I、稳态和内环境


　　机体每一个器官的细胞都存在和工作于周围的液体环境（细胞外液，ECF）之中，尽管我们所处的外部环境有着较大的变动，细胞外液仍能保持相对地稳定。法国生理学家Claude Bernard于1857年首先提出这一概念。而后他扩展了此概念，描述为：当内环境受到扰动时，代偿机制启动来纠正扰动。美国生理学家Walter Cannon进一步发展了这些概念，创造了稳态（homeostasis）这一术语来描述内环境的组成和容积的稳定性。维持生物体的稳态状态，从组成和容积两方面，是肾脏的主要功能。

　　稳态的原义是平衡。要维持稳态就要考虑机体所有的要素，输入，摄入或代谢生成的物质数量，必须准确地平衡于输出，排泄或代谢破坏的物质数量。输入等于输出，系统处于平衡状态。输入超过输出，系统处于正平衡。输出超过输入，系统处于负平衡。


　　右上图说明了维持稳态的控制系统的组成要素。



　　右下图说明了外环境温度变化的影响。当外部温度升高时机体热容量增加（正的热平衡，机体温度升高。温度控制系统增加发汗，结果增加了散热，平衡了热容量的增加，使体温恢复正常。然而，发汗导致Na+和H2O的丢失（Na+和H2O负平衡），导致了ECF容积减少和ECF Na+浓度增加。容积不足可以导致血压的下降，Na+浓度的增加（H20丢失> Na+丢失）可以引起ECF渗透压增加。这些变化导致使肾小管保留Na+和H2O的激素释放，也引发口渴和嗜盐，以补充丢失的Na+和H2O，恢复Na+和H2O的平衡与ECF容积。

　　后续各节将详细讨论肾脏完成这些功能的机制。
II、体液的分布


　　在所有器官中内环境都由两相或分布组成；组织间液（ISF）分布，浸浴着细胞，限制细胞内液（ICF）和血液血浆分布之间的联系。这两个分布由循环系统的毛细血管分隔着。除蛋白质外，大多数溶质可以容易和迅速地跨越毛细血管在ISF和血浆分布之间交换。它们的组成基本上是相似的。血浆容积（PV）和ISF一起构成了器官的细胞外液（ECF）分布，细胞就生活和工作于其中。这三种液体分布（ISF，PV和ICF）一起构成了总体液（TBW），数量大约是中等身材瘦的男性体重的60%。其余40%由脂肪和固体成分构成。详见右图中说明。

　　功能的有效性决定于ECF稳态的保持。由于整个机体的血液循环使得各个独立的器官中的这些液体混合，所以所有的器官实际上共享一个共同的细胞外环境。肾脏是这个环境的主要调节器。
III、体液的组成


　　机体是由水，矿物质和包括蛋白质、脂肪、糖和其他有机物质的多种有机化合物组成。这些物质都以不同的形式和数量，有些为固体但多数处于溶解状态，分布在机体的ICF和ECF中。某些溶解的化合物，唯一地被限制在这些分布和化合物的某个或另一个中，依照其渗透性的效力，在决定机体中水的容积和机体分布的分配方面起着独特的作用。这种关系的特殊重要性体现在限制Na+于ECF内，K+于ICF，和血浆蛋白，主要是白蛋白于血管内或PV内。见右图说明。

IV、器官功能对循环完整性的依赖性


　　身体的每个器官都完成它自己独特的功能，有着为完成这些功能的自身特殊适应。每一个器官都不同程度地依赖于与其它器官的相互作用，提供和利用一个或多个其它器官的产物。此种相互作用依赖于在器官之间的血液循环。血浆是ECF的子分布。肾脏维持细胞外环境（ECF）中稳态的主要功能包括：

A、调节钠平衡、ECF容积和它的最为重要的子分布血液容积。

B、调节水平衡和体液渗透压。

C、调节体液的氢离子浓度。

D、调节电解质，如钾、钙、磷酸盐、镁、氯和碳酸氢盐等。

E、保留基本的营养物质，如葡萄糖和氨基酸。

F、排泄代谢尾产物和外来物质。

G、分泌激素，如肾素、1,25-羟维生素D3和促红细胞生成素。

　　完成这些调节功能的机制是肾脏内固有的，但易于受到许多外界神经体液因素的影响。
V、体液的压力

　　生命只能在有足够的循环血液时持续。当循环衰竭时一切亦衰竭。所有的体液分布都有一定程度的弹性。分布内静水压的高低依赖于其中充实的程度。习惯上一个分布中的压力大小都参考大气压来比较。当分布恰好充实到其未伸展的容量时，它的压力等于大气压，赋值为0。由于此规定，进一步的容积增加引起正压力，而容积降低引起负压力。

　　最大的压力发生在循环系统的动脉一侧，最低的压力在组织液中。当血液容积降低到反映心脏肌肉能力发挥适当驱动压力所必须的足够充实血管系统的水平以下时，循环衰竭，死亡必然发生。
VI、肾功能机制


　　肾脏以非常非凡的方式完成它的调节功能。它的行为酷似一个极为热心的船上厨房的乘务员，他在每天结束时搜检垃圾箱和整个食品箱，不管可食的、不可食的或污损的剩菜。然后他仔细地分类垃圾箱的内容，将仍能用于次曰膳食的所有物质归回到食品箱。

　　肾脏的工作涉及不断地从血液到肾小管的部分血浆水分和它的溶质转运。每天大约有180L的液体，大约是血浆的32倍，进入肾小管。如果这一容积是不改变的通过肾小管，并在尿中排出，致命的脱水必定在几小时内发生。然而，肾小管象上述的乘务员一样修改肾小管液，返回肾小管液98 - 99%到机体，使得体液在组成和容积上为维持正常机体功能都是理想的。只有那些无用的、潜在有害的、或超过机体必需的逸出进入尿液。

1、滤过、重吸收和分泌


　　肾小球滤过是血浆跨越肾小球滤过膜的超滤（无蛋白的滤过）过程。只有部分经过肾脏的血浆在通过肾动脉时被滤过。那些未滤出的血浆携带着血液的蛋白和细胞成分灌注到肾小管的毛细血管床，并由肾静脉收集流出。滤过处理是由肾小球毛细血管血压驱动的。通常在成人每天全部ECF容积被滤过12次。

　　滤过液从Bowman囊流入肾小管，溶质和水从肾小管重吸收返回到肾静脉，以保持血浆的理想组成和容积。除重吸收外，也有灌注肾单位血液中一些物质转运到肾小管而被分泌进入肾小管液。部分物质是抵抗其浓度梯度跨越肾小管上皮转运，是直接或间接从细胞代谢汲取能量的主动转运。其他物质则是顺其浓度梯度的被动机制的转运。经过处理的肾小管液含有多种代谢废物、外来物质和对于稳态来说过剩的生理物质。此肾小管液，只是原始滤过液的非常小的一部分，被送入膀胱，并以尿的形式被排泄。

　　上图说明了肾血浆流量、肾小球滤过率、液体重吸收率和尿量之间的数量关系。
2、钠转运的主要作用


　　Na+ 和 K+ 在 ICF 和 ECF 中的分布是由于所有细胞膜上存在着代谢燃烧泵（原发性主动转运），它从 ICF 转运漏入细胞内的少量 Na+。此泵也从 ECF 转运 ICF 少量漏出细胞的 K+。多数细胞中此泵（ Na+, K+ - ATP 酶）均匀地分布于整个细胞膜上。

　　肾小管上皮细胞的基底膜和侧膜上钠的原发性主动转运的限制对肾脏功能具有特殊的重要性。这种钠泵活性的不对称性导致了重吸收钠时跨越肾小管上皮的单向性。在某些情况下部分重吸收的钠可能扩散返回肾小管，但净转运总是从小管到肾 ISF 。肾小管中此过程负责从滤液中重吸收钠，建立用于水重吸收的渗透压梯度，也间接地向转运许多其他物质的继发性主动转运提供能量。

3、盐和水分分泌的控制
　　沿肾单位存在着显著的功能差异。近曲小管中水和溶质的重吸收是紧密偶合的。但在肾单位的远曲小管部分存在着盐和水重吸收分别控制的机制，容许肾脏独立的调节这些物质的转运，使得肾脏具有适当地反应一种或另一种物质特殊超量或缺乏的能力。因为钠和与其相联系的阴离子构成了细胞外液具有渗透压活性的最大组分，并且被限制在细胞外液中，从小管中重吸收和携带水分的程度决定了细胞外液的容积，所以也决定了血液的容积。

4、保留和分泌 vs 交换
　　应该强调肾脏具有排泄物质的能力，此物质的量超过了稳态的需要；或保留物质的能力，此物质的量少于稳态的需要。肾脏本身不能生成那些从机体丢失的物质。盐或水分的缺乏，如由于发汗、呼吸，或由粪便或尿造成的，必须从外环境经摄入来补充，经胃肠道吸收。此规则有一个重要的例外。肾脏在酸硷平衡调节中起着重要的作用， 确实产生了碳酸氢盐离子，以补充缓冲强酸过程中的丢失。

5、其他基本的肾调节（参见右图）
　　除钠以外，许多物质也滤出肾小球和有跨越肾小管上皮细胞的转运。这些物质的血浆浓度一定程度上是由滤过、小管转运和尿的排泄之间的平衡所决定的。这些处理的基本机制是肾脏所固有的，但其活动水平受到一些神经体液因素的影响。例如：抗利尿激素(ADH)调节肾单位远端的水转运；心钠素(ANP)增强钠的排泄；醛固酮刺激钠的重吸收和钾的分泌；甲状旁腺素和(PTH)和1,25 - 二羟维生素D3(1,25(OH)2-D3)在钙和磷的转运中起作用。

6、废物排泄
　　肾脏负责从血液中排除代谢废产物，如尿素、尿酸、肌酐和其它正常代谢的尾产物，以及外来物质，如药物、杀虫剂和其它常见于曰常环境的有毒物。完成这些功能，完全或部分是因为没有从滤出液中重吸收这些物质的能力，或是有从血液分泌它们到肾小管内的能力。肌肉代谢的尾产物肌酐特别引人注意，因为它的尿排泄率和血浆浓度可被用来定量肾功能，所以适合作为肾脏疾病的一个诊断指标。
VII、肾脏糖异生
　　在肾脏有由氨基酸和其它前体合成葡萄糖的糖异生发生。在正常条件下这只是次要的功能，但在长期禁食期间肾脏成为血液葡萄糖的主要来源，葡萄糖产生量大约为肝脏的五分之一。肾脏通常最大限度的保留了有机营养物质如葡萄糖和氨基酸。此种物质的积极重吸收对抗了极大的浓度梯度，正常情况下其尿的排泄基本为0。

VIII、肾脏的激素分泌
1、肾素

　　肾素是蛋白水解酶，严格的说它不是激素。之所以在此介绍是因为在引起激素醛固酮分泌的一连串事件(见右图)中肾素起着重要的作用。肾素主要由肾脏分泌，肾素分泌的主要刺激是与ECF和血浆相连系的动脉血压的降低。肾素水解由肝脏产生的血浆蛋白：血管紧张素原，生成十肽：血管紧张素I。血管紧张素I接着受到血管紧张素转换酶（ACE，见于多数组织的血管上皮表面，特别是肺血管。）的作用。ACE作用于血管紧张素I产生具有高活性的八肽：血管紧张素II，有很多作用，其中两个特别重要：

刺激肾上腺皮质分泌醛固酮，醛固酮引起肾脏对钠和水的潴留，在ECF容积调节中起重要作用，从而维持了血浆容积和血压。
是有效的血管收缩剂，在血压调节中直接发挥作用。
2、促红细胞生成素
　　促红细胞生成素是主要由肾脏产生的肽类激素，当肾组织内氧分压降低时分泌增加。促红细胞生成素作用于骨髓刺激红细胞的生成。促红细胞生成素的合成减少是慢性肾疾病的贫血的一个原因。

3、1,25-二羟维生素D3
　　1,25-二羟维生素D3是维生素Ｄ的活化形式，是由肝脏产生的前体25羟维生素D3由肾脏合成，主要是在钙的调节、钙在胃肠道的吸收、骨吸收和钙磷在肾小管的重吸收等方面起作用。
IX、肾脏生理学术语
　　肾脏生理与其他科学分支一样有其自身的行话、缩写和标准数据。为了学习的方便我们将常见的列出如下。

