热门主题报告 / nephrology

---

本报告由 MaltSci•麦伴科研 基于最新文献和研究成果撰写

---

肾小球滤过在肾功能中扮演什么角色？

摘要

肾小球滤过是肾脏功能的核心过程，对维持体内水、电解质平衡、排除代谢废物及调节酸碱平衡具有重要作用。肾小球的解剖结构包括毛细血管内皮细胞、基底膜和足细胞，形成高度选择性的滤过屏障。研究表明，肾小球滤过率（GFR）受到血压、荷尔蒙及电解质状态等多种因素的影响，且慢性疾病如高血压和糖尿病可导致肾小球功能受损，进而引发严重的肾脏疾病。近年来，科学家们利用基因编辑、成像技术等新方法深入探讨肾小球的生理机制，揭示了其在健康和疾病状态下的复杂性。尤其是足细胞的损伤被认为是多种肾脏疾病的关键因素。未来的研究应集中在新技术的应用、肾小球滤过评估方法的改进以及个体化治疗策略的开发上，以期为肾脏疾病的预防、诊断和治疗提供新的思路和方法。通过深入理解肾小球滤过机制，能够为临床实践提供重要的理论基础，帮助改善患者的预后。

大纲

本报告将涉及如下问题的讨论。

• 1 引言
• 2 肾小球的解剖结构与功能
  • 2.1 肾小球的解剖结构
  • 2.2 肾小球的功能特点
• 3 肾小球滤过的生理机制
  • 3.1 滤过屏障的组成
  • 3.2 滤过动力学
• 4 影响肾小球滤过的因素
  • 4.1 血压与肾小球滤过率
  • 4.2 荷尔蒙的调节作用
  • 4.3 电解质和液体状态的影响
• 5 肾小球滤过与肾脏疾病
  • 5.1 慢性肾病中的滤过变化
  • 5.2 糖尿病肾病与滤过功能的关系
  • 5.3 高血压对肾小球滤过的影响
• 6 未来研究方向与临床应用
  • 6.1 新技术在肾小球滤过研究中的应用
  • 6.2 肾小球滤过评估方法的进展
• 7 总结

1 引言

肾小球滤过是肾脏功能的核心环节之一，其在维持体内水、电解质平衡、排除代谢废物和调节酸碱平衡等方面发挥着至关重要的作用。肾小球的解剖结构和生理功能使其能够高效地进行血液滤过，形成原尿，并为后续的肾小管重吸收提供基础。随着对肾脏生理学和病理学研究的深入，科学家们逐渐认识到肾小球滤过的机制不仅与肾脏的整体功能密切相关，还与多种肾脏疾病的发生发展有着直接的联系[1][2]。因此，深入探讨肾小球滤过在肾脏功能中的角色，不仅有助于我们理解正常生理过程，还为临床诊疗提供了重要的理论基础。

当前，肾小球滤过的研究正处于一个快速发展的阶段。研究者们通过不同的技术手段，如基因编辑、成像技术和细胞培养模型等，逐步揭示了肾小球的结构特点及其在滤过过程中的功能。尤其是对肾小球滤过屏障的理解，已从传统的物理屏障模型扩展到包括细胞信号通路和细胞间相互作用的复杂网络[3][4]。例如，研究表明，肾小球内的细胞如足细胞和内皮细胞不仅在物理上形成滤过屏障，还通过分泌细胞因子和信号分子参与调节滤过过程[5][6]。

在肾小球滤过的影响因素方面，血压、荷尔蒙、以及电解质和液体状态等因素都被证明对肾小球滤过率有显著影响。高血压、糖尿病等慢性疾病常常导致肾小球功能受损，进而影响滤过能力，最终可能导致终末期肾病[7][8]。此外，最新的研究还指出，某些药物的使用和患者的生理状态（如年龄和体重）也可能影响肾小球的滤过功能[9][10]。

本报告将从肾小球的解剖结构与功能、肾小球滤过的生理机制、影响肾小球滤过的因素、肾小球滤过与肾脏疾病的关系以及未来研究方向与临床应用等方面进行系统的综述。具体内容组织如下：第二部分将详细介绍肾小球的解剖结构与功能特点；第三部分将探讨肾小球滤过的生理机制，包括滤过屏障的组成和滤过动力学；第四部分将分析影响肾小球滤过的主要因素，如血压、荷尔蒙及电解质状态；第五部分将讨论肾小球滤过在不同病理状态下的变化，特别是慢性肾病、糖尿病肾病与高血压对滤过功能的影响；第六部分将展望未来研究方向与临床应用，包括新技术在肾小球滤过研究中的应用和肾小球滤过评估方法的进展；最后，第七部分将总结本报告的主要发现与启示。

