第三十四章肾小管沿途的水、溶质转运：小管功能 - 版本历史

长河：/* 37 肾脏在酸碱平衡调节中的作用 */

2025-10-10T09:49:19Z

37 肾脏在酸碱平衡调节中的作用

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第358行：		第358行：
	# 物质从血液分泌至小管液是排泄多种代谢副产物的途径，也是清除体内外源性有机阴离子、阳离子（如药物）和毒素的方式。许多有机阴离子和阳离子与血浆蛋白结合，因此无法被滤过。因此分泌是它们在尿液中排泄的主要途径。		# 物质从血液分泌至小管液是排泄多种代谢副产物的途径，也是清除体内外源性有机阴离子、阳离子（如药物）和毒素的方式。许多有机阴离子和阳离子与血浆蛋白结合，因此无法被滤过。因此分泌是它们在尿液中排泄的主要途径。
	# 多种激素（包括血管紧张素II（angiotensin II）、醛固酮（aldosterone）、AVP、ANP、BNP、尿扩张素（urodilatin）、尿鸟苷素（uroguanylin）、鸟苷素（guanylin）和多巴胺（dopamine））、交感神经和Starling力共同调节肾脏对NaCl的重吸收。AVP是调节水重吸收的主要激素。		# 多种激素（包括血管紧张素II（angiotensin II）、醛固酮（aldosterone）、AVP、ANP、BNP、尿扩张素（urodilatin）、尿鸟苷素（uroguanylin）、鸟苷素（guanylin）和多巴胺（dopamine））、交感神经和Starling力共同调节肾脏对NaCl的重吸收。AVP是调节水重吸收的主要激素。

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37 肾脏在酸碱平衡调节中的作用

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第614行：		第614行：
	# 代谢性酸碱紊乱是由于细胞外液（ECF）中 [HCO3-] 的初始改变引起的，这种改变又源于体内酸的增加或碱的丢失。在代谢性酸中毒的情况下，肺通气增加，从而降低 PCO2。肺对代谢性酸碱紊乱的反应在几分钟内发生。RNAE 也会增加，但这需要几天时间。ECF 中 [HCO3-] 的增加会导致碱中毒。这会迅速（几分钟到几小时）减少肺通气，从而升高 PCO2 作为代偿反应。RNAE 也会减少，但这需要几天时间。		# 代谢性酸碱紊乱是由于细胞外液（ECF）中 [HCO3-] 的初始改变引起的，这种改变又源于体内酸的增加或碱的丢失。在代谢性酸中毒的情况下，肺通气增加，从而降低 PCO2。肺对代谢性酸碱紊乱的反应在几分钟内发生。RNAE 也会增加，但这需要几天时间。ECF 中 [HCO3-] 的增加会导致碱中毒。这会迅速（几分钟到几小时）减少肺通气，从而升高 PCO2 作为代偿反应。RNAE 也会减少，但这需要几天时间。
	# 呼吸性酸碱紊乱是由于 PCO2 的初始改变引起的。PCO2 的升高会导致酸中毒，肾脏通过增加 RNAE 来应对。相反，PCO2 的降低会导致碱中毒，RNAE 也会减少。肾脏对呼吸性酸碱紊乱的反应需要几小时到几天的时间。		# 呼吸性酸碱紊乱是由于 PCO2 的初始改变引起的。PCO2 的升高会导致酸中毒，肾脏通过增加 RNAE 来应对。相反，PCO2 的降低会导致碱中毒，RNAE 也会减少。肾脏对呼吸性酸碱紊乱的反应需要几小时到几天的时间。

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2025年8月10日 (日) 11:20 长河

2025-08-10T11:20:56Z

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第370行：		第370行：
	# 为什么肾脏排泄酸需要尿液缓冲剂？		# 为什么肾脏排泄酸需要尿液缓冲剂？
	# 肾单位各段中 H+ 转运的机制是什么，这些机制如何被调节？		# 肾单位各段中 H+ 转运的机制是什么，这些机制如何被调节？
	# 肾单位各段如何参与过滤的 ~~H C O_3!~~ 的重吸收过程？		# 肾单位各段如何参与过滤的 HCO3 的重吸收过程？
	# 肾脏如何产生新的 ~~H C O_3\boldsymbol~~?		# 肾脏如何产生新的 HCO3?
	# 肾脏如何产生铵，其排泄如何促进肾脏的酸排泄？		# 肾脏如何产生铵，其排泄如何促进肾脏的酸排泄？
	# 身体防御酸碱平衡变化的主要机制是什么？		# 身体防御酸碱平衡变化的主要机制是什么？
第410行：		第410行：
	----'''临床相关'''		----'''临床相关'''

