第三章　肾脏血管生理

肾脏是血流量丰富的器官，正常人安静时每分钟有1 000～1 200ml血液流经肾脏，相当于心输出量的20%～25%，以每克组织计算，是全身血流量最丰富的器官。

第一节　肾脏的血管路径

双侧肾动脉起自腹主动脉的两侧，大约第1腰椎水平。肾动脉发出后，向外越过膈脚的前方进入肾门。右肾动脉较左肾长。肾动脉进入肾门后分为前、后两支，前支较粗，供血范围较大；后支较小，供血范围较少。两支于肾盂的前方和后方在肾乳头凹陷处进入肾实质。两个主要分支再分为五支肾段动脉，由前支动脉分出尖、上、中、下段动脉和后支延续的后段动脉。每支肾段动脉分布供应的肾实质称为肾段。肾段间有缺血管带，肾段动脉间缺乏吻合支。肾段动脉再行分支，位于肾锥体的侧方，称叶间动脉。叶间动脉走行至皮髓质交界处，发出与叶间动脉垂直、与肾表面平行的弓状动脉。相邻的弓状动脉之间没有吻合支。自弓状动脉向皮质表面发出多数呈放射状的分支，称小叶间动脉。小叶间动脉再分支则形成入球小动脉，在肾小球内形成毛细血管袢，再汇集为出球小动脉。皮质肾单位的出球小动脉离开肾小体后，分支形成肾小管周围毛细血管网。髓质旁肾单位的出球小动脉需越过弓状动脉形成较长的直小动脉进入肾髓质，每支出球小动脉可分出数支到十数支直小动脉，成束直行下降，走向肾乳头。肾脏的静脉系统与动脉相伴行。在皮质，肾小管周围毛细血管网汇入小叶间静脉注入弓状静脉，在髓质，直小动脉经过毛细血管网演变为直小静脉，直小静脉与直小动脉呈反方向折返注入弓状静脉，弓状静脉注入叶间静脉，再注入肾段静脉，在肾门处汇集为肾静脉，最后注入下腔静脉。

肾动脉、肾段动脉、叶间动脉及弓形动脉均为弹力肌型动脉，由内皮细胞、基底膜、内弹力板、肌层和外膜组成。小叶间动脉属于小肌型动脉，最内为长梭形的内皮细胞，细胞间为紧密联结和缝隙联结，并混有肌上皮细胞，其下为基底膜及不连续的弹力纤维，向外为平滑肌层，最外为外膜。入球小动脉可分为起始段和近小球段，起始段的结构与小叶间动脉相似，近小球段为肾小球旁器的一部分。皮质肾单位和髓旁肾单位的出球小动脉的结构有一定差异。皮质肾单位中出球小动脉的内皮细胞仅有紧密联结，并有较多的肌上皮细胞，缺乏一般小血管的规则的基底膜，而丰富的基底膜样物质填充于内皮细胞下、平滑肌细胞之间及与其相邻的球外系膜细胞之间（肾小球旁器的组成部分）。髓旁肾单位的出球小动脉有较多的平滑肌细胞，并形成直小动脉。肾小管周围毛细血管由内皮细胞和基底膜构成，基底膜外侧尚见血管周细胞，毛细血管内皮细胞有窗孔，但窗孔底部有薄层的窗孔膜。髓质的直小静脉、小叶间静脉的管壁与毛细血管相似，弓形静脉、叶间静脉的管壁也很薄，仅有少量不连续的平滑肌细胞，在肾小管上皮细胞肿胀或肾间质水肿时，容易压迫静脉导致淤血。

