近年來,由于科學(xué)的發(fā)展和先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用,人們對(duì)于腎臟微循環(huán)及其自身的調(diào)節(jié)機(jī)制,有不少新的看法和研究,也為急性腎功能衰竭、急性腎缺血等臨床問題提供了新的理論基礎(chǔ)。
了解腎臟微循環(huán)的生理意義,首先必須了解腎臟微循環(huán)的具體結(jié)構(gòu)。眾所周知,腎臟可分為皮質(zhì)和髓質(zhì),大部分腎小球分布在髓質(zhì),另一部分則分布在皮質(zhì)接近髓質(zhì)部分,稱之為髓旁腎小球。所有腎單位,包括腎小球、腎小管、集合管的結(jié)構(gòu)都相互一致。但和以往看法不同,目前認(rèn)為按腎小球所處的部位不同,其毛細(xì)血管和小管亨利襻的結(jié)構(gòu)并不完全相同。從腎小球而言,髓旁小球比皮質(zhì)淺表部位的小球體積大,而且在小球入球動(dòng)脈和出球動(dòng)脈之間,有血管聯(lián)接或稱旁路聯(lián)接,這點(diǎn)在皮質(zhì)淺表部位的腎小球很少見。髓旁或皮質(zhì)深部的腎小球不僅體積較大,其單個(gè)腎小球?yàn)V過率也比淺表部位腎小球高30%~40%。
全腎血流首先通過腎小球,經(jīng)出球動(dòng)脈,然后分支灌注腎小管。和過去了解不同,目前認(rèn)為每個(gè)腎單位的小管周圍毛細(xì)血管并非只限于來自其本身腎小球出球動(dòng)脈,而是每個(gè)腎小球出球動(dòng)脈同時(shí)供應(yīng)幾個(gè)腎單位的小管血流。換而言之,每一支腎小管常同時(shí)接受幾個(gè)腎小球的出球動(dòng)脈血流供應(yīng),形成腎小球出球動(dòng)脈和小管之間錯(cuò)綜復(fù)雜的交叉。
圖4-1 腎臟微循環(huán)結(jié)構(gòu)
皮質(zhì)腎小球和髓旁腎小球的血管形態(tài)不一致,其生理意義也有區(qū)別。球前血管,如入球動(dòng)脈,從其主支分出來時(shí),有不同角度之分。皮質(zhì)中層水平的腎小球,其入球動(dòng)脈較短,按直角方向從小葉間動(dòng)脈分出;皮質(zhì)淺表部位腎小球入球動(dòng)脈處在小葉間動(dòng)脈末端,形成后者的直接延伸;髓旁腎小球入球動(dòng)脈和小葉間動(dòng)脈之間則呈直角或銳角。動(dòng)物微灌注實(shí)驗(yàn),可見淺表腎小球?qū)σ恍┪镔|(zhì)積聚較多,血液到達(dá)該部位后,受上述影響,紅細(xì)胞含量也增加(圖4-1)。
腎臟小葉間動(dòng)脈自主支弓形動(dòng)脈分出以后,逐漸走向皮質(zhì)淺表部位,其血管內(nèi)壓力從根部至末端逐漸減弱。按理腎小球處在小葉間動(dòng)脈根部和其尾部者,其所接受的壓力不一樣,腎小球內(nèi)毛細(xì)血管的壓力應(yīng)有區(qū)別。但實(shí)際測(cè)定結(jié)果,淺表腎小球和深層腎小球內(nèi)毛細(xì)血管壓力并無差異。說明深層腎小球入球動(dòng)脈對(duì)球前血管壓力有平衡作用,即其血管阻力應(yīng)比淺層小球入球動(dòng)脈的阻力高,才能維持這種腎小球內(nèi)壓力的一致性。臨床上,慢性高血壓引起腎小球硬化,首先出現(xiàn)在深層腎小球,可能和上述解剖部位所受壓力強(qiáng)弱不等有關(guān)。