通过对肾小球滤过机制的深入理解，我们期望为肾脏疾病的预防、诊断和治疗提供新的思路和方法。

2 肾小球的解剖结构与功能

2.1 肾小球的解剖结构

肾小球是肾脏的主要过滤单位，其解剖结构与功能紧密相关，负责血液的过滤和尿液的形成。肾小球由一束微细的毛细血管组成，这些毛细血管被细腻的有孔内皮细胞所包围，形成了肾小球的内皮层。内皮细胞之间的孔隙使得水和小分子能够通过，而大分子如蛋白质则被有效地阻挡在血液中，从而维持血液的成分平衡[11]。

肾小球的过滤功能主要依赖于其特有的结构，包括肾小球基膜和足细胞。肾小球基膜是由多种蛋白质组成的复杂基质，提供了物理和电荷的筛选作用。足细胞则通过其足突形成的缝隙膜进一步增强了过滤屏障的选择性，能够根据分子大小和电荷来筛选物质[2]。在正常情况下，肾小球能够产生几乎无蛋白的原尿，这一过程确保了身体内重要物质的保留[6]。

此外，肾小球的功能还受到多种内源性和外源性信号的调控，包括神经信号和内分泌信号，这些信号共同作用于肾小球细胞，调节肾小球的血流和滤过率[1]。例如，腺苷通过其受体在肾小管-肾小球反馈机制中发挥作用，调节肾小球的血流和滤过功能[12]。

在肾小球的病理状态下，如糖尿病肾病和局灶性节段性肾小管硬化，肾小球的结构和功能会发生显著改变，导致蛋白尿等临床表现。这些病理变化通常伴随着足细胞的损伤和基膜的改变，从而影响其过滤能力[2][6]。

综上所述，肾小球的解剖结构与其过滤功能密切相关，其正常功能对维持体内环境稳态至关重要。对肾小球的深入研究不仅有助于理解其在健康状态下的作用，也为肾脏疾病的治疗提供了重要的理论基础和靶点。

2.2 肾小球的功能特点

肾小球是肾脏的过滤单位，其主要功能是过滤血液并将代谢废物浓缩为尿液。肾小球的解剖结构和功能特点使其能够有效地执行这一关键任务。

肾小球由一组微小的毛细血管构成，这些毛细血管由细腻的内皮细胞构成，形成了肾小球的基底膜，外部则包裹着特化的足细胞（podocytes）。这一结构共同构成了肾小球滤过屏障，该屏障通过分子大小和电荷对物质进行选择性过滤。正常情况下，肾小球能够保留血液中循环的细胞和大分子物质，仅允许水和小分子物质通过，从而形成几乎不含蛋白质的原尿[2]。

肾小球的功能不仅依赖于其解剖结构，还受到多种内在和外在因素的调控。例如，肾小球的滤过率（GFR）受到局部血流动力学的影响，具体来说，肾小球的血流量和滤过分数是决定肾脏整体功能的重要参数。肾小球的滤过过程受到了内源性信号（如腺苷）和神经内分泌信号的调控，这些信号能够调节肾小球的血管直径，从而影响滤过率[1][13]。

在肾小球的功能中，足细胞在维持滤过屏障的完整性方面起着至关重要的作用。足细胞的损伤或功能障碍会导致蛋白尿，这是肾小球疾病的一个显著特征[2][6]。此外，肾小球的结构与功能之间的关系在许多肾脏疾病中得到了广泛研究，尤其是在糖尿病肾病和局灶性节段性肾小管硬化等疾病中，足细胞的减少与肾小球功能的下降密切相关[6][7]。

综上所述，肾小球的解剖结构和功能特点决定了其在肾脏功能中的核心地位。通过精细的结构设计和复杂的调控机制，肾小球能够有效地过滤血液，维持体内的水和电解质平衡，同时排除代谢废物，保障机体的正常生理功能。

3 肾小球滤过的生理机制

3.1 滤过屏障的组成

肾小球滤过是肾脏功能的核心过程，其主要作用是通过特殊的滤过单位——肾小球，将血浆中的低分子量废物排泄到尿液中。肾小球的滤过屏障由多个结构组成，包括肾小球内皮细胞、肾小球基底膜以及包裹在其周围的足细胞，这些结构共同形成了一个动态且高度选择性的滤过屏障。