第二节　肾脏血管的生理特点

一、二级毛细血管网

入球小动脉在肾小球内形成毛细血管袢，再汇集为出球小动脉。皮质肾单位的出球小动脉离开肾小体后，分支形成肾小管周围毛细血管网，形成二级毛细血管网。

肾小球毛细血管袢介于入球小动脉和出球小动脉之间，每一输入小动脉可分出5～8个分支，每一分支再分成20～40个毛细血管袢，其滤过面积约为1.5m2。入球小动脉粗而短，出球小动脉细而长，其肾小球毛细血管的压力高，为60～75mmHg，相当于平均动脉压的60%，较其他器官的毛细血管压高出1倍左右，这种特点有利于血浆的滤过。在入球和出球小动脉之间还有血管吻合支，血液可以通过这些“旁路”，调节肾小球毛细血管的血流量、肾小球滤过率。当吻合支开放时，肾小球毛细血管的血流量减少，肾小球滤过率亦降低。

肾小管周围的毛细血管，因为出球小动脉细而长，阻力大，毛细血管压力较低；特别是血液经肾小球滤过后，血容量减少，而血浆蛋白浓度升高，所以肾小管周围的毛细血管流体静压低，胶体渗透压高，有利于肾小管腔内液体的重吸收。

二、肾内血流的分配

肾内局部血流量有很大不同。皮质外层每100g组织的血流量约为440ml/min，占肾总血流量的80%左右；内层皮质和外层髓质的血流量明显减少，约为120ml/min，占肾总血流量的15%左右；内层髓质和乳头部的血流量最少，仅有32ml/min，占肾总血流量的5%左右，其中乳头部更少，只有14ml/min，占肾总血流量的2%左右。血流速度亦不相同：皮质血流速度快，血液通过皮质只要2.5秒，而通过髓质需要27.7秒。

肾内血流分配不均匀，髓质的血流量少的主要原因是髓质内带直小血管细而长，起始部具有平滑肌和交感神经支配，以及其血流阻力大所致。此外，髓质血管周围组织液渗透压高，血管内水分不断外渗，血液黏稠度大亦是一个重要原因。

三、肾血流量的相对恒定

当肾灌注压波动在80～200mmHg时，肾血流量维持相对恒定，其肾小球毛细血管的压力变化亦不大。当全身动脉血压低于80mmHg或高于200mmHg时，肾血流量才随着血压的波动而波动。

第三节　肾血流的自动调节

移植肾或人工灌注的离体肾脏，在完全排除外来的神经支配和体液因素影响以后，其血流量在一定灌注压的范围内，仍能维持相对恒定，称为肾血流的自动调节。这说明肾脏可以通过自身的调节机制，来维持其血流量的相对恒定，而无需来自神经或体液的调节。其基本原因在于肾内血流阻力可以随着动脉压的波动而发生平行的变化：当动脉压升高时，肾内血流阻力亦增大，因而肾血流量保持不变；相反，在动脉压降低时，肾内血流阻力随之降低，因而肾血流量能够维持稳定。但是，关于肾内血流的自动调节，目前有以下几种学说：

一、细胞分流学说

这一学说认为，当动脉血压升高时，肾内血流发生轴流，使小叶间动脉内血液比容、黏滞性和阻力增加，从而增加肾内血流阻力，而肾血流量维持不变。但是，直接测定肾小叶动脉的血液比容发现，当血压增加时，比容并不高，应用无红细胞的液体灌注肾脏，发现肾血流量的自动调节现象依然存在。

二、组织压力学说

这一学说认为，当动脉血压增加时，组织液生成增加，肾组织流体静压和肾小球后血管阻力升高，压迫毛细血管和肾内小静脉，使肾组织压力进一步增加，而维持肾血流量不变。这一理论虽然得到一些实验的支持，但亦有一些报道提出增加组织液压力，肾血流并无明显改变，降低灌注压，组织流体静压亦无显著变化。

三、肌源反应学说

这一学说认为，当肾灌注压升高时，入球小动脉的平滑肌因受牵张刺激发生收缩，使肾小球前阻力增大，从而维持肾血流量不变。肾小球入球小动脉可能对某些因素的变化特别敏感，例如应用罂粟碱等药物时，抑制平滑肌活动，自动调节现象即消失。