關(guān)于腎小球出球動(dòng)脈目前的認(rèn)識(shí)也有進(jìn)展。腎小球位于淺表皮質(zhì)部分者,其出球動(dòng)脈很少分支,向外延伸,主要供皮質(zhì)部分腎小管的血運(yùn)。皮質(zhì)中層腎小球的出球動(dòng)脈很短,分支構(gòu)成毛細(xì)血管網(wǎng),圍繞腎小管,而且不走向腎髓質(zhì)。髓旁小球則不然,其出球動(dòng)脈除少數(shù)分支在皮質(zhì),大部分分支很長(zhǎng),直接延伸下降到髓質(zhì),第一支出球動(dòng)脈在髓質(zhì)中分成約30條直小血管降支,呈束狀下行,并依髓質(zhì)不同的層次,形成分支,構(gòu)成毛細(xì)血管網(wǎng)圍繞小管,毛細(xì)血管網(wǎng)最后匯集成直小血管升支,引流髓質(zhì)的靜脈血。
就大多數(shù)腎小球言,出球動(dòng)脈比入球動(dòng)脈管徑小,肌層較薄。然而髓旁腎小球則有較寬管腔和相對(duì)較厚的管壁,如前所述,此結(jié)構(gòu)可能代償調(diào)節(jié)血管阻力。實(shí)驗(yàn)證明,容積不足或容積擴(kuò)張,常影響淺表腎小球?yàn)V過系數(shù),但對(duì)髓旁腎小球影響較小。提示腎小球血流濾過率的調(diào)節(jié)在皮質(zhì)淺層和深層的腎小球并不完全相同。
腎小球內(nèi)毛細(xì)血管介于入球動(dòng)脈和出球動(dòng)脈之間。出球動(dòng)脈的阻力變化和阻力調(diào)節(jié)對(duì)維持腎小球內(nèi)毛細(xì)血管阻力很重要,同時(shí)出球動(dòng)脈對(duì)其下行的毛細(xì)血管和腎小管的回吸收有重要影響,而且毛細(xì)血管內(nèi)壓力應(yīng)保持一定的低水平。鑒于出球動(dòng)脈的長(zhǎng)短、肌層的厚薄,在腎臟各部分腎小球之間并不一致,腎小球毛細(xì)血管襻和腎小管周圍毛細(xì)血管之間的壓力差,可能亦不相同。
入球動(dòng)脈進(jìn)入腎小球囊后,即形成毛細(xì)血管襻,并分成幾葉。在較大的毛細(xì)血管之間,有較小的毛細(xì)血管分支,使小葉之間發(fā)生聯(lián)系。毛細(xì)血管最后匯集一處,結(jié)合成出球動(dòng)脈。毛細(xì)血管壁分為內(nèi)皮細(xì)胞、基底膜和上皮細(xì)胞。系膜細(xì)胞存在于小球毛細(xì)血管之間。內(nèi)皮細(xì)胞之間具有小窗樣孔道,直徑為500~1000
,中間沒有橫隔。基底膜在人類約厚3000
,按電鏡下呈現(xiàn)密度的不同,可以分為三層,即中間為致密層,兩側(cè)為稀疏層。腎小球毛細(xì)血管表面帶有負(fù)電荷,腎小球?qū)V過物質(zhì)除分子量大小外,還受電荷影響。
腎髓質(zhì)血流僅占腎臟血流量的小部分,但髓質(zhì)須濃縮大量血漿,最后形成每日1500ml左右的尿液排出。
圖4-2 內(nèi)、外髓層毛細(xì)血管形態(tài)
圖4-3 葉間弓形靜脈
髓質(zhì)微循環(huán)從髓旁腎小球出球動(dòng)脈以后開始,髓質(zhì)部分可分為外髓層(outer medulla)和內(nèi)髓層(inner medulla),外髓層又分為外帶(outer stripe)和內(nèi)帶(inner stripe)。外髓層包括小管升降支、細(xì)降支和粗升支以及集合管,血管束和毛細(xì)血管網(wǎng)也交織在該部分。內(nèi)髓層包括亨利升降支和集合管,毛細(xì)血管呈直血管型態(tài)(圖4-2)。如前所述,出球動(dòng)脈,進(jìn)入髓質(zhì)外帶后,形成馬尾狀20~30分支,稱直小血管降支,呈束狀走向,向下延伸,形成毛細(xì)血管叢,在內(nèi)帶區(qū)比較稠密,到達(dá)內(nèi)髓層,則比較稀疏。最后與直小血管升支匯合,引流入葉間或弓形靜脈(圖4-3)。