ACE　－　血管紧张素转换酶

ADH　－　抗利尿激素

ANF　－　心钠素，也简化为ANP

C　　－　清除率

Cx　　－　物质x的清除率

CH2O　－　自由水清除率

COSM　－　渗透清除率

CA 　－　Carbonic anhydrase

CD 　－　集合管

平衡离子（Counterion）　－　具有相反电荷的离子，阴离子是阳离子的平衡离子。

浓缩尿　－　尿的渗透压高于血浆渗透压。

稀释尿　－　尿的渗透压低于血浆渗透压。

Ex　－　物质x的排泄率或分泌数量。

EBV　－　有效血液容积

ECF　－　细胞外液

ERBF　－　有效肾血流量

ERPF　－　有效肾血流量，由清除率方法测得。

Fx　－　物质x的滤过负荷

FF　－　滤过分数

GFR　－　肾小球滤过率，通常用 ml/min or L/day表示。

ICF　－　细胞内液

ISF　－　组织间液

JGA　－　近球小体

KF　－　滤过系数

PV　－　血浆容积

Rx　－　物质x的重吸收率

RBF　－　肾血浆流量

TF　－　肾小管液

TF/P　－　TF to P 浓度比值

Tm　－　最大转运

U/P　－　尿／血浆浓度比值

逆流倍增系统

　　此动画演示了逆流倍增系统（相当于肾单位的髓袢）是如何产生纵向较大的渗透压梯度的。

　　首先，将等渗的液体灌满整个逆流管，然后逆流管内液体静止，开始建立横向的渗透压梯度。我们设定在逆流管内横向最大只能建立约 100mOs的渗透压梯度。横向达到渗透压平衡后，让逆流管内液体移动一段距离，再进行下一次的渗透压平衡。如此循环进行若干次后，逆流管内纵向就建立了较大的渗透压梯度。纵向的渗透压梯度的大小趋向极限的值与分段的多少有关，既与髓袢的长度有关。请注意流出的液体的渗透压始终是低渗的。

http://ligensong.nease.net/flash/niliubeiz.htm

、机体水分

1、水分、脂肪和体重
　　机体内含量最多的是水，占体重的45% - 75%，如此大的差异主要是因为机体内脂肪的含量不同。大多数组织，包括肌肉、皮肤和内脏器官，含水量超过70%，而脂肪组织的含水量不到10%。所以机体水分的百分比随体积脂肪的含量而改变。胖瘦适中的成年男性大约机体含水量为60%，脂肪为16% - 18%，蛋白质、糖和其它固体物质为22% - 24%。女性由于相对皮下脂肪较多，使得机体的含水量较低。下表说明了脂肪组织对机体含水百分比的影响。此表对比瘦、胖和适中个体，揭示出机体体重中脂肪和水分的百分比之间相对关系。

2、年龄的影响
　　无论男女机体体重含水量的百分比都随年龄的增长而降低（见上表）。这主要是由于脂肪组织随年龄的增长比其它组织，主要是骨骼和肌肉，相对要快。在婴儿期也发生机体含水量百分比明显降低的现象，但原因不同。婴儿期细胞物质的增长比细胞外液的增长速度明显的要快，而细胞物质的固体含量（不少于20%）比细胞外液多，所以婴儿时机体含水量较高。



3、体液平衡：摄入对输出
　　机体可由几个途径（包括肾脏）丢失水和电解质,见右图。除了肾脏，这些丢失对其功能而言是必须的，与机体的液体和电解质组成的调节无关。这些丢失中只有肾脏途径受到调节以维持稳态。由此可以保存所需要的成分，去除或排泄多余的物质。维持稳态不仅需要调节丢失，也要补充丢失的液体和电解质，经由胃肠道的摄取完成这个功能。依靠肾脏排泄多余物质的能力，机体可以纠正对于稳态所需超量的摄入数量。后续的8、9节将详细讨论水和盐的平衡。


4、分布的比例
TBW的2/3是ICF，1/3是ECF。
ICF约占体重的40%，存在于机体的各种细胞之内。
ECF约占体重的20%，分为两个较大和一个较小的分布：
细胞间液(ISF)以细胞膜和毛细血管膜为边界，约占体重的15%（包括淋巴）。
PV约占体重的5%。
腔隙间液占ECF的较小部分，约为体重的1%，这些液体由上皮细胞膜和毛细血管膜与血浆分隔。包括脑脊液、心包腔、关节腔、胸膜腔、眼内和腹腔内的液体
胖瘦适中的成年男性，这些百分比相当于3.5L的血浆、10.5L的ISF、28L的ICF和42L的TBW（见右图）。


5、离子成分

　　体液三个主要分布（ICF、PV和ISF）的离子成分互不相同，上图表示了每个分布的离子成分。
ECF内主要的阳离子是钠，主要的阴离子是氯和碳酸氢根。
由于毛细血管膜对水和大多数溶质有很高的通透性，PV和ISF的成分非常相似。这两个分布成分上的主要差异由毛细血管膜几乎对蛋白质不通透引起，毛细血管膜基本上将蛋白质限制在PV内。在PV内比ISF内较高的阴离子蛋白质浓度导致可通透离子分布的差异：Na+浓度在血浆内比ISF大约高5%；Cl-和HCO3-浓度在ISF内比PV大约高5%。由于毛细血管腔内不通透离子的存在而造成的这种跨越毛细血管的可通透离子的不同分布称为Donnan平衡。
细胞内离子成分非常不同于ECF，但在不同的组织和种属的各种细胞之间却非常地一致。主要的细胞内阳离子是K+，与阴离子分子包括蛋白质分子相平衡。碳酸氢根、Na+和Cl-离子在此分布内很少。





6、电解质浓度单位

　　液体分布内电解质的浓度临床医学通常用每升毫当量来表示(mEq/L)。当量是电解质结合活性的测量单位。我们的讨论只涉及离子转运和酸硷中和反应，1当量相当于与1克氢结合的物质的重量。一些重要的物质，如葡萄糖和肌酸，其浓度可以以每单位容积的重量来表示。重量的单位通常是毫克 (mg)，容积的单位是分升(dl)，即100ml。浓度表示为mg/dl或mg%。重量的单位也可以是克(g)或微克(mg)，浓度表示为g/dl或g%、mg/dl或mg%。

7、电解质的机体总含量和可交换性
　　体内具有的生理上重要的电解质，Na+、K+和Cl-能够自由地在体液分布间移动。它们以两种不同的状态存在，可交换离子池和不可交换离子池。某种特定的化学物质在机体总电解质的可交换部分易于在ICF和ECF之间及在ECF和外环境之间移动。靠着扩散梯度或其它特定的转运机制，可交换离子能从一个分布运动到另一个，从而参与重要的生理参数的调节，如离子浓度、体液渗透压和pH。机体总电解质的不可交换部分与其他物质结合在一起，不易于在分布间扩散或转运。不可交换离子大多存在于骨骼内。上图表示了体液分布中存在最多的三种离子，Na+、K+和Cl-的机体总含量和可交换部分的量。



III、体液分布的测量
1、指示剂-稀释技术

　　容积指示剂是这样一种物质，当将它静脉注射一段时间后可以均匀地分布于一个或几个体液分布内：PV、ECF(PV + ISF)或TBW(PV + ISF + ICF)。指示剂的血浆浓度代表了其分布的容积内的浓度。不可能直接测量所有的液体分布的容积。但是将一定数量的指示剂物质(DI)静脉注射，在其能够扩散进入的分布中扩散分布均匀之后，直接测量则是可以的。测量此种物质的血浆浓度(PI)，指示剂所分布的容积(VI)可由其稀释的程度计算出来，即VI=DI/ PI。此过程称为指示剂-稀释技术。使用此种测量液体分布容积方法的理想指示剂应该满足下列条件：
　　a、不被代谢或排泄。
　　b、在测量的容积内均匀分布。
　　c、只在所测量的分布内分布。
　　然而重要的是了解理想指示剂是不存在的。因此，使用不同的指示剂评估同一个液体分布容积时，可以给出稍有差异的值。尽管有不被代谢的指示剂，但它们在平衡期间内大多有排泄（主要是从尿排泄）。所以必须收集从注射到采集血液期间内的尿液，测量指示剂在尿中的浓度，计算排泄出的指示剂数量。调整指示剂剂量，即从注射剂量中减去尿中排泄的数量。为了得到可靠的结果，在浓度平衡（指示剂分布均匀）之后获取血液样本是十分重要的。
　　评估液体分布容积的指示剂分为三种用途：
　　a、评估血浆容积，此种指示剂不易于跨越毛细血管膜。
　　b、评估ECF，此种指示剂不易于跨越细胞膜，但自由地跨越毛细血管膜，平衡时在ISF和PV内有相同的浓度。
　　c、评估TBW，此种指示剂可以自由地跨越毛细血管膜和细胞膜，平衡时在PV、ISF和ICF内有相同的浓度。

2、各液体分布的测量：(1)总体液


　　测量总体液的一种方法是注射有放射性的水，含有氚(3H2O)和氘(2H2O)。这种水会均匀地分布于所有的体液分布中。使用指示剂-稀释技术，能够非常准确地评估总体液。用这种测量方法在70Kg适中男性获得的结果为总体液42L或大约占体重的60%。这种水在2小时后均匀地分布于整个机体。在平衡期间指示剂通过呼吸、排汗和尿排泄有一定的丢失。尽管2小时内水的丢失数量不到总体液的1%，但为了准确地计算必须从指示剂剂量中减去指示剂的丢失。


2)细胞外液容积

　　评估细胞外液分布的容积可以向静脉内注射不能跨越细胞膜的指示剂物质，此种物质必须能够自由地跨越毛细血管膜，并且均匀地分布于血浆和细胞间液中。然而事实上少量的此种物质还是扩散进入了细胞，降低了此技术的准确性。评估ECF使用有放射性的钠、氯和硫酸盐。由于指示剂进入细胞的程度不同，测量到的容积或空间也不同，所以报告评估ECF容积结果时必须标明所使用的指示剂。
　　最适合测量ECF的指示剂为菊糖，分子量为5,500的多果糖苷，半径只有1.5 nm。菊糖时有用的指示剂，因为它自由地跨越毛细血管膜，且不进入大多数细胞。与用于此目的的其它指示剂一样，菊糖作为指示剂而使用的一个问题是它也跨越肾小球毛细血管膜，由尿排泄。所以在测量和计算ECF内剂量时也要测量菊糖的丢失量。


3)血浆、红细胞和血液总容积  
　　测量血浆容积常注射标记血浆蛋白，这种蛋白不能跨越毛细血管膜。一种常用的技术涉及注射有放射性的125I-白蛋白。另一种常用的技术是注射可以紧密地与血浆蛋白结合的染料，如Evans Blue(T-1824)。注射的蛋白指示剂在血浆内平衡是十分迅速的，大约只有10分钟。因为毛细血管对蛋白的通透性很低，如果在10 - 15分钟内采血则由血浆容积丢失的指示剂可以不必考虑。血浆容积可以使用本节前面提到的指示剂-稀释技术公式来计算。红细胞比容是细胞成分占血液总容积的量。按照上图内的公式，由红细胞比容和血浆容积即可计算出血液的容积。


(4)组织间液
　　由于没有在ISF中单独分布的指示剂可以利用，所以ISF的容积是不能直接测得的。然而ISF容积可以由ECF容积减去血浆容积得到，见左下图。使用此公式计算的容积要高于实际的ISF容积，因为ECF容积不仅包括了ISF容积和PV容积，也包括了腔隙间液容积。

(5)细胞内液
　　同ISF容积一样，ICF容积也是不能直接测得的。可以由TBW减去ECF容积得到ICF容积，见右下
IV、体液分布间的液体平衡和交换
1、渗透性
(1)渗透
　　渗透定义为水通过半透膜的净移动，反映了半透膜两侧的水浓度的差异。半透膜是一种选择性通透溶剂（水），而对溶质不通透的膜。当由半透膜分隔的溶液的溶质浓度不相等时，水就会从较低的溶质浓度一侧向较高的溶质浓度一侧流动。这是因为就粒子浓度而言水的浓对积好相反。 考虑到溶液的摩尔分数（N）就能够说明此现象的发生原理。N 是一种溶液中的一个组成成分的摩尔数与此溶液所有组成的总摩尔数的比值。一升水有55.5摩尔。忽略由溶质所占的容积，1 M 的 NaCl 溶液中含有 55.5 摩尔的水、1 摩尔的 Na+ 和 1 摩尔的 Cl-。溶液的总摩尔数为 57.5 摩尔，水的 N 为 0.965。2 M NaCl 溶液含有 55.5 摩尔的水、2 摩尔的 Na+ 和 2 摩尔的 Cl-，总摩尔数为 59.5，水的 N 为 0.933。在 1 M 的溶液中水的浓度大于在 2 M 的溶液中水的浓度。即使受到半透膜的分隔，水仍然会顺着它的浓度梯度从 1 M NaCl 溶液流向 2 M 的NaCl 溶液，如右图的说明，直到获得渗透性平衡，水的 N 在每一溶液中都相同时为止，此时 Na+ 和 Cl- 的浓度在膜的两侧也是相同的。