在正常生理状态下，肾小球能够有效地保持血液中的细胞和有价值的大分子成分，同时将水和小分子物质透过滤过屏障，形成初级尿液，这一过程的效率使得健康个体在一生中能够产生超过400万升几乎无蛋白的初级尿液[14]。肾小球的结构复杂，包含精细的毛细血管网，毛细血管内皮具有孔隙性，允许小分子物质通过，但阻止大分子蛋白质和血细胞的泄漏[11]。

肾小球滤过的调节不仅受到全身因素的影响，还受肾脏内在机制的控制，这些机制包括局部信号（如肾小管-肾小球反馈）和内分泌信号，后者能够对肾小球的滤过率产生影响[1]。在肾小球的功能中，滤过率和滤过分数等流体流动特征对于决定肾脏其他部分的血流至关重要。因而，初步影响肾小球的疾病过程最有可能导致终末期肾衰竭[1]。

肾小球的滤过屏障在维持肾脏正常功能方面起着至关重要的作用。任何影响滤过屏障组件（如内皮细胞、基底膜或足细胞）的损伤都可能导致蛋白尿的发生，这是肾小球疾病的一个重要标志[7]。特别是，足细胞的功能和数量直接影响肾小球的滤过能力，其损伤与多种肾小球疾病密切相关[6]。

综上所述，肾小球滤过不仅是肾脏排泄功能的基础，还涉及复杂的细胞和分子机制，确保了肾脏在体内维持水和电解质平衡的能力。对肾小球滤过机制的深入理解，对于开发新的治疗策略以应对肾脏疾病具有重要意义。

3.2 滤过动力学

肾小球滤过是肾脏功能的核心环节，其主要作用是通过复杂的生理机制将血浆中的废物和多余的水分滤出，形成原尿。肾小球的结构特点和生理动力学共同决定了这一过程的效率和选择性。

肾小球由一组特殊的毛细血管组成，这些毛细血管被称为肾小球毛细血管，内衬有微小的孔隙（即内皮细胞的孔隙），并被一层基底膜和足细胞（podocytes）所包围。基底膜和足细胞共同形成了肾小球滤过屏障，这一屏障对分子大小和电荷具有选择性，使得较小的分子（如水和小分子溶质）能够通过，而较大的分子（如蛋白质和细胞）则被保留在血液中[2]。

肾小球滤过的动力学受到多种因素的影响，包括血流动力学和肾小管的功能。肾小球的滤过率（GFR）是一个关键指标，它反映了肾小球在单位时间内能够滤过的液体量。GFR的调节不仅依赖于肾小球内的血流压力，还受到神经和内分泌信号的影响。例如，肾脏通过分泌腺苷等物质调节肾小球的血流，腺苷能够引起小动脉的收缩，从而减少滤过率，以防止尿液中盐分的流失[13]。

在糖尿病等疾病状态下，肾小球的结构和功能会发生改变，导致肾小球滤过屏障的损伤，从而出现蛋白尿和肾功能衰竭。这些变化包括足细胞的损伤、基底膜的增厚以及肾小管的功能障碍[6]。例如，糖尿病患者的足细胞数量减少与肾小球功能的下降密切相关，足细胞的损伤被认为是糖尿病肾病的一个重要标志[1]。

总之，肾小球滤过在维持体内水分和电解质平衡、排除代谢废物方面发挥着至关重要的作用。其生理机制涉及复杂的细胞结构、动态的生理信号调节以及对各种病理状态的响应。了解这些机制不仅有助于阐明肾脏的基本功能，也为肾脏疾病的治疗提供了重要的科学依据。

4 影响肾小球滤过的因素

4.1 血压与肾小球滤过率

肾小球滤过是肾脏功能的核心，涉及多个生理参数的相互作用。肾小球滤过率（GFR）是衡量肾脏过滤功能的关键指标，受多种因素影响，包括肾脏血流量、滤过分数、肾小球内压以及入球和出球小动脉的阻力平衡等。

首先，肾小球滤过的关键生理参数包括肾血浆流量、滤过分数和肾小球内的压力。肾血流量直接影响肾小球的滤过能力，而滤过分数则是指肾小球滤过的血浆量与肾血浆流量的比率[15]。此外，入球小动脉和出球小动脉的阻力平衡对肾小球内压至关重要，改变这些阻力的比例可以显著影响GFR。