腎小球?yàn)V過和小管周圍毛細(xì)血管的液體交換和回吸收都受相同原理所支配,即各種不同的力和其相互之間的作用可以用Starling濾過和回吸收原理來解釋。液體(Jv)通過細(xì)胞膜程度是由幾方面相互作用而定,包括靜水壓、膠體滲透壓和膜的濾過分?jǐn)?shù),即:Jv=kf(△p-σ△π)。
Kf為濾過系數(shù),△P為毛細(xì)血管內(nèi)靜水壓,△π為毛細(xì)血管內(nèi)膠體滲透壓。σ為滲透壓反應(yīng)系數(shù),一般在0與1之間,當(dāng)σ等于1時(shí),膠體滲透壓達(dá)到理論上最大值,當(dāng)σ小于1,則膠體滲透壓僅有部分作用。腎小球和小管周圍毛細(xì)血管系統(tǒng),其σ均接近于1。就整體腎皮質(zhì)言,σ可以考慮為一個(gè)一致的數(shù)字。由于正常腎小球毛細(xì)血管對(duì)大分子物質(zhì)濾過有高度限制作用,中分子物質(zhì)如白蛋白亦極少濾過。因此,近端小管內(nèi)蛋白量很少,腎小球包曼囊中蛋白濃度亦很低,可以不計(jì)。腎小球?yàn)V過率(GFR)可以公式表示:
GFR=kf(g)(Pg-Pb-πg(shù))
Pg為腎小球平均靜水壓,Pb為包曼囊中靜水壓,πg(shù)為腎小球毛細(xì)血管內(nèi)膠體滲透壓。
腎小管周圍的毛細(xì)血管的液體交換,可用小管周圍毛細(xì)血管吸收(peritubular capillary uptake PCU)來表示,即:
PCU=kf(p)[Pc-Pi-(πc-πi)]
Pc代表小管周圍毛細(xì)血管內(nèi)壓力,Pi代表間質(zhì)液體壓力,πc代表腎小管周圍毛細(xì)血管內(nèi)膠體滲透壓,πi代表間質(zhì)液體平均膠體滲透壓。
腎臟動(dòng)脈系統(tǒng)對(duì)于血流產(chǎn)生很小阻力,隨血管向前走向,其靜水壓逐漸降低,在入球動(dòng)脈水平部位下降明顯。根據(jù)動(dòng)物(狗)試驗(yàn),入球動(dòng)脈壓力為6.65~8kPa(50~60mmHg)。有人認(rèn)為,皮層淺表的小動(dòng)脈不具備自動(dòng)調(diào)節(jié),并且隨動(dòng)脈壓力改變而改變。腎臟的自動(dòng)調(diào)節(jié),主要在入球動(dòng)脈水平(下文將述及)。正常生理情況的維持,須保持小球內(nèi)一定水平的靜水壓(Pg),因?yàn)樵搲毫κ菫V過的主要正壓,和膠體滲透壓作用方向相反。當(dāng)腎小球毛細(xì)血管內(nèi)血液流動(dòng)和濾過后,血漿蛋白濃度逐漸升高,其膠體滲透壓也逐漸升高,靜水壓和膠體滲透壓的壓力縮小,濾過也減少。隨著腎小球?yàn)V過過程,毛細(xì)血管內(nèi)血球比積也升高,并經(jīng)出球動(dòng)脈流出腎小球,分布至皮質(zhì)小管周圍毛細(xì)血管或髓質(zhì)毛細(xì)血管網(wǎng)。由于出球動(dòng)脈的阻力,毛細(xì)血管內(nèi)的靜水壓下降,當(dāng)達(dá)到小管周圍毛細(xì)血管時(shí),已呈相當(dāng)?shù)偷乃。這一點(diǎn)很重要,因?yàn)橹挥惺剐」苤車拿?xì)血管壓低于膠體滲透壓,才可以保證回吸收。當(dāng)回吸收到一定程度,血漿蛋白逐漸稀釋,回吸收力也漸下降以至消失。
現(xiàn)已公認(rèn),大部分人體微循環(huán)床具有內(nèi)在的自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)制,腎臟亦不例外。腎臟微循環(huán)具有高度的自動(dòng)調(diào)節(jié)來維持總的腎血流(RBF)和腎小球?yàn)V過率(GFR)的穩(wěn)定。當(dāng)身體動(dòng)脈壓AP高于平均壓10.64kPa(80mmHg)時(shí),RBF和GFR均保持恒定。除動(dòng)脈壓改變外,靜脈壓上升,輸尿管壓力變化,以及血漿膠體滲透壓改變,腎臟血管阻力發(fā)生適應(yīng)性調(diào)節(jié)。這是一種負(fù)反饋控制系統(tǒng)。這種調(diào)節(jié)即使在去神經(jīng)的游離腎上仍然存在,具有內(nèi)在自動(dòng)的特點(diǎn)。