(2)渗透压
　　施加一个压力来对抗水的浓度梯度产生的力，可以来阻止水的渗透移动。对于确定的溶液，阻止水跨越半透膜进入溶液的净移动所需的压力称为溶液的渗透压(P)。普通气体方程，如左下图所示，可以用来计算溶液的渗透压。溶液的渗透压是溶液粒子数目、溶剂的溶剂和绝对温度的函数，普通气体方程中的 P 就代表了溶液的渗透压。
(3)渗透性
　　注意在方程中 n/V 是浓度术语，代表了被溶剂容积除的溶液粒子数。当涉及水溶液时，渗透压由 p 来代表，p 替代了在普通气体方程中的 P，如右下图所示。理想上，粒子浓度被定义为渗透性。在稀溶液中，如体液，溶质所占的容积较小，其粒子浓度被用来计算渗透性，单位是 osmoles/liter (Osm/L)，对体液更常用的是 milliosmoles/liter (mOsm/L)。   


(4)有效渗透性
　　考虑由水能自由通透的膜分隔的两个分布。分布 1 含有非电解质分子 X，不能通透此膜，浓度为 4 mmol/L，相当于 4 mOsm/L。分布 2 含有非电解质分子 Y，能通透此膜，浓度也为 4 mOsm/L。Y 将顺其浓度梯度从分布 2 扩散进入分布 1，直到 Y 在两个分布中的浓度相等。这就使得分布 1 的渗透性从 4 mOsm/L 升高到 6 mOsm/L。分布 2 中 Y 的丢失引起其水浓度增高，造成水从分布 2 向分布 1 的移动，直至每一分布中渗透性相等。流入分布 1 的水，可以使两个分布中渗透性相等，又会稀释分布 1 中 Y 的浓度，使之低于分布 2。这就重新建立起 Y 的浓度梯度，导致 Y 由分布 2 向分布 1 扩散，同时依然伴随有水的流动，直到所有的 Y 和水进入分布 1。右图说明了上述过程。分布容积的稳定性能够有下列三个方法之一来获得：
　　a.在分布 2 中增加非通透粒子、Z，浓度与分布 1 中X 浓度相同。这样两个分布中有效渗透性将是相同的，不会有 H2O 的跨膜净流动。
　　b.确保 Y 在分布 2 中的渗透性有效，增加膜机制吸收 Y 返回分布 2，返回速度快于 Y 扩散到分布 1 的速度。这种方法可以由 Na+,K+-ATP酶(Na 泵)的作用来说明。Na 泵使得 ECF 中钠的渗透有效性平衡于细胞内的蛋白和其他非通透粒子的渗透效应。尽管通常认为 Na+ 不能通透细胞膜，但在大多数组织内钠确实非常缓慢地进入细胞内，并且在肌肉和神经细胞兴奋期间钠进入细胞速度也是相当快的。如果没有 Na+,K+-ATP 酶返回 Na+ 到 ECF，Na+ 将在细胞内积累，引起细胞肿胀。
　　c.第三种方法是利用压力来对抗水的移动。这种方法说明了跨越毛细血管膜的血浆蛋白的渗透效应与毛细血管血压的平衡。



(5)等渗性原理
　　在细胞内外的体液分布中物质的类型和浓度明显地不同，然而分布间的渗透性却是相同的。这称为等渗性原理，发生的原因是毛细血管上皮和几乎所有细胞膜对水是自由通透的，但对某些溶质是不通透的。不通透的溶质具有跨越分布膜的渗透有效性，将决定分布间水的分布。分隔膜一侧任何渗透有效性溶质的浓度变化都会产生渗透梯度，分布间水的分布将会重新进行，直到各分布的渗透性再次相等。  

2、血浆胶体渗透压
　　水和小分子可以自由地跨越毛细血管膜，所以它们没有跨越毛细血管膜的渗透效应。而血浆内蛋白质，分子量大于 70,000，不能自由跨越毛细血管膜，具有渗透效应。由于血浆蛋白的分子较大被归类为胶体，由这些蛋白产生的有效渗透压称为血浆胶体渗透压，或膨胀压，由毛细血管血压来对抗。毛细血管血压和血浆胶体渗透压任一个的变化都会引起血浆容积和组织间液容积的变化。由于 Donnan 平衡的缘故，血浆胶体渗透压可能比基于单独由血浆蛋白浓度计算的渗透压高出 50%。这是因为带负电的蛋白限制了等电量的阳离子于血浆分布内。由于被蛋白保留在 PV 内，这些阳离子具有跨越毛细血管膜的渗透效应，增加了蛋白肿胀压。
3、Starling 平衡
　　血浆胶体渗透压为 28 mm Hg。Starling 推论了此值的意义，它的大小位于毛细血管静水压（动脉端 32 mm Hg 和静脉端 15 mm Hg）之间，并且几乎准确地等于移动液体出毛细血管的压力。这些力包括平均毛细血管静水压 17.3 mm Hg、负的组织间液静水压 3.0 mm Hg 和组织间液胶体渗透压 8.0 mm Hg。这些力构成了向外的压力为 28.3 mm Hg。这样向内、向外的力的净差为 0.3 mm Hg。此小差异导致液体从毛细血管向 ISF 的移动，淋巴系统返回血液的液体与此液体的量平衡。




V、液体分布的扩展和收缩
1、水的摄取
　　当摄入水时，水会迅速地跨越所有细胞膜。结果是所有体液分布同比扩张，其渗透性降低，如图所示。肾脏功能正常时，此扩张只是短时存在，即使摄入大量的水，因为肾脏排出超量的水迅速地排泄了水。此种反应，称为水利尿，以排泄稀释尿（渗透性低于血浆）为特征，以抗利尿激素（ADH）的释放受抑制为介导而减少肾单位远端水的重吸收。


2、尿素的灌注
　　当灌注等渗尿素(285 mM)时，它增加所有体液分布的容积。因为尿素能够像水一样迅速地跨越所有的膜，然而尿素没有跨越任何膜的有效渗透性，尿素和水两者灌输时都均匀地分布于整个 TBW 中。相对的液体分布没有变化，因为灌输的尿素的渗透性与正常的渗透性相同，体液渗透性没有变化。如果灌注的尿素渗透性高于 285 mOsm/L，液体的渗透性将增高，因为尿素自由地跨越细胞膜而通透，所以分布间容积并不改变，见下图


3、盐的摄取
　　单独摄取 NaCl 不会直接影响总体液。但是确实引起体液中水从细胞内向细胞外的重新分布。原因是 Na+ 被限制于 ECF，具是 ECF 的渗透效应。ECF 比 ICF 相对高张，细胞内水移向细胞外，直到分布间渗透性再次成为等渗。肾脏功能正常时，由神经体液反射机制介导的肾脏反应会降低 Na+ 的重吸收。注意这里使用的术语的区别。渗透性指溶液的总离子浓度；张力指由于膜对某溶质的不通透性，溶质引起水跨越细胞膜移动的能力。

4、翟慌盐的灌注
　　翟慌盐的灌注(150 mM NaCl)基本上不会影响ICF分布的容积。原因是通过泵和通道机制，大多数细胞非常有效地排斥 NaCl。所以 Na+ 和与它相关的阴离子是 ECF 中主要的渗透效应溶质。因此几乎所有灌注的翟慌盐都保留在细胞外分布内。Na+ 泵的损伤会增加 Na+ 漏入 ICF，降低其在 ECF 中的渗透效应。

5、翟慌盐的灌注，加白蛋白
　　细胞外分布包括血浆和组织间液。如上述，翟慌 NaCl 会均匀分布于所有细胞外分布。而白蛋白将保留于血浆内，仅有极少的白蛋白假如组织间液。，含有正常浓度白蛋白(约4-5%)的翟慌盐的灌注会扩张血浆容积，极少或不影响 ISF 容积，因为跨越毛细血管膜的 Starling 平衡力没有变化。如果翟慌盐溶液含有痹积常浓度高的白蛋白， Starling 力将变化。增加的血浆肿胀压将引起液体从 ISF 到 的移动，直到增加的毛细血管静水压平衡于新的血浆肿胀压。
VI、脱水

　　脱水是水从细胞外液分布的丢失。通常原因是，不恰当的水摄取、重体力活动时过量的排汗、热环境或发热、某些疾病时体液的丢失（如呕吐和腹泻）。它们都有血液容积的降低，激活盐和水保留机制。降低的 PV 增加了血浆肿胀压，动员 ISF液体进入 PV 部分地补偿 PV 的降低。在排汗时水的丢失大于盐的丢失，细胞外液分布中有效渗透性增加，原因是分布中 NaCl 浓度增加。当摄入盐时，细胞外液成为高张，液体由 ICF 向 ECF 移动，以恢复渗透平衡。只要血液容积和血压仍然是低的，ECF 渗透性仍然较高，这些机制就继续有效和保持摄取盐和水，直到容积和渗透性恢复到正常。除了水的丢失，按照丢失途径的不同，这些紊乱也伴随有不同程度的 Na+、K+ 和 Cl- 丢失。肾脏能够保留这些离子和水，但不能合成。这些离子和水必须由摄入和注射来补充。

3、内部结构
　　如果沿长轴将肾脏对半切开，可以清楚的看到外侧较亮的区域、皮质，内侧较暗的区域、髓质。髓质被分为8到16个锥型结构，称为肾锥体。每个锥体的基底位于皮质和髓质的界面上，每个锥体的顶端形成一个肾乳头，进而扩展成为肾盂。每个乳头含有约26个小孔，这些小孔是集合管的开口。尿液由集合管进入肾盂，然后再进入输尿管。集合管以及近曲和远曲小管延伸进入皮质的直段被称为髓放射（其实是不适当的，原因事实上部分位于皮质内。）。肾脏分为若干小叶，其构成为皮质，及其所包绕的、处于中心部分的髓放射。详见右图。

III、肾脏血管
1、主要的动脉


　　肾动脉发自腹主动脉，在肾窦内大约分支８次，成为段动脉、或称为叶动脉。段动脉发出叶间动脉在锥体间上升达到皮质。在皮质和髓质的结合部，叶间动脉弯曲越过肾锥体形成弓动脉，从弓动脉发出小叶间动脉。小叶间动脉发出入球小动脉供应肾小球。详见下页的图解。

2、入球小动脉
　　入球小动脉发自从弓动脉延伸进入皮质的小叶间动脉，向肾小球的毛细血管供应血液。灌注入球小动脉的血浆大约有 20%，包括水、电解质、和大多数其他小分子物质（但不包括蛋白质），通过肾小球被滤出。详见右下图。
3、肾小球毛细血管
　　与机体其他部分的毛细血管不同的是，肾小球毛细血管血压大约 55 mmHg，几乎是其他毛细血管的2倍。肾小球毛细血管床的独特特点是处于两个小动脉之间。肾小球毛细血管血压较高是由出球小动脉提供的阻力形成的。由于这一压力总是大于 Bowman’囊腔内的压力，因此，只有滤过发生，液体流经肾小球毛细血管膜是单向的，肾小球毛细血管不发生重吸收。详见左下图。

4、出球小动脉和管周毛细血管
　　进入肾小球的血浆大约有80%，由于分子较大而没有滤出（特别是蛋白质和与蛋白质结合的物质，如Ca++），经过出球小动脉离开肾小球。肾皮质内皮质肾单位的肾小球出球小动脉发出管周毛细血管床供应皮质肾单位的肾小管。皮质肾单位的肾小球位于肾皮质的外周或中间区域，髓袢较短。管周毛细血管的主要功能是将小管上皮细胞重吸收的水和溶质经过肾静脉运送走。这些管周毛细血管也将血液运送到小管分泌部位，在那，某些物质从血浆中被分泌进入小管液中。
　　近髓肾单位的出球小动脉发出两个不同的毛细血管床。近髓肾单位的肾小球位于肾脏皮质和髓质的结合部，有着较长的，延伸深入肾髓质的髓袢。近髓肾单位的出球小动脉的一个分支发出管周毛细血管网，包绕着近曲和远曲小管。近髓肾单位的出球小动脉的另一个分支与髓袢并行深入髓质，在那，重复分支成为血管束，形成直小血管。直小血管的下降支（动脉）发出毛细血管网包绕髓袢和集合管。这些髓质毛细血管床汇合形成直小血管的上升支（静脉）。这些结构主要发挥着尿的浓缩和稀释作用。
　　详见的右图。