血压是影响肾小球滤过率的重要因素。肾小球内的压力主要由动脉血压决定，动脉血压的变化会直接影响肾小球的滤过功能。研究表明，血压升高通常会导致肾小球内压增加，从而提升GFR[16]。然而，长期的高血压可能导致肾小球的结构和功能改变，进而引起肾小球滤过率的下降。

此外，许多病理状态也会影响肾小球的滤过能力。例如，糖尿病引起的肾小管和肾小球的结构变化会导致肾小球滤过率的降低，这与肾小球内的滤过屏障受损和蛋白尿的发生密切相关[6]。在这种情况下，肾小球的滤过能力受到影响，导致更高的蛋白质漏出并可能进展为终末期肾病。

总之，肾小球滤过在维持肾脏功能中起着至关重要的作用，受多种生理和病理因素的影响。理解这些因素的相互作用对于改善肾脏健康和治疗相关疾病具有重要意义。

4.2 荷尔蒙的调节作用

肾小球滤过在肾脏功能中扮演着至关重要的角色，其主要功能是通过肾小球过滤血液，形成初级尿液，从而排除代谢废物和维持体内液体平衡。肾小球滤过率（GFR）是评估肾脏功能的重要指标，其受多种内在和外在因素的调控，包括荷尔蒙的影响。

首先，肾小球滤过是一个复杂的过程，涉及肾小管对尿液的重吸收和排泄，确保身体液体成分的稳定。根据Kriz（2004年）的研究，肾小球滤过与肾小管重吸收的协调作用能够防止体液成分的紊乱。肾小球的滤过功能受到多种系统性因素的调节，同时也受肾小管与肾小球小动脉之间的解剖联系所控制。当面临尿盐流失的威胁时，这种机制会通过生成腺苷来引起血管收缩，从而降低滤过率[13]。

荷尔蒙在调节肾小球滤过中发挥着重要作用。例如，研究表明，性激素对肾脏生理具有显著影响。根据van Eeghen等人（2025年）的研究，接受女性化治疗的个体（如雌激素和抗雄激素）在肾小球滤过率和肾脏灌注方面都有所增加，而男性化治疗（如睾酮）则未见明显变化。这表明，雌激素在肾小管和肾小球功能中具有保护作用，而睾酮则可能产生相反的效果。这些发现强调了性激素在肾功能和生理中的性别差异作用，并为性别特异性的精准医学提供了新的思路。

此外，肾小球的细胞组成也对其滤过功能产生影响。肾小球滤过屏障由肾小球内皮细胞、基底膜和足细胞构成，这些细胞共同作用，形成一个动态且高度选择性的过滤器[2]。在糖尿病等疾病状态下，足细胞的功能障碍和减少会导致蛋白尿的发生，进而影响肾小球的滤过功能[6]。因此，荷尔蒙的变化可能通过影响这些细胞的功能而间接调节肾小球滤过。

综上所述，肾小球滤过在肾脏功能中起着核心作用，其受到多种因素的调控，特别是荷尔蒙的影响。性激素不仅影响肾小球滤过率，还可能通过调节肾小球细胞的功能和结构改变肾脏的整体生理状态，这为未来的治疗策略提供了重要的研究方向。

4.3 电解质和液体状态的影响

肾小球滤过是肾脏功能的重要组成部分，其主要作用是通过肾小球对血液进行过滤，形成初级尿液，以维持体内液体和电解质的平衡。肾小球滤过的效率和特征受到多种因素的影响，包括肾脏的解剖结构、血流动力学以及内分泌和神经调节等。

首先，肾小球的结构对于滤过过程至关重要。肾小球滤过屏障由肾小球内皮细胞、基底膜和足细胞组成，这些结构共同作用，确保仅允许水和小分子物质通过，而阻止大分子和蛋白质的流失[6]。在糖尿病等疾病状态下，这些结构可能会发生病理性改变，导致蛋白尿和肾功能下降[6]。

其次，肾小球滤过率（GFR）是评估肾脏功能的关键指标，受到肾脏血流量、滤过分数和肾小球内压等生理参数的影响[15]。在正常情况下，肾脏会通过调节入球小动脉和出球小动脉的收缩与舒张，来维持肾小球内的适当压力，从而确保稳定的滤过率[17]。然而，在糖尿病和高血压等情况下，持续的高血压可能会对肾小球造成损害，进而影响滤过功能[17]。