據(jù)實(shí)驗(yàn),當(dāng)灌注壓從16kPa(12mmHg)降至10.64kPa(80mmHg)時(shí),腎小球毛細(xì)血管血流率(GBF)僅少許下降,腎小球毛細(xì)血管靜水壓(PGC)亦僅少許改變,即從16kPa(45mmHg)降至5.33kPa(40mmHg),當(dāng)灌注壓進(jìn)一步從10.64kPa(80mmHg)降至8kPa(60mmHg),PGC從5.33kPa(40mmHg)下降至4.64kPa(35mmHg),GBF明顯下降。GBF之所以能在16~10.64kPa(120~80mmHg)時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié),主要由于入球動(dòng)脈阻力(RA)改變。動(dòng)物(鼠)試驗(yàn)證明,原發(fā)性高血壓收縮壓在21.33kzxtf.net.cn/sanji/Pa(160mmHg)一組和14.63kPa(110mmHg)一組比較,PGC完全相同,兩組GBF也相等,但RA在高血壓一組比正常血壓組明顯升高。
入球動(dòng)脈是自動(dòng)調(diào)節(jié)產(chǎn)生阻力變化的主要部分,在正常情況下,對(duì)動(dòng)脈壓改變,產(chǎn)生相應(yīng)的血管阻力變化,而腎小球后的出球動(dòng)脈阻力改變很小。但當(dāng)腎動(dòng)脈壓維持在低水平,腎內(nèi)血管緊張素Ⅱ產(chǎn)生,也可以使球后阻力增加。因此,可以認(rèn)為腎臟微循環(huán)各部位都有自動(dòng)調(diào)節(jié)能力,但反應(yīng)程度不一致。動(dòng)物試驗(yàn)也證實(shí)這點(diǎn),如動(dòng)脈壓很高時(shí),全部腎單位都有自動(dòng)調(diào)節(jié),但皮質(zhì)深部腎單位具有更大的自動(dòng)調(diào)節(jié)。當(dāng)血壓很低時(shí),深部腎小球血流比淺表小球血流有較大保留能力。這種皮質(zhì)淺表小球自動(dòng)調(diào)節(jié)能力較小的現(xiàn)象,可能和該部位動(dòng)脈離主干較遠(yuǎn)較長(zhǎng)有關(guān)。
關(guān)于腎臟自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)制,尚未確切了解,目前大多數(shù)研究支持兩種學(xué)說。
(一)肌原學(xué)說 小動(dòng)脈平滑肌的收縮和舒張,可以調(diào)節(jié)血管阻力,平滑肌細(xì)胞對(duì)血管張力的增加或減少很敏感,當(dāng)灌注壓增加,首先使血管壁擴(kuò)張,隨之引起血管收縮反應(yīng),因而導(dǎo)致血流回復(fù)至控制水平。按Laplace公式,T=P×R,T代表血管張力,P代表壓力,R代表血管的內(nèi)徑。當(dāng)灌注壓增加,則P值上升,引起R增加,結(jié)果使血管張力上升。繼以血管收縮反應(yīng),調(diào)節(jié)T至原有水平,使血流保持相對(duì)穩(wěn)定。
