二、肾素血管紧张素对于肾内血液动力学的调节
(一)肾素血管紧张素系统成分的肾内定位 如前提及,肾素由肾小球旁器中细胞形成。业已证明,内源性肾素分泌和肾小球旁器颗粒细胞出现颗粒程度有密切关系,即高度肾素分泌时,颗粒化程度也高,反之,颗粒化减低,甚至呈无颗粒状态。目前已知一些因素可以引起颗粒化增高和肾素分泌增多,如肾缺血、长时间缺氧、低钠血、妊娠和肾上腺功能不全等。另一方面,钠负荷、动脉血压升高、体液过多,均可使颗粒减少而肾素分泌下降。调节肾素分泌的机制,可以归纳为几方面:①肾内者,包括肾血管感受器,如肾小球细胞本身和致密斑。②交感神经系统,包括肾神经、循环中儿茶酚胺。③体液因子,循环或局部产生者,包括加压素、血管紧张素Ⅱ和电解质,这些直接作用或间接通过其他调节机制作用于肾小球旁器细胞。
以往认为肾素分泌后,直接进入血管。现在认为进入血管中的肾素,不可能很快到达肾间质,而且肾脏淋巴组织和间质中的血管紧张素Ⅱ和肾素浓度相对地比较高。因此,可能肾素形成后主要是进入肾脏间质的间隙,在该处作用于底物,形成组织内血管紧张素Ⅰ,继而肾素和血管紧张素进入血循环。这一过程主要发生于小管周围毛细血管内。应用免疫化学技术,现已进一步了解肾素-血管紧张素系统在肾内的分布,如图4-4所示。
图4-4 肾素-血管紧张素系统在肾内的分布
(二)血管紧张素的肾内血管作用部位 很多研究,证实一些组织的血管平滑肌细胞上有血管紧张素受体,同样也证实肾脏血管平滑肌细胞对血管紧张素有高反应。但肾脏大的动脉例外,不具备这种明确反应。血管紧张素具有三种人们所熟知的生理效应,即:①引起小动脉收缩。②对肾脏有直接作用,小剂量可以引起钠潴留,大剂量引起尿钠增多。③作用于肾上腺皮质,引起醛固酮分泌增加。
近年来,对其肾内的作用研究较多,还证明肾小球内有血管紧张素受体,特别是肾小球系膜有血管紧张素依赖的收缩性,即肾小球结合血管紧张素部位,主要在小球系膜细胞。当血管紧张素Ⅱ加入系膜细胞,则系膜细胞呈现类收缩现象,但肾小球上皮细胞不具备此一性质。对于肾小球细胞收缩能力研究,可以认为血管活性物质如血管紧张素Ⅱ直接刺激系膜细胞,导致了肾小球体积缩小,减少毛细血管通过和滤过面积,从而调节肾小球滤过率,这些研究,提示在血管紧张素作用下,系膜细胞系肾小球毛细血管和液体通过的主要调节环节。
(三)血管紧张素肾内直接作用对血液动力学影响 血管紧张素Ⅱ引起RBF降低,但对GFR较少作用。通过微穿刺研究,当血管紧张素Ⅱ输注时,引起SNGFR下降,小球血流减少,肾小球出入动脉阻力增加,小球滤过常数kf降低。微穿刺还发现,当血管紧张素Ⅱ直接输入小管周围毛细血管,则其阻力增加,因此血管紧张素Ⅱ也影响小管周围毛细血管动力学。有人试验,在同一个肾脏上,两支不同动脉,在其中一支注入血管紧张素Ⅰ,则明显出现血流减少,而未注入者则否。因此,可以认为肾血管对直接输入血管紧张素Ⅱ的前体Ⅰ,可以很快在局部形成血管紧张素Ⅱ,并且引起肾脏血液动力学改变。
三、前列腺素PG(Prostaglandin)
PG由体内多处组织所合成,肾脏是其中重要器官之一,肾脏集合管、髓质、小球以及肾血管细胞都能形成PG,其中主要者为PGE2和PGI2。PGE2可以在髓质和皮质中形成,而PGI2主要形成于肾皮质。
PG对肾脏血液动力学影响,主要是通过动物试验来证实。已经证明PGE2可以增加肾血流。当内源性肾脏PG被激活,肾皮质内带和髓旁血流增加,但皮质外带血流改变不明显,这种现象,不仅见于PGE2,也见于其他血管舒张作用的PG。PGE2虽然可以增加肾血流,但不改变GFR,这种情况下入球动脉阻力可下降50%,出球动脉下降30%。应用PG抑制剂,可以抵销这些改变。血管收缩剂也可以引起代偿性的肾内合成PG增加。因此,各种因素减少肾脏血液动力学时,PG对维持肾脏血液动力学稳定有重要作用。
如上所述,血管紧张素Ⅱ(AⅡ)对肾小球滤过率的几个决定因素如血浆流量、入球动脉和出球动脉阻力以及肾小球滤过面积有重要作用。PGE2、PGI2对肾小球功能同样有重要作用,其作用是对肾脏内AⅡ相对抗。AⅡ在肾内受PG对抗,另一方面,AⅡ也刺激肾脏合成PG。对于AⅡ刺激作出反应释放出之PGE2,PGI2可以直接作用于肾小球感受器,特别是系膜细胞,增加细胞内cAMP,对系膜起调控作用。
如前所述,AⅡ主要作用部位在系膜,导致系膜细胞收缩,引起肾小球滤过面积缩小,PGE2有对抗AⅡ的这种作用。同样理由,环氧化酶抑制剂如消炎痛则强化AⅡ的这种作用。如果AⅡ作用被Saralasin抑制,则PGE2和PGI2舒张血管作用增加。
了解PG和血管紧张素肾内作用有重要意义。充血性心力衰竭、一些肝脏疾病、肾小球疾病、血容量不足等情况都伴有血浆肾素活性和AⅡ浓度增加,同时PG合成也增加。此时如果肾脏PGE2这种代偿性增加被阻断,如用消炎痛一类药物,则肾小球滤过率和肾血浆流量会急剧恶化。这种下降不仅受AⅡ作用,同时还受α-肾上腺素能儿茶酚胺以及加压素调节。但AⅡ受体此时如果也被阻断,则能减少该PG抑制剂的这种使肾功能恶化作用。动物实验,消炎痛引起的肾缺血,可以用Captopril处理而恢复。又如门脉高压、低钠。因PG抑制剂而GBF下降,如果用Captopril抑制AⅡ,肾血流可恢复。总之,无论如何,只要肾血管收缩因素,包括AⅡ,α-肾上腺素能儿茶酚胺及加压素增加,肾脏功能使成为“PG依赖”,抑制PG,则加强肾血管和肾小球毛细血管收缩,使RBF和GFR下降。此时血管紧张素转换酶抑制剂,在理论上有很好效益,临床上值得进一步观察。