肾脏的内分泌功能

肾脏能产生某些激素类的生理活性物质，如1,25-二羟胆骨化醇、肾素、肾前列腺素和红细胞生成素等，它们能对骨质代谢、血压和造血功能等发挥调节作用，因而肾脏也被认为具有内分泌功能。
(1) 1,25-二羟胆骨化醇 [1,25-(OH) 2D3]: 是维生素D₃经过肝和肾的代谢而形成的一种调节钙代谢的激素。其生成过程概括如下：

肝细胞的线粒体内含有25-羟化酶，可使维生素D3在25位上的氢羟化，生成25-羟胆骨化醇 (25-OHD3)。后者和血浆内一种α2-球蛋白结合，存在于血液中，具有促进肠钙吸收和骨钙动员作用，但活力不强，仅为中间代谢产物。肾脏是形成1,25-(OH)2 D3的唯一器官。肾小管上皮细胞的线粒体内含有1-羟化酶，能使25-OHD3在1位上氢羟化，生成1,25-(OH)2D3。1,25-(OH)₂D₃是刺激小肠吸收钙的最强最迅速的类固醇，也是最强的骨钙动员物质。
1,25-(OH)2D3的生理作用有：
❶促进肠粘膜细胞对钙和磷的吸收。
❷刺激成骨细胞，促进骨盐沉着，同时也能刺激破骨细胞和骨细胞，促进骨盐的溶解和吸收，但后一作用需要有甲状旁腺激素的存在。
❸促进肾小管对钙磷的重吸收。在整体中，1,25-(OH)2D3的最主要作用是促进肠中钙和磷的吸收，使血钙和血磷增加，因此主要是成骨作用。1,25-(OH)2D3的生成受血清钙、磷浓度、甲状旁腺素和降钙素的调节。慢性肾功能不全的患者，肾脏形成1,25-(OH)2D3不足，可引起缺钙以及继发性甲状旁腺功能亢进，从而引起骨营养不良，这时可用1,25-(OH)2 D3或大量维生素D3治疗。
(2) 肾素： 肾素为分子量40,000的水解蛋白酶，主要由肾皮质中肾小球旁器颗粒细胞合成、储存和分泌。肾素释放后可局部地进入入球小动脉的管壁内，促进其收缩。
肾素能催化血管紧张素原 (肝脏生成的一种α₂球蛋白)成为十肽的血管紧张素Ⅰ。血管紧张素Ⅰ在转化酶的作用下水解为八肽的血管紧张素Ⅱ。血管紧张素Ⅱ可进一步被氨基肽酶水解为七肽的血管紧张素Ⅲ，后者可进一步在血管紧张素酶作用下分解灭活。血管紧张素原在血浆中的浓度很高 (约为血管紧张素Ⅱ浓度的1万倍)。转化酶在体内的活性也极高，而肾素的活性则相对地较低，因此体内肾素-血管紧张素系统的活性主要决定于肾素的活性。血管紧张素Ⅰ的活性很低，有刺激肾上腺髓质释放肾上腺素的作用，但对血管的作用很弱。血管紧张素Ⅱ与血管紧张素Ⅲ有较高的生物活性。血管紧张素Ⅱ是已知的最有效的加压物质。以相同克分子量计算，其加压效应约为去甲肾上腺素的40倍。血管紧张素Ⅱ还有刺激肾上腺分泌肾上腺素和醛固酮的作用。血管紧张素Ⅲ的缩血管作用只有血管紧张素Ⅱ的1/5左右，但刺激肾上腺皮质分泌醛固酮的作用则和血管紧张素Ⅱ一样。这种肾素、血管紧张素和醛固酮的相互关系，构成一个调节血压和体液的生理系统，称为肾素-血管紧张素-醛固酮系统。
肾素的分泌受许多因素的调节：
❶肾入球小动脉的压力变化： 实验表明，肾小球旁器对入球小动脉内的压力改变特别敏感。当血压上升时可压迫颗粒细胞抑制肾素分泌，血压下降时颗粒细胞松弛，肾素分泌增加。肾脏的局部血液灌流量减少时，颗粒细胞释放较多的肾素，使血管紧张素Ⅱ形成增多，全身小动脉收缩，血压上升，部分纠正肾脏供血不足。
❷流经致密斑尿中的钠量： 有人观察，当尿中钠减少时，肾素分泌增加，而钠含量增加时，肾素分泌减少。但又有人发现原尿中钠浓度增加时，肾素分泌增多，而钠浓度减少时，肾素分泌减少。因上述资料互相矛盾，因此目前对致密斑在肾素分泌中的调节机制尚无完满解释。
❸钙流量： 颗粒细胞内钙离子流量增加时，可使入球小动脉平滑肌松弛，促进肾素释放。
❹肾交感神经： 近球旁器的小动脉壁内有交感神经末梢，交感神经兴奋时(直接刺激、出血、运动等)能直接促进肾素释放； 也能通过肾小动脉收缩，导致肾小球毛细血管内压和肾小球滤过率下降，到达致密斑的尿钠含量减少而促进肾素分泌。影响肾素分泌的其它原因还有很多，如注射血管紧张素、抗利尿激素、大剂量去甲肾上腺素、醛固酮、以及钠、钾负荷等可抑制肾素释放。缓激肽、前列腺素、小剂量去甲肾上腺素、肾上腺素等则可刺激肾素释放。