(二)致密斑反饋學(xué)說 腎小球在入球動(dòng)脈和出球動(dòng)脈進(jìn)出部位有一三角區(qū),即腎小球旁器部位。腎小球旁器包括遠(yuǎn)曲小管在穿過皮質(zhì)時(shí),與入球動(dòng)脈靠近,后者內(nèi)皮細(xì)胞和腎小管上皮細(xì)胞在相接觸部位,形成腎小球旁器特殊結(jié)構(gòu)。其中有三種細(xì)胞:①顆粒細(xì)胞,為合成與貯存以及釋放腎素的場(chǎng)所;②致密斑細(xì)胞,生理上對(duì)來自小管液體內(nèi)所殘存的鈉和滲透壓高度敏感;③系膜細(xì)胞。
流經(jīng)致密斑細(xì)胞的小管液體中所含鈉,可能通過系膜細(xì)胞而刺激顆粒細(xì)胞,使之釋放不同程度腎素,進(jìn)入鄰近的入球小動(dòng)脈后,與血管緊張素原結(jié)合而形成血管緊張素Ⅰ,并轉(zhuǎn)變?yōu)檠芫o張素Ⅱ。后者為高效的收縮血管物質(zhì),作用于鄰近入球動(dòng)脈,從而影響和調(diào)節(jié)GFR。
致密斑反饋學(xué)說將腎小管功能和腎小動(dòng)脈對(duì)GFR的調(diào)節(jié)看作一個(gè)整體,解釋了很多問題,對(duì)認(rèn)識(shí)腎臟自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)制有重要貢獻(xiàn)。但目前仍有爭(zhēng)議,爭(zhēng)議的焦點(diǎn)在于該學(xué)說認(rèn)為腎小管流量和流經(jīng)致密斑鈉的含量增多量刺激腎小球旁器產(chǎn)生腎素的條件。即遠(yuǎn)端小管流量增加導(dǎo)致致密斑NaCl濃度上升,引起腎小球旁器腎素加多,從而使局部血管緊張素Ⅱ亦加多,加大了入球動(dòng)脈阻力。
但根據(jù)動(dòng)物實(shí)驗(yàn),并非普遍如此,有時(shí)甚至出現(xiàn)相反現(xiàn)象,即腎素釋放的增加,不伴有遠(yuǎn)端小管鈉的增加,甚至是減少。因此,此一學(xué)說仍須進(jìn)一步研究。
(一)腎素血管緊張素系統(tǒng)成分的腎內(nèi)定位 如前提及,腎素由腎小球旁器中細(xì)胞形成。業(yè)已證明,內(nèi)源性腎素分泌和腎小球旁器顆粒細(xì)胞出現(xiàn)顆粒程度有密切關(guān)系,即高度腎素分泌時(shí),顆粒化程度也高,反之,顆粒化減低,甚至呈無顆粒狀態(tài)。目前已知一些因素可以引起顆;龈吆湍I素分泌增多,如腎缺血、長(zhǎng)時(shí)間缺氧、低鈉血、妊娠和腎上腺功能不全等。另一方面,鈉負(fù)荷、動(dòng)脈血壓升高、體液過多,均可使顆粒減少而腎素分泌下降。調(diào)節(jié)腎素分泌的機(jī)制,可以歸納為幾方面:①腎內(nèi)者,包括腎血管感受器,如腎小球細(xì)胞本身和致密斑。②交感神經(jīng)系統(tǒng),包括腎神經(jīng)、循環(huán)中兒茶酚胺。③體液因子,循環(huán)或局部產(chǎn)生者,包括加壓素、血管緊張素Ⅱ和電解質(zhì),這些直接作用或間接通過其他調(diào)節(jié)機(jī)制作用于腎小球旁器細(xì)胞。
以往認(rèn)為腎素分泌后,直接進(jìn)入血管,F(xiàn)在認(rèn)為進(jìn)入血管中的腎素,不可能很快到達(dá)腎間質(zhì),而且腎臟淋巴組織和間質(zhì)中的血管緊張素Ⅱ和腎素濃度相對(duì)地比較高。因此,可能腎素形成后主要是進(jìn)入腎臟間質(zhì)的間隙,在該處作用于底物,形成組織內(nèi)血管緊張素Ⅰ,繼而腎素和血管緊張素進(jìn)入血循環(huán)。這一過程主要發(fā)生于小管周圍毛細(xì)血管內(nèi)。應(yīng)用免疫化學(xué)技術(shù),現(xiàn)已進(jìn)一步了解腎素-血管緊張素系統(tǒng)在腎內(nèi)的分布,如圖4-4所示。
圖4-4 腎素-血管緊張素系統(tǒng)在腎內(nèi)的分布