	当胰岛素水平正常时，碳水化合物和脂肪会完全代谢为CO2+~~H2O。然而，如果胰岛素水平异常低（如糖尿病（diabetes mellitus）），细胞代谢会导致几种有机酮酸（organic~~ ketoacids）的产生（例如，脂肪酸代谢产生的β -羟基丁酸（β -hydroxybutyric acid）和乙酰乙酸（acetoacetic acid））。		当胰岛素水平正常时，碳水化合物和脂肪会完全代谢为CO2+H2O。然而，如果胰岛素水平异常低（如糖尿病（）），细胞代谢会导致几种有机酮酸（organic ketoacids）的产生（例如，脂肪酸代谢产生的β -羟基丁酸（β -hydroxybutyric acid）和乙酰乙酸（acetoacetic acid））。

	~~在缺乏足够的O2（缺氧（hypoxia））的情况下，细胞的厌氧代谢（anaerobic metabolism）也会导致有机酸（如乳酸（lactic acid））的产生，而不是CO2~~+\ H2O。这种情况在正常个体进行剧烈运动时经常发生。组织灌注不良（如心输出量减少时）也会导致细胞的厌氧代谢，从而导致酸中毒（acidosis）。在这些情况下，有机酸会积累，体液的pH值下降（酸中毒）。治疗（例如，在糖尿病的情况下给予胰岛素）或改善组织灌注（例如，在组织灌注不良的情况下）会导致这些有机酸代谢为CO2+ H2O，这会消耗H+，从而有助于纠正酸碱紊乱。		在缺乏足够的O2（缺氧）的情况下，细胞的厌氧代谢（）也会导致有机酸（如乳酸）的产生，而不是CO2+ H2O。这种情况在正常个体进行剧烈运动时经常发生。组织灌注不良（如心输出量减少时）也会导致细胞的厌氧代谢，从而导致酸中毒（acidosis）。在这些情况下，有机酸会积累，体液的pH值下降（酸中毒）。治疗（例如，在糖尿病的情况下给予胰岛素）或改善组织灌注（例如，在组织灌注不良的情况下）会导致这些有机酸代谢为CO2+ H2O，这会消耗H+，从而有助于纠正酸碱紊乱。
	----非挥发性酸不会在全身循环，而是立即被ECF中的HCO3-中和。这一中和过程产生了强酸的Na+盐，并从细胞外液(ECF)中移除了HCO3-。因此，HCO3-最大限度地减少了这些强酸对ECF的pH的影响。如前所述，ECF中大约含有350mEq的HCO3-。<u>如果这些HCO3-没有得到补充，每天产生的非挥发性酸（\approx70mEq/天）将在5天内耗尽ECF中的HCO3-</u>。'''为了维持酸碱平衡，肾脏必须补充因中和非挥发性酸而损失的HCO3-，这一过程称为肾脏净酸排泄（RNAE）'''。		----非挥发性酸不会在全身循环，而是立即被ECF中的HCO3-中和。这一中和过程产生了强酸的Na+盐，并从细胞外液(ECF)中移除了HCO3-。因此，HCO3-最大限度地减少了这些强酸对ECF的pH的影响。如前所述，ECF中大约含有350mEq的HCO3-。<u>如果这些HCO3-没有得到补充，每天产生的非挥发性酸（\approx70mEq/天）将在5天内耗尽ECF中的HCO3-</u>。'''为了维持酸碱平衡，肾脏必须补充因中和非挥发性酸而损失的HCO3-，这一过程称为肾脏净酸排泄（RNAE）'''。

第450行：		第450行：
	<u>集合管细胞的顶膜对H+的渗透性不高，因此管腔液的pH值可以变得相当酸性</u>。实际上，沿着肾单位的最酸性管腔液(pH=4.0-4.5)是在这里产生的。<u>相比之下，近端小管对H+和HCO3-的渗透性要高得多，该节段中的管腔液pH仅降至6.5</u>。正如后面所解释的，集合管降低管腔液pH的能力对于排泄尿液可滴定酸和NH4+至关重要。		<u>集合管细胞的顶膜对H+的渗透性不高，因此管腔液的pH值可以变得相当酸性</u>。实际上，沿着肾单位的最酸性管腔液(pH=4.0-4.5)是在这里产生的。<u>相比之下，近端小管对H+和HCO3-的渗透性要高得多，该节段中的管腔液pH仅降至6.5</u>。正如后面所解释的，集合管降低管腔液pH的能力对于排泄尿液可滴定酸和NH4+至关重要。

	== H+分泌的调节 ==		=== H+分泌的调节 ===
	许多因素影响H+的分泌，从而影响肾单位细胞对过滤的HCO3-的重吸收。从生理学角度来看，调节肾单位H+分泌的主要因素是全身酸碱平衡的变化。因此，酸中毒刺激RNAE，而碱中毒期间RNAE减少。		许多因素影响H+的分泌，从而影响肾单位细胞对过滤的HCO3-的重吸收。从生理学角度来看，调节肾单位H+分泌的主要因素是全身酸碱平衡的变化。因此，酸中毒刺激RNAE，而碱中毒期间RNAE减少。
			----'''在细胞水平'''

