2016年7月4日

神奇魔術師—腎臟功能與尿液的形成

作者/周鈺翔(目前為腎臟科醫師,腎臟的奧妙無窮且腎臟病又是國人常見疾病,所以一頭栽進腎臟的研究領域,希望大家多了解腎臟的重要性,平時注重保養邁向腎利人生。)

經過一整天繁重的高三課程,小明相約了幾個好友下課後一起去打籃球抒壓一下,在晴朗甚至有些悶熱的天氣下,球場上你來我往、揮汗如雨真是過癮,在經過一場籃球廝殺後,小明回家前感覺有些微的尿意,去廁所後驚覺「哇!我的小便怎麼這麼多泡泡?」、「尿液顏色怎麼變深了?」,到底發生了甚麼事呢?小便其實是人們生活中再平常不過的事情了,但裡面可是藏有很大的一門學問喔!尿液是經由腎臟形成的,在一般正常情況下每個人每天約需解尿5~7次,共約1000~1500毫升,除此之外,排出的尿液顏色、外觀、氣味都反映出身體的健康狀態,也可藉由觀察尿液得知是否有疾病產生。

腎臟是人體精密的過濾器
尿液是經由腎臟所產生,正常人有兩顆腎臟,位於腰部兩側後方,俗稱「腰子」,形狀如蠶豆,大小約一般拳頭大,腎臟近身體中央一側的凹陷處稱作腎門,是輸尿管、腎動脈、腎靜脈和許多神經進出的地方,腎臟主要分為三部分,最外層顏色較深的是皮質,含有許多基本構造單位「腎元」,微血管十分豐富,中層是顏色較淺的髓質,由8 ~12個腎錐體形成,腎錐體的尖端會匯聚成腎盂,腎盂出腎門後與輸尿管相接,輸尿管接至膀胱,膀胱再接到尿道。

 腎臟是一個構造精密、血流豐富的器官,每分鐘大約有1~2公升的血液流經腎臟,相當於1/4 ~ 1/5的心輸出量,在僅佔體重0.5%的腎臟要在短時間之內處理如此大量的血液可見其責任重大,需負責維持體內環境的恆定狀態。腎臟主要功能有三大項,第一項是排除體內代謝廢物如尿素氮(blood urea nitrogen, BUN)、肌酸酐(creatinine)、尿酸(Uric acid)等,此外,藥物及其代謝物有一大部分也是經由腎臟排出;第二項則是負責調節水分、電解質與酸鹼度以維持正常生理平衡狀態;最後第三項為分泌各種荷爾蒙,如腎素可影響血壓,紅血球生成素則可促進骨髓生成紅血球,除了這些功能之外,腎臟甚至還會協助活化維生素D的合成,維生素D與體內鈣、磷等礦物質的調節有關。

腎元是腎臟的基本功能單位
左右兩邊腎臟各約有100萬個腎元,腎元包括腎絲球、鮑氏囊和腎小管,進入腎臟的血流會進入球狀的微血管網,也就是腎絲球,腎絲球被呈杯狀構造的鮑氏囊所包覆,藉由兩者間的壓力差產生超濾作用,讓水分帶著葡萄糖、胺基酸及各種離子與代謝廢物進入鮑氏囊的尿液腔室中,這些初步形成的尿液接著進入彎彎曲曲的近端腎小管、亨利氏環與遠端腎小管。


腎小管會進行再吸收作用與分泌作用
這段路徑會進行複雜的再吸收作用與分泌作用,主要是經由腎小管上密密麻麻的各種水通道與離子通道,腎小管會將大部分有用的水分與離子再吸收回體內,一部分是藉由腎小管中的物質濃度與周邊體液間的濃度梯度差讓它們被動的被吸收回體內,另一部分則是靠腎小管管
壁細胞耗費能量用主動運輸的方式進行。但當身體內的水分、離子濃度或酸鹼度有變化時會直接或間接藉由一些回饋(feedback)機制影響腎小管上的水通道與離子通道的開啟或關閉,進而增加或減少水分和離子的吸收。

此外,藥物代謝物或色素除了藉由腎絲球過濾至腎小管外還可以藉由腎小管分泌進入尿液,這些經過一連串處理的尿液接著進入集尿管,抗利尿激素(vasopressin)會作用在集尿管,使水分會再度被吸收,尿液因此而被濃縮,這種濃縮功能在體內缺水或夜晚睡覺時會更顯著,流過這些層層關卡的尿液最後會進入腎盂、輸尿管和膀胱。......【更詳細的內容請見科學月刊第559期】

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