肾小管和集合管机能的调节

（一）肾内调节

肾内调节包括小管液中溶质浓度的影响、球-管平衡等。

1．小管液中溶质的浓度　小管液溶质的浓度决定小管内的渗透压，是对抗肾小管重吸收水分的力量。如果小管液中溶质的浓度高，渗透压高，则小管液与管周组织液间的渗透压差将减小，水重吸收的动力减小，将会妨碍肾小管特别是近端小管对水的重吸收。同时，小管液中Na＋被稀释而浓度降低，故小管液与细胞内之间的Na＋浓度差也变小，Na＋的重吸收减少。结果不仅尿量增多，NaCl的排出也增多。如糖尿病患者，由于小管液中葡萄糖含量增多，妨碍了水和NaCl的重吸收，而造成尿量增多并出现糖尿。这种由于小管液中溶质浓度增高，使水的重吸收减少而尿量增多的现象为渗透性利尿（osmotic diuresis）。临床上对某些水肿病人可以使用能被肾小球滤过但不被肾小管重吸收的物质如甘露醇和山梨醇等，来提高小管液的渗透压，以达到利尿消肿的目的。

2．球-管平衡　近球小管对小管液的重吸收量与肾小球滤过率之间存在一定的比例关系，即近球小管的重吸收量始终占滤过量的65%～70%，这种关系称为球-管平衡。其生理意义在于使尿量不致因肾小球滤过率的增减而发生大幅度的变化。球-管平衡与近球小管对Na＋的恒定比率重吸收有关，近球小管对Na＋的重吸收量常是滤过量的65%～70%，从而决定了对滤液的重吸收量也总是占肾小球滤过率的65%～70%。在肾血浆流量不变的情况下，如肾小球滤过率增加，则进入近球小管周围毛细血管的血量减少，毛细血管中血压降低而胶体渗透压增高，在这种情况下，毛细血管对小管细胞间液体的回收加速，这同时也是组织液静水压降低，有利于肾小管增加对Na＋和水的重吸收，使重吸收的量仍达肾小球滤过率的65%～70%；如果肾小球滤过率减少，则发生相反的变化，但重吸收量仍保持在此范围。球-管平衡在某些情况下也可能被打破。如在渗透性利尿时，近球小管重吸收率减少，而肾小球滤过率不受影响，重吸收率＜65%～70%，排出的NaCl和尿量都会明显增多。

前文述及，肾小球滤过率的改变可影响原尿的生成量，但在生理情况下，由于存在球-管平衡机制，使尿量不致因滤过率的增减而发生大幅度的变化。总的说来，在远曲小管以前的各段肾小管，对Na＋和水的重吸收属必然性重吸收，对尿量影响也不大，尿量的多少主要取决于远曲小管和集合管，尤其是集合管对Na＋和水的重吸收量。

（二）神经和体液调节

1．神经调节　肾主要接受交感神经的支配。肾交感神经兴奋除可引起入球小动脉和出球小动脉收缩，使肾小球滤过率降低外。交感神经兴奋还可刺激球旁器中的球旁细胞释放肾素，导致循环血中的血管紧张素Ⅱ和醛固酮含量增加，增加肾小管对NaCl和水的重吸收；交感神经兴奋也增加近球小管和髓襻上皮细胞重吸收Na＋、Cl-和水。肾交感神经抑制则有相反的作用。

2．体液调节

（1）抗利尿激素：抗利尿激素（antidiuretic hormone，ADH）是由下丘脑视上核和室旁核的神经内分泌细胞合成的由9个氨基酸残基组成的小肽，经下丘脑垂体运输至神经垂体贮存，并由此释放入血。

抗利尿激素的主要作用是提高远曲小管和集合管上皮细胞对水的通透性，从而增加水的重吸收，使尿液浓缩，尿量减少（抗利尿）。抗利尿激素与远曲小管和集合管上皮细胞管周膜上的V2受体结合后，通过兴奋性G蛋白激活膜内的腺苷酸环化酶，使细胞内cAMP生成增多，cAMP激活细胞中的蛋白激酶A，使原位于管腔膜附近的含有水通道的小泡镶嵌在管腔膜上（图10-11），水通道的增加使管壁对水的通透性增加，水重吸收的量增多使尿液浓缩，尿量减少。当抗利尿激素缺乏时，管腔膜上的水通道返回到细胞内原来的部位，管腔膜上的水通道消失，管壁对水通透性降低。

