最大尿渗透压和尿液浓缩

尿液浓缩存在一个上限，由髓内层能达到的最高渗透压决定；在健康成人中，这对应于远高于血浆渗透压的最大尿渗透压。由于每天必须排出固定的溶质负荷，这个上限也决定了尿液中必须排出水的最小强制性体积。

Definition

最大尿渗透压是肾脏能使尿液达到的最高浓度，由髓内间质的峰值渗透压决定，在最大抗利尿激素作用下，集合管液与髓内间质达到平衡；它与每日溶质负荷共同决定了强制性尿量。

Scope

本主题涵盖了决定尿液可达到的最大渗透压的因素、由此产生的强制性失水概念以及最大稀释的相反极端。它将梯度、直小血管和尿素等主题整合到肾脏的整体浓缩功能中。这是参考生理学，而非临床指导。

Core questions

• 什么决定了尿渗透压的上限？
• 最大浓缩如何转化为强制性最小尿量？
• 什么决定了肾脏能产生的最稀尿液？
• 哪些因素会降低可达到的最大浓缩度？

Key concepts

• 最大尿渗透压上限
• 集合管液与髓内间质的平衡
• 强制性失水
• 每日溶质负荷和最小尿量
• 最大尿液稀释
• 浓缩能力的决定因素（梯度、尿素、加压素、水通道蛋白-2）

Mechanisms

在最大抗利尿激素作用下，集合管通过丰富的顶端水通道蛋白-2变得高度水通透，离开集合管的液体与髓内间质渗透压达到平衡；因此，最大尿渗透压不能超过间质的峰值渗透压，而间质的峰值渗透压本身由逆流倍增、尿素再循环和直小血管的保存作用决定。由于每天必须排出大致固定的溶质，将该溶质负荷除以最大渗透压，即可得出肾脏无法低于的最小或强制性尿量；浓缩效率降低会增加此强制性尿量。在相反的极端情况下，当抗利尿激素缺失时，集合管保持水不通透，而升支继续清除溶质，因此尿液可以变得明显低渗，这定义了肾脏的稀释极限。任何降低髓质梯度、减少水通道蛋白-2插入或减少尿素可用性的因素都会降低可达到的最大渗透压。

Clinical relevance

最大浓缩能力和由此产生的强制性水需求解释了溶质和水平衡为何相关联，而浓缩能力下降是临床肾脏病学中讨论的几种生理和疾病状态的公认特征；本条目描述的是生理学，并非诊断或治疗的依据。

Evidence & guidelines

本内容借鉴了关于尿液浓缩的生理学综述、肾脏水通道蛋白的综述以及标准生理学教科书；最大渗透压的数值因方法和物种而异，此处仅作定性描述。

History

一旦逆流机制解释了髓质梯度是如何建立的，人们的注意力便转向了限制梯度以及最大尿液浓缩的因素，以及与之相关的清除每日溶质负荷所需的强制性最小尿量的概念。水通道蛋白-2的发现和表征后来从分子层面解释了受调节的水通透性，这种通透性使得集合管液在最大抗利尿作用下能够与髓质间质达到平衡。

Key figures

• Jeff M. Sands
• Harold E. Layton
• Mark A. Knepper
• Søren Nielsen

Seminal works

• sands-2009
• nielsen-2002

Frequently asked questions

什么限制了尿液的浓缩程度？

最大尿渗透压不能超过髓内间质的峰值渗透压，在最大抗利尿激素作用下，集合管液与该间质达到平衡；该间质峰值由逆流倍增、尿素再循环和直小血管交换决定。

什么是强制性失水？

由于每天必须排出大致固定的溶质负荷，且尿液只能浓缩到最大渗透压，因此必须排出最小尿量以携带这些溶质；这个最小值就是强制性失水。