肾脏基本生理功能是排泄代谢废物、调节体液以及分泌激素，其结果是维持体内环境稳定。所谓内环境是指组织所处的环境，包括渗透压、电解质浓度及酸碱度等，这些因素与细胞代谢有密切关系。
参与代谢的许多酶，其作用与电解质浓度、酸碱度情况密切有关，细胞内许多酶对钠、钾离子的浓度有依赖关系。水分透过细胞膜明显地受到两侧渗透浓度影响，水总是往渗量高的方向运动。细胞正常代谢还依赖于正常的血液循环，良好的血液循环不仅保证氧及其他营养物的充分供应，还使代谢过程所形成的废物及时被携带走。肾通过排泄将代谢废物以尿液形式排出，还通过对肾小管重吸收、分泌以及肾小球、肾小管相互之间平衡的调节，灵敏而精细地调节体液平衡。肾脏分泌的内分泌激素也参与上述调节过程。
一、肾脏对代谢废物的排泄
体内的代谢废物有多种，其中水溶性废物除少数从胃肠道排出外，大部分经由肾脏排出。水溶性药物、毒物等，也主要从肾脏排出。
尿素、肌酸、肌酐为主要含氮代谢产物，由肾小球排泄。它们分子量较小，当血浆流入肾小球时，可被完全滤过。肌酐除少量（血肌酐浓度显著升高时）还由肾小管分泌外，在肾小管不再重吸收，而尿素被滤过后，相当一部分可被重吸收，特别在肾血流量下降时，可有较大比例被重吸收，此时血中尿素氮水平上升，称为肾前性氮质血症，实际上此时肾脏多无明显器质性病变。
体内含氮物质产生量的多或少，可以影响尿量的多少。另外，肾脏浓缩机能情况也影响尿量。一般情况下，如果肾功能健全，每日摄入蛋白40～60g左右，如尿液能浓缩到700mOsm/（kg·H2O）以上时，大约350～400ml尿液即足以排出这些物质；同样浓缩程度的尿，在摄入蛋白增加到100g/d左右时，则至少要有450～500ml以上尿液才能排出代谢物质，否则会出现短暂氮质潴留。如蛋白摄入下降到25g/d左右，在上述尿渗量情况下，每日尿量在350ml左右即可充分排泄废物。当肾浓缩功能差时，摄入过多蛋白后，需用较多水分予以排出，临床上可出现多尿，此在肾功能严重毁损的病例中常可见到，有时可因此造成失水，而加剧肾功能的恶化。
肾小管主要通过从肾小管上皮细胞向管腔内分泌的途径来排泄代谢废物，以排泄有机酸为主。有机酸主要包括马尿酸、苯甲酸以及各种胺类等，它们也是蛋白和脂肪代谢产物，分子量虽然不大（大多<500），但由于在体内pH 值环境下带强负电荷，因此不易从肾小球滤过。尿酸在体内pH情况下带的负电荷虽不及其他有机酸强，但通常和蛋白结合在一起，因此除少数（约10%）从肾小球滤过外，大多也由肾小管排泄。肾小管对有机酸的排泄按有机酸的性质不同而略有不同，但其基本机制相似。排泄途径主要在近端肾小管，尤其以直部（S2段）和弯曲部（S1段）为主。上述这些有机酸随血循环到达肾小管旁的间质时，小管细胞基底侧部可主动将它们摄取。有机酸的摄取为主动性摄取，其浓度在细胞内逐渐增高；在管腔侧因为存在明显管腔和细胞内的浓度差，有机酸可被动地被分泌到管腔内去。肾小管以这种方式除排泄有机酸外，还排出许多进入体内的药物，例如庆大霉素、头孢菌素等也以上述方式从近端肾小管排出。这些药物在小管细胞内浓度甚高，从而可能干扰细胞内正常代谢，造成肾小管的损害，严重时可导致小管坏死，出现急性肾功能衰竭。另外，许多有机酸在肾小管基底侧转运时使用相同载体。因此当一种有机酸排泄增高时可以抑制另一种排泄。临床上有时利用此特点延缓某些药物排泄以提高药效。例如青霉胺可与青霉素竞争载体，使用后青霉素排出减慢，血中水平可以明显升高。有机酸从肾小管排泄时，还受到其在管腔中的浓度以及pH 情况的影响。当滤过液在肾小管流动快时，分泌出的有机酸迅速被带走，分泌可快速有效地进行。有机酸的溶解度与pH 有关，当尿液偏酸时，大多数有机酸溶解度增加。利用这些原理，为预防药物排泄对肾脏的影响，可采取多饮水或酸化尿液的方法来减少对肾的损害。
尿酸排泄与其他有机酸相似，多数学者证实是经过重吸收、再分泌两个过程排泄的。从肾小球滤过或肾小管分泌的尿酸常常又被重吸收，随后再分泌到管腔中。上述过程以近端小管为主，其中S1段对尿酸的重吸收大于分泌，S2段则主要为分泌，重吸收较少。
二、肾脏对细胞外液的调节