	~~=== 在细胞水平 ===~~		肾脏细胞表达监测酸碱状态的受体，因此在调节肾小管中的H⁺和HCO3-转运体中起关键作用（图37.5）。例如，<u>一种G蛋白偶联的H+受体（GPCR–GPR4）已被定位到集合管</u>。细胞外液中[H+]的增加激活该受体，刺激H+的分泌。同样在集合管中，分泌HCO3-的闰细胞（B-或β -ICs）表达一种基底外侧的胰岛素相关受体（IRR），它是一种酪氨酸激酶。该受体被ECF中[HCO3-]的增加激活，并刺激细胞分泌HCO3-。一种由细胞内HCO3-调节的可溶性腺苷酸环化酶（sAC）似乎也在调节集合管的H+分泌中起作用。在近端小管中，基底外侧膜的受体酪氨酸激酶（ErbB1和ErbB2）感知ECF中P C O2的变化。P C O2的增加激活这些受体，导致血管紧张素II的生成，后者通过AT-1A受体从管腔侧作用，刺激H+分泌/HCO3-重吸收。同样在近端小管中，非受体酪氨酸激酶（Pyk2）感知细胞内[H+]的变化。当细胞内[H+]的增加激活该激酶时，H+分泌/H dCO_3-重吸收被刺激。最后，几种离子通道（例如，肾外髓质K+通道[ROMK]）的门控受到ECF或细胞内液（ICF）pH变化的影响。这些通道也有可能作为细胞酸碱传感器。
	肾脏细胞表达监测酸碱状态的受体，因此在调节肾小管中的H⁺和HCO3-转运体中起关键作用（图37.~~5）。例如，一种G蛋白偶联的H~~+~~受体（GPCR–GPR4）已被定位到集合管。细胞外液（ECF）中~~[H+]的增加激活该受体，刺激H+的分泌。同样在集合管中，分泌HCO3-的闰细胞（B-或β -ICs）表达一种基底外侧的胰岛素相关受体（IRR），它是一种酪氨酸激酶。该受体被ECF中[HCO3-]的增加激活，并刺激细胞分泌HCO3-。一种由细胞内HCO3-调节的可溶性腺苷酸环化酶（sAC）似乎也在调节集合管的H+分泌中起作用。在近端小管中，基底外侧膜的受体酪氨酸激酶（ErbB1和ErbB2）感知ECF中P C O2的变化。P C O2的增加激活这些受体，导致血管紧张素II的生成，后者通过AT-1A受体从管腔侧作用，刺激H+分泌/HCO3-重吸收。同样在近端小管中，非受体酪氨酸激酶（Pyk2）感知细胞内[H+]的变化。当细胞内[H+]的增加激活该激酶时，H+分泌/H dCO_3-重吸收被刺激。最后，几种离子通道（例如，肾外髓质K+通道[ROMK]）的门控受到ECF或细胞内液（ICF）pH变化的影响。这些通道也有可能作为细胞酸碱传感器。		----• 图37.4 远端小管和集合管闰细胞重吸收和分泌HCO3-的细胞机制。仅显示了主要的H+和HCO3-转运体。A T P, 三磷酸腺苷；C A_i，碳酸酐酶；H K A，H+ f+-K+ -ATP酶。

	• 图37.4 远端小管和集合管闰细胞重吸收和分泌HCO3-的细胞机制。仅显示了主要的H+和HCO3-转运体。A T P, 三磷酸腺苷；C A_i，碳酸酐酶；H K A，H+ f+-K+ -ATP酶。

	肾脏对酸碱平衡变化的反应包括膜上转运体活性和/或数量的即时变化，以及转运体合成的长期变化。例如，在代谢性酸中毒时，H+分泌通过多种机制被刺激，具体取决于肾小管的不同节段。首先，酸中毒时细胞内pH的降低将产生更有利的细胞到管腔液的H+梯度，从而使H+跨顶膜的分泌在能量上更为有利。其次，pH的降低可能导致转运蛋白的变构变化，从而改变其动力学。最后，转运体可能从细胞内囊泡转运到膜上。在长期酸中毒的情况下，转运体的丰度增加，这可能是通过适当转运体基因的转录增加或转运体mRNA的翻译增加实现的。		肾脏对酸碱平衡变化的反应包括膜上转运体活性和/或数量的即时变化，以及转运体合成的长期变化。例如，在代谢性酸中毒时，H+分泌通过多种机制被刺激，具体取决于肾小管的不同节段。首先，酸中毒时细胞内pH的降低将产生更有利的细胞到管腔液的H+梯度，从而使H+跨顶膜的分泌在能量上更为有利。其次，pH的降低可能导致转运蛋白的变构变化，从而改变其动力学。最后，转运体可能从细胞内囊泡转运到膜上。在长期酸中毒的情况下，转运体的丰度增加，这可能是通过适当转运体基因的转录增加或转运体mRNA的翻译增加实现的。