IV、肾单位
1、概观

　　肾小球是肾脏的基本功能单位。每侧肾脏大约有100万个肾单位，每个肾单位都有转运水和溶质，生成尿的能力。肾单位由肾小球和与之相连的肾小管组成。右图说明了肾单位的基本解剖结构。按照功能和组织学标准，肾小管可以分为近曲小管、髓袢降支粗段(pars recta)、髓袢、球旁器(JGA)、远曲小管、连接管、和集合管。

2、肾小球、Bowman’囊和肾小球系膜

　　肾小球是一个毛细血管袢构成的球，被称为Bowman’囊的肾小管盲端所包绕。系膜细胞位于毛细血管袢之间，围绕着基质形成肾小球系膜。肾小球系膜起源于间叶细胞，含有类似于平滑肌结构的微肌丝。肾小球系膜具有的收缩性和所处的位置，能够改变滤过时的有效毛细血管面积，使其具有调节肾小球滤过的功能。已知系膜细胞也具有启动免疫合成的作用。

3、肾小球毛细血管

　　肾小球毛细血管的基底膜衬托着内皮细胞，内皮细胞上有直径 0.1mm 的孔或窗。肾小球毛细血管的表面上，毛细血管袢和 Bowman’囊之间，有称为足细胞的上皮细胞。足细胞具有称为蒂的长手指样突起。相互交叉的突起构成宽 25nm 的裂孔。这些裂孔衬有一厚层带负电荷的蛋白质，在基底膜的表面，裂孔由一极薄的膜所覆盖。所以，裂孔起着限制大分子滤过的作用。

　　内皮细胞、基底膜、和上皮细胞共同的阻碍作用形成了滤过器，具有大小和电贺选择性的分子筛。水和直径小于 3.0 nm 的中性物质可以自由通过。对于大分子，随体积的增加，滤过速度急剧下降。就分子量而言，菊粉为 5500，是自由通透的上限。较大的物质，如白蛋白，直径 3.0nm，分子量 70000，基本上是不通透的。由于裂孔带由负电荷，与相同体积和重量的阳离子比较，阴离子较不易通透。


4、近球小管：近曲小管和髓袢降支粗段
　　Bowman’囊的基底膜外层与肾小管其余部分的基底膜是连续的。直接与 Bowman’囊相连的是近曲小管。近曲小管在皮质内随机盘绕，然后直行成为髓袢降支粗段(pars recta)，转而下行进入髓质。

5、近曲小管上皮

　　近曲小管上皮细胞与Bowman’囊的上皮细胞也是连续的，但形态学上是不同的。衬于近曲小管的上皮细胞是立方型的，深陷于基底膜内，提供了较大的基底表面积。长长的微绒毛（刷状缘）位于管腔膜表面，最大化膜的表面积，使这些细胞具有理想的重吸收和分泌功能。还有，顶部的紧密连接较为疏松，使得水分沿渗透压、溶质顺电化学梯度、和溶质对容积的吸引而产生的旁细胞转运更容易。

　　在管腔膜和管周膜上坐落有酶和蛋白载体、原始和继发主动转运系统，这些共同形成了通透性，使近曲小管成为肾小球滤过重吸收的主要部位。包括所有营养物质在内，大约 65% 的滤过液体由近曲小管重吸收。


6、髓袢
　　髓袢由降支细段、以薄的扁平鳞状上皮细胞为特征的升支细段、和以稍高一些的鳞状上皮细胞为特征的升支粗段组成。细支开始于 U 型管的末梢，降支进入髓质，象发卡那样，转而成为细段上升支，平行于降支返回到皮质。在外髓和内髓的结合部，髓袢的升支上皮细胞变成立方型，小管的直径增大，这一段称为髓袢升支粗段。在此点，有必要区别三种类型的肾单位。

表层肾单位的肾小球位于皮质的最表层，髓袢较短，仅深入髓质很短一段，没有升支细段。
皮质中层的肾单位的肾小球位于表层和近髓肾单位之间，髓袢可能短，也可能长。
近髓肾单位的肾小球位于皮质和髓质的结合部之上的皮质内，有长的髓袢深入髓质。
　　在降支细段，对水是通透的，对溶质相对不通透。在升支细段和粗段，对水都是不通透的。升支细段对溶质是通透的，升支粗段对盐有较高的重吸收能力。髓袢和邻近的直小血管起着尿的浓缩和稀释作用。对水不通透的升支粗段内盐的重吸收稀释了小管液，浓缩髓质的 ISF 和在肾 ECF 产生的皮质 - 髓质渗透压梯度，提供了迫使水从集合管重吸收的力。集合管的通透性是有 ADH 决定的，ADH 增加集合管的通透性。当集合管的通透性增加时，尿被浓缩，当通透性降低时，尿被稀释。




  7、球旁器
　　球旁器(JGA)位于肾皮质，是肾单位的一个独特部分，髓袢升支在其肾小球入球和出球小动脉之间经过。致密斑是升支粗段的特化区域，并构成了与 JGA 血管组成的联系。JGA 的血管组成含有小动脉特化了的平滑肌细胞（颗粒细胞），在颗粒细胞内含有分泌颗粒，合成与分泌酶：肾素。JGA 的第二组细胞称为 lacis 细胞，或肾小球外系膜细胞，没有颗粒，但也分泌肾素。
　　JGA 在肾素 - 血管紧张素 - 醛固酮系统中起主要作用。一种理论认为致密斑感受 Na+ or Cl- 浓度，改变肾素分泌的速度。另一种理论认为入球小动脉的牵张和容积的变化控制着肾素分泌。JGA 也被证明自动控制着 GRF。也有人认为由致密斑传送的 Na+ or Cl- 浓度的变化引起一种未知的血管收缩素的释放，局部控制滤过压和 GFR。

、远曲小管和连接管

　　远曲小管起始于致密斑的末端，其矮的上皮细胞深陷于基底膜之内。远曲小管排出液体进入连接管，接着汇合成为皮质部集合管。连接管的细胞类似于远曲小管的细胞，但较高，并且在光镜下有着更粗糙的感觉。远曲小管和连接管的细胞顶部都有少量的微绒毛，但与近曲小管不同的是没有明显的刷状缘。就通透性和转运而言，这两段在许多方面与髓袢升支粗段类似。

9、集合管

　　按所处部位，集合管分为皮质集合管、髓质集合管、和乳头集合管。皮质集合管的上皮细胞是立方型的，在向乳头集合管延展中，细胞逐渐变高。集合管细胞有两种类型：
　　a、闰细胞主要涉及尿的酸化和酸硷平衡的调节。
　　b、主细胞主要涉及钠的重吸收，在钠的平衡和 ECF 容积的调节。醛固酮控制着这些细胞的钠转运活动。
　　集合管对水的通透性随着 ADH 活性水平而改变，所以起着调节机体液体渗透压的作用。




I、引言  
　　本节讨论肾小球滤过率（GFR）和肾血浆流量（RPF），及其测量和影响因素。介绍肾清除率的概念，描述使用菊粉和肌酐的肾清除率来测量 GFR。讨论肾血浆流量的特点、测量和调节，描述使用对氨基马尿酸（PAH）的肾清除率来测量 RPF。讨论 RPF 的调节，包括依靠肾内机制的血流自动调节和依靠肾外神经、内分泌和旁分泌因素的血流调节。

II、滤过膜的结构和特性

　　如上节所述，肾小球的滤过膜由三层结构组成。第一层为肾小球毛细血管的内皮层，第二层为毛细血管本身的基底膜，第三层为毛细血管外的 Bowman’囊的上皮细胞。三者构成了肾小球滤过的滤过膜。肾小球的滤过膜的孔洞比普通毛细血管大 1000倍。除细胞不能通过外，滤过膜依照分子的大小、形状和所带电荷，如同分子筛一般有选择性的滤过溶质。

1、内皮细胞

　　通常内皮细胞的核见于基底膜与系膜相联系的区域。细胞的其余部分围绕着毛细血管的内壁。内皮细胞胞浆极薄，有直径 70nm 称为窗孔的孔洞存在。薄的单层膜，可能是蛋白多聚糖膜，覆盖着这些窗孔，通透性很高，对于大分子的移动不能构成有效的阻碍，但确实能够阻止血液的细胞成分的通过。


2、基底膜
　　肾小球毛细血管的基底膜由三层组成，没有孔洞存在。基底膜的中间为致密层，分隔着两个较薄层。致密层由 IV 型胶元纤维构成，可以按照大小选择地滤过分子。上下薄层含有磷酸盐肝磷脂，对带负电荷的大分子、如蛋白质，可以起到电荷阻碍作用。
3、上皮细胞：类型
　　Bowman’囊的上皮细胞有两种类型。衬于 Bowman’囊壁层的上皮细胞为第一种，不参与滤过膜的构成。第二种为Bowman’囊的脏层上皮细胞、足细胞，参与肾小球滤过膜的构成，是肾小球内最大的细胞。足细胞细胞体延伸出主突起，从主突起延伸出蒂或足突起，实际上与基底膜的外薄层相联系。次级蒂由第二和第三级突起发出。
4、上皮细胞：滤过裂孔
　　正常的肾小球的蒂之间的距离大约为 25nm。这个区域称为裂孔或滤过裂隙，其上覆盖有一薄膜，但对物质的滤过没有多少阻碍作用。此膜与肾小球毛细血管内皮细胞窗孔上的薄膜类似。起自一个足细胞的蒂可以见于许多不同的毛细血管基底膜上。任一个足细胞发出的蒂与发自其它足细胞的蒂交叉分布。

III、肾小球滤过  
1、滤液的成分
　　肾小球滤过膜的通透性很高，只对血浆中的有形成分和大分子几乎没有通透性。分子量小于 7000道尔顿的分子可以自由地越过滤过膜而滤出。分子量超过 7000道尔顿时，通透性逐渐降低。分子量达到 70000道尔顿时，几乎没有滤过发生。血浆白蛋白分子量为 66000道尔顿，被滤出的极少，在肾小球滤液内的浓度仅有血浆浓度的0.02%。如所预料的，所产生的肾小球滤液在小分子溶质的组成上非常接近于血浆，只是几乎不含有蛋白质。由于蛋白质在血浆总的渗透压所占比例很小，又几乎没有滤出，所以来自于血浆的滤液基本上与血浆的渗透压是等渗的。
　　使用微穿刺技术，于易于在表面接近肾小球的动物，可以直接抽取肾小球的滤液。实验表明象菊粉（分子量 5500）这样的小分子被自由滤出，而大分子、如白蛋白的滤出量则不足菊粉的 1%。

2、滤过率
　　单位时间内两肾肾小球滤出的血浆容积称为肾小球滤过率(GFR)。在讨论肾功能时，GFR 常常被认为是最重要的因素。这是因为 GFR 决定了滤液的容积，包括水和溶质。肾单位在此基础上完成其主要功能，调节水和电解质的平衡。正常成人男性的 GFR 为 125 ml/min，女性要少 10%。按照此 GFR，24小时肾脏滤出的滤液达 180L。然而每天的尿量只有 1 到 2 L。可以看出，被肾小球滤出的滤液有 99% 由肾小管重吸收了






3、滤过的驱动力
　　右图中公式的右侧代表了肾小球滤过时的各种驱动力，基本上与机体其余部分的毛细血管液体移动的驱动力是相同的。其中，KF = 滤过系数，由肾小球滤过膜的通透性和面积决定其大小；Pcap = 毛细血管静水压； Pb = 囊内压；Pco = 肾小球毛细血管内血浆胶体渗透压；Pbco = 囊内胶体渗透压。由于滤液中蛋白质的含量极少，所以，Pbco 在驱动肾小球滤过中几乎没有作用。经常使用肾小球有效滤过压来描述滤过的净驱动力。
4、肾小球滤过率的测量
　　可自由滤出的物质 N，在滤液和血浆中的浓度是相同的。如果肾小管对 N 没有重吸收和分泌，那么每分钟由尿排出的 N 的量(Un)必定与每分钟由肾小球滤出的量(Pn x GFR)相等。 这可以由右图中的公式来表达，式中 Pn 和 Un 分别代表了 N 在血浆和尿中的浓度，V 代表了尿量，通常以 ml/min 或 L/day 来表示。Un x V 和 Pn 之间的这种关系可以应用于任意一种物质，所计算出的值称为肾清除率，本节后面将详细定义和讨论肾清除率。但只有物质能够自由滤出，并且肾小管没有对其进行重吸收和分泌时，其肾清除率才能用于测量 GFR。通过本公式可知，当某种物质的清除率高于 GFR 时，肾小管必定分泌了此种物质，但不能确定是否有重吸收；当某种物质的清除率低于 GFR 时，肾小管必定重吸收了此种物质，但不能确定是否有分泌