细胞外液约占人体水总量的1/3。其中血液和组织淋巴液含量各占细胞外液的1/3及2/3，或体重的6% ～7%与13%。肾对细胞外液的调节包括对渗透压以及容量的调节两部分。在细胞外液中，Na+为主要成分，它的存在与水的存在紧密相连，同时由于其不能进入细胞内，所以 Na+的总量实际上决定了细胞外液的容量。又由于 Na+为决定细胞外液渗量的主要因素，其浓度决定了细胞外液的渗量。
三、肾脏对细胞外液渗量的调节
细胞外液渗量主要由 Na+的浓度决定。肾脏在神经内分泌的作用下，维持新陈代谢过程中水的动态平衡。
（一）口渴中枢
下丘脑正中核（ventromedian nucleus）与渴觉有密切关系，受刺激后可激发渴觉，促使饮水。对渴觉中枢的刺激有两个因素：①血渗量。血渗量细微升高可刺激渴觉，促使饮水。血渗量对口渴中枢刺激可能因高渗本身对中枢细胞脱水而致。血尿素浓度高时对渴觉刺激并不明显，主要因为它可以自由地进入细胞内，因此不能造成明显细胞内外渗透梯度。②血容量收缩。特别是有效血容量不足可刺激渴觉。容量不足对渴觉中枢刺激的传入可能通过循环中高压（主动脉弓、颈动脉窦）或低压感受器（腔静脉等）。脑室内直接注射高渗盐水也可刺激口渴及抗利尿激素分泌，因此有人认为血 Na+浓度过高不一定直接影响渴觉中枢感受细胞，而是通过影响脑脊液中 NaCl的浓度而致。脑室周围有许多特殊受体，可以感受 Na+浓度变化。除注射盐水外，将血管紧张素Ⅱ注射到脑室也可强烈激发渴觉，注射到颈内动脉也可得到相似结果。由于血容量不足时可刺激渴觉，并多同时伴有肾素-血管紧张素系统兴奋，因此血管紧张素Ⅱ增加是血容量不足对口渴刺激的机制。临床上某些伴血管紧张素增高的病例也常伴口渴，例如部分伴高肾素血症的肾功能衰竭者口渴十分明显；下腔静脉结扎也可导致明显高肾素分泌，此时患者也有烦渴。若将双肾切除，上述烦渴的情况可以明显好转。脑室旁有一些特殊结构，它们可以感受血脑屏障以外的情况，称之为室旁小体（circam ventricular organs）。血管紧张素Ⅱ可能通过对其中的穹窿下小体刺激而引起渴感。除上述因素外，低 K+、高Ca2+等也可刺激口渴。
（二）抗利尿激素
抗利尿激素由下丘脑室旁核和视上核合成。该两种神经核还合成两种神经素（nenrophysin），神经素Ⅱ为抗利尿激素的载体，分子量为9500～10500。神经素Ⅰ则为催产素载体。该两激素与载体结合后沿神经轴下行，储存在垂体后叶。
人类抗利尿激素是包含精氨酸的多肽，又称精氨酸血管加压素（AVP）。抗利尿激素分泌后可以促使水在肾脏大量重吸收，血渗量下降。引起 AVP分泌的因素有：
1.渗透性刺激 血渗量增高除刺激口渴外，也刺激抗利尿激素分泌。血渗量改变对抗利尿激素分泌影响十分敏感，当血渗量改变1% ～2%时即可刺激或抑制其分泌。
2.非渗透性刺激 主要为血容量改变。本刺激不如渗透压刺激灵敏，循环血量改变±10%左右才可激起，但一旦分泌被激起，则可代替渗透性刺激的分泌。此时虽然血液已经低渗，抗利尿激素仍持续分泌，可造成低钠血症。
除上述刺激因素外，抗利尿激素还在催吐、吸烟、应用肾上腺皮质激素、应激以及应用某些药物等时被刺激。
（三）肾脏对水的调节
肾脏可能根据体液渗量浓缩或稀释尿液，从而调节血液渗量。血渗量过高时，肾脏分泌高渗性尿，保留水分，使过高血渗得到一定程度稀释；相反，血渗量过低时，肾排泌低于血液渗量的尿液（稀释尿），清除多余的水分，使血液得到一定程度浓缩。这种生理调节过程，一方面是通过抗利尿激素的分泌作用于肾脏，另一方面则通过肾内血流动力学以及肾内调节因素改变而获得。
高渗或低渗尿液的形成，除了受抗利尿激素水平影响外，还依赖于肾脏皮质-髓质间的渗透梯度（详见本章第四节）。
髓质肾血流的情况，一方面可影响氧供，由此影响 NaCl在亨氏襻升支的转运和间质高渗梯度；过多易将形成渗透梯度的溶质带走，又可形成浓缩尿。
肾脏对血渗的调节也有一定限制，因为有相当数量的水分必须用于排出代谢废物，因此有时在血高渗情况下，仍然需要消耗相当水分来排泄代谢废物所产生的溶质，此时尿渗也不可能很低。如果渴觉中枢或抗利尿激素机制有障碍时，尽管肾脏尽力代偿，仍可出现血液渗量的障碍。
四、肾脏对细胞外液容量的调节