	• 图37.5 细胞H+和HCO3-~~传感器的示例。ATP，三磷酸腺苷；C~~ A M P，环磷酸腺苷；G P C R，\textcircled7蛋白偶联受体；IRR，胰岛素受体相关受体；Pyk2，非受体酪氨酸激酶；sAC，可溶性腺苷酸环化酶。（改编自：Levin LR, Buck J. Annu Rev Physiol; 2015;77:347。）		• 图37.5 细胞H+和HCO3-传感器的示例。ATP，三磷酸腺苷；C A M P，环磷酸腺苷；G P C R，\textcircled7蛋白偶联受体；IRR，胰岛素受体相关受体；Pyk2，非受体酪氨酸激酶；sAC，可溶性腺苷酸环化酶。（改编自：Levin LR, Buck J. Annu Rev Physiol; 2015;77:347。）
			----'''在细胞水平'''
	~~=== 在细胞水平 ===~~
	~~在近端小管中，代谢性酸中毒增加了N a+/H+反向转运体（NHE3）的转运动力学，并增加了N a+/H+反向转运体、H+-ATP酶以及基底外侧N a+/3HCO3~~-~~同向转运体（NBCe1）在顶膜的表达。在集合管中，酸中毒导致H+~~-~~ATP酶通过胞吐作用插入到间质细胞的顶膜中。长期酸中毒会增加近端小管（NHE3和NBCe1）和集合管间质细胞中关键酸碱转运体的丰度（\mathbbH+~~-~~ATP酶和AE1）。最后，酸中毒会减少在HCO3~~-~~分泌型间质细胞中Cl-/HCO3-反向转运体pendrin的表达。~~

	尽管上述一些效应可能直接归因于酸中毒，但许多细胞H+~~转运的变化是由激素或其他因素介导的。已知的三种介导肾脏对酸中毒反应的介质是内皮素、皮质醇和血管紧张素II。内皮素（ET~~-~~1）由内皮细胞和近端小管细胞产生。在酸中毒时，ET~~-~~1的分泌增强。在近端小管中，ET~~-1刺激Na+/H+反向转运体的磷酸化并随后插入到顶膜中，以及Na+/3HCO3-同向转运体插入到基底外侧膜中。ET-~~1也可能在其他肾单位节段中介导对酸中毒的反应。酸中毒还刺激肾上腺皮质分泌糖皮质激素皮质醇。皮质醇增加了近端小管中Na~~+/H+反向转运体和Na+/~~3HCO~~''~~3-同向转运体的丰度。血管紧张素II在近端小管细胞中响应酸中毒而产生。它被分泌到管腔液中，在那里与血管紧张素I受体结合，从而刺激近端小管的H~~+分泌/~~HCO''3~~-重吸收。皮质醇和血管紧张素II还刺激近端小管产生和分泌NH4+，这将在后面描述，是肾脏对酸中毒反应的重要组成部分。		在近端小管中，代谢性酸中毒增加了N a+/H+反向转运体（NHE3）的转运动力学，并增加了N a+/H+反向转运体、H+-ATP酶以及基底外侧N a+/3HCO3-同向转运体（NBCe1）在顶膜的表达。在集合管中，酸中毒导致H+-ATP酶通过胞吐作用插入到间质细胞的顶膜中。长期酸中毒会增加近端小管（NHE3和NBCe1）和集合管间质细胞中关键酸碱转运体的丰度（H+-ATP酶和AE1）。最后，酸中毒会减少在HCO3-分泌型间质细胞中Cl-/HCO3-反向转运体pendrin的表达。
			----尽管上述一些效应可能直接归因于酸中毒，但许多细胞H+转运的变化是由激素或其他因素介导的。已知的三种介导肾脏对酸中毒反应的介质是'''内皮素、皮质醇和血管紧张素II'''。'''内皮素（ET-1）'''<u>由内皮细胞和近端小管细胞产生</u>。<u>在酸中毒时，ET-1的分泌增强</u>。在近端小管中，ET-1刺激Na+/H+反向转运体的磷酸化并随后插入到顶膜中，以及Na+/3HCO3-同向转运体插入到基底外侧膜中。ET-1也可能在其他肾单位节段中介导对酸中毒的反应。酸中毒还刺激肾上腺皮质分泌糖皮质激素'''皮质醇'''。皮质醇增加了近端小管中Na+/H+反向转运体和Na+/3HCO3-同向转运体的丰度。'''血管紧张素I'''I在近端小管细胞中响应酸中毒而产生。它被分泌到管腔液中，在那里与血管紧张素I受体结合，从而刺激近端小管的H+分泌/HCO3-重吸收。皮质醇和血管紧张素II还刺激近端小管产生和分泌NH4+，这将在后面描述，是肾脏对酸中毒反应的重要组成部分。

	酸中毒还刺激甲状旁腺激素（PTH）的分泌。PTH抑制近端小管对磷酸盐（Pi）的重吸收（见第36章）。通过这种方式，更多的Pi被输送到远端肾单位，在那里它作为尿液缓冲剂，从而增加了肾脏排泄可滴定酸的能力。		<u>酸中毒还刺激'''甲状旁腺激素'''（PTH）的分泌</u>。PTH抑制近端小管对磷酸盐（Pi）的重吸收（见第36章）。通过这种方式，更多的Pi被输送到远端肾单位，在那里它作为尿液缓冲剂，从而增加了肾脏排泄可滴定酸的能力。