5、应用菊粉测量肾小球滤过率

　　为应用前述公式计算 GFR，必须注射满足下述条件的物质：
　　A、注射后此物质在血浆和肾小球滤液中的浓度必需相等。
　　B、肾小管对此物质即不能有重吸收，也不能有分泌。
　　C、此物质必须无毒，不代谢，易于测量。

　　为确定 GFR，应用外源高分子糖、菊粉（分子量大约5000），可得出满意得结果。应用的限制是测量较为不易，要得到准确的结果，必须持续滴注，以建立稳定的血浆浓度和排泄速度。当菊粉的滴注速度与其排泄速度相等时，血浆菊粉浓度稳定下来。当血浆菊粉浓度稳定后，间隔一定时间收集尿液，并且于时间间隔的中间点采血。对每个时间间隔，测量血浆和尿中菊粉的浓度以及收集尿的容积。 根据时间间隔可以换算出每分钟的尿量。GFR 就可以由前述的公式计算得出。

　　右图表示菊粉清除率与血浆菊粉浓度之间的关系。由图可见，在上述的条件下、即血浆菊粉浓度在测量时是稳定的，GFR 或菊粉清除率独立于血浆菊粉浓度。



6、应用肌酐测量肾小球滤过率
　　肌酐是肌酸代谢的无活性尾产物，主要来自大块的肌肉组织。只要肌肉的质量维持稳定，肌酐的产生速度就是稳定的，其在血浆中的浓度基本上也是稳定的。肌酐的排泄途径只有肾脏，经过肾脏排泄的主要机制是肾小球的滤出，肾小管对肌酐没有重吸收，但有一定量的分泌。因为肌酐有滤过和分泌，所以肌酐的清除率要比 GFR 高一些。然而，肌酐的分泌机制极为有限，其清除率超过 GFR 的程度较小。

　　临床实践中习惯上应用肌酐清除率来评估　GFR，因为这样就不需要注射象菊粉这样的外源性物质。通常测量24小时的清除率，在这种条件下，就不必象完成短时间内测量菊粉清除率那样要彻底排空膀胱，不必做膀胱插管。采血测量肌酐的血浆浓度。向患者提供适当的容器和防腐剂，指示其收集24小时内所有排出的尿。测量尿的量和尿中肌酐的浓度。肌酐的清除率也可以就测量出来了

7、应用血浆肌酐浓度评价 GFR

　　如上所述，肌酐的产生率是基本稳定的，其排泄速度主要决定于肾小球滤过率。所以，只要肌酐的生成速度等于其排泄速度，血浆的肌酐浓度(Pcr)就是稳定的。 此关系可以描述为上图中的方程。当 GFR 降低时，Pcr 将增高，直到 Pcr 乘 GFR 再次等于肌酐生成率。这样，如果 GFR 降低 50%，Pcr 将增高 2倍。如果 GFR 降低 75%，Pcr 将增高 4倍，等等。所以在临床上，测量血浆肌酐浓度是用来评价肾小球功能的一个有用的筛选方法。
8、滤过分数
　　滤过分数（FF）是 GFR 和 RPF 的比值，正常情况下大约为流经肾脏的血浆容积的 20%，可以由菊粉和 PAH 的清除率来计算，如右图。由此可知每天肾脏产生的滤液大约有180升，而一个成人每天产生的尿容积为 1 到 2 L。这意味着 99% 以上的滤液必定由肾小管重吸收了。FF 起着决定小管重吸收效率的作用，特别是对近端小管。当 FF 增高，进入管周毛细血管的血浆中蛋白质浓度也增高。管周毛细血管内胶体渗透压增高，增强了从小管组织间隙吸引液体进入毛细血管内的重吸收过程。于是降低了肾小管组织间隙内的压力，有利于跨越小管上皮的重吸收，减少由肾小管组织间隙向小管内的回漏。当 FF 降低时，发生相反的过程。

9、肾小球毛细血管压对 GFR 的影响

　　由全身血压或肾小动脉（入球或出球）阻力的变化所导致的肾小球毛细血管压的改变， 将改变 GFR。肾小球毛细血管压增高、其它因素不变，GFR 增高。相反，毛细血管压降低，GFR 也降低。由于肾水肿或尿道梗阻引起的 Bowman’囊内压增高，将对抗滤过，引起 GFR 降低。



10、肾小球毛细血管胶体渗透压对 GFR 的影响

　　改变血浆蛋白质浓度能够改变 GFR。血浆蛋白质浓度的改变引起血浆胶体渗透压的变化。肾小球毛细血管胶体渗透压有对抗肾小球毛细血管压的作用。GFR 的净滤过压力主要由这两个参数的差值决定。当肾小球毛细血管压一定时，血浆胶体渗透压增高将降低净滤过压力，引起 GFR 的降低。相反，血浆胶体渗透压降低将增高净滤过压力，引起 GFR 的升高。
　　低蛋白血症，造成血浆胶体渗透压降低，可能起源于营养不良，或蛋白产生不足、如肝疾病或胃肠道蛋白丢失。引起脱水的条件，由于 ECF 内水的丢失，会产生血浆蛋白浓度的升高。血浆胶体渗透压的升高降低了肾小球的有效滤过压，结果是 GFR 降低。

11、滤过系数对 GFR 的影响
　　如前所述，KF 是由肾小球滤过膜的通透性和面积决定的。肾小球滤过膜的通透性决定了水和溶质通过时的难易程度，正常和疾病状态下都会发生改变。通透性变化影响 GFR 是由于改变了滤过系数、KF。能够增加或减少有效的滤过毛细血管表面面积的因素也将由于改变了 KF 而改变 GFR。
　　肾小球毛细血管表面面积主要受系膜细胞的调节。系膜细胞见于肾小球内，毛细血管袢之间或毛细血管袢之内，含有微肌丝。微肌丝的收缩和舒张将减少和增加肾小球毛细血管表面面积。有两种激素，ADH 和血管紧张素II，能够引起系膜细胞收缩，减少滤过膜的面积，影响 KF 和 GFR。





IV、肾脏清除率
1、定义与计算方法

　　某种物质（N）的肾脏清除率（C）定义为单位时间内肾脏完全清除 N 的血浆容积。C 是个虚拟的容积。N 的清除率代表了返回到循环的血浆容积，假设其中已经完全没有 N。理论上此血浆容积内所含有的 N，数量上等于单位时间内由尿排泄的 N 的数量。此时,N 血浆浓度为 Pn,时间一般为一分钟。

　　清除率可以由每分钟尿中排泄 N 的数量、血浆中 N 的浓度来计算。在右图中，Un 为尿中 N 的浓度(mg/ml)；V 为每分钟所产生的尿量；Pn 为血浆中 N 的浓度(mg/ml)。已知这些数值时，每分钟尿中排泄的 N 的数量就可以由 Un 和 V 的乘积得到。那么，Cn = (Un x V)/Pn。图中，浓度的单位使用 mg/dl，容积为 ml/min。只要血浆和尿的浓度单位一致，可以使用任何单位。清除率的单位则应该与 V 所使用的单位一致。


2、虚拟容积

　　由肾脏血浆流量带入肾脏的每一种物质均有其自己的清除率值。物质的清除率是以其进入肾脏的数量和其由尿排泄的数量之间的关系决定的。任一物质的排泄是此物质滤过、重吸收和分泌处理的综合结果。由于这些排泄处理的数量不同，数值上可以从 0 到接近于肾脏血浆流量。

　　所有的物质在血液离开肾脏时都可以在肾静脉中见到。这是因为，少量的肾脏血流，大约5%，灌注肾囊等肾单位以外的组织。经过肾单位的肾血浆流量中只有 20% 滤出，其余 80% 经过小管周围循环返回到肾静脉。在逃过滤出返回到肾静脉的80%的血浆中物质的数量可能增加，如果从滤液中重吸收的话；也可能减少，如果其从小管周围血浆被分泌到小管内的话。清除某种物质的血浆容积不是离开肾脏、全无此物质的实际血浆容积，而是理论上或虚拟的血浆容积，其中含有的此物质数量等于已经由尿排泄出的数量。前面已经讲述过，菊粉的清除率可以评价 GFR，PAH 的清除率可以评价 RPF。右图定量地说明了一种物质有滤过和净重吸收时，其清除率小于 GFR 的情况。





3、浓度、小管转运和肾脏清除率之间的关系

　　所有物质的清除率都独特地代表了其滤过量、重吸收量和分泌量的总和。这里要讨论五种情形。
A、滤过的物质没有分泌，也没有重吸收发生，如菊粉，其清除率不依赖于其血浆浓度，可以用于测量肾小球滤过率(GFR)。
B、有些物质滤过后又从滤液中重吸收回来，其清除率将小于 GFR，如果此物质被完全重吸收，如正常血浆水平的葡萄糖，其清除率则为 0。当其血浆浓度升高到其阈值(Th)，并且其滤过负荷超过其最大转运（Tm）时，其清除率将增高，上限为接近 GFR。
C、当物质被滤过和分泌进入小管时，其清除率将大于 GFR，如果流经小管周围毛细血管的所有此物质都被分泌，其清除率就可以用于测量肾血浆流量，如 PAH。当其血浆浓度升高到其 Th，并且其分泌负荷超过其 Tm 时，其清除率将降低，下限为接近 GFR。
D、当一种物质被滤过，其滤过量和重吸收量之间有一固定比例时，如某些被动重吸收的情形下，此物质的清除率将不依赖于其血浆浓度，但将小于 GFR。
E、当物质有滤过和分泌，其分泌为小管周围负荷的一固定比例时，如某些被动分泌的情形下，此物质的清除率将不依赖于其血浆浓度，但将小于 ERPF，大于 GFR。
　　可以说，如果一种物质的清除率小于菊粉的清除率(GFR)，此物质在沿肾单位通过肾小管时有净重吸收；如果一种物质的清除率大于菊粉的清除率，此物质在沿肾单位通过肾小管时有净分泌。上图说明了上述 5种情形的清除率和血浆浓度之间的关系。



V、肾血流的特点

　　在正常成年男性，流经两肾的血流量大约比心输出量的 20% 稍高，约为 1200ml/min。其中约有 600ml/min 为肾血浆流量，其内含有需要由肾小球和肾小管处理的水和溶质。约有肾血浆流量的 20%，120 ml/min，由肾小球滤出，其余 480 ml/min 未滤出的肾血浆流量携带着血细胞，通过出球小动脉，进入管周毛细血管床。
　　很明显，如此大的肾血流量与肾脏的代谢需要是没有关系的，其主要的意义在于完成肾脏调节 ECF、血液容积、以及离子和其它溶质的血浆浓度的功能。


1、肾血流量的分布

　　肾血流量并没有均匀地分布于整个肾脏。含有肾小球和近曲、远曲小管的肾皮质组织的血流量占 RBF 的 90%。RBF 的其余 10% 分布于肾髓质，通过直小血管供应髓袢和集合管。其中，外髓部分接受 8% 的 RBF，内髓部分接受 20% 的 RBF。髓质的血流比皮质慢。皮质与髓质血流量的这些差异与其功能有明显的关系，皮质的作用是调节细胞外液中溶质的含量和成分，髓质的作用是保持水时浓缩尿、排泄多余水时稀释尿。






2、肾灌注压和血管阻力

　　与其它器官的血流一样，肾血流量定义为其血管床的动脉端到静脉端的压力差除以其血管床的阻力。右图给出了三者之间的关系，这对于任一器官都是相同的。

　　肾循环的特点是存在有两个动脉阻力部位，分别位于肾小球毛细血管床的前后。肾动脉的平均灌注压约为 100mmHg。跨越肾脏时，灌注压由肾动脉的 100mmHg 跌落至肾静脉的 8mmHg。当血液进入和离开肾小球时，产生压降的主要部位是在跨越入球小动脉时降低 40mmHg，在跨越出球小动脉时降低 42mmHg。

　　入球与出球小动脉的独特串行排列可以维持较高的、60mmHg，跨越肾小球滤过膜的静水压。肾小球毛细血管压的维持依赖于入球和出球小动脉阻力的相对值。入球和/或出球小动脉阻力的改变都可以影响肾血流量和肾小球有效滤过压。当血流跨越出球小动脉时，灌注压发生进一步降低，降至约 18mmHg。当血流沿管周毛细血管流过时，压力降低至约 10mmHg。同其它毛细血管床一样，跨毛细血管的液体流动是由毛细血管静水压和胶体渗透压之差决定的。由于蛋白质不能滤出，其浓度沿肾小球毛细血管逐渐增高。进入出球小动脉的血浆的胶体渗透压高于系统动脉胶体渗透压，管周毛细血管静水压-胶体渗透压梯度有利于液体的重吸收，促进从小管内将大量滤出的液体重吸收。