正常人细胞外液容量相当恒定，当摄入钠盐总量改变时，肾脏可以适应性地调节钠盐的排出量，从而使摄入与排出保持平衡。这种调节是反射性的，包括细胞外液容量改变的情况被感受，而后反射传入到中枢神经系统，以及通过神经、体液等因素对肾功能影响，终而改变排出钠量，维持细胞外液量。机体对细胞外液容量改变的感受主要通过各种感受器（表1.2.1）。
胸腔内包括心房、右心室、肺部毛细血管等有许多受体细胞，可以感受其中血液充盈情况，从而反射性地改变肾脏对钠盐的排泄。其中右心房充盈过多时还可抑制肾素活力，左心房充盈则可抑制抗利尿激素分泌。心室中可能也有受体，但其重要性可能较心房为次，上述感受器感受到的信号由Ⅸ、Ⅹ颅神经传入中枢，主要在视丘附近。动脉系统也有受体，可以感受容量改变。动静脉瘘形成后可使动脉系统充盈度明显降低，关闭时可观察到快速排钠增加，此时肾小球滤过率、肾血浆流量等并无改变；重新开放动静脉瘘后排钠又减少，显示有感受器存在。有人认为肾内、肝内以及中枢神经本身也有受体，它们也可能参与细胞外液容量的调节。
体液容量改变所诱发的信号，经中枢神经系统处理后，最后通过神经或体液因素作用于肾脏。它们的共同机制是通过影响肾小球滤过率、肾小管对 Na+重吸收等，调节 Na+的排泄。
（一）肾小球滤过率（GFR）改变
肾小球每日滤过大量钠盐，但 GFR改变并非是调节 Na+排泄的重要因素，这是因为：①正常情况下肾血流量与 GFR之间有一种自我调节机制，使 GFR保持相对稳定；②GFR改变同时也改变单个肾单位滤过分数（single nephron filtration fraction，见本章第三节），影响出球小动脉内胶体渗透压，从而也影响了肾小管重吸收，后者适应性地抵消了由 GFR改变导致的滤过 Na+量的变化。在急性容量改变时，特别是动脉血压改变范围超过肾小球滤过自我调节能力（见本章第三节）时，通过GFR的改变来调节 Na+重吸收仍然重要。
（二）改变肾小管重吸收
Na+情况影响肾小管重吸收钠的机制甚多，主要有醛固酮、肾小管周围的物理因素、交感神经活性、肾髓质血流情况以及利钠激素等。
1.醛固酮 是肾上腺皮质小球带分泌的一种类固醇激素，有强烈潴钠、排钾作用。细胞外液量减少时，通过刺激肾素-血管紧张素系统，引起醛固酮大量分泌，使钠从肾小管重吸收增加，血容量得以恢复。但实际上醛固酮也非控制尿钠排泄的惟一因素，因为除去双侧肾上腺皮质的动物仍然可以保持钠的平衡，持续注射去氧皮质酮短期内排钠减少，但3～5天后肾脏潴钠不再增加，此时尿Na+排出却明显增加，此即去氧皮质酮逸脱（DOCA escape）现象。许多情况下肾脏可以根据需要快速增加排 Na+。醛固酮可能也是体 Na+平衡调节重要机制之一。
2.肾小管周围的物理因素 包括肾小管周围毛细血管中的静水压、胶体渗透压、肾小管基膜以及侧部细胞膜对水、Na+透过情况等，改变这些因素可以改变肾小管对 Na+的重吸收。
3.交感神经活力 去神经肾排钠明显增加，刺激肾神经则肾小管钠重吸收增加。交感神经除可直接影响肾小管对 Na+重吸收外，还可通过对肾素的刺激而影响 Na+的代谢。交感神经对肾的作用在正常钠平衡中并不起很大作用，这是因为移植肾（无神经供应）仍可保持机体 Na+平衡。但是，不少动物实验观察到去神经肾对急性或慢性钠平衡紊乱的调节远不如正常动物灵敏有效。
4.肾血液动力学改变 当细胞外液过多时，髓质血流增加，直小血管内血流加快，可将其中NaCl等带走，肾间质渗量下降，亨氏襻降支中水吸出减少，这时到达升支 Na+总量虽然不变，但其浓度降低，升支 Na+吸收下降，从而更多 Na+则可被排出。体液容量改变时，肾可调节性地改变对浅部和深部肾单位灌注情况而影响Na+的排泄。深部肾单位亨氏襻长，NaCl重吸收强，保Na+多；浅部肾单位则相对保留 Na+较少。但后一学说未被人们广泛接受。
5.利钠激素 1961年De Wardener在犬身上先注射大剂量盐皮质激素（促进钠重吸收）；以后在肾动脉上方的腹主动脉内放置一可充气的气囊，以便充气以减少肾脏血供，降低 GFR；此时再用等渗盐水扩容。结果发现试验犬尿 Na+排泄明显增加。因此认为除 GFR、盐皮质激素以外，还有另外因子控制尿 Na+排泄，该因子统称为第三代因子。后来在交叉循环试验中证实该因子为体液因子，本质上是一种激素，称之为利钠激素。