	肾脏对碱中毒的反应尚未得到充分表征。RNAE减少是由于尿中HCO3-排泄增加以及可滴定酸和NH4+排泄减少。调节这种反应的因素尚未得到充分表征。		肾脏对碱中毒的反应尚未得到充分表征。RNAE减少是由于尿中HCO3-排泄增加以及可滴定酸和NH4+排泄减少。调节这种反应的因素尚未得到充分表征。

长河：/* 35 体液渗透压与容量的调控 */

2025-07-07T00:34:03Z

35 体液渗透压与容量的调控

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长河：/* 36 钾、钙和磷的稳态 */

2025-07-05T12:41:01Z

36 钾、钙和磷的稳态

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长河：/* 肾脏稀释与浓缩尿液的机制 */

2025-07-05T11:12:39Z

肾脏稀释与浓缩尿液的机制

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第549行：		第549行：
	bAlmond CS, et al. Hyponatremia among runners in the Boston Marathon. N Engl J Med; 2005;352:1150-1556.		bAlmond CS, et al. Hyponatremia among runners in the Boston Marathon. N Engl J Med; 2005;352:1150-1556.

	==== 肾脏稀释与浓缩尿液的机制 ====		=== 肾脏稀释与浓缩尿液的机制 ===
	如前所述，水的排泄与溶质的排泄是分开调节的。要实现这一点，肾脏必须能够排出相对于体液呈低渗（hypoosmotic）或高渗（hyperosmotic）的尿液。这种排出不同渗透浓度尿液的能力，要求肾单位某段能将溶质与水分离。如第34章所述，近端小管的溶质重吸收会导致相应比例的水分重吸收。因此，溶质和水在肾单位的这一部分并未分离。此外，无论肾脏排出稀释尿还是浓缩尿，近端小管的水与溶质重吸收之间都保持这种比例关系。因此，近端小管重吸收了大部分滤过的溶质和水分，但并未产生稀释或浓缩的小管液。亨利袢（loop of Henle），尤其是厚壁升支，是溶质与水分离的主要部位。因此，稀释尿和浓缩尿的排出都需要亨利袢的正常功能。		如前所述，水的排泄与溶质的排泄是分开调节的。要实现这一点，肾脏必须能够排出相对于体液呈低渗（hypoosmotic）或高渗（hyperosmotic）的尿液。这种排出不同渗透浓度尿液的能力，要求肾单位某段能将溶质与水分离。如第34章所述，近端小管的溶质重吸收会导致相应比例的水分重吸收。因此，溶质和水在肾单位的这一部分并未分离。此外，无论肾脏排出稀释尿还是浓缩尿，近端小管的水与溶质重吸收之间都保持这种比例关系。因此，近端小管重吸收了大部分滤过的溶质和水分，但并未产生稀释或浓缩的小管液。亨利袢（loop of Henle），尤其是厚壁升支，是溶质与水分离的主要部位。因此，稀释尿和浓缩尿的排出都需要亨利袢的正常功能。

第560行：		第560行：
	图35.6总结了在AVP存在和缺失时，肾单位各点的小管液渗透浓度。需注意：从近端小管进入亨利袢的小管液与血浆等渗，且无论AVP是否存在均是如此；此外，无论AVP是否存在，离开厚壁升支的小管液相对于血浆呈低渗。在AVP缺失时，沿集合管的小管液渗透浓度相对于血浆呈低渗；而在AVP存在时，其渗透浓度逐渐升高（即从皮质到内髓质）形成高渗。		图35.6总结了在AVP存在和缺失时，肾单位各点的小管液渗透浓度。需注意：从近端小管进入亨利袢的小管液与血浆等渗，且无论AVP是否存在均是如此；此外，无论AVP是否存在，离开厚壁升支的小管液相对于血浆呈低渗。在AVP缺失时，沿集合管的小管液渗透浓度相对于血浆呈低渗；而在AVP存在时，其渗透浓度逐渐升高（即从皮质到内髓质）形成高渗。

	~~= 髓质高渗状态的建立与维持 =~~		自1940年代以来，髓质高渗状态的建立与维持一直是研究课题，目前模型仍不完善。尽管普遍认为外髓部通过称为'''逆流倍增机制（countercurrent multiplication）'''的主动过程参与渗透梯度的形成，但内髓部梯度的来源仍未完全明确。需要说明的是，当前模型仍需完善，此处介绍该模型是因为其体现了该过程的一些基本概念。
	自1940年代以来，髓质高渗状态的建立与维持一直是研究课题，目前模型仍不完善。尽管普遍认为外髓部通过称为逆流倍增机制（countercurrent multiplication）的主动过程参与渗透梯度的形成，但内髓部梯度的来源仍未完全明确。需要说明的是，当前模型仍需完善，此处介绍该模型是因为其体现了该过程的一些基本概念。