VI、肾血流的测量  1、Fick 原理
　　单位时间内由肾脏或任何其它器官所摄取、利用、或排泄物质的数量等于此物质的动静脉水平之差乘上此器官的血流量。情形不同的是，这可以用来计算肾血浆流量，测出由肾脏排泄的某种物质的数量，再除以此物质的动静脉浓度差，如上图所示。

　　使用此方法，为了提供准确的测量，必须满足某些条件：(1)此物质的血浆浓度必须维持稳定；(2)测量时必须不影响血流量；(3)此物质不能由肾脏储存、制造和利用。任何满足这些条件的物质都可以用于利用 Fick 方法来测量肾血流量。在这些条件下，收集一定时间内的尿可以测量出肾脏的此物质尿排泄率，在此时间内动脉采血可以获得此物质的动脉血浆浓度。这两步都是易于完成的。此方法困难的是临床上需要做肾静脉插管以获取肾静脉血的样本，得到此物质在肾静脉的血浆浓度。







2、应用 PAH 清除率测量肾血浆流量  
　　对氨基马尿酸(PAH)有肾小球滤过和一定速率的主动转运机制的小管分泌。如果血浆 PAH 浓度足够低，管周 PAH 负荷低于 PAH 的 Tm，那么，经过肾脏的血浆中的 PAH 将被完全清除。此时，肾静脉的 PAH 浓度将为 0，在 Fick 方程的分母中将去掉这一项。PAH 的肾清除率就可以用来估计肾血浆流量。然而，实际上在肾静脉血液中存在有少量的 PAH，因为 5-10% 的 PAH 存在于灌注肾脏非功能区的血液内，并且 PAH 的提取比值约为 0.90 到 0.95。这意味着流经肾脏的血流中约 90 到 95 % 的 PAH 被从肾血流中排出。所以，PAH 清除率被称为有效肾血浆流量(ERPF)，这里“有效”意味着总肾血浆流量的一定比例灌注到肾单位的滤过和分泌功能部分。如果 PAH 浓度升高，在管周的 PAH 超过其分泌负荷，分泌的量将恒定，PAH 出现于肾静脉血浆内，PAH 排泄增加只与滤过的 PAH 的增加成比例。PAH 排泄少于肾血浆流量内的含量，所以 PAH 的清除率低于ERPF。一旦由 PAH 清除率测量到 ERPF，有效肾血流量(ERBF)就能够由上图中的公式计算出来。从图也知道如果 PAH 的提取比值已知，那么实际或总的肾血浆流量、或肾血流量就能够计算出来。




2、滤过分数

　　FF 是 GFR 和 RPF 的比值，通常是由菊粉清除率和 PAH 清除率的比值来测量。FF 非常重要，因为 FF 决定了进入管周毛细血管血浆内蛋白质浓缩的程度，所以影响作用于跨越毛细血管壁的 Starling 力。FF 增高将增高管周毛细血管胶体渗透压，促进从肾 ISF 重吸收液体进入管周毛细血管内，从而有利于从肾小管重吸收液体进入肾 ISF。FF 降低发生相反的效应。
VII、肾血流和 GFR 的自主调节

1、定义
　　肾脏与许多其它器官一样，在正常动脉血压一定范围内变化时，能够自主调节其血流量。自主调节的定义是当一个器官灌注压于一定范围内变化时，此器官能够维持其血流量相对稳定。如果一定压力范围内流量(Q)维持相对不变，就要求压力(DP)变化时，血管阻力必须按照前面讨论的关系（见上图）来变化。



2、自主调节的压力范围
　　肾血流量自主调节的灌注压范围是 80 - 180mmHg，如右图所示。右图也提示在此压力范围内肾小球滤过率也维持相对不变。GFR 的一个重要的决定因素是肾小球毛细血管内的静水压(血压)，它是由肾小球入球和出球小动脉阻力决定的。从功能的角度看，GFR 的自主调节是十分重要的，因为 GFR 的明显变化必然对机体的液体和电解质平衡产生深远的影响。
3、自主调节的部位
　　入球血管阻力增加倾向于降低肾小球毛细血管静水压和降低 GFR，而入球血管阻力降低倾向于增高肾小球毛细血管静水压和增高 GFR。这是因为肾小球毛细血管位于阻力变化的下游。
　　出球小动脉阻力增加倾向于增高肾小球毛细血管静水压和增高 GFR，而出球小动脉阻力降低倾向于降低肾小球毛细血管静水压和降低 GFR。此种情况下肾小球毛细血管位于阻力变化的上游。
　　肾小球毛细血管压的任何变化都会引起肾小球有效滤过压以及 GFR 和进入肾小管液体的变化。平均动脉压于一定范围内变化时 GFR 和 RPF 维持稳定的现象提示，自主调节一定是主要由于入球小动脉的阻力变化而发生。这些现象也提示此功能也调节着 GFR。维持稳定的 GFR 的意义是平均动脉压的明显变化不会引起盐和水排泄的较大变化，不会产生与这些改变相联系的容积保持或损耗的不利影响。

4、自主调节的机制
　　与自主调节相联系的起到引起血管阻力变化的机制还不能清楚地描述。在离体灌注肾脏时自主调节依然发生，所以自主调节机制必然是完全存在于肾脏之内，独立于循环激素和神经因素。目前的证据支持两种可能的机制起到此作用，由此入球小动脉的阻力可以随灌注压的不同而变化。

(1)肌源学说

　　第一种可能的自主调节机制是肌源学说。此机制建立在观察血管平滑肌对牵张反应的基础上。这种现象在许多能够自主调节其血流量的器官中都可以见到。当压力增高时肾脏内血管的体积增大，入球小动脉血管平滑肌细胞收缩，增加其阻力，减小肾血流量和肾小球有效滤过压增高。相反，肾灌注压降低引起入球小动脉平滑肌细胞舒张，降低其阻力，减小肾血流量和肾小球有效滤过压降低。请参见上

(2)管球反馈学说
　　第二种可能的肾血流量和 GFR 的自主调节机制是涉及 JGA 的管球反馈学说。本学说的前提是肾灌注压的增高引起 GFR 的增高。这将引起小管流量增加，使得到达肾单位远端的液体增加。致密斑细胞可能是靠检测在此部位小管内氯化钠浓度和/或转运的变化，感受此流量的增加，增加其分泌血管收缩物质的量，于局部发挥作用，增加入球小动脉的血管阻力。

　　肾灌注压降低和与此相关的 GFR 降低引起相反的一系列改变，减少血管收缩物质的分泌，使入球小动脉阻力降低，GFR 增高。血管收缩物质对入球小动脉血管阻力的作用是负责维持肾小球有效滤过压和 GFR 于正常限度之内。有明显的证据证明腺苷可能是 GFR 自主调节中起主要作用的肾血管收缩物质。

VIII、肾血流量的神经和体液调节
　　对于正常的肾功能，肾血流量的自主调节是关键的。但是除了自主调节外，许多其它因素也影响血流量。事实上许多这样的因素实际上受到自主调节效应的压制或掩盖。下面将集中讨论可以调节肾血流量的肾入球和出球小动脉阻力的神经和体液调节。

1、交感神经系统

　　肾动脉和小动脉受肾上腺素能交感神经的支配。肾交感神经刺激将使入球和出球小动脉的血管阻力都增加。此种阻力增加降低了肾血流量。因为交感神经活动对入球和出球小动脉阻力都有影响，对肾小球静水压以及 GFR 的作用就不如对肾血流量的作用大。一般来说，交感神经活动降低肾小球毛细血管内的静水压和降低 GFR，但 GFR 的降低不如肾血流量降低的明显。因此，交感神经活动的主要作用是增高滤过分数和增强小管重吸收能力。

2、血管活性物质

　　许多血管活性物质也可以改变肾血管阻力而改变肾血流量。最具生理重要性的物质是抗利尿激素、血管紧张素II和许多旁分泌激素，特别是前列腺素。




1)血管紧张素II：血管作用
　　血管紧张素II是机体内部释放的做有效的血管收缩物，影响大多数血管平滑肌，包括肾脏的入球和出球小动脉。血管紧张素II增加肾血管阻力和降低肾血流量。一般来说，出球小动脉对血管紧张素II的反应比入球小动脉要大，对肾脏血液动力学的净作用是 RBF 和 GFR 都降低。但由于血管紧张素II的血管收缩作用是对出球小动脉比对入球小动脉要大，因此，GFR 的降低要比 RBF 降低的少，结果是引起 FF 的增高。

　　由 JGA 颗粒细胞分泌的肾素控制着血管紧张素II的释放。这些细胞作为内部感受器感受肾内部灌注压的变化，改变其分泌肾素的量来抵抗压力的变化。肾交感神经的刺激作用于颗粒细胞上的 b 受体也控制肾素的分泌


(2)血管紧张素II：系膜作用
　　所观察到的血管紧张素II存在下 GFR 的降低，部分是由于血管紧张素II作用于肾系膜细胞功能所致。血管紧张素II使得系膜细胞收缩，降低肾小球毛细血管表面面积而减小 Kf。正是 Kf 降低的作用导致 GFR 的全面降低。概括的说，血管紧张素II升高的水平导致肾血管阻力增加、Kf 降低，从而 使 RBF 和 GFR 降低。然而由于 GFR 降低少于 RBF 降低，滤过分数增高。

(3)抗利尿激素(ADH)

　　生理水平的 ADH 的作用只限制于影响集合管的通透性。然而，极大剂量的 ADH 就表现出极为广泛的血管收缩活性，包括肾脏入球和出球小动脉的收缩。ADH 对正常曰常血管阻力和血压的调节的重要性是值得怀疑的，因为引起可以测量的到的阻力变化需要极高的剂量。

　　病理条件下，如大出血和休克时，ADH 从垂体后部大量释放，提高血浆 ADH 到引起血管收缩的水平。在此水平下，ADH 引起肾小球系膜细胞收缩，减小 Kf。所以这样的病理条件下，ADH 的净作用是减小 GFR 和肾血流量。由于 ADH 对入球和出球小动脉的不同作用，降低 GFR 小于 RBF 的降低，所以 ADH 能引起 FF 的增高。


(4)前列腺素
　　有几种前列腺素影响肾血管阻力。PGE2 和 PGI2 是主要作用于入球小动脉的血管舒张物。这些前列腺素调节肾血流量的生理作用还不完全了解。这些前列腺素在肾脏内产生，并直接作用于肾小动脉平滑肌。它们的合成和释放受到增强的交感神经活动和增高的血管紧张素II水平的刺激，一般认为它们的作用是调制血管收缩物的作用，所以当血管收缩物活性较高时，可以减少缺血损伤发生的可能性。

I、引言
　　正常 70Kg男性的机体含有 40L的 TBW，他的 GFR 是每天 180L。假设有某种机制可以维持如此容积消耗的滤过压，机体将在 5.3小时内被完全抽干。不考虑血浆容积的的减少，这样夸大的计算和稳定的 GFR 不恰当推测是为了强调几乎所有的滤液，它的水分和溶质，都被从肾小管管腔中重吸收回来，返回到机体液体分布当中。事实上，容积消耗将导致机体血压下降，到达一定水平将启动 RFB 和 GFR 的自动调节。GFR 将逐步降低，最终停止，以使得机体免于血液容积的明显减少、灌注压的显著降低和机体功能的严重损害。

II、转运通路

　　本节讨论包括重吸收和分泌通路的基本小管转运机制。无论是从机体排泄出的尿，还是机体内保留着的 ECF，其容积和溶质成分都是由在整个肾小管全长上发生的重吸收和分泌过程的性质和数量来决定的。以下将回顾一下与此相关的机制。

跨细胞转运是物质跨越细胞顶部和底侧膜、并通过细胞的细胞质的转运。
旁细胞转运是物质通过细胞之间的紧密连接的转运，为简单扩散或溶剂拖组。见上图。
重吸收是物质，水和溶质，从肾小管腔到管周毛细血管的运动。
分泌是物质从管周毛细血管到肾小管腔的运动



III、被动转运

　　被动转运是顺着电化学梯度进行的物质转运形式。

1、简单扩散

　　简单扩散是溶质跨越上皮细胞膜或“漏过”细胞之间紧密连接的转运过程，是双向的。溶质的净转运是顺着浓度梯度从较高到较低浓度。脂溶性物质通过脂质膜脂质层扩散，离子和中性物质蛋白质通道扩散。对于中性分子扩散的驱动力只由化学梯度提供，而对于离子，驱动力则为电化学梯度。某些蛋白质通道对一定的离子有着高度的特异性，如钠、钾和钙。