利钠激素性质不明，根据最近研究大致可分为两大类：①具有类似洋地黄作用物质，在放射免疫检测系统中，可以与地高辛相竞争受体，本组物质可以抑制细胞（包括红细胞、血小板等）内 Na+-K+-ATP酶，使尿 Na+排泄增加，对血压则有升高作用。其来源大多数人认为是中枢神经系统，以下视丘、垂体等最重要。部分原发性高血压者血及尿中可测得。化学结构可能是一种多肽。②由心房分泌的一组多肽，统称为心房肽或心房利钠因子（atrial natriureticfactor，ANF），对肾脏有强大排 Na+、排水作用，同时还能扩张全身血管，降低周围循环阻力。心房肽可以增加 GFR，通过影响cGMP系统起作用。在生理情况下，上述两种利钠激素参与 Na+平衡的调节。二者可能在某些类型高血压、浮肿性疾病等发病机制中占一定地位。
五、肾脏对酸碱平衡的调节
机体新陈代谢过程中虽然源源不断地产生各种酸性代谢产物，但血液酸碱度却能保持恒定（pH7.35～7.45）。维持机制包括血液缓冲系统调节、呼吸调节以及肾对酸碱平衡调节三部分。
肾对酸碱平衡的调节包括：排泄H+、排出有机阴离子，以及重吸收滤过的 HCO3-等三个主要机制，其中排出H+过程也是重新合成HCO3-的过程，兹分述如下：1.排泄H+、重新合成HCO3-主要在远端肾单位，特别是集合管完成。H+排泄过程实际上又包括三个过程，它们是：H+在小管上皮细胞内形成，H+被排泄到肾小管管腔，以及 H+排泄到尿液中。
（1）H+在小管上皮细胞内形成 小管上皮细胞内有多量碳酸酐酶，CO2和 H2O在其作用下可结合而生成H+、HCO3-。该反应是 H2O先分解为 H+和 OH-，而后 CO2+OH-在碳酸酐酶作用下形成HCO3-。
（2）H+排泄到肾小管管腔 形成的H+通过细胞膜排泄到管腔，与此同时，管腔中的 Na+被重吸收。该部分 Na+与HCO3-相互结合而吸收回血内。由于H+形成过程产生等量 HCO3-，而 H+排泄到管腔后又与等量 Na+相交换，因此实际上每排泄一个 H+，就是重新向体内补充等当量的HCO3-，后者用来补充体内缓冲过程或H+形成时所丧失的HCO3-，使碱基得到补充。
（3）H+的排泄 每日从远端肾单位排泄 H+的量依饮食而定，大约为40～80mmol。这些 H+如果不与其他物质结合，可在管腔与细胞之间形成一个非常高的浓度梯度。如以排出 40mmol/d计算，尿pH 需下降到1.4（pH1.4时H+浓度为40mmol/L）尿量1L才可排出该数量的 H+。但实际上尿液酸化极限为pH 4.4，在该pH 情况下排出40mmolH+也需1000L尿。显然以上述两种方式来排泄H+是不可能的。H+与肾小管内液的缓冲盐类相结合，从而既可将大量 H+排出，又不导致管腔中游离H+浓度过高。肾小管管腔中的缓冲系统主要有 Na2HPO4/NaH2PO4与 NH3/NH4两大组，其中 Na2HPO4由肾小球滤过，而 NH3则由肾小管上皮产生，其产生过程是：谷胺脱氨基产生谷氨酸，后者再脱氨产生α-酮戊二酸。1个谷胺经两次脱氨基可以生成两个氨。
碱性磷酸盐（Na2HPO4）是良好缓冲剂，因为它数量较多（每日从肾小球滤过量约 30～50mmol），并且还有较适当的离解常数（pK=6.8）值。缓冲系统在其 pK±1范围内起最大缓冲作用，因此可相当有效地发挥作用。
表1.2.2为50mmol碱性磷酸盐对分泌H+起缓冲的情况，碱性磷酸盐结合 H+后转化为酸性磷酸盐（NaH2PO4），后者可被 NaOH 所中和，所以后者又称为可滴定度酸（titratable acid，TA），正常情况下，每天大约有10～40mmol的H+以该弱酸方式被缓冲而排出。
尿中其他弱酸其pK值较低，如尿酸（pK=5.75）、肌酐（pK=4.97），所以对排 H+所起的作用不大。碱性磷酸盐在pH 为 4.5～5.0时缓冲能力已达到顶点，在酸中毒时磷酸盐排泄量并不增加，所以靠增加磷酸盐来代偿的效力不大，但在糖尿病酮症酸中毒时，有大量β-羟丁酸（pK=4.8）从尿中排出，可在肾小管液中起缓冲作用，此时尿中排出的可滴定酸可多达110mmol/d。