	逆流倍增机制涉及亨氏袢（Henle’s loop）升支向周围髓质间质主动重吸收溶质（主要为NaCl）而不伴随水的重吸收。这会降低小管液的渗透压，同时提高该处间质的渗透压。间质渗透压的升高进而促使水从亨氏袢降支重吸收，从而增加该段小管液的渗透压。因此，在亨氏袢的任意位置，升支内液体的渗透压均低于相邻降支内的液体。这种渗透压差异被称为单一效应（single effect）。由于降支（液体流向髓质）与升支（液体流出髓质）中液体呈逆流方向流动，这种单一效应可被放大，最终形成髓质间质内的渗透梯度：肾乳头尖端的渗透压可达1200mOsm/~~kgH_2O，而皮髓交界处仅为300mOsm~~/~~kgH_2O。~~		'''逆流倍增机制'''涉及亨氏袢（Henle’s loop）升支向周围髓质间质主动重吸收溶质（主要为NaCl）而不伴随水的重吸收。这会降低小管液的渗透压，同时提高该处间质的渗透压。间质渗透压的升高进而促使水从亨氏袢降支重吸收，从而增加该段小管液的渗透压。因此，'''在亨氏袢的任意位置，升支内液体的渗透压均低于相邻降支内的液体。'''这种渗透压差异被称为'''单一效应（single effect）'''。由于降支（液体流向髓质）与升支（液体流出髓质）中液体呈逆流方向流动，这种单一效应可被'''倍增'''（'''multiplied'''），最终形成髓质间质内的渗透梯度：肾乳头尖端的渗透压可达1200mOsm/kgH2O，而皮髓交界处仅为300mOsm/kgH2O。

	图35.7示意了尿液稀释与浓缩的过程。这些过程基于三个关键概念：		图35.7示意了尿液稀释与浓缩的过程。这些过程基于三个关键概念：
第569行：		第568行：
	# 尿液浓缩依赖于集合管（collecting duct）中AVP介导的水分重吸收。		# 尿液浓缩依赖于集合管（collecting duct）中AVP介导的水分重吸收。
	# 亨氏袢升支对NaCl的重吸收稀释了小管液，同时使髓质间质中形成高[NaCl]（肾乳头尖端可达600mmol/L），后者驱动集合管中水分的重吸收。		# 亨氏袢升支对NaCl的重吸收稀释了小管液，同时使髓质间质中形成高[NaCl]（肾乳头尖端可达600mmol/L），后者驱动集合管中水分的重吸收。
	# 尿素在髓质间质中积累（高达600mmol/L），这使得肾脏能够排出具有相同高尿素浓度的尿液。这种机制允许大量尿素以相对较少的水分排出。首先需要理解当抗利尿激素（AVP）水平低下或缺如时，肾脏如何排出稀释尿液（水利尿或水排泄）。以下编号对应图35.7A中的圈注数字：		# 尿素在髓质间质中积累（高达600mmol/L），这使得肾脏能够排出具有相同高尿素浓度的尿液。这种机制允许大量尿素以相对较少的水分排出。
			首先需要理解当抗利尿激素（AVP）水平低下或缺如时，肾脏如何排出稀释尿液（水利尿或水排泄）。以下编号对应图35.7A中的圈注数字：
	# 从近端小管进入Henle袢降支细段的液体与血浆等渗。这反映了近端小管溶质和水的重吸收本质上是等渗的（参见第34章）。（注：水通过AQP1从近端小管各段被重吸收）		# 从近端小管进入Henle袢降支细段的液体与血浆等渗。这反映了近端小管溶质和水的重吸收本质上是等渗的（参见第34章）。（注：水通过AQP1从近端小管各段被重吸收）
	# 水从Henle袢降支细段被重吸收。大部分水在外髓质被重吸收，从而限制进入内髓质最深部间质的含水量，维持该区域的高渗状态。（注：水通过AQP1被重吸收）		# 水从Henle袢降支细段被重吸收。大部分水在外髓质被重吸收，从而限制进入内髓质最深部间质的含水量，维持该区域的高渗状态。（注：水通过AQP1被重吸收）
第582行：		第582行：
	1–4. 这些步骤与稀释尿的生成过程相似。理解浓缩尿如何生成的一个关键点是认识到：虽然Henle袢（loop of Henle）的升支细段和粗段对NaCl的重吸收稀释了小管液，但被重吸收的NaCl在髓质间质中积累并提高了该区域的渗透压。髓质间质中NaCl的积累对于生成高渗于血浆的尿液至关重要，因为它为髓质集合管（medullary collecting duct）的水分重吸收提供了渗透驱动力。如前所述，AVP通过刺激Henle袢粗升支的NaCl重吸收，在髓质集合管向该区域添加水分（这可能导致渗透梯度消散）时维持髓质间质渗透梯度。		1–4. 这些步骤与稀释尿的生成过程相似。理解浓缩尿如何生成的一个关键点是认识到：虽然Henle袢（loop of Henle）的升支细段和粗段对NaCl的重吸收稀释了小管液，但被重吸收的NaCl在髓质间质中积累并提高了该区域的渗透压。髓质间质中NaCl的积累对于生成高渗于血浆的尿液至关重要，因为它为髓质集合管（medullary collecting duct）的水分重吸收提供了渗透驱动力。如前所述，AVP通过刺激Henle袢粗升支的NaCl重吸收，在髓质集合管向该区域添加水分（这可能导致渗透梯度消散）时维持髓质间质渗透梯度。