(二)血管緊張素的腎內(nèi)血管作用部位 很多研究,證實(shí)一些組織的血管平滑肌細(xì)胞上有血管緊張素受體,同樣也證實(shí)腎臟血管平滑肌細(xì)胞對(duì)血管緊張素有高反應(yīng)。但腎臟大的動(dòng)脈例外,不具備這種明確反應(yīng)。血管緊張素具有三種人們所熟知的生理效應(yīng),即:①引起小動(dòng)脈收縮。②對(duì)腎臟有直接作用,小劑量可以引起鈉潴留,大劑量引起尿鈉增多。③作用于腎上腺皮質(zhì),引起醛固酮分泌增加。
近年來,對(duì)其腎內(nèi)的作用研究較多,還證明腎小球內(nèi)有血管緊張素受體,特別是腎小球系膜有血管緊張素依賴的收縮性,即腎小球結(jié)合血管緊張素部位,主要在小球系膜細(xì)胞。當(dāng)血管緊張素Ⅱ加入系膜細(xì)胞,則系膜細(xì)胞呈現(xiàn)類收縮現(xiàn)象,但腎小球上皮細(xì)胞不具備此一性質(zhì)。對(duì)于腎小球細(xì)胞收縮能力研究,可以認(rèn)為血管活性物質(zhì)如血管緊張素Ⅱ直接刺激系膜細(xì)胞,導(dǎo)致了腎小球體積縮小,減少毛細(xì)血管通過和濾過面積,從而調(diào)節(jié)腎小球?yàn)V過率,這些研究,提示在血管緊張素作用下,系膜細(xì)胞系腎小球毛細(xì)血管和液體通過的主要調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)。
(三)血管緊張素腎內(nèi)直接作用對(duì)血液動(dòng)力學(xué)影響 血管緊張素Ⅱ引起RBF降低,但對(duì)GFR較少作用。通過微穿刺研究,當(dāng)血管緊張素Ⅱ輸注時(shí),引起SNGFR下降,小球血流減少,腎小球出入動(dòng)脈阻力增加,小球?yàn)V過常數(shù)kf降低。微穿刺還發(fā)現(xiàn),當(dāng)血管緊張素Ⅱ直接輸入小管周圍毛細(xì)血管,則其阻力增加,因此血管緊張素Ⅱ也影響小管周圍毛細(xì)血管動(dòng)力學(xué)。有人試驗(yàn),在同一個(gè)腎臟上,兩支不同動(dòng)脈,在其中一支注入血管緊張素Ⅰ,則明顯出現(xiàn)血流減少,而未注入者則否。因此,可以認(rèn)為腎血管對(duì)直接輸入血管緊張素Ⅱ的前體Ⅰ,可以很快在局部形成血管緊張素Ⅱ,并且引起腎臟血液動(dòng)力學(xué)改變。
PG由體內(nèi)多處組織所合成,腎臟是其中重要器官之一,腎臟集合管、髓質(zhì)、小球以及腎血管細(xì)胞都能形成PG,其中主要者為PGE2和PGI2。PGE2可以在髓質(zhì)和皮質(zhì)中形成,而PGI2主要形成于腎皮質(zhì)。
PG對(duì)腎臟血液動(dòng)力學(xué)影響,主要是通過動(dòng)物試驗(yàn)來證實(shí)。已經(jīng)證明PGE2可以增加腎血流。當(dāng)內(nèi)源性腎臟PG被激活,腎皮質(zhì)內(nèi)帶和髓旁血流增加,但皮質(zhì)外帶血流改變不明顯,這種現(xiàn)象,不僅見于PGE2,也見于其他血管舒張作用的PG。PGE2雖然可以增加腎血流,但不改變GFR,這種情況下入球動(dòng)脈阻力可下降50%,出球動(dòng)脈下降30%。應(yīng)用PG抑制劑,可以抵銷這些改變。血管收縮劑也可以引起代償性的腎內(nèi)合成PG增加。因此,各種因素減少腎臟血液動(dòng)力學(xué)時(shí),PG對(duì)維持腎臟血液動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定有重要作用。