NH3是脂溶性的，在肾小管上皮细胞内产生后很容易透过细胞膜而进入管腔内，NH3/NH4的pK值为9.3，在正常血pH 情况下，NH3/NH4的比值约为1∶100，而尿中 pH 较血 pH 更低，二者比例更小，因此缓冲能力很小。因为 NH3进入到管腔后即与管腔中分泌的 H+相结合转变为 NH4，此时其分子构形发生变化，不再能透过细胞膜，这样生成NH4后H+可源源不断地被排泄出。肾脏形成 NH3的能力与酸碱平衡情况密切相关，酸中毒时，合成 NH3明显增加（可自正常每日约30～50mmol增加到250mmol左右），碱中毒时下降，由此可调节酸碱的平衡。NH3产生增加的机制有：①酸中毒时谷氨酸进入线粒体增加，其降解增加；②参与谷氨酸代谢的酶活力增加。除酸碱平衡对谷氨酸代谢影响外，盐皮质激素也有强大影响，醛固酮可促进氨的形成，临床上原发或继发性醛固酮分泌过少或由于 NH3分泌减少，可以出现代谢性酸中毒，此即Ⅳ型肾小管酸中毒的发病原理。但有人认为主要是醛固酮水平过低引起血 K+过高，后者抑制 NH3的生成。
2.排出酸性阴离子 酸性阴离子为蛋白代谢产物，包括 SO42-、PO43-等，它们分子量小，所以大多可以从肾小球滤过排出，部分酸性阴离子因为和蛋白结合而不能从肾小球滤过，则经肾小管分泌排泄。
3.滤过碳酸根的重吸收 正常每日从肾小球滤过的 HCO3-约4000mmol，但实际上从尿中排出量极微，绝大多数被肾小管重吸收，其中80% ～90%在近端肾小管，其余则在肾单位较远部分重吸收。
近端肾小管上皮细胞内也有丰富的碳酸酐酶，在其催化下 H2O与 CO2被合成 HCO3-与 H+，而后H+分泌到管腔中与滤过的 HCO3-相结合而形成 H2CO3。在近端肾小管管腔刷状缘含有丰富的碳酸酐酶，可将H2CO3再分解成H2O与CO2，而后再重吸收入细胞内，再经细胞内碳酸酐酶作用重新合成为HCO3-，与 Na+一起重吸收回血液。
每日从肾小管分泌H+约为4000～4500mmol，但终尿液中 H+量仅40～80mmol左右，因此分泌到肾小管中的H+大约98% ～99%是与HCO3-重吸收相耦联。任何原因引起 H+分泌减少，实际上也引起HCO3-重吸收减少。
综上所述，尿中实际排出可滴定酸或 NH3越多，总酸排出越多；相反，HCO3-排出越多则表示排出H+越少。正常情况下24小时尿碳酸盐排泄量几乎等于0。净酸排泄可用下式表示：
尿净酸排泄量=尿可滴定酸排泄量+铵排泄量-尿碳酸盐排泄量
六、酸碱平衡障碍时肾脏调节机制
酸碱平衡障碍包括代谢性、呼吸性及混合性三大组。代谢性酸中毒系因酸性物质产生过多，或碱丧失引起，又可分为正常阴离子间隙（anion gap）性及高阴离子间隙性；代谢性碱中毒则可分为H+和（或）Cl-丢失过多，或产碱的物质进入体内过多，以及细胞外液容量不足不伴比例性细胞外HCO3-丧失性三大组。根据其发病机制也可分为盐水依赖性及非盐水依赖性碱中毒两大类。呼吸性酸碱平衡障碍则系肺部原发性或继发性 CO2排泄障碍所致。
混合性酸碱平衡障碍则常由多种原因引起，上述酸碱平衡过程中常伴有细胞内外 pH、血容量、代谢障碍，以及CO2分压、醛固酮水平改变等等。肾对这些改变可起一系列反应，从而起到代偿作用。
1.血pH 可以直接影响肾小管泌H+情况。血pH 下降时，肾小管上皮细胞内 H+浓度增加，泌H+也增加。由于泌H+过程即合成HCO3-过程，因此合成的HCO3-可进入体内，补充在缓冲过程中所消耗的HCO3-。血pH 对泌H+的增加主要是 NH4分泌增多，并不影响可滴定酸。血 pH上升时肾小管内H+浓度下降，泌H+亦减少。上述酸碱障碍，导致肾脏适应性地改变，泌 H+出现较慢，大约于pH 改变后24小时后才可开始，到4～5天后才完成。
2.血PCO2血PCO2改变也可直接影响肾小管泌 H+情况。PCO2增加，也促进 NH4的排泄增加，PCO2下降时则泌H+减少。这种 PCO2改变对肾小管上皮细胞泌 H+影响的机制还不十分清楚，许多实验证明可能 PCO2改变本身即可影响H+分泌。
由PCO2改变而导致泌 H+改变不如代谢性酸碱平衡障碍对其影响那样明显，代偿往往不彻底。例如呼吸性酸中毒时肾泌H+增加，但血pH 大多仍偏酸性。