	# 由于Henle袢升支对NaCl的重吸收，到达集合管的小管液相对于周围间质液呈低渗状态。因此，在集合管两侧建立了渗透梯度。当存在AVP时（AVP通过将AQP2插入细胞顶膜，增加远曲小管（distal tubule）后段和集合管的水通透性），水分从管腔扩散出去，小管液渗透压升高。这种水分从集合管腔扩散出去的过程启动了尿液浓缩机制。远曲小管和集合管皮质段小管液能达到的最大渗透压约为290mOsm/kgH_2O（即与血浆相同），这与肾脏皮质内间质液和血浆的渗透压一致。		5. 由于Henle袢升支对NaCl的重吸收，到达集合管的小管液相对于周围间质液呈低渗状态。因此，在集合管两侧建立了渗透梯度。当存在AVP时（AVP通过将AQP2插入细胞顶膜，增加远曲小管（distal tubule）后段和集合管的水通透性），水分从管腔扩散出去，小管液渗透压升高。这种水分从集合管腔扩散出去的过程启动了尿液浓缩机制。远曲小管和集合管皮质段小管液能达到的最大渗透压约为290mOsm/kgH_2O（即与血浆相同），这与肾脏皮质内间质液和血浆的渗透压一致。
	~~# 当小管液向髓质深部下行时，水分继续从集合管重吸收，使小管液渗透压在乳头尖端处升高至1200mOsm/kgH_2\dotO。~~

			6. 当小管液向髓质深部下行时，水分继续从集合管重吸收，使小管液渗透压在乳头尖端处升高至1200mOsm/kgH_2\dotO。

	A		7. 当AVP水平升高时生成的尿液渗透压为1200mOsm/kgH_2O，含有高浓度尿素和其他未被重吸收的溶质。此状态下尿量可低至0.5L/天。

	~~Antidiuresis~~ • 图35.7 参与尿液稀释与浓缩的肾单位节段示意图。显示近髓肾单位（juxtamedullary nephrons）的Henle袢。A，稀释尿（水利尿）排泄机制。AVP缺失时集合管对水基本不通透。注意在水利尿状态下，由于直小血管（vasa recta）血流量增加和部分尿素进入髓质集合管，髓质间质的渗透压会降低。B，浓缩尿（抗利尿）排泄机制。血浆AVP水平达峰值，集合管对水高度通透。此状态下髓质间质渗透梯度最大。详见正文。		• 图35.7 参与尿液稀释与浓缩的肾单位节段示意图。显示近髓肾单位（juxtamedullary nephrons）的Henle袢。A，稀释尿（水利尿）排泄机制。AVP缺失时集合管对水基本不通透。注意在水利尿状态下，由于直小血管（vasa recta）血流量增加和部分尿素进入髓质集合管，髓质间质的渗透压会降低。B，浓缩尿（抗利尿）排泄机制。血浆AVP水平达峰值，集合管对水高度通透。此状态下髓质间质渗透梯度最大。详见正文。

	~~# 当AVP水平升高时生成的尿液渗透压为1200mOsm/kgH_2O，含有高浓度尿素和其他未被重吸收的溶质。此状态下尿量可低至0.5\:L/天。~~

	~~=== 髓质间质组织 ===~~
	通过比较上述两种生理状态，可以明显看出：相对恒定量的低渗小管液被输送至肾单位对AVP敏感的部分（远曲小管后段和集合管）。此时血浆AVP水平决定了这些节段对水的重吸收量。当AVP水平较低时，这些节段重吸收的水量相对较少，从而排出大量低渗尿液（可达滤过水量的10%）。当AVP水平较高时，这些相同节段重吸收大量水分，仅排出少量高渗尿液（<滤过水量的1%）。在抗利尿状态（antidiuresis）下，大部分水分在远曲小管、集合管皮质部及外髓部被重吸收。因此，仅有少量液体到达内髓部集合管并被重吸收。这种沿集合管全长分布的水分重吸收模式（即皮质部 > 外髓部 > 内髓部）通过最小化进入内髓部的水量，维持了内髓部高渗的间质环境。		通过比较上述两种生理状态，可以明显看出：相对恒定量的低渗小管液被输送至肾单位对AVP敏感的部分（远曲小管后段和集合管）。此时血浆AVP水平决定了这些节段对水的重吸收量。当AVP水平较低时，这些节段重吸收的水量相对较少，从而排出大量低渗尿液（可达滤过水量的10%）。当AVP水平较高时，这些相同节段重吸收大量水分，仅排出少量高渗尿液（<滤过水量的1%）。在抗利尿状态（antidiuresis）下，大部分水分在远曲小管、集合管皮质部及外髓部被重吸收。因此，仅有少量液体到达内髓部集合管并被重吸收。这种沿集合管全长分布的水分重吸收模式（即皮质部 > 外髓部 > 内髓部）通过最小化进入内髓部的水量，维持了内髓部高渗的间质环境。