如上所述,血管緊張素Ⅱ(AⅡ)對(duì)腎小球?yàn)V過率的幾個(gè)決定因素如血漿流量、入球動(dòng)脈和出球動(dòng)脈阻力以及腎小球?yàn)V過面積有重要作用。PGE2、PGI2對(duì)腎小球功能同樣有重要作用,其作用是對(duì)腎臟內(nèi)AⅡ相對(duì)抗。AⅡ在腎內(nèi)受PG對(duì)抗,另一方面,AⅡ也刺激腎臟合成PG。對(duì)于AⅡ刺激作出反應(yīng)釋放出之PGE2,PGI2可以直接作用于腎小球感受器,特別是系膜細(xì)胞,增加細(xì)胞內(nèi)cAMP,對(duì)系膜起調(diào)控作用。
如前所述,AⅡ主要作用部位在系膜,導(dǎo)致系膜細(xì)胞收縮,引起腎小球?yàn)V過面積縮小,PGE2有對(duì)抗AⅡ的這種作用。同樣理由,環(huán)氧化酶抑制劑如消炎痛則強(qiáng)化AⅡ的這種作用。如果AⅡ作用被Saralasin抑制,則PGE2和PGI2舒張血管作用增加。
了解PG和血管緊張素腎內(nèi)作用有重要意義。充血性心力衰竭、一些肝臟疾病、腎小球疾病、血容量不足等情況都伴有血漿腎素活性和AⅡ濃度增加,同時(shí)PG合成也增加。此時(shí)如果腎臟PGE2這種代償性增加被阻斷,如用消炎痛一類藥物,則腎小球?yàn)V過率和腎血漿流量會(huì)急劇惡化。這種下降不僅受AⅡ作用,同時(shí)還受α-腎上腺素能兒茶酚胺以及加壓素調(diào)節(jié)。但AⅡ受體此時(shí)如果也被阻斷,則能減少該P(yáng)G抑制劑的這種使腎功能惡化作用。動(dòng)物實(shí)驗(yàn),消炎痛引起的腎缺血,可以用Captopril處理而恢復(fù)。又如門脈高壓、低鈉。因PG抑制劑而GBF下降,如果用Captopril抑制AⅡ,腎血流可恢復(fù)?傊,無論如何,只要腎血管收縮因素,包括AⅡ,α-腎上腺素能兒茶酚胺及加壓素增加,腎臟功能使成為“PG依賴”,抑制PG,則加強(qiáng)腎血管和腎小球毛細(xì)血管收縮,使RBF和GFR下降。此時(shí)血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑,在理論上有很好效益,臨床上值得進(jìn)一步觀察
關(guān)于缺血性急診腎功能衰竭(ARF)的發(fā)生機(jī)制,目前還不很清楚,根據(jù)近年來的研究,對(duì)腎內(nèi)血管因素,腎內(nèi)血流分布,以及腎小管功能損害等方面,有一些新的看法,在理論上,有重要意義。
一、血管因素
缺血性ARF時(shí),可見總的腎血流量明顯降低。在全身循環(huán)狀況已經(jīng)糾正后,這種降低常不立即消失,仍持續(xù)存在一段時(shí)間。因此,ARF時(shí)腎血流減少,可能有多種因素。由于血漿內(nèi)腎素-血管緊張素濃度比此階段明顯增高,其活性增加,使人曾設(shè)想該因素引起缺血性ARF。但臨床實(shí)驗(yàn),并不支持此一簡(jiǎn)單看法。因?yàn)槠渌蛩,如充血性心力衰竭?a class="channel_keylink" href="http://zxtf.net.cn/tcm/2009/20090113020309_74944.shtml" target="_blank">肝硬化、原發(fā)性高血壓等,腎素活性也增加,但并不出現(xiàn)ARF。而且現(xiàn)已知腎內(nèi)和血液中AⅡ活性增加,常常不在ARF之前出現(xiàn),而在ARF之后。這些亦提示缺血性ARF時(shí)腎素活性增高,不是致病原因,而是腎缺血的結(jié)果。此外,如前所述,腎臟是產(chǎn)生PG的主要器官,與腎臟活動(dòng)有關(guān)的,主要是PGE2、PGI和血栓素TXA2,前兩者作用于血管相應(yīng)受體,使血管舒張,阻力下降,而TXA2為縮血管物質(zhì),引起入球動(dòng)脈收縮,但主要也是發(fā)生于腎小管阻塞以后。PGE2、PGI2的對(duì)抗AⅡ作用,有重要意義,動(dòng)物實(shí)驗(yàn),當(dāng)給予動(dòng)物外源性PGE2,腎缺血可減輕,腎皮質(zhì)血流明顯增加,如果PG合成受到抑制劑抑制,腎臟血管自動(dòng)調(diào)節(jié)能力明顯減弱。