3.有效循环血量 有效循环血量过少，常伴代谢性碱中毒，这是因为此时肾脏大量重吸收滤过 Na+，在小球滤过液中，Na+与 Cl-的 mmol数不等，分别为145mmol/L及115mmol/L。在重吸收 Na+过程中，仅115mmol/LNa+可随Cl-一起重吸收，其余重吸收的 Na+必须靠泌H+、泌 K+来保持电中性，因此 Na+重吸收越多，泌H+、泌 K+越多，即向体内补充 HCO3-越多，产生代谢性碱中毒。相反，在有效血容量过多时，Na+在近端肾小管重吸收减少，H+、K+分泌减少，可出现代谢性酸中毒。
4.血 K+浓度 低 K+血症时，细胞内 K+顺化学梯度转移到细胞外，而细胞外 Na+、H+则转移到细胞内。肾小管上皮细胞内H+浓度增加，促使泌H+增加，导致代谢性碱中毒。相反高血K+时，K+进入细胞内，细胞内H+浓度降低，泌H+排 Na+减少，发生酸中毒。
5.醛固酮 可促进肾小管 NH3的产生与分泌。
七、肾脏内分泌功能
肾脏与内分泌功能密切相关：①分泌内分泌激素；②作为肾外分泌多种激素的靶小体；③部分内分泌激素的降解场所。
（一）肾分泌激素的作用
（1）作用于肾脏本身，参与肾脏生理功能调节，主要对肾脏血流动力学、水盐代谢调节等，包括前列腺素族、血管舒缓素、激肽、缓激肽系统等。
（2）作用于全身，影响系统新陈代谢，包括维生素D、促红细胞生成素（促红素）。
（3）肾素-血管紧张素是作用于肾脏本身成为血管活性激素的重要部分，也作用于全身，影响血压、渴觉、血容量以及 Na+、K+代谢等。
（二）肾外激素对肾脏的作用
与肾有关的肾外激素主要包括抗利尿激素、甲状旁腺激素（PTH）、降钙素、胰高血糖素等，肾脏是它们系统作用的重要靶器官。
（1）抗利尿激素除了对水的平衡进行调节外，也对肾小球系膜细胞起作用，促使后者收缩，通过影响肾小球超滤系数影响滤过率。
（2）PTH 除对骨骼及胃肠道有作用外，在肾脏的主要作用有：①抑制无机磷在肾小管重吸收；②促进肾小管重吸收Ca2+；③促进1α羟化酶作用，使25（OH）D3转变为1，25（OH）2D3。PTH 除对Ca2+、PO2-4代谢有影响外，可能对近端肾小管的 Na+、H+转运系统以及亨氏襻升支 NaCl转运也有影响，可能参与了酸碱平衡及水、盐代谢的调节。PTH 也对肾小球作用，可降低 Kf，其机制尚不明确。
（3）降钙素可以抑制肾小管对无机磷的重吸收，也使尿磷排泄增加，该作用依动物种类不同而异。对犬影响不大，对大鼠影响较明显，而在家兔中则除尿磷排出增多外，还可能有较明显的排钠作用。
（4）胰高血糖素也促进尿 Na+与无机磷的排泄，但其机制不明，有人认为这种作用主要是继发于全身作用影响，因为胰高血糖素可使血浆中 cAMP水平升高，增高的 cAMP经肾小球滤过而到近端肾小管时，对该部肾小管的无机磷及 Na+的重吸收发生影响。
显微分离肾单位后进行组织特异染色及放射自动显影，发现上述四种激素对肾脏作用有很多相似之处，例如它们之中任何一种缺乏时的表现都为尿磷排泄减少而尿钙及尿镁排泄增加；对血中Na+、K+水平均无影响，但可不同程度地提高血中的Ca2+、Mg2+水平；对GFR也多有影响，其中胰高血糖素可提高 GFR（约40%）。AVP及PTH 可影响 Kf，但GFR改变不大。四者均可使亨氏襻升支中cAMP含量明显增加，其中 AVP及胰高血糖素主要对髓质部升支厚段作用，而降钙素、PTH 则主要对皮质部亨氏襻厚段起作用。由于四者都通过cAMP起作用，有人认为它们对肾脏的作用可能是通过一个相同的途径。另外一些激素对肾脏并无直接生理功能，但由于可以干扰某些在肾脏中的激素第二信使，也会影响该激素对肾脏的作用。例如生长激素抑制释放因子（somato-statin，SS）本身对肾作用不明显，但由于可以抑制集合管 cAMP的合成，因此从一定程度上又干扰了抗利尿激素的作用。
（三）肾脏对激素降解
胰岛素和许多胃肠道分泌的多肽类激素，虽然对肾脏功能影响较小，但它们很大一部分是在肾脏降解，因此肾脏功能不全时其生物半衰期延长而引起代谢紊乱。
八、肾脏产生的激素及生理作用
（一）前列腺素族（PGs）