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2025-07-05T11:01:46Z

35 体液渗透压与容量的调控

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第387行：		第387行：
	尽管出汗、排便以及肺部和皮肤蒸发导致的水分丢失会因环境条件或疾病状态而变化，但这些途径的水分丢失不可调控。相比之下，肾脏的水分排泄受到严格调控以维持水平衡。维持水平衡需要水分摄入与丢失精确匹配。若摄入超过丢失，则存在正水平衡；反之若摄入低于丢失，则存在负水平衡（稳态平衡详见第2章）。		尽管出汗、排便以及肺部和皮肤蒸发导致的水分丢失会因环境条件或疾病状态而变化，但这些途径的水分丢失不可调控。相比之下，肾脏的水分排泄受到严格调控以维持水平衡。维持水平衡需要水分摄入与丢失精确匹配。若摄入超过丢失，则存在正水平衡；反之若摄入低于丢失，则存在负水平衡（稳态平衡详见第2章）。

	~~= 35.1 水平衡的调节 =~~		当摄水量减少或水分过度流失时，肾脏通过生成低容量、高渗（相对于血浆）的浓缩尿来保存水分。反之，当摄水量较高时，则会产生大量低渗尿。健康个体的尿液渗透压（urine osmolality，U_osm）可在约50至1200mOsm/kgH_2O之间变化，相应的尿量范围约为每日18升至0.5~升。重要的是，肾脏能够独立于总溶质（如Na+、K+、尿素等）的排泄来调节水的排泄（图35.1）。这种独立调节水排泄的能力对生存至关重要，因为它可以在不影响肾脏其他稳态功能的前提下实现水平衡。
	当摄水量减少或水分过度流失时，肾脏通过生成低容量、高渗（相对于血浆）的浓缩尿来保存水分。反之，当摄水量较高时，则会产生大量低渗尿。健康个体的尿液渗透压（urine osmolality，U_osm）可在约50至1200mOsm/~~kgH_2O之间变化，相应的尿量范围约为每日18升至\bar0~~.5~升。重要的是，肾脏能够独立于总溶质（如Na+、K+、尿素等）的排泄来调节水的排泄（图35.1）。这种独立调节水排泄的能力对生存至关重要，因为它可以在不影响肾脏其他稳态功能的前提下实现水平衡。

	需要明确的是，水平衡紊乱表现为体液渗透压的改变，通常通过血浆渗透压（plasma osmolality，P_osm）的变化来检测。由于血浆渗透压的主要决定因子是Na+（及其伴随阴离子Cl-~~和HCO_3~.~~~），这些紊乱也会导致血浆或血清[Na+]的变化（图35.2）。临床上最常见的体液电解质紊乱之一即是血清[Na+]的异常。当发现个体血清[Na+]异常时，常被误认为是Na+平衡问题。然而，这类问题通常与水平衡相关，而非Na+平衡。如后文所述，Na+平衡的改变会导致细胞外液容量（ECFV）而非其渗透压的变化。		需要明确的是，水平衡紊乱表现为体液渗透压的改变，通常通过血浆渗透压（plasma osmolality，P_osm）的变化来检测。由于血浆渗透压的主要决定因子是Na+（及其伴随阴离子Cl-和HCO3-），这些紊乱也会导致血浆或血清[Na+]的变化（图35.2）。临床上最常见的体液电解质紊乱之一即是血清[Na+]的异常。当发现个体血清[Na+]异常时，常被误认为是Na+平衡问题。然而，这类问题通常与水平衡相关，而非Na+平衡。如后文所述，Na+平衡的改变会导致细胞外液容量（ECFV）而非其渗透压的变化。

	~~== 室温（23°C）下成人的水获取与流失途径 ==~~
	~~a液体摄入量可能因社会文化因素存在显著个体差异~~

	'''图35.1''' 血浆抗利尿激素（AVP）水平与尿液渗透压、尿流率及总溶质排泄量的关系。Max：最大值；Min：最小值。（引自Koeppen BM, Stanton BA. Renal Physiology. 5th ed. Philadelphia: Elsevier; 2013.）		'''图35.1''' 血浆抗利尿激素（AVP）水平与尿液渗透压、尿流率及总溶质排泄量的关系。Max：最大值；Min：最小值。（引自Koeppen BM, Stanton BA. Renal Physiology. 5th ed. Philadelphia: Elsevier; 2013.）

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