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( 關鍵詞：腎小球；濾過功能；有效濾過壓；腎小球濾過率 )
循環(huán)血液經(jīng)過腎小球毛細血管時，血漿中的水和小分子溶質(zhì)，包括少量分子量較小的血漿蛋白，可以濾入腎小囊的囊腔而形成濾過液。用微穿刺法實驗證明，腎小球的濾過液就是血漿中的超濾液。
微穿刺法是利用顯微操縱儀將外徑6-10μm的微細玻璃插入腎小體的囊腔中。在與囊腔相接部位的近球小管內(nèi)，注入石蠟油防止起濾液進入腎小管。用微細玻璃管直接抽到囊腔中的液體進行微量化學分析（圖8-2）。分析表明，除了蛋白質(zhì)含量甚少之外，各種晶體物質(zhì)如葡萄糖、氯化物、無機磷酸鹽、尿素、尿酸和肌酐等的濃度都與血漿中的非常接近，而且滲透壓及酸堿度也與血漿的相似，由此證明囊內(nèi)液確是血漿的超濾液。
單位時間內(nèi)（每分鐘）兩腎生成的超濾液量稱為腎小球濾過率（glomerular filtration rate,GFR）。據(jù)測定，體表面積為1.73m2的個體，其腎小球濾過率為125ml/min左右。照此計算，兩側腎每一晝夜從腎小球濾出的血漿總量將高達180L。此值約為體重的3倍。腎小球濾過率和腎血漿流量的比例稱為濾過分數(shù)（filtration fraction）。經(jīng)測算，腎血漿流量為66ml/min，所以濾過分數(shù)為：125/660×100=19%。濾過分數(shù)表明，流經(jīng)腎的血漿約有1/5幔有小球小茁到囊腔中。腎小球濾過率大小決定于濾過系數(shù)（Kf）(即濾過膜的面積及其通透性的狀態(tài))和有效濾過壓。腎小球濾過率=Kf×PUF,PUF表示有效濾過壓。
一、濾過膜及其通透性
人體兩側腎全部腎小球毛細血管總面積估計在1.5m2以上，這樣大的濾過面積有利于血漿的濾過。在正常情況下，人兩腎的全部腎小球濾過面積可以保持穩(wěn)定。但是在急性腎小球腎炎時，由于腎小球毛細血管管腔變窄或完全阻塞，以致有濾過功能的腎小球數(shù)量減少，有效濾過面積也因而減少，導致腎小球濾過率降低，結果出現(xiàn)少尿（每晝夜尿量在100-500ml之間）以致無尿（每晝夜尿量不到100ml）。
表8-1 物質(zhì)的有效半徑和腎小球濾過能力的關系
| 物質(zhì) |
分子量 |
有效半徑（nm） |
濾過能力 |
| 水 |
18 |
0.10 |
1.0 |
| 鈉 |
23 |
0.14 |
1.0 |
| 尿素 |
60 |
0.16 |
1.0 |
| 葡萄糖 |
180 |
0.36 |
1.0 |
| 蔗糖 |
342 |
0.44 |
1.0 |
| 菊粉 |
5500 |
1.48 |
0.98 |
| 肌球蛋白 |
17000 |
1.95 |
0.75 |
| 卵白蛋白 |
43000 |
2.85 |
0.22 |
| 血紅蛋白 |
68000 |
3.25 |
0.03 |
| 血漿白蛋白 |
69000 |
3.55 |
<0.01 |
濾過能力（filterability）值為1.0表示該物質(zhì)可自由濾過，0則表示不能濾過
不同物質(zhì)通過腎小球濾過膜的能力決定于被濾過物質(zhì)的分子大小及其所帶的電荷。表8-1表示被濾過物質(zhì)的分子量和有效半徑對濾過的影響。一般來說，有效半徑小于1.8nm的物質(zhì)，如葡萄糖（分子量180）的有效半徑為0.36nm，它可以被完全濾過。有效半徑大于3.6nm的大分子物質(zhì)，如血漿白蛋白（分子量約69000）則幾乎完全不能濾過。有效半徑介于葡萄糖和白蛋白之間的各種物質(zhì)，隨著有效半徑的增加，它們被濾過的量逐漸降低，以上事實提示，濾過膜上存在著大小不同的孔道，小分子物質(zhì)很容易通過各種大小的孔道，而有效半徑較大的物質(zhì)只能通過較大的孔道，用不同有效半徑的中性右旋糖酐分子進行實驗，也清楚地說明了被濾過物質(zhì)的大小對濾過的影響。有效半徑小于1.8nm的中性右旋糖酐能自由通過濾過膜，有效半徑大于3.6nm的右旋糖酐就完全不能通過。有效半徑在1.8-3.6nm的右旋糖酐，其濾過量與有效半徑成反比，即隨著有效半徑增大，濾過量就不斷減少（圖8-6）。
圖8－6 不同的有效半徑和帶不同電荷對右旋糖酐濾過能力的作用
濾過能力的值為1.0，表示自由濾過 0則不能濾過
濾過膜的通性還決定于被濾過物質(zhì)所帶的電荷。用帶不同電荷的右旋糖酐進行實驗觀察到，即使有效半徑相同，帶正電荷的右旋糖酐較易被濾過，而帶負電荷的右旋糖酐則較難通過（圖8-6）。血漿白蛋白雖然其有效半徑為3.5nm，由于其帶負電荷，因此就難于通過濾過膜。
濾過膜的上述特性可由濾過膜的超微結構的特點來說明。濾過膜由三層結構組成（圖8-3）；①內(nèi)層是毛細血管的內(nèi)皮細胞。內(nèi)皮細胞有上許多直徑50-100nm的小孔，稱為窗孔（fenestration），它可防止血細胞通過，但對血漿蛋白的濾過可能不起阻留作用。②中間層是非細胞性的基膜，是濾過膜的主要濾過屏障。基膜是由水合凝膠（hydrated gel）構成的微纖維網(wǎng)結構，水和部分溶質(zhì)可以通過微纖維網(wǎng)的網(wǎng)孔。有人把分離的基膜經(jīng)特殊染色證明有4-8nm的多角形網(wǎng)孔。微纖維網(wǎng)孔的大小可能決定著分子大小不同的溶質(zhì)何者可以濾過。③外層是腎小囊的上皮細胞。上皮細胞具有足突，相互交錯的足突之間形成裂隙。裂隙上有一層濾過裂隙膜（filtration slit membrane），膜上有直徑4-14nm的孔它是濾過的最后一道屏障。通過內(nèi)、中兩層的物質(zhì)最后將經(jīng)裂隙膜濾出，裂隙膜在超濾作用中也很重要。
濾過膜各層含有許多帶負電荷的物質(zhì)，主要為糖蛋白。這些帶負電荷的物質(zhì)排斥帶帶負電荷的血漿蛋白，限制它們的濾過。腎在病理情況下，濾過膜上帶負電荷的糖蛋白減少或消失，就會導致帶負電荷的血漿蛋白濾過量比正常時明顯增加，從而出現(xiàn)蛋白尿。
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