电解质和液体状态对肾小球滤过的影响也不容忽视。通过内分泌信号，肾脏能够调节体内电解质的平衡，例如钠和水的重吸收，进而影响血容量和血压，最终影响肾小球的滤过率[18]。此外，腺苷等分子在调节肾小球血流和滤过率方面发挥着重要作用，当尿液盐分流失时，腺苷的生成会导致血管收缩，从而降低滤过率[13]。

综上所述，肾小球滤过在肾脏功能中扮演着核心角色，其效率受多种因素的影响，包括肾小球的结构、血流动力学以及电解质和液体状态的调节。理解这些机制对于改善肾脏疾病的治疗和管理具有重要意义。

5 肾小球滤过与肾脏疾病

5.1 慢性肾病中的滤过变化

肾小球滤过是肾脏功能的核心，其主要作用是通过肾小球的滤过屏障将血液中的废物和多余的水分过滤出来，形成尿液，同时保留对身体有用的成分，如蛋白质和细胞。肾小球的滤过功能由肾小管内皮细胞、肾小球基膜及足细胞三部分共同构成，这一复杂的结构确保了对分子大小和电荷的选择性筛选[2]。

在慢性肾病（CKD）中，肾小球的滤过功能常常受到损害。研究表明，CKD患者通常会出现肾小球滤过率（GFR）的下降，进而导致蛋白尿或白蛋白尿，这不仅是肾功能衰退的标志，也与肾脏病进展密切相关[19]。在慢性肾病的病理过程中，肾小球的高滤过状态可能导致肾小球损伤，进而引发肾小管间质纤维化和肾功能的进一步恶化[20]。

具体而言，慢性肾病中的滤过变化可通过以下几个方面进行阐述：

1. 滤过屏障的破坏：在CKD中，肾小球的滤过屏障可能由于内皮细胞、基膜或足细胞的损伤而受到影响，导致蛋白质等大分子物质渗漏到尿液中，形成蛋白尿。这种情况在糖尿病肾病中尤为明显，肾小管的功能逐渐丧失，最终可能导致终末期肾病[21]。

2. GFR的变化：CKD的进展通常伴随着GFR的下降。研究发现，GFR低于60 ml/min/1.73 m²通常被认为是CKD的标志，而低于45 ml/min/1.73 m²则被视为手术后预后不良的一个阈值[22]。GFR的降低与肾小管间质的病变密切相关，尤其是间质纤维化和肾小管萎缩[23]。

3. 代谢与免疫损伤：慢性肾病的进展与多种代谢和免疫介导的损伤有关，TGF-β等细胞因子在肾小管间质纤维化中的作用被广泛研究。这些因子能够促进肾小管的损伤及肾小球的纤维化，进一步影响滤过功能[7]。

4. 营养干预的潜力：最近的研究指出，营养干预可能对改善足细胞功能和结构产生积极影响，从而有助于恢复或保护肾小球的滤过功能。这一领域的探索显示了“食物作为药物”的新概念在治疗肾小球疾病中的潜力[23]。

综上所述，肾小球滤过在维持正常肾功能中起着至关重要的作用，而慢性肾病则通过多种机制影响这一过程，导致肾功能的逐步衰退。理解肾小球滤过的变化及其在慢性肾病中的作用，对于制定有效的治疗策略至关重要。

5.2 糖尿病肾病与滤过功能的关系

肾小球滤过是肾脏功能的核心，主要负责形成相对无蛋白的尿液，并在维持体内液体、电解质平衡及排除代谢废物中发挥重要作用。糖尿病肾病（diabetic nephropathy）是糖尿病患者常见的并发症，其病理过程与肾小球滤过功能的变化密切相关。

在糖尿病肾病的早期阶段，患者通常会出现肾小球的高滤过状态，即肾小球滤过率（GFR）显著增加。这种现象被称为肾小球高滤过（glomerular hyperfiltration），其机制与近端小管的钠-葡萄糖共转运（sodium-glucose cotransport）和肾小管的生长有关。研究表明，早期糖尿病肾病中，近端小管对钠的重吸收增加，导致肾小球的超常滤过，这种情况可能为后续的肾功能恶化埋下隐患[24]。

随着糖尿病病程的延续，肾小球的结构和功能发生了显著变化。肾小球的肥大、基底膜增厚和肾小管间质的细胞外基质积累是糖尿病肾病的典型病理改变。这些变化会导致肾小球滤过屏障的功能受损，最终导致蛋白尿的发生[6]。在糖尿病患者中，肾小球的滤过功能与肾小管的结构变化密切相关，尤其是足细胞的损伤被认为是糖尿病肾病进展的重要标志[6]。