２、易化扩散

　　易化扩散的驱动力同简单扩散一样是浓度梯度。与简单不同的是需要由载体来中介此过程。载体是一种特殊的膜蛋白质，与某种特定的溶质有较高的亲和力。载体特异地于膜的一侧与某种物质结合，在另一侧与另一种物质结合，然后结构发生改变，将结合的物质转移到膜的另一侧，载体与结合的物质分离，结构发生改变恢复到其初始状态。由于载体的数量有限，因此转移速度（流量）不会随浓度梯度的增加而增加，表现出饱和现象，即最大转运量(Tm)。简单和易化扩散的此种数量关系见上图。与简单扩散不一样的还有，易化扩散表现出竞争，结构相似的分子可以竞争转运载体的结合部位，由此减少受竞争的溶质的转运速度。




3、非离子扩散
　　非离子扩散指不可扩散的离子借助能够跨越细胞膜的弱酸或弱碱进行扩散的被动过程。右图中方程描述了一种弱酸的解离和非解离形式，细胞膜对离子形式是不通透的，而对中性的非解离自由酸形式可以通透。所能达到的平衡点取决于 pH。

　　假设细胞的代谢产生 HA，非解离形式的 HA 可通透，但解离的离子不能通透。当细胞内 HA 的浓度升高时，将跨越细胞膜扩散进入 ECF，并在 ECF 中解离。细胞内 HA 浓度下降驱使反应向右进行以维持 HA 的浓度。若也假设 ECF 的 pH 有利于 HA 解离，或 ECF 内缓冲系可以去除 H+，则 ECF内的反应也将被驱使向右进行，A- 浓度将升高超过其细胞内的浓度。此过程也称为扩散陷阱。

　　跨越细胞膜进行非离子扩散的物质包括 CO2 和 NH3,其生理意义十分重要，在肾脏调节酸硷平衡中起着重要的作用。







4、渗透
　　渗透是描述溶剂顺其浓度梯度扩散的术语，在生物系统内溶剂是水。溶液中水的浓度与溶液内溶质颗粒的浓度成反比。渗透压是静水压，等于在半透膜含有较高溶质浓度（较低的水浓度）一侧施加的物理压力，其大小正好抵抗水跨越半透膜进行渗透流动。

　　溶液的渗透压直接与其中所有溶质颗粒的浓度成正比。颗粒浓度表述为渗透压，即考虑分子解离为两个或更多颗粒的程度的浓度单位。因此，一升水溶液内含一克分子葡萄糖具有的渗透压为 1mOsm/L，而一升含有 0.15 mmol/L 的 NaCl 溶液具有的渗透压为 0.3mOsm/L，因为 NaCl 解离为两个粒子。

　　溶质浓度和渗透压的定量关系在第二节已经介绍。右表说明了由水扩散产生的渗透平衡和由应用跨膜静水压抵抗水扩散的渗透平衡。

　　渗透是水跨越肾小管上皮转运的唯一机制。整体体液的渗透平衡原理适用于大多数的肾小管上皮，多数肾小管膜对水是自由通透的。然而，髓袢升支对水不通透，集合管的水通透性随抗利尿激素的水平的高低而变化


IV、主动转运
　　主动转运是移动分子或离子由膜的低浓度一侧到较高浓度一侧的机制。此种物质转运克服电化学梯度，使用载体，并需要由 ATP 直接或间接的提供能量。

1、原发性主动转运

　　原发性主动转运载体的部分结构由特殊的 ATP 酶构成，分解的 ATP 提供移动分子或离子对抗跨膜电化学浓度梯度所需的能量。肾小管内原发性主动转运包括 Na+,K+-ATP 酶、Ca++-ATP 酶和 H+,K+-ATP 酶。右图说明了钠的原发性主动转运。Na+ 顺着其浓度差从管腔被动进入 ICF，因为 ICF 内的钠浓度低于滤液或肾小管上皮细胞 ICF 内的浓度。从细胞内到肾 ISF，钠的跨细胞扩散和转运要直接利用分解 ATP 得到的能量对抗其浓度梯度。只分布于底侧膜上的 Na+, K+-ATP 酶单向地将 Na+ 泵到肾 ISF 内。



2、继发性主动转运

　　继发性主动转运的过程涉及两种不同的化学物质同时结合于同一个膜载体上，然后两者都跨膜转运。原发性和继发性主动转运的明显差别是后者的转运过程中，一种物质顺其电化学浓度梯度、另一种则逆着其电化学浓度梯度进行。因此，一种物质的电化学梯度中存储的能量被另一种物质利用来作为主动转运中克服其电化学梯度的能量。作为能量源的物质，其电化学浓度梯度是由原发性主动转运机制建立的。因此，继发性主动转运过程的能量间接地来源于 ATP。已经观察到两种类型的继发性主动转运，同向转运和逆向转运。

　　同向转运(同向转移)：

　　此种继发性主动转运系统中，两种物质利用同一个蛋白质载体，向同一方向进行跨膜移动。逆浓度梯度转运的物质利用顺浓度梯度转运的物质提供的能量。例如在近曲小管上进行的钠-葡萄糖同向转运和钠-磷酸盐同向转运。右图说明了钠-葡萄糖同向转运过程，葡萄糖克服浓度梯度、跨越管腔膜进入细胞，利用了钠的浓度梯度中存储的能量，而此能量是由跨越底侧膜的钠的原发性主动转运建立的。


　　逆向转运(逆向转移)：

　　此种继发性主动转运系统中，转运的物质是相对跨膜移动的，例如近曲小管中钠-氢逆向转移和远曲小管中氢-钾逆向移动。右图上半部分为 Na+、H+ 逆向转移。跨越管腔膜的 Na+ 浓度梯度是能量的来源。右图下半部分在次描述了产生浓度梯度的 Na+ 泵。

V、限制转运的速率：定义

　　转运的最大速率、Tm 是载体介导的转运过程的特性。转运过程可能是主动的或被动的，但由于蛋白质载体的数目和其结合位点有限，当所有载体的位点被占据时，转运过程表现出 Tm。Tm 的概念与分泌和重吸收的上皮细胞转运机制都有关系。然而，重要的是需要作出肾小管进行分泌和重吸收的 Tm 的比较。

1、肾小管重吸收方面

　　小管液是供给载体的某种物质来源。所以，重吸收时供给载体的某种物质数目是其滤过负荷、即此种物质的血浆浓度（Px）和其肾小球滤过率(GFR)的乘积。因此，某种物质的小管重吸收以及其清除率明显地受 GFR 的影响。



葡萄糖：典型的 Tm 限制重吸收。
  　　Tm 限制重吸收系统的特性可以由近曲小管对葡萄糖的重吸收来说明。由此系统可以揭示存在于葡萄糖的 GFR、Tm 限制重吸收和尿排泄之间的关系。

（1）正常系统参数

　　葡萄糖的肾脏处理是典型的 Tm 限制重吸收系统。正常时，葡萄糖的 Tm 为 375 mg/min，其血浆浓度为 100mg/dL。当 GFR 为 125 ml/min时，葡萄糖的滤过负荷为 125 mg/min，处于其 Tm 之下。此滤过负荷下葡萄糖被完全重吸收，尿中不出现葡萄糖，其清除率为 0。见上左图。

（2）血浆葡萄糖浓度增高的影响

　　当血浆葡萄糖浓度增高时，葡萄糖的滤过负荷增加，葡萄糖的重吸收增加。当血浆葡萄糖浓度升高使其滤过负荷高的超过其 Tm 时，就不能再更多的重吸收葡萄糖了，葡萄糖将出现于尿中，其肾清除率将随其血浆浓度和滤过负荷的增加而增加。注意超过 Tm 的滤过负荷增加、此时重吸收的数量保持为常数，排泄的葡萄糖数量更加接近于滤过负荷，葡萄糖清除率接近于 GFR。见上右图。





3）肾糖阈

　　尿中出现葡萄糖时的葡萄糖血浆浓度称为肾糖阈。此阈值时葡萄糖血浆浓度稍低于其肾 Tm。发生此现象的原因是两百万个肾单位的 Tm 不会完全相同，Tm 较低的肾单位要比具有较高 Tm 的肾单位损失葡萄糖早。

　　右图以曲线形式说明了此系统的特性。图中 Y 轴的葡萄糖代表了滤出的葡萄糖、排泄的葡萄糖、或重吸收的葡萄糖；而 X 轴代表了血浆葡萄糖浓度。葡萄糖的 Tm 为 375 mg/min，肾糖阈为 180 - 200 mg/dL。

2、肾小管分泌方面

　　分泌负荷是供给载体的某种物质的数量，即在占总 RPF 80% 的管周肾血浆流量内含有的此物质的数量。所以当管周负荷低于 Tm 时，其小管分泌和清除率主要受肾血浆流量的影响。大多数被分泌的物质也有滤过，排泄量是滤过量和分泌量的和。当血浆浓度增加时、并且管周负荷超过分泌的 Tm，分泌量保持不变，滤过量增加。因此，在管周负荷大于 Tm 时，分泌主要受 GFR 影响，当血浆浓度和滤过负荷继续升高时，其清除率接近于 GFR。

PAH：典型的 Tm 限制小管分泌。

　　Tm 限制分泌系统的特性可以由近曲小管对 PAH 的分泌来说明。由此系统可以揭示存在于 PAH 的 GFR、Tm 限制小管分泌和尿排泄之间的关系。

（1）PAH 和有机阴离子转运系统

　　除了被滤出的，PAH 由近曲小管的有机阴离子继发性主动转运系统分泌。主动转运步骤发生在跨越底侧膜上。然后 PAH 借助被动机制跨越管腔膜。此系统表现出 Tm，并且转运葡萄糖的重吸收系统的许多特性也适用于此有机阴离子分泌系统。PAH 被用做小管分泌的典型代表，因为在 PAH 较低的血浆浓度下、管周负荷低于 Tm，几乎所有的进入肾脏的 PAH 被排泄到尿中，依靠了滤过和主动分泌过程，其肾清除率是肾血浆流量的指标，见第4节

（2）PAH 的测定曲线

　　右图说明了 PAH 的测定曲线。曲线的 Y 轴代表 PAH 的滤过、排泄或分泌的数量，X 轴代表了血浆中 PAH 的浓度。注意，当血浆 PAH 浓度增加时，PAH 滤过和分泌都增加。观察到的尿中排泄的 PAH 量总是大于 PAH 的滤出量，是证明 PAH 分泌的证据。

　　任一转运物质（重吸收或分泌）的数量（T）是滤过量（F）和排泄量（E）的差值。就 PAH 来说，T 是负值，表明其转运包括净分泌。右图说明 PAH 的分泌受载体饱和的限制，表现出最大转运速率或 Tm。血浆 PAH 浓度在 0 到 10mg/dl 之间时，其分泌量增加。然而，当血浆 PAH 浓度高于 10 mg/dL时，其分泌量维持不变，表明有机阴离子转运载体具有饱和性，PAH 的 Tm 已经达到。




3、泵漏系统和梯度限制

　　几乎所有的转运过程不同程度地都是双向的。对一种溶质完全不通透是极为罕见的。当主动重吸收某种溶质时，克服电化学梯度的净转运过程从小管腔到肾 ISF进行。然而，当 ISF 内此溶质的浓度增加，发展到建立了返回到 ISF 的浓度梯度时，此溶质就会返回到管腔内。当返回扩散或回漏速率等于主动转运泵速率时，跨膜的最大浓度梯度就建立了起来。大多数情况下，回漏经旁细胞通路发生。漏的上皮、如近曲小管，不会建立起大的跨上皮电化学浓度梯度。远曲小管和集合管有非常紧密的上皮，转运物质的回漏很少，可以建立起大的跨上皮电化学梯度。  

4、通过简单扩散的跨上皮转运

　　细胞膜和/或紧密连接、以及跨膜的浓度梯度决定了转运的速率。尿素的近曲小管重吸收通过简单扩散进行。与其它溶质一样，肾小球滤液中尿素浓度与肾 ISF 中尿素浓度是相同的，当滤液进入小管后，没有梯度用于从管腔到 ISF 的净扩散。若发生尿素的净重吸收，必须建立从管腔到 ISF 的浓度梯度。当钠及与之相关联的阴离子从管腔主动转运到 ISF 时，管腔内粒子浓度降低，ISF 内粒子浓度升高。建立了跨越上皮的渗透压梯度，水从管腔流入 ISF。小管液体容积减少引起小管液体内尿素（和其它溶质）浓度的增加。尿素的浓度超过了 ISF 内尿素的浓度，产生了从管腔到 ISF 的尿素净扩散。若液体重吸收的小管速率降低，尿素的小管浓度增加就减小，作用于尿素重吸收的浓度梯度降低，尿素的排泄就增加，所以尿素的肾清除率增加。小管液体重吸收的降低与尿流量的增加相关联。因此尿素清除率也与尿流量有关，见右图。