图10-11　抗利尿激素的作用机制示意图

血浆晶体渗透压是生理情况下调节抗利尿激素分泌和释放的重要因素。下丘脑视上核和室旁核及其周围区域存在渗透压感受器，在人体因剧烈运动而大量出汗或病理情况下发生严重的呕吐、腹泻后，导致体内水分丧失，血浆晶体渗透压升高，可刺激渗透压感受器，引起视上核和室旁核细胞分泌、神经垂体释放的抗利尿激素增加。抗利尿激素促进远曲小管和集合管对水的重吸收，尿液浓缩，水分排出减少，有利于血浆晶体渗透压恢复到正常范围。相反，大量饮清水使血浆晶体渗透压降低，上述刺激作用减弱，抗利尿激素分泌和释放减少甚至停止，远曲小管和集合管对水的重吸收减少，尿液稀释，尿量增多，以排出体内过剩的水分。这种由于一次性的大量饮清水，反射性地使抗利尿激素分泌和释放减少而引起尿量明显增多的现象，称为水利尿。临床上常利用水利尿试验来检测肾的稀释能力。

抗利尿激素释放的调节还和循环血量的变化有关。循环血量减少时，对左心房和胸腔大静脉壁上的容量感受器刺激减弱，同时心输出量减少，血压降低，对颈动脉窦压力感受器的刺激减弱，二者经迷走神经传入中枢的冲动减少，反射性地使抗利尿激素分泌和释放增多，水重吸收增多，尿量减少，有利于血容量和血压的恢复。循环血量增多，对容量感受器的刺激增强；心输出量增多，血压升高，对压力感受器的刺激增强，二者均可使迷走神经传入冲动增加，反射性地抑制抗利尿激素的分泌和释放，使水的重吸收减少，尿量增多，以排出体内过剩的水分。

（2）醛固酮：醛固酮（aldosterone）由肾上腺皮质球状带的细胞分泌。其作用主要是促进远曲小管和集合管上皮细胞对Na＋和水的重吸收，促进K＋的分泌，所以具有保Na＋排K＋和增加细胞外液容量的作用。

醛固酮属类固醇类激素，可直接进入远曲小管和集合管的上皮细胞，与胞质内的受体结合形成激素-受体复合物，后者通过核膜，与核中DNA特异性结合位点相互作用，调节特异性mRNA转录，最终合成多种醛固酮诱导蛋白。这些蛋白使管腔膜对Na＋的通透性增大，线粒体内ATP的合成和管周膜上钠泵的活性增加，以及Na＋-K＋和Na＋-H＋交换过程增强。醛固酮在增强远曲小管和集合管上皮细胞对Na＋的重吸收的同时，水的重吸收也增加，故细胞外液量增多，K＋的分泌量也增加（图10-12）。

图10-12　醛固酮作用机制示意图

醛固酮的分泌主要受肾素-血管紧张素-醛固酮系统和血K＋、血Na＋浓度的调节。

肾素是球旁细胞分泌的一种蛋白水解酶。由肝脏合成的血管紧张素原在肾素等一系列酶的作用下逐步水解，先后产生血管紧张素Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ（第5章已述及），血管紧张素Ⅲ和Ⅱ可刺激肾上腺皮质分泌醛固酮增多，因此，肾素-血管紧张素系统和醛固酮在血浆中的变化是一致的，共同构成一个相互关联的功能系统，称为肾素-血管紧张素-醛固酮系统。

血K＋浓度升高和（或）血Na＋浓度降低，均可直接刺激醛固酮的合成和分泌增加；反之，则使醛固酮分泌减少。其中，肾上腺皮质球状带对血K＋浓度的变化比对血Na＋更为敏感。醛固酮与血中K＋、Na＋浓度关系密切，醛固酮的分泌受血中K＋、Na＋浓度调节，而醛固酮的作用又可调节血中K＋、Na＋浓度的平衡。

（3）心房钠尿肽：心房钠尿肽是由心房肌细胞合成和释放的。心房钠尿肽通过抑制集合管对NaCl的重吸收、促进入球和出球小动脉舒张（以前者为主）以及抑制肾素、醛固酮和抗利尿激素的分泌，使水的重吸收减少，具有明显的促进NaCl和水排出的作用。循环血量增多使心房扩张和摄入钠过多时，刺激其释放。

链接　肾素-血管紧张素-醛固酮系统与高血压　近年来把肾素-血管紧张素-醛固酮系统（R-A-A-S）看成是高血压发病的轴心。并根据血浆中肾素水平，将高血压分为三型：高肾素型、低肾素型、正常肾素型。根据R-A-A-S的相关理论可对某些临床现象进行更恰当的解释，并依次提出对应的治疗方法，如，高肾素型需要用普萘洛尔等β受体阻滞药治疗，低肾素型需要用利尿药治疗，正常肾素型可用一般降压药治疗，等等。