四、反馈调节学说

这一学说认为，当肾灌注压升高时，肾血流量和肾小球滤过率的一时性增加，使钠的滤过量随之增加，后者刺激致密斑钠感受器，反馈性促进肾小球旁器分泌肾素，局部作用于入球小动脉，增加其阻力，维持肾血流量不变。

关于肾血流量的自动调节机制，目前多倾向于后两种学说。

第四节　肾小球旁器

肾小球旁器是远端肾小管与肾小体血管极相接触部位的一个具有内分泌功能的特殊结构。由一组具有特殊功能的细胞群组成，包括球旁细胞、致密斑、球外系膜细胞和极周细胞组成。

1.球旁细胞

即入球小动脉壁上的平滑肌细胞衍化而来的颗粒细胞，为上皮样细胞，胞体较大，呈立方形或多边形，细胞质丰富，肌原纤维极少，粗面内质网丰富，线粒体较多，核糖体散在，有较多的内分泌颗粒。已证实这些内分泌颗粒主要含有肾素。部分球旁细胞位于出球小动脉壁，病态下甚至可延伸到小叶间动脉壁。

2.致密斑

是远曲小管起始部接近肾小球血管极的上皮细胞，窄而高，形成椭圆形隆起。致密斑直径为40～70µm，细胞表面敷有一层黏蛋白、微绒毛和不规则的皱襞。致密斑细胞近腔面为紧密连接，侧面为指状相嵌连接，基部有短皱褶。致密斑与球外系膜细胞和入球小动脉有广泛接触，致密斑细胞之间的间隙可随肾脏的功能状态而加大或关闭。

3.球外系膜细胞

位于肾小球血管极的入球小动脉、出球小动脉和致密斑之间的一组细胞群。他们与肾小球内的系膜细胞相连。细胞表面有突起，细胞核长圆形，细胞质清晰，细胞器较少，细胞间有基膜样物质包绕，并与致密斑的基底膜相连。

4.极周细胞

位于肾小囊壁层细胞与脏层上皮细胞的移行处，环绕着肾小体血管极。极周细胞内也有多数球形分泌颗粒。

肾小球旁器主要与肾素的分泌和调节有关。球旁细胞和球外系膜细胞均有分泌肾素的功能，大部分肾素进入肾间质再经毛细血管入血，少部分经小动脉内皮直接分泌入血。致密斑感受尿液内的钠离子浓度，进而调节肾素的分泌。肾小球旁器的血管和致密斑的接触面积是控制肾素分泌的结构基础。当远端肾小管内原尿尿量和钠离子减少时，远端肾小管直径变小，致密斑与血管的接触面积减少，导致肾素分泌增多；反之，接触面积增大，则肾素分泌减少。

第五节　肾血流的神经体液调节

肾血流除受肾内因素的自动调节外，也接受神经和体液的控制。

一、神经调节

肾脏具有丰富的神经支配。神经主要来自腹腔神经丛，具有肾上腺能和胆碱能的两种纤维，主要支配叶间动脉、弓形动脉、小叶间动脉、入球小动脉和一些直小血管。交感神经和迷走神经相伴行，支配相同的区域。但是，肾小球、出球小动脉和肾小管周围血管的神经纤维则很少见。

交感神经的作用主要是缩血管反应。肾皮质由交感神经支配，但支配髓质血管的交感神经较少。交感神经兴奋可使皮质减少，髓质血流量增加，改变肾内血流的分配，促进肾小管对钠重吸收，出现少尿或无尿。有效循环血量减少时，如出血性低血压、充血性心力衰竭、肝硬化腹水等，可出现交感神经兴奋性升高；疼痛、麻醉、手术、缺氧时，交感神经常呈兴奋状态；剧烈运动和环境温度升高，亦可出现交感神经兴奋性升高，而出现少尿。