它们是一组由花生四烯酸代谢（图 1.2.1）产生的不饱和脂肪酸，包括 PGE2、PGI2、PGD2、PGF1α及血栓氧丙烷A2（TXA2）等，具有强大生理作用。
许多组织如血小板、血管、肺、胎盘等也能产生PGs。肾所产生的PGs主要作用于本身，肾脏各部位各种PGs的合成、降解的情况各不相同，反映各部位生理功能的不同。一般说来肾脏主要合成PGE2、PGF1α，也合成PGI2，但不如前两者多。在某些情况下，例如输尿管梗阻、肾静脉阻塞等则合成明显增多。各部位肾单位对不同 PGs产生的情况见表1.2.3。
前列腺素的生理作用：
1.调节肾脏血液循环 直接从肾动脉内注射 PGE2、PGI2等可增加肾血流量，但 PGF2α作用较小，而 TXA2则有缩血管作用。上述血管的扩张作用髓质部较皮质部更为明显。
应用环氧化酶抑制剂可以抑制 PGs的合成。正常人或其他动物应用后肾血流量并不明显改变，提示PGs在基础情况下时对肾血流量影响不大；有循环功能不足时，例如失血、麻醉、休克、失水、失盐等，若使用吲哚美辛，可明显降低肾血流量，有时甚至发生肾衰竭。肝硬化腹水或严重肾病综合征时有类似的情况。上述情况下肾血管紧张以及交感神经系统兴奋，肾脏血管处于收缩状态，此时肾组织内 PGs被刺激分泌，通过其扩张肾血管的作用而维持肾脏血循环。使用吲哚美辛除可影响肾血流量外，也可对抗由呋塞米、依他尼酸（利尿酸）以及甘露醇等所致的扩张血管作用，证明这些药物也可以刺激 PGs的合成。
2.影响肾脏对 NaCl的排泄 注射PGE2、PGI2可以促使尿钠排泄增加，PGF2α作用不大。有人认为该作用是 PGs扩血管作用的结果，但 Kokko等应用离体肾小管微灌注实验证实，用近似生理剂量的PGs灌注集合小管管腔后，该区跨上皮电负性明显下降，Na+流至管壁细胞中的数目明显下降，证实了PGs对 NaCl排泄的直接促进作用。除对集合小管 NaCl转运有影响外，PGs还影响亨氏襻升支的 NaCl转运。使用环氧化酶抑制剂后可使肾脏排钠减少，在正常程度较轻，肾脏病变时较明显，所以肾脏病伴有明显浮肿时使用吲哚美辛等必须慎重。
3.对水调节的影响 ①PGs干扰亨氏襻对 NaCl的重吸收，影响肾髓质间质渗透梯度，由此调节水的代谢；②PGE2还对抗AVP的作用，加强了利尿作用。体外实验中 AVP可刺激肾髓质产生PGs。由于PGs和AVP之间相互制约而对肾小管水的通透性影响又恰好相反，因此有人提出了PGs和AVP相互反馈学说，即随着抗利尿激素（ADH）分泌增加，局部 PGs也增加，从而防止 ADH作用过强。PGs可以抑制cAMP的合成，而 cAMP又是 ADH 作用的介质，因此认为 PGs对 ADH的影响是通过影响ADH 作用介质而完成的。但是本学说可能不完全可信，例如在禁水的动物中测定尿PGs，其结果不是增高而是降低。正常动物注射AVP时可以使尿PGs代谢产物排泄明显增加，但如禁水后再注射AVP则观察不到上述情况。
（二）肾素-血管紧张素
肾素-血管紧张素为调节血压、血容量以及电解质（主要是 Na+、K+）成分的重要激素系统。
肾素为酸性蛋白酶，分子量为42000，使血管紧张素原降解而成为血管紧张素Ⅰ（AⅠ），后者再经转化酶进一步转化成为血管紧张素Ⅱ（AⅡ）及血管紧张素Ⅲ（AⅢ）。肾素由球旁装置分泌，该装置内有转化酶，所以肾素可就地将血管紧张素原转化为 AⅡ。肾素分泌受下列因素调节：
1.肾血管张力 入球小动脉内压力下降时肾素分泌增加。肾动脉狭窄时，常可有明显高血压，肾动脉狭窄侧肾静脉内肾素水平明显增高。肾动脉压力感受改变对肾素分泌影响不受交感神经或致密斑的影响，这是因为在去神经或阻断滤过液到达远端肾小管时，改变肾动脉压力仍可影响肾素分泌。
2.致密斑受刺激 致密斑管腔内尿流速减慢及该区 NaCl转运增加时，可刺激肾素分泌（详见本章第三节二）。
3.交感神经张力 颗粒细胞周围有丰富的交感神经末梢分布。Barajas观察到近1/2颗粒细胞有轴突接触，凡可以刺激交感神经兴奋的各种因素，如注射儿茶酚胺、低血糖、阻塞颈动脉、迷走神经切除等均可刺激肾素分泌。交感神经对肾素的兴奋作用在人是通过β-1肾上腺素能受体系统，在兔及猫则β2肾上腺素受体也参与。刺激α-1肾上腺素受体则可抑制肾素分泌。
