒张血管而降低血压，而且与激肽系统之间有协同的降压作用。

5．分布一氧化氮　一氧化氮是内皮源性血管舒张因子，近年来的研究对其确切的生物学功能有了较为深刻的认识。大量研究证实，一氧化氮在肾细胞中广泛分布，其生理作用为舒张血管，对降压有一定的影响。

6．有髓质降压脂　近年来研究者对肾髓质在维持正常血压中的作用较为关注，发现并提纯了一系列具有降压能力的髓质抗高血压物质，如肾髓质极性降压脂和中性降压脂。另外，在临床上一些髓质受到广泛破坏的疾病，如多囊肾、肾盂积水及含淀粉样物质的肾质细胞结节，其高血压的发生率显著增加，这也证明了在正常情况下肾髓质参与了降低血压的调节。

7．肾对水、钠代谢的调节　通常情况下，机体潴钠的同时亦潴水，水、钠潴留可以导致容量依赖型高血压。正常情况下，肾对钠的调节功能很好，尿钠的排出量随其入量的多少而增减。肾对水平衡的调节是通过肾小管对尿液的浓缩和稀释功能来实现的。因而在肾功能正常时，即使遇到急性的钠、水潴留，也很容易被肾清除而不会引起高血压。

综上所述，肾对血压的调节，一方面是产生多种升压和降压物质，另一方面是调节水钠代谢的平衡，从而使血压维持在正常水平。

（五）肾的内分泌功能

肾能产生某些激素类的生理活性物质，如前所述的对血压起调节作用的肾素、前列腺素、激肽释放酶、激肽原、激肽和激肽酶等。除此以外，肾还能分泌1，25-二羟胆骨化醇和红细胞生成素。

1，25-二羟胆骨化醇亦称活性维生素D3，是调节钙代谢的激素。肾是形成该物质的唯一器官，其活性较强，是刺激小肠吸收钙的最强、最迅速的类固醇，也是最强的骨钙动员物质。临床上慢性肾功能不全患者，由于肾形成1，25-二羟胆骨化醇不足，使钙吸收障碍，而致骨营养不良。

红细胞生成素是一种调节红细胞生成的糖蛋白激素。成人大约10%的红细胞生成素在肝合成，而90%以上的红细胞生成素是由肾皮质和髓质外肾小管周围毛细血管内皮细胞产生的。红细胞生成素对造血系统有促进干细胞分化成原红细胞的作用。慢性肾功能不全患者，由于肾分泌红细胞生成素减少，可导致肾性贫血。

以上介绍了肾的大概结构和功能。各种原发或继发性肾疾病发生以后，肾的微观结构发生变化，影响肾的正常生理功能。