关于迷走神经对肾血流的影响目前了解较少，可能与肾血管的舒张效应有关。

二、体液调节

许多激素和体液因素如儿茶酚胺、乙酰胆碱、肾素-血管紧张素系统、激肽释放酶-激肽系统、花生四烯酸代谢产物、利钠肽、内皮源血管舒张因子、内皮素等参与了对肾血流的调节。

1.儿茶酚胺

儿茶酚胺包括肾上腺素、去甲肾上腺素、多巴胺、异丙基肾上腺素等。肾上腺素使入球小动脉舒张，出球小动脉收缩，肾小球毛细血管压增加，引起利尿反应。

去甲肾上腺素使入球小动脉收缩，增加肾血管阻力，降低肾血流量。它还影响肾血流的分配，使肾皮质血流不规则下降，髓质血流增加，尿量减少。这一效应是通过α受体实现的，应用α受体阻滞剂可阻断该效应。

小剂量异丙基肾上腺素增加肾血流量，大剂量可使肾血管收缩。这两种作用是通过不同受体实现的。小剂量的舒血管反应是β受体的作用，应用普萘洛尔可抑制舒血管反应；大剂量缩血管反应是α受体的作用，应用α受体阻滞剂可阻断或减弱该效应。

多巴胺有减少肾血管阻力，增加肾血流量的作用。这种作用不受β受体阻滞剂、阿托品、利血平及单胺氧化酶抑制剂的影响。多巴胺的作用是通过肾血管上的多巴胺受体实现的，应用多巴胺受体拮抗剂可减弱该效应。极大剂量的多巴胺可引起缩血管反应，这一效应可为α受体阻滞剂所阻断。

2.乙酰胆碱

肾内灌注乙酰胆碱可以增加肾血流量、尿量和钠的排泄。但是亦有实验发现，乙酰胆碱可以改变肾内血流的分配，促进外层皮质血流向内层皮质转移；还有学者发现，肾内灌注乙酰胆碱，可以促进去甲肾上腺素的释放，使血管收缩，增加肾血管阻力。因此，乙酰胆碱对肾血流的影响十分复杂，内在机制还不十分清楚。

3.肾素-血管紧张素系统

肾素将血管紧张素原转化为血管紧张素Ⅰ，后者在血管紧张素转化酶的作用下进一步转化为血管紧张素Ⅱ（AngⅡ）及血管紧张素Ⅲ（AngⅢ）。AngⅡ对肾脏的作用是多方面的：可促使肾内血管收缩，肾血流量减少，肾小球滤过率降低。AngⅡ收缩入球和出球小动脉，在一般情况下对出球小动脉的收缩作用大于对入球小动脉的作用，因此滤过分数增加。AngⅡ使肾皮质部的血流减少，髓质部血流增加，肾血流重新分布。AngⅡ刺激肾小管的钠-氢交换，使钠重吸收及碳酸盐的重吸收增加，还刺激肾间质氨的制造和分泌。

肾内的肾素-血管紧张素系统在高血压的病理生理过程中发挥作用。自发性高血压大鼠（SHR）在低盐时，肾素表达增强。在肾血管性高血压模型，当肾动脉夹闭后，缺血肾脏的肾素表达迅速上升，而对侧肾脏却显著减少。但是，去氧皮质酮（DOCA）-高盐高血压大鼠的肾脏肾素表达则被明显抑制。上述提示了肾内的肾素-血管紧张素系统在不同高血压大鼠模型的差异。

4.激肽释放酶-激肽系统

激肽释放酶-激肽系统包括4种组分，即激肽释放酶、激肽原、激肽和激肽酶。肾脏含有该系统的所有组分。激肽释放酶-激肽系统是维持血压平衡中降压系统的一个重要组成部分，具有降压、抑制交感活性及利尿利钠效应。在人类原发性高血压和多种遗传性高血压大鼠模型中，尿激肽释放酶的水平显著下降。此外，可以肯定ACEI的降压作用至少部分与对激肽释放酶-激肽系统活性的增强有关。

（李美花）

参考文献

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