4.PGs 注射PGI2、PGE2可刺激肾素分泌。后者作用可为吲哚美辛对抗。PGs对肾素分泌的刺激在去神经、无滤过肾中仍可看到，因此与压力感受器、肾血流量、致密斑等无直接关系。
5.其他 细胞外 Ca2+浓度增加可抑制肾素分泌。长期缺钙肾素分泌敏感性明显降低。Ca2+对肾素分泌的调节机制还不清楚，多数人认为当球旁细胞膜去极化时，Ca2+进入细胞内，血 Ca2+浓度降低，肾素分泌增加；相反，细胞膜极化时，血 Ca2+浓度升高，肾素分泌减少。K+可以促使细胞去极化，也可控制肾素分泌。
血管紧张素Ⅱ（AⅡ）的生理作用：
1.增加血管平滑肌张力 ①可直接刺激血管平滑肌收缩，使血压上升，其中对肠系膜、皮肤、冠状动脉、肾、脾及脑的作用特别明显，而对横纹肌、肺中的血管平滑肌作用则较弱。AⅡ对血管平滑肌的作用主要通过提高平滑肌细胞内Ca2+浓度而致。②AⅡ还可刺激交感神经系统，使去甲肾上腺素的释放增加，同时小管对去甲肾上腺素的敏感性增加。延髓附近极后区对循环 AⅡ水平改变十分敏感，该区为交感神经张力调节的主要地区，此机制可能也参与肾素对血管张力的调节作用。
2.刺激醛固酮合成 肾上腺皮质小球带有 AⅡ受体，在 AⅡ刺激下醛固酮合成增加，后者促使肾小管 Na+重吸收增加，H+、K+排泄增加。
3.对肾小球血流动力学影响 AⅡ可通过增加肾小球出球小动脉阻力及肾小球毛细血管滤过率分数而改变单个肾单位 GFR。
4.对水代谢影响 AⅡ可刺激口渴，并促使抗利尿激素分泌。
5.促进组织修复、增生 以组织局部形成的 AⅡ作用为主，可以刺激组织损伤修复过程中多种细胞因子、生长因子等炎症反应介质的作用。
（三）血管舒缓素、激肽系统
肾脏血管舒缓素又称激肽释放酶，主要由肾皮质分泌。根据组织化学分析方法测定，其浓度越向肾组织深部越低，到肾乳突部几乎完全缺如。肾小管中则激肽仅存在于远端小管，近端小管中缺如。这是因为近端小管内有激肽酶，注入后即被破坏。
肾脏血管舒缓素、激肽系统生理功能尚不明确，可能与水、钠代谢有关。①激肽可刺激前列环素的合成；②同时激肽酶Ⅱ其实质即是血管紧张素转化酶，因此本系统与肾素、血管紧张素、PGs之间的相互关系甚为密切（图1.2.2）。
（四）活性维生素D〔1，25（OH）2D3〕
由近端肾小管合成。该段肾小管内含有1α羟化酶，可将25（OH）D3转化为1，25（OH）2D3及24，25（OH）2D3。1，25（OH）2D3有很强的生物活性，可促使胃肠道钙、磷的吸收。在骨骼则可促使骨骼生长及软骨钙化；对肾脏可促使钙的转运，但对磷的重吸收却减少。24，25（OH）2D3对钙、磷的作用较1，25（OH）2D3为弱，当血清钙浓度降低时，1α羟化酶活性增加；反之，若血钙或 1，25（OH）2D3浓度升高，则24羟化酶活性增加，以此来调节血钙浓度。维生素 D3一方面和甲状旁腺素有协同作用，同时也可通过与甲状旁腺上的维生D受体相结合而抑制甲状旁腺激素分泌。肾脏疾病时，1，25（OH）2D3生成减少，甲状旁腺分泌增多，病者可出现骨骼生长发育障碍，发生佝偻病、软骨病等，统称为肾性骨营养不良（renalosteodhstrophy）。
（五）促红细胞生成激素（促红素）
促红素为肾脏在缺氧时产生的一种物质，分子量为23000～27000，可以促使骨髓红细胞系列干细胞（erythoril progenitor cell）的增殖和成熟。正常情况下向离体中灌注低氧溶液，或者含钴溶液，可使促红素产生明显增加，如灌注过高饱和氧溶液，则可抑制其产生。
肾脏产生促红素的部位主要在近端肾小管附近的间质细胞，肾小球毛细血管也可产生少量促红素。促红素分泌的具体机制不清楚。PGs可能为刺激分泌过程的重要一环。此外，β2肾上腺能受体兴奋以及腺苷酸的活化等，与其分泌也有关系。
慢性肾衰竭时形成贫血的原因，一方面是由于肾实质减少，促红素分泌不足；另一方面是由于尿毒症毒素使红细胞寿命缩短。最后，甲状旁腺激素水平过高可能也抑制促红素的生成及作用。
[ 本帖最后由 管理员 于 2008-1-3 15:30 编辑 ]
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