1.滤过膜的组成
滤过膜由外、中和内三层结构组成,每层结构上都存在有不同直径的微孔(右图)。
内层:由毛细血管内皮细胞构成,内皮细胞上有直径为50~100μm的小窗孔。
中层:非细胞性的基膜(水合凝胶构成的微纤维网,有4~8nm的多角形网孔),是滤过膜的主要屏障。
外层:肾小囊脏层的上皮细胞构成,其相互交错的足突之间形成裂隙,裂隙上有一层膜,膜上有直径4~14nm的孔。
2.滤过膜的面积人两侧肾脏全部肾小球毛细血管总面积约为1.5m2,正常情况下保持稳定,这样大的面积有利于血浆的滤过。但在急性肾小球肾炎时,由于肾小球毛细血管管腔变窄或完全阻塞,以至有滤过功能的肾小球数量减少, 有效滤过面积也因而减少,导致GFR降低,出现少尿(每昼夜尿量小于400ml以致无尿(每昼夜尿量少于100ml)。
3.滤过膜的通透性
滤过膜对血浆中物质滤过的通透性(permeability)取决于物质分子半径的大小及所带电荷的正负。
(1)物质的分子大小:滤过量与分子的有效半径成反比。有效半径小于2nm的物质可以被完全滤过。随着物质有效半径的增大,滤过量逐渐降低,而大于3.6nm的大分子物质则几乎完全不能滤过(下表)。
(2)物质所带电荷:有效半径相同时,带正电荷的比带负电荷的容易通透。因为滤过膜上糖蛋白主要带有负电荷,它们可排斥带负电荷较多的蛋白质。在某些病理情况下,因滤过膜的通透性增加或膜上带负电荷的糖蛋白减少,会导致带负电荷的血浆蛋白滤出增多而出现在尿中,称为蛋白尿。
一些物质的有效半径和肾小球滤过能力的关系 | |||
物质 | 分子量 | 有效半径(nm) | 滤过能力 |
H2O | 18 | 0.10 | 1.0 |
Na | 23 | 0.14 | 1.0 |
尿素 | 60 | 0.16 | 1.0 |
葡萄糖 | 180 | 0.36 | 1.0 |
蔗糖 | 342 | 0.44 | 1.0 |
菊粉 | 5500 | 1.48 | 0.98 |
肌球蛋白 | 17000 | 1.95 | 0.75 |
卵白蛋白 | 43000 | 2.85 | 0.22 |
血红蛋白 | 68000 | 3.25 | 0.03 |
血浆白蛋白 | 69000 | 3.55 | <0.01 |