总之，肾素-血管紧张素-醛固酮系统有两方面的作用：
❶全身性的血压调节作用： 主要是对细胞外液量和血容量的调节。当血容量或血压降低时，肾入球小动脉区的刺激减少，颗粒细胞分泌肾素增加，血管紧张素生成增加，小动脉收缩，同时刺激醛固酮分泌，使机体内钠、水潴留，血容量和血压回升，因此认为是肾脏的升压机理。
❷肾局部性血流调节作用： 表现在肾血流量的自动调节。球旁细胞除含有肾素外还含有血管紧张素转化酶，可使血管紧张素Ⅰ转化为血管紧张素Ⅱ，也就是说，血管紧张素Ⅱ的产生和作用也可以是肾内性的，因而可对局部性的血管活动起作用，调节肾内血流量。
在生理状态下，血液中已形成的少量血管紧张素可迅速被血管紧张素酶所破坏，因此对血压的调节作用不显著。但在病理情况下，如肾血管疾病、大失血时，血管紧张素可起升高血压的作用。
(3) 前列腺素 (PG): 主要为PGA₂和PGE2以及少量PGF_2a，它们的共同前体花生四烯酸转变为不稳定的中间产物内过氧化物(endoperoxides; PGG₂; PGH₂)后，经前列腺素合成酶的作用生成PGA2,PGE2和PGF2a。肾前列腺素的绝大部分为肾髓质乳头部的间质细胞和集合管细胞所生成。PG释出后，一部分通过肾内循环输送到肾皮质发挥作用，一部分可经肾静脉进入体循环。PGA2和PGE2的主要生理作用为通过舒血管作用，降低外周血管阻力，以及排钠排水，减少循环血量，使动脉血压降低。它们的排钠排水作用主要是通过改变肾脏血流动力学，抑制近端小管对钠和水的重吸收所致，与肾小球滤过率无关。PGE2的血管舒张作用和利尿作用比PGA2强得多，但在其循环中流经肺时易被灭活，故全身作用短暂，主要作用于肾皮质血管，为肾内性降压激素。而PGA2除肾内作用相同于PGE2外，还可使全身血管舒张，总外周阻力减少，降低血压，故为全身性降压激素。除PGA₂和PGE₂外，肾髓质中还有少量能引起缩血管作用的PGF_2a。刺激肾交感神经或增加外原性钠负荷等因素可促进PGA2和PGE2的释放。肾内的激肽系统和肾前列腺素之间有密切的关系，因此，有人称为激肽-前列腺素系统。在肾脏病时，肾前列腺素A2和E2产生不足，可能是肾性高血压的发病因素之一。
(4) 红细胞生成素： 是一种调节红细胞生成的糖蛋白激素，分子量为46,000。肾脏为其主要产生部位。肾外组织如肝、脾其产生量只有肾脏的10%左右。红细胞生成素在肾脏内产生的精确部位尚有争议。肾小球毛细血管丛，肾小球旁器与均匀分布在皮质与髓质的一类细胞均被认为是可能的部位。红细胞生成素的生成主要由组织的需氧量和供氧量之间的相对关系进行调节，任何减少组织供氧量或提高组织需氧量的情况均可促进红细胞生成素的生成。肾脏红细胞生成素的产生，有两种学说： 一种认为当机体相对缺氧时，肾脏可产生肾性红细胞生成因子，它作用于肝脏生成的红细胞生成素原(一种α-球蛋白)，使其转变成红细胞生成素。另一种学说认为，肾脏本身是产生红细胞生成素的部位，由于生成的红细胞生成素和某种脂质抑制物结合，而不能发挥作用。血清，尤其是缺氧的血清，则可使它与脂质抑制物相分离，从而发挥其红细胞生成作用。此外，有许多物质可刺激红细胞生成素的生成，如钴、血管紧张素、加压素、糖皮质酮、促肾上腺皮质激素、大剂量去甲肾上腺素、甲状腺素、生长激素、前列腺素、环-磷酸腺苷、血红蛋白、生乳素和雄性激素等，而雌激素、更生霉素和一些利尿剂则能抑制红细胞生成素的生成。
红细胞生成素对造血系统可能有促进干细胞分化成原红细胞，加速幼红细胞的分裂增殖，促进网织细胞的成熟和释放，促进血红蛋白的合成等作用。其中促进干细胞分化的作用发生最早而且也最为重要。红细胞生成素的具体作用环节还不很清楚。可能与其它肽类激素相同，系通过激活腺苷酸环化酶，促进环-磷酸腺苷生成而起作用，但也可能与形成大量短寿命的核糖核酸有关。红细胞生成素已能少量提纯，并用于治疗慢性肾功能不全时的难治性贫血和其它类型的贫血。