肾小球的滤过作用

肾小球是由毛细血管组成的，当血液流过肾小球时，血浆中的水分和许多小分子的溶质将透过肾小球毛细血管壁而滤出。肾小球滤液的生成原理与一般组织液的生成基本相同，有许多因素影响着肾小球的滤过率。
肾小球的滤过膜 血浆由肾小球毛细血管滤入肾小囊时，必须通过毛细血管壁的内皮细胞层、基底膜和上皮细胞组成的肾小囊脏层，这三者相结合便成为肾小球的滤过膜。内皮细胞层与上皮细胞层的厚度，约为30～50nm，基底膜要厚得多，约为240～360nm。内皮细胞层具有大小不等的微细小孔，这些小孔可能是对血浆溶质的滤过起着筛选作用的。基底膜似由水合凝胶构成，其中含有微细纤维网，有些较大的蛋白质分子可透过内皮细胞层，但却受阻于基底膜，说明基底膜的通透性较小。上皮细胞层的细胞形态特殊，有很多足状突起，故也称足细胞。由足细胞伸出的许多小突起之间有细小的裂隙。有些较小的溶质分子，能透过基底膜而为裂隙所阻，说明裂隙可能是肾小球滤过的最后一道屏障。
一向认为肾小球滤膜，对于物质的透过只具有对分子大小的选择性，但最近的研究表明这种说法是不全面的。例如有三种大分子物质——带负电荷的白蛋白、带负电荷的硫酸葡聚糖和不带电荷的中性葡聚糖，尽管它们的分子量相同，但三者在肾小球滤液中和在血浆中的浓度之比，却有很大差异： 前二种带负电荷的，其比值均为0.01∶1，而最后一种不带电荷的比值为0.15∶1，说明带负电荷的大分子物质难于透出肾小球滤过膜，其所以有这种差异，据认为可能由于滤过膜中含有一种叫做涎蛋白(sialoprotein)的带负电荷的酸性糖蛋白之故。相同电荷的相斥作用，使含有涎蛋白的滤过膜对于白蛋白和硫酸葡聚糖的通过有所限制。在患急性肾小球肾炎时，小球滤过膜的通透性可发生巨大的变化： 原来容易滤过的中性葡聚糖变得难于滤过，而白蛋白的滤过量却增加。这被认为是由于滤过膜内涎蛋白减少或消失之故。由此可见，肾小球滤过膜的通透性除决定于筛孔大小外，膜的成分中所带的电荷性质也起着重要的作用。
有效滤过压 肾小球的有效滤过压乃是滤过膜两侧的流体静压差与两侧胶体渗透压差的代数和。肾小球毛细血管内的流体静压(Pc)和肾小囊内滤液的胶渗压(πc)是推动血浆滤出的力量，而肾小囊内的流体静压(Pc)和毛细血管内的胶渗压(πc)则是对抗血浆滤出的力量。 因此肾小球的有效滤过压(EFP)的大小可以下式计算：

EFP=(Pc-Pc)-(πc-πc)

由于肾小囊内滤液的胶渗压(πc)极小，可以忽略不计，因而上式可以简化为EFP=(Pc-Pc)-πc。
对于人体肾小球有效滤过压的数值，乃是从动物实验结果中推算而得的。根据最近采用微穿刺技术对狗和大鼠肾单位的直接测量，估计在正常成人，肾小球毛细血管压约为45mmHg，比过去估计的数值要低，说明动脉压下降主要是在入球小动脉；肾小囊内压约为13mmHg，比过去的估计略高； 肾小球毛细血管的胶渗压约为20mmHg; 于是按照上列的简化公式：肾小球的有效滤过压=(45-13)-20=12mmHg，说明这有效滤过压是比较低的。
肾小球滤过率及影响因素 在整体内，总的肾小球滤过率可用肾清除率试验进行测量，其单位为每分钟由两侧肾脏的肾小球滤出血浆的毫升数(参见“肾清除率”)。在正常成人，肾小球滤过率（通常以菊糖清除率为代表）约为110～130ml/min。以此数为根据，可推算出人体总的肾小球滤过率约为180L/24h。肾小球滤过率可受到下列因素的影响。
滤过膜的通透性 在正常机体内，肾小球滤过膜的通透性是比较稳定的。但在某些病理情况下，如肾小球受到炎症或缺氧侵害时，其滤过膜的通透性就要发生变化。于是原来只能少量滤过的血浆白蛋白，此时可以大量滤过；原来不能滤过的血浆球蛋白，也出现于滤液之中； 当炎症严重以致滤过膜发生缺损时，甚至连体积更大的红细胞也会滤出。滤过膜通透性的变化，不只是膜小孔的大小有改变，膜的负电荷改变，也是一个重要原因。
肾血流量 在人类和整体动物，由于肾的血流量能进行自身调节(见“肾血流量”)，在肾动脉压的正常变动范围内(80～180mmHg)，肾血流量和肾小球滤过率能保持相对恒定，超过180mmHg时，肾血流量将随动脉压的升高而增加，但肾小球滤过率仍无明显改变，这似与入球小动脉和出球小动脉的分别缩小或滤过膜通透性的降低有关。
肾小球毛细血管内外的流体静压差 通常情况下，肾小囊内流体静压较为稳定，因此肾小球毛细血管内外的流体静压差，主要决定于毛细血管压的改变。又因肾循环能自身调节，所以只当肾动脉平均血压降至50～60mmHg以下时(如：人体大失血时)，肾小球毛细血管压才出现明显的下降，于是滤过率减少，甚至停止。当输尿管或肾盂因结石或肿瘤而引起尿路梗阻时，最终将引起肾小囊内压上升，也可使有效滤过压下降，严重时甚至可使滤过作用停止。
血浆蛋白的浓度 在其他条件恒定的情况下，血浆蛋白浓度降低，将提高肾小球有效滤过压，从而增加滤过率。但在临床工作中所见到的血浆蛋白浓度极低的病人，其肾小球滤过率的增加往往不如预期的明显。动物实验中还可见到，以不含胶体物的液体灌流肾脏，不能获得滤过率增加的效果。其原因比较复杂，往往几种因素同时并存。例如静脉输注一定量的生理盐水所引起的滤过率增加，既有肾血流量增加的作用，也有血浆蛋白浓度降低的作用。因此，在临床工作中处理血浆蛋白升高性或等渗性脱水时，应当采用蛋白性溶液进行补液，这样既可补充液量，又可提高肾小球滤过率，从而有利于肾排泄功能的进行。