临床研究表明，肾小球滤过率的下降与肾小管间质的变化呈现显著相关性。在长期的糖尿病患者中，尽管肾小球的滤过表面积可能保持相对稳定，但由于肾小管功能的受损，肾小球的滤过能力逐渐下降，导致肾功能的进行性恶化[25]。此外，研究发现，在糖尿病肾病患者中，肾小球的结构变化，如小管腔内的高压和流动阻力增加，都会对肾小球的滤过率产生影响[26]。

综上所述，肾小球滤过在维持肾脏正常功能中至关重要，而在糖尿病肾病中，其功能的改变不仅反映了肾脏对糖尿病的适应性反应，也预示着肾脏病变的进展。因此，早期识别和干预肾小球滤过的异常变化，对糖尿病肾病的预防和治疗具有重要意义。

5.3 高血压对肾小球滤过的影响

肾小球滤过是肾脏功能的重要组成部分，主要通过肾小球的特殊结构实现对血液的过滤，形成初级尿液。肾小球由内皮细胞、基底膜和足细胞组成，构成了肾小球滤过屏障。正常情况下，该屏障能够有效地阻止大分子物质（如蛋白质）通过，同时允许水和小分子物质的通过，从而维持体内的水分和电解质平衡[2]。

在肾脏功能的调节中，肾小球滤过率（GFR）是一个关键指标。GFR的变化不仅反映了肾小球的过滤能力，还与全身血流、肾脏血流量及局部细胞信号的调节密切相关[1]。肾小球的滤过过程受多种内源性和外源性因素的影响，例如神经、内分泌信号及局部血流的变化。高血压作为一种常见的全身性疾病，会对肾小球的滤过功能产生显著影响。

高血压可能通过多种机制影响肾小球滤过。首先，持续的高血压会导致肾小球内的压力升高，进而可能导致肾小球的结构损伤和功能障碍。这种损伤会影响肾小球滤过屏障的完整性，导致蛋白尿的发生[7]。其次，高血压还会导致肾小管间质的纤维化和肾小管萎缩，这进一步加重了肾小球的功能衰竭[27]。因此，肾小球滤过的变化不仅是高血压对肾脏影响的直接结果，也是高血压引起的肾脏病理变化的反映。

此外，随着高血压的进展，肾小球的病理变化可能导致慢性肾脏病的发展。肾小球滤过的下降与慢性肾脏病的病程密切相关，GFR的减少常常是肾脏功能不全的早期指标[28]。因此，维持正常的肾小球滤过功能对于预防高血压相关的肾脏损害至关重要。

综上所述，肾小球滤过在肾脏功能中扮演着核心角色，其受高血压等因素的影响，可能导致肾小球的损伤及慢性肾脏病的发生。这一过程强调了肾小球滤过在整体肾脏健康中的重要性。

6 未来研究方向与临床应用

6.1 新技术在肾小球滤过研究中的应用

肾小球滤过是肾脏功能的核心，负责从血液中过滤出低分子量的代谢废物并生成尿液。肾小球的正常功能能够有效地保留循环中的细胞和血浆中的有价值的大分子成分，从而使尿液中仅含有微量的蛋白质[2]。肾小球滤过率（GFR）作为评估肾脏功能的重要指标，广泛用于诊断、分期和管理慢性肾病（CKD），并帮助确定药物剂量[29]。

在肾小球中，滤过屏障由肾小管内皮细胞、肾小球基底膜及足细胞形成的狭缝膜共同构成。这一结构的复杂性和动态性使其能够基于分子大小和电荷进行选择性滤过[2]。近年的研究表明，足细胞的狭缝膜在滤过过程中发挥着核心作用，任何对这些结构的损伤都可能导致蛋白尿及其他肾脏疾病[30]。

新技术在肾小球滤过研究中的应用正在迅速发展。例如，通过高分辨率的体内多光子成像技术，研究人员能够在小鼠模型中实时观察移植的人类诱导多能干细胞衍生的肾脏类器官的肾小球功能。这些研究显示，经过血管化的肾小球能够在其滤过屏障上实现对不同大小分子的选择性[31]。这种方法不仅为临床应用的转化提供了新的视角，还为疾病建模提供了重要工具。

