科普｜肾小管，不止是排水系统

我是肾小管，顾名思义，就是肾脏中很多微小的管道。人的每个肾脏中，有130万条和我一样的同胞，我们每个体长30-50mm，兄弟姐妹们手拉手连起来，可以绵延超过80公里。经过肾小球滤过的原尿，在我的管腔里经过复杂的处理工艺输送至集合管，最终形成尿液排出肾脏。

听上去，我就是尿液排出身体的管道，但其实我的作用远远不止是一个简单的排水系统。原尿流过我的管腔会经历复杂的再处理过程。除了排出尿液和排泄体内产生的废物和代谢产物意外，原尿在我们的腔内要经历重吸收过程，例如水分、葡萄糖、碳酸氢根离子、氨基酸以及钠、磷等电解质，从而保证人的体液溶质处于平衡状态；同时我们还可以主动分泌氨和氢离子，从而维持体液的酸碱平衡，维持人体这个复杂庞大的系统正常运行。

一、肾小管---精密的管路系统

我的名字听上去很简单，但其实我是一个有精密结构的管路系统。在显微镜下，可以看到我的内腔布满了像电极管一样有方向的无数的肾小管上皮细胞，细胞膜上配置了很多种离子通道和转运蛋白，这些通道和蛋白像转运工人一样，负责水和溶质在细胞内外交互转运。

按照位置和功能，我又分为三个部分：近曲小管、髓袢、和远曲小管。近曲小管是原尿经过的第一部分，也是最粗最长的一段，在电子显微镜下，可以看到朝向管腔的细胞一面，有无数的微绒毛，这些微绒毛最大限度的增加了细胞表面接触原尿的面积，从而可以出色的完成重吸收功能，大量吸收原尿中的水、钾、钙、磷酸盐、葡萄糖和氨基酸等物质；细胞的另一侧有机离子转运蛋白高表达，可介导间质对药物/毒素的摄取。髓袢是第二部分，是长得像“U”的管路，主要功能是对水重吸收，在尿液浓缩中具有重要作用。第三部分是远曲小管，这部分的管腔大而规则，细胞表面光滑，主要功能是对钾、钠等电解质离子代谢，并对人酸碱平衡的调节具有一定作用。此外肾小管上皮细胞对能量要求极高，细胞中含有丰富的线粒体、溶酶体和内质网，为细胞提供能量，参与到多种生物消化、合成和转运过程。

二、如果“管路失灵”会怎样？

虽然我只是一根根细小的管道，但我却是一个高度复杂和精细的系统，通过对水和溶质的高效重吸收和转运，从而维持了机体内环境的稳定。当我们结构或功能受损时，可能会导致肾脏疾病的发生和发展。例如组成小管的上皮细胞肿胀坏死脱落，小管上皮细胞胞膜上的蛋白质组装不正常，又或者细胞内的能量代谢出现问题，都会引起各种各样的疾病。常见的临床表现有：

1. 尿量异常：如我们的管腔被异常蛋白质，细小的结石堵塞、或者脱落的细胞堵塞时，会出现尿量减少，严重时导致肾功能衰竭；而当髓袢部分的上皮细胞功能障碍，引起水的重吸收减少，即可导致尿量显著增多，如果尿量>3000ml/天，就可以称为尿崩症。

2. 酸碱失衡：肾小管功能障碍既可以导致酸中毒，也可以导致碱中毒。前者多由于肾小管功能障碍后酸性物质排泄受阻，后者多是继发于其他电解质的重吸收或者排泄紊乱。酸中毒主要表现为呼吸深快、乏力、恶心等，碱中毒可以表现为呼吸浅慢、乏力、焦虑、手足抽搐等。

3. 电解质紊乱：肾小管疾病可能导致钾、钠、钙、磷等电解质的异常排泄或重吸收，从而引发高钾血症、低钾血症、高钙血症、低钙血症、高磷血症或低磷血症等多种电解质紊乱，血液里钾和钙浓度过高或者过低，都会危及人体的生命安全。

3. 肾小管蛋白尿：由于小管上皮细胞重吸收功能出现障碍，导致低分子量蛋白质如β₂-微球蛋白、N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶等在尿液中的排泄增加，表现为肾小管蛋白尿。如果出现尿中多种氨基酸排泄增加，称为范科尼综合征。

4. 生长发育迟缓：由于肾小管疾病会影响身体对营养物质的吸收和利用，尤其是有范科尼综合征的儿童，因为大量营养物质从尿中流失，会出现生长发育迟缓的情况，表现为身高、体重低于同龄人，智力发展延迟等。

5. 其他症状：肾小管疾病还可能导致其他症状，如夜尿增多、烦渴、脱水、肾结石等。有些类型的肾小管疾病因为有酸中毒或钙离子代谢的异常，还可能影响骨骼健康，导致骨痛、骨折等骨骼问题。

三、哪些原因会出现导致肾小管“失灵”？

我们这些管路结构非常精密，很多因素都会引起我们的功能失灵，主要有以下几个方面：

1. 遗传：有些遗传性的疾病，由于编码肾小管某种蛋白质的基因出现了突变，使蛋白质分子的结构出现了异常，从而不能执行正常功能，导致肾小管功能失常，常出现电解质及酸解代谢的异常，常见的疾病例如吉特尔曼综合征，巴特综合征等疾病。

2. 药物和毒物因素：近端小管上皮细胞对各种药物和毒素诱导的损伤非常敏感。例如有些中药含马兜铃酸，例如关木通、马兜铃、广防己等，长期大剂量使用会引起导致肾小管间质的损伤；长期接触重金属，例如汞、铅、镉等，会引起肾小管细胞的坏死、脱落；其他药物如氨苄青霉素、替诺福韦、顺铂等均会导致肾小管功能的障碍。

3. 感染：当免疫功能下降时，感染的病菌（如呼吸道疾病、泌尿系统疾病等）可以随着血液循环侵犯到肾小管，引起肾小管受损。我国科学家也已证实新冠病毒可以直接感染人的肾小管，从而导致急性肾小管损伤。

4. 系统性疾病：高血压是最常见会影响肾小管功能的系统性疾病，长期高血压会出现夜尿增多、小分子蛋白尿等肾小管损伤的表现。系统性红斑狼疮、干燥综合征等自身免疫性疾病都可能因为产生针对肾小管细胞蛋白的抗体而引起肾小管功能的损伤。轻链沉积病、多发性骨髓瘤等血液系统疾病因异常蛋白在肾小管沉积而影响到肾小管的功能。

肾小管是肾脏的重要组成，结构复杂精密，发生异常后可引起多种严重的疾病，严重时可危及生命。因此大家要注意保护我们，尽量避免这些危险因素：感冒等病毒、细菌引起的感染性疾病，高血压病等慢性全身性疾病，系统性红斑狼疮、血管炎等免疫性疾病，避免长期或过量摄入某些药物、毒物，以及不明成分的保健品和补品。

作者：上海交通大学医学院附属瑞金医院肾脏科 张春丽 高琛妮 谢静远