二、腎血流分布
根據(jù)目前對(duì)腎缺血的研究,認(rèn)為ARF時(shí),并不支持以往看法,即腎皮質(zhì)有嚴(yán)重缺血,而認(rèn)為腎髓質(zhì)在ARzxtf.net.cn/Article/F時(shí)有明顯淤血。在該情況下,病理損害主要表現(xiàn)在外髓層和皮質(zhì)內(nèi)層。由于腎臟微結(jié)構(gòu)的不同,腎缺血時(shí),外皮質(zhì)腎單位的血流量和小管內(nèi)流率改變不大,但髓旁腎單位的血流率有明顯降低。如前所述,髓旁腎單位的出球動(dòng)脈供應(yīng)髓質(zhì)血流,在此情況下,髓質(zhì)供血降低,同時(shí)由于外髓層毛細(xì)血管的高度分支,使血液流變學(xué)易于改變,紅細(xì)胞易于淤積,導(dǎo)致血管阻塞。形態(tài)學(xué)上已證實(shí)外髓內(nèi)帶和內(nèi)髓區(qū)整個(gè)血管腔內(nèi)血液淤滯。
此種現(xiàn)象機(jī)制不清楚,有人認(rèn)為該部位亨利襻小管易于梗阻后擴(kuò)張,壓迫周圍小靜脈,以致淤血。另有人認(rèn)為血管淤滯在前,影響對(duì)小管供血,引起小管損害。也可能兩者互為因果。這種淤血程度和腎功能降低程度呈正相關(guān)。如果淤血持續(xù)存在,腎功能進(jìn)行性惡化。
三、腎小管損害因素
腎臟在正常時(shí),血流量很高,和其本身耗氧不成比例。如從腎靜脈取血,可見其氧張力高于其他器官靜脈血的含量。腎臟高血流量但又對(duì)血容量減低十分敏感,易于出現(xiàn)損害,其機(jī)制不十分清楚。近年來的研究展示氧輸送到腎臟的分布復(fù)雜,各部位并非均一,呈梯度分布,因而局部的易損性可能由于選擇性局部低氧所致。特別是外髓層近內(nèi)髓層區(qū),該部分小管即亨利襻厚升支段(mTAL)有主動(dòng)吸收氯化鈉和稀釋尿液等作用,由于髓質(zhì)部分的逆流交換系統(tǒng)和氯化鈉的主動(dòng)吸收,該處形成高代謝狀態(tài),使mTAL易受缺氧損害。當(dāng)小管主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)功能減低時(shí),相對(duì)耗氧減少,則小管易受損程度減輕。如用Ouabain抑制細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn),或停止腎小球?yàn)V過,可以防止mTAL在游離灌注時(shí)腎缺血損害。反之,當(dāng)膜轉(zhuǎn)運(yùn)增加,激化鈉泵,可以使mTAL在同樣條件下出現(xiàn)損害。因此,外髓質(zhì)類似心絞痛綜合征,即細(xì)胞缺氧程度依其氧需求和供氧兩方的情況而定。按外髓層氧需求和供(血)氧的平衡觀點(diǎn),在低血壓時(shí),早期皮質(zhì)流量減少,GFR下降,可以看作是降低髓質(zhì)功能,使氧消耗減少,從而減輕或防止腎小管損傷,因此是一種保護(hù)作用。當(dāng)此調(diào)節(jié)機(jī)制失效,mTAL缺血發(fā)生,其中溶質(zhì)到達(dá)致密斑,啟動(dòng)管球反饋,GFR進(jìn)一步下降。即進(jìn)一步減少小管回吸收,減少耗氧。如果仍不足以保護(hù)mTAL缺血損害,則出現(xiàn)ARF。因此mTAL的損害,是ARF的中心環(huán)節(jié),從選擇性mTAL缺血到廣泛灶性壞死,可能是臨床上從輕型ARF到嚴(yán)重尿閉ARF的主要機(jī)制。