此外，超分辨率显微成像技术也被用于研究肾小球滤过屏障的分子和细胞事件。这些技术使得研究人员能够在光学清晰的肾组织中观察到细微的滤过屏障结构，从而深化对肾脏疾病的理解[32]。同时，转化生长因子β（TGF-β）与肾小球滤过屏障的相互作用也成为了研究的热点，揭示了其在肾脏损伤和蛋白尿中的作用[7]。

总之，肾小球滤过在维持肾脏功能中发挥着不可或缺的作用，随着新技术的不断发展，未来的研究将进一步揭示其在健康和疾病状态下的机制，并为临床应用提供新的方向。

6.2 肾小球滤过评估方法的进展

肾小球滤过率（GFR）是评估肾脏功能的重要指标，其在临床实践、公共卫生和研究中具有基础性的重要性。GFR反映了肾脏的整体功能，常用于诊断、分期和管理慢性肾病（CKD），并评估与慢性肾病相关的事件和死亡风险，同时用于确定药物剂量[29]。

肾脏的主要功能是过滤血液并将代谢废物浓缩为尿液，这一过程发生在称为肾小球的复杂结构中。正常的肾小球功能能够保留循环中的细胞和血浆中的重要大分子，尿液中仅含有微量蛋白质。肾小球的滤过屏障由肾小球毛细血管内皮细胞、包裹在其周围的足细胞以及它们形成的融合细胞外基质组成，这一动态且高度选择性的滤过器根据分子大小和电荷进行筛选[2]。

GFR的测定通常依赖于清除率或血清中滤过标志物的水平。由于使用外源性滤过标志物的清除率测量在常规临床实践中较为困难，因此GFR通常通过基于内源性滤过标志物（如肌酐）的血清浓度方程进行估算。这些GFR估算通常较为准确，但在某些情况下，可能需要通过更准确的确认测试来优化患者的护理，例如基于胱抑素C的方程、外源性滤过标志物的尿液或血浆清除率，或尿液中肌酐的清除率[29]。

关于肾小球滤过的未来研究方向，肾小球和肾小管结构的功能性在再生医学中的应用越来越受到重视。最近的研究显示，来源于人类诱导多能干细胞的肾脏类器官在肾被膜下移植后显示出血管化和随后的成熟。这引发了对移植后肾小球是否也能正常功能的探讨。通过高分辨率的活体多光子成像技术，可以评估这些移植的人类干细胞来源的肾脏组织在移植后不同时间点的肾小球功能，结果表明，移植后的肾小球结构显示出对不同大小分子的选择性[31]。

此外，随着对肾小球滤过机制的理解不断深入，新的生物标志物、标准化检测程序和GFR的侵入性测量方法的进展，为临床提供了更为丰富的工具，以便更好地评估和管理肾功能[33]。这些研究的成果将为临床应用提供新的视角，帮助改善慢性肾病的管理和治疗效果。

7 总结

肾小球滤过是维持肾脏功能的核心环节，其重要性体现在多个方面。首先，肾小球的解剖结构与功能特点使其能够高效地进行血液滤过，确保体内水分和电解质的平衡，排除代谢废物。研究表明，肾小球的滤过功能受到多种因素的影响，包括血压、荷尔蒙及电解质状态等，这些因素的变化可能导致肾小球功能的下降，进而引发慢性肾病、糖尿病肾病及高血压等多种肾脏疾病。未来的研究方向应着重于深入探讨肾小球滤过机制的分子基础，开发新技术以提高对肾小球功能的评估和干预能力。此外，探索营养干预和个体化医疗在肾小球疾病治疗中的应用，将为改善患者的预后提供新的思路。总之，肾小球滤过的研究不仅对理解肾脏生理有重要意义，更为临床实践提供了宝贵的指导。