5、载体介导的跨上皮转运

　　单向净跨上皮转运的基础是主动转运机制的不对称分布和管腔与底侧膜通透特性不同。驱使小管液体重吸收中起主要作用的钠的重吸收是此过程最好的例证。

　　管腔膜上钠从管腔被动转运进入小管细胞，通过钠通道顺着其电化学梯度，并且起着驱动继发性同向转运（葡萄糖、磷酸盐、氨基酸）或逆向转运（H+）系统的作用。钠从细胞质向肾 ISF 的主动转运由只见于底侧膜的 Na+-K+-ATP 酶完成。由于钠跨越底侧膜的电化学梯度的转运，Na+-K+-ATP 酶保持了细胞质内钠浓度低于小管内钠浓度，维持了跨越管腔膜的被动钠转运的电化学梯度。

　　右图说明了从小管腔到肾 ISF 的跨越小管上皮的单向钠转运。Na+ 可由多种途径进入细胞。此图中，钠顺着其浓度梯度跨越管腔膜进入细胞，同时作为继发性主动分泌 H+ 的能量源。在细胞内钠扩散到底侧膜附近，由 Na+-K+-ATP 酶主动转运系统将其转运到肾 ISF。




6、小管重吸收的管周毛细血管摄取

　　肾小管重吸收的最终步骤是从肾 ISF 到毛细血管的重吸收的液体及其所含的溶质的转运。在此起作用的因素是 Starling力、或与机体其它部位系统的控制跨毛细血管液体交换的物理力。主要因素是管周毛细血管内静水压和胶体渗透压。

　　肾小球滤过过程中，蛋白质不能滤出，离开肾小球进入管周毛细血管的血浆内蛋白质浓度升高。此种管周毛细血管胶体渗透压的升高增加了管周毛细血管从肾 ISF 吸收液体的能力。血浆蛋白质浓度的高低随滤过分数的高低而变化。平均管周毛细血管静水压为 13mmHg，相对低于机体其它部分的毛细血管床，ISF 静水压则稍高于其它器官。平均管周毛细血管胶体渗透压比其它毛细血管高。所有这些因素都有利于管周毛细血管进行有效的吸收，见右图说明。注意影响入球和出球小动脉紧张性、引起 RBF 和 FF 变化的神经和体液因素将改变这些物理因素，所以将会改变管周毛细血管的吸收能力。

　　需要注意的事实是增加的肾 ISF 静水压会降低净液体重吸收，特别是在以回漏紧密连接为特点的近曲小管。转运到肾 ISF 的液体有两条可能的出口途径，进入管周毛细血管、或经过旁细胞途径返回到小管腔内。从肾 ISF 流出的液体在这两者间分配，各自数量大小由相应的作用力来决定。例如，如果管周毛细血管胶体渗透压降低，毛细血管吸收就减少，液体在肾 ISF 内积累。这将引起肾 ISF 内静水压升高，虽然这有利于毛细血管液体吸收，但也增加了驱使液体经过旁细胞途径返回管腔的驱动力，因此降低了净液体重吸收。


7、依照小管转运机制的血浆浓度调节

　　许多溶质的血浆浓度受速率限制的小管转运系统调节。如果溶质的滤过负荷正常处于其 Tm 之上，那么血浆浓度的增加将增加滤过负荷，多余的溶质将不能被重吸收而被排泄到尿中，血浆浓度会返回到正常水平。

　　如果血浆浓度降低，滤过负荷低于其 Tm，滤出的溶质会被完全重吸收。此时要恢复到正常的血浆浓度，所不足的部分必须由饮食摄入或由溶质的代谢合成来补充。血浆磷酸盐是这种调节的例证。

　　所以如果溶质的 Tm 远高于其正常的滤过负荷，其血浆浓度就不由肾脏来调节。此时所有的滤出溶质被重吸收，尿中没有排泄。葡萄糖是此种情景的最好例证。正常人血浆葡萄糖浓度受非肾脏机制的调节，如胰岛素。












I、引言
　　机体内许多代谢过程的正常进行是以 pH 的调节为基础的。正常条件下血浆的 pH 在 7.35 - 7.45 之间、平均值为 7.40，对应的 H+ 浓度范围是 44 - 35 nanaEq/L (nEq/L)。虽然此浓度与其它构成体液的离子相比（mEq/L）非常地小，但对正常代谢却极为重要。ICF pH 的变化会引起 ECF pH 的变化、反之亦然。血浆 pH 水平超出正常范围会削弱代谢功能，任何时候低于 7.0 或高于 7.8 都会威胁到生存。机体内有三种机制调节 pH：

1、首先是细胞内、外的缓冲系统。其中最为重要的是 CO2 - HCO3- 缓冲系统、细胞外主要的缓冲系统。此缓冲系统的重要性在于生理上其两个成分能够分别地受到调节。
2、其次是呼吸系统，通过呼出或保留代谢产生的 CO2，可以调节血浆 Pco2，以响应 pH 的变化。
3、最后是肾脏，调节 HCO3- 的排泄或保留，也调节由代谢产生的非 CO2 的强酸所消耗的 HCO3- 的再生。每重吸收或再生一个 HCO3-，就有一个 H+ 被分泌到肾小管液体中。
　　酸硷平衡紊乱时这些代偿机制将使 pH 接近但决不完全恢复 pH 到其正常值。这种现象被称为“酸硷平衡紊乱的部分代偿”。因为，如果将 pH 恢复到正常值、对代偿机制的刺激消失、而引起紊乱的原因仍然存在，pH 会再次偏离其正常值。只有当造成紊乱的原因被消除时，pH 才将会恢复到正常值。





II、体液缓冲系统
1、酸的定义是质子(H+)贡献者、能够为其他分子提供质子的分子。硷的定义是质子接受者、能够从其他分子接受质子的分子。

　　强酸：在溶液中完全或几乎完全解离的酸。
　　弱酸：在溶液中只有部分解离的酸。  

　　上右图说明了强酸与弱酸在水溶液中的表现形式。重要的差异是，强酸几乎完全或完全的解离；而弱酸的解离是可逆的，所以可发挥和明显改变增加到或移除出溶液中 H+ 的效应。

2、解离常数

　　解离常数描述了酸的解离程度，计算公式见下右图。酸性越强解离常数越高。图中列出了生理上重要的强酸，包括盐酸、硫酸和磷酸。





3、化学缓冲机制
　　一个缓冲系由一种弱酸和它的盐组成。HA 和 CA 构成一个缓冲对，其中 HA 是弱酸，C 是阳离子、A 是阴离子。在溶液中缓冲对的相互作用形式如下左图所示。
4、酸的增加
　　一种离子是不能单独加到溶液中的，必定伴随带有相反电荷的离子。当 H+ 加入反应，则反应 HA « H+ + A- 按照质量作用定律将向左移动，从而减小 H+ 浓度的升高。为满足电中性的需要，加入酸包含有伴随着 H+ 的阴离子、B-。当反应 HA « H+ + A- 向左移动时，与增加的酸相联系的阴离子现在与 C+ 相联系，从而失去了与其相反电荷 A- 的联系。见下中图。

5、硷的增加
　　硷增加时、BOH，OH- 与 H+ 结合形成 H2O。B+ 就成为 A- 的平衡电荷，留下替代 H+。现在 H+ 浓度降低将驱使反应 HA « H+ + A- 向右移动，减小 H+ 浓度的降低。见下右图。

7、酸的生理定义：挥发酸



　　二氧化碳是细胞氧化代谢的尾产物。因为是中性小分子，可以非常容易地跨越所有的细胞膜，并且靠水合反应形成碳酸、如上图所示。许多细胞、包括 RBC 和肾上皮细胞内存在的高浓度碳酸酐酶（CA）加速此种水合反应。之所以命名为挥发酸是因为它是气体，并且可以很容易地由肺排泄。外周组织毛细血管内约 10% 的 CO2 遗留于血浆内，90% 的 CO2 进入 RBC、在 CA 的催化下、绝大多数转化为 H2CO3，H2CO3 再分解为 H+ 和 HCO3-。HCO3- 与 Cl- 交换进入血浆，H+ 由血红蛋白缓冲。详见上图。




在肺内过程与上述相反。HCO3- 进入 RBC 与 Cl- 相交换，再转化为 CO2，离开 RBC，并呼出气中排泄，见上图。CO2 的跨膜移动和 Cl- 和 HCO3- 的交换是非常迅速的，在 RBC 经过外周组织和肺毛细血管所需的时间内足以完成。此种处理方式允许肺排泄每天产生的高达 20克分子的 CO2，从而可以有效地预防由潴留发展而来的酸中毒。并且它也是 CO2 - HCO3- 缓冲系统中 HCO3- 的来源。因为 H2CO3 能转化为气体状态、例如 CO2，而由肺排泄，因此将它称之为挥发酸。






8、非挥发酸
　　蛋白质和含有磷酸盐的复合物的代谢降解物会产生强酸，不能转化为气体状态，也不能经由呼吸系统排泄，因此而被称为非挥发酸或固定酸，数量大约有 70 到 80mEq/day。硫酸和磷酸是非挥发酸的主要代表。这些酸游离为阴离子和 H+。ECF 中这些酸的大部分被 H+ - HCO3- 缓冲，形成 H2CO3，再解离为 CO2 和 H2O。CO2 由肺、H2O 由肾排泄，而酸的钠盐留在 ECF内。此种反应减小了pH 的变化，并且在此处理过程中减少了进一步缓冲非挥发酸可利用的 HCO3- 数量。肾脏负责排除此种方式产生的酸根，同时保留与其联系的 Na+，并再生缓冲反应中丢失的 HCO3-。

9、缓冲的等氢离子原理

　　几个体液分布内存在有许多缓冲对。所有的缓冲对都平衡于相同的 pH 值，每一个缓冲对都按照其自身的 pK 约束着 H+。此种关系称为等氢离子原理，既任何一个缓冲对的 pKA、盐和酸的比值将都使用分布内的 pH 值计算。一个缓冲对对维持体液 pH 的贡献大小主要由二个因素决定。一个是可利用的缓冲物数量，另一个是其 pK 与体液正常 pH 的接近程度。出于诊断的目的，ECF 的 pH、尤其是血液的 pH，是我们最为关心的。

10、细胞内缓冲物
　　细胞内缓冲物主要由蛋白质、有机和无机磷酸盐组成。最有意义的是 RBC 内的血红蛋白的缓冲作用。这是因为 RBC 存在于血浆内，可以迅速地运输跨越 RBC 和毛细血管膜的 CO2，HCO3- 和 Cl-。大多数细胞在细胞内缓冲 H+ 是靠细胞内阳离子（主要是钠和钾）与酸负荷的质子(H+)交换进行的。骨骼也参与缓冲，利用骨表面的钠和钾与 H+ 交换，还利用 pH 降低引起包括钙的化合物的骨骼矿物质的释放作为质子的受体。

11、细胞外缓冲物：碳酸氢盐和非碳酸氢盐

　　非碳酸氢盐细胞外缓冲物包括血浆和 ISF 的蛋白质和磷酸盐，相对地其浓度很低，所以在缓冲 ECF pH 方面相对地作用也小。数量上最重要的 ECF 缓冲系统是碳酸-碳酸氢盐（CO2 - HCO3-）缓冲系统，约占 ECF 缓冲物的 75%。右图中 Henderson-Hasselbalch方程描述了 pH、HCO3- 和 CO2 之间的关系。此方程可以应用于体内任何一个火车系统。通过对 CO2-HCO3- 缓冲系统的计算，揭示出肺（控制 PCO2）和肾（控制 [HCO3-]）在细胞外液 pH 调节方面的作用。阴离子与酸浓度的比例在方程中实际应写为 [HCO3-]÷[H2CO3]，因为是 H2CO3、而不是 CO2 是酸。然而，PCO2 较 H2CO3 更容易测量，同时 CO2 的浓度准确的与 H2CO3 的浓度成比例，所以右图中方程的形式更为使用方便一些。


方程中 6.1 是 CO2 - HCO3- 缓冲对的 pKA。 PaCO2 是动脉血浆的 CO2 分压，a 是 CO2从 mmHg 转换到 mmol/L 的常数，为 0.03mmol/L/mmHg。图中最上一行显示了 CO2、H2CO3、 H+ 和 HCO3-之间的相对浓度关系