参考文献

• [1] Alexander Staruschenko;Rong Ma;Oleg Palygin;Stuart E Dryer. Ion channels and channelopathies in glomeruli.. Physiological reviews(IF=28.7). 2023. PMID:36007181. DOI: 10.1152/physrev.00013.2022.
• [2] Rizaldy P Scott;Susan E Quaggin. Review series: The cell biology of renal filtration.. The Journal of cell biology(IF=6.4). 2015. PMID:25918223. DOI: 10.1083/jcb.201410017.
• [3] Kerstin Ebefors;Emelie Lassén;Nanditha Anandakrishnan;Evren U Azeloglu;Ilse S Daehn. Modeling the Glomerular Filtration Barrier and Intercellular Crosstalk.. Frontiers in physiology(IF=3.4). 2021. PMID:34149462. DOI: 10.3389/fphys.2021.689083.
• [4] Julio Núñez;Sergio Garcia;Eduardo Núñez;Clara Bonanad;Vicent Bodí;Gema Miñana;Enrique Santas;David Escribano;Antonio Bayes-Genis;Domingo Pascual-Figal;Francisco J Chorro;Juan Sanchis. Early serum creatinine changes and outcomes in patients admitted for acute heart failure: the cardio-renal syndrome revisited.. European heart journal. Acute cardiovascular care(IF=4.6). 2017. PMID:25080512. DOI: 10.1177/2048872614540094.
• [5] Hanna Riedmann;Séverine Kayser;Martin Helmstädter;Daniel Epting;Carsten Bergmann. Kif21a deficiency leads to impaired glomerular filtration barrier function.. Scientific reports(IF=3.9). 2023. PMID:37932480. DOI: 10.1038/s41598-023-46270-1.
• [6] P Anil Kumar;Gavin I Welsh;Moin A Saleem;Ram K Menon. Molecular and cellular events mediating glomerular podocyte dysfunction and depletion in diabetes mellitus.. Frontiers in endocrinology(IF=4.6). 2014. PMID:25309512. DOI: 10.3389/fendo.2014.00151.
• [7] Ayesha Ghayur;Peter J Margetts. Transforming growth factor-beta and the glomerular filtration barrier.. Kidney research and clinical practice(IF=3.8). 2013. PMID:23946930. DOI: 10.1016/j.krcp.2013.01.003.
• [8] John W Graves. Diagnosis and management of chronic kidney disease.. Mayo Clinic proceedings(IF=6.7). 2008. PMID:18775206. DOI: 10.4065/83.9.1064.
• [9] M Misra;E Vonesh;D N Churchill;H L Moore;J C Van Stone;K D Nolph. Preservation of glomerular filtration rate on dialysis when adjusted for patient dropout.. Kidney international(IF=12.6). 2000. PMID:10652048. DOI: 10.1046/j.1523-1755.2000.00891.x.
• [10] John Cunningham;Mariano Rodríguez;Piergiorgio Messa. Magnesium in chronic kidney disease Stages 3 and 4 and in dialysis patients.. Clinical kidney journal(IF=4.6). 2012. PMID:26069820. DOI: 10.1093/ndtplus/sfr166.
• [11] Martin R Pollak;Susan E Quaggin;Melanie P Hoenig;Lance D Dworkin. The glomerulus: the sphere of influence.. Clinical journal of the American Society of Nephrology : CJASN(IF=7.1). 2014. PMID:24875196. DOI: 10.2215/CJN.09400913.
• [12] S S Gottlieb. Renal effects of adenosine A1-receptor antagonists in congestive heart failure.. Drugs(IF=14.4). 2001. PMID:11558828. DOI: 10.2165/00003495-200161100-00002.
• [13] Wilhelm Kriz. Adenosine and ATP: traffic regulators in the kidney.. The Journal of clinical investigation(IF=13.6). 2004. PMID:15343376. DOI: 10.1172/JCI22669.
• [14] Marcus J Moeller;Verena Tenten. Renal albumin filtration: alternative models to the standard physical barriers.. Nature reviews. Nephrology(IF=39.8). 2013. PMID:23528417. DOI: 10.1038/nrneph.2013.58.
• [15] Jun Wada. Commentary on Intraglumerular dysfunction predicts kidney failure in the type 2 diabetes.. Journal of diabetes investigation(IF=3.0). 2021. PMID:34469624. DOI: 10.1111/jdi.13655.
• [16] I Ichikawa;B M Brenner. Glomerular actions of angiotensin II.. The American journal of medicine(IF=5.3). 1984. PMID:6203406. DOI: 10.1016/0002-9343(84)90882-9.
• [17] S R Inman;B H Brouhard;N T Stowe. Preglomerular and postglomerular blood flow: relationship to kidney disease and treatment.. Cleveland Clinic journal of medicine(IF=4.1). 1994. PMID:8026061. DOI: 10.3949/ccjm.61.3.179.
• [18] Sehoon Park;Soojin Lee;Yaerim Kim;Semin Cho;Hyeok Huh;Kwangsoo Kim;Yong Chul Kim;Seung Seok Han;Hajeong Lee;Jung Pyo Lee;Kwon Wook Joo;Chun Soo Lim;Yon Su Kim;Dong Ki Kim. Mendelian randomization reveals causal effects of kidney function on various biochemical parameters.. Communications biology(IF=5.1). 2022. PMID:35856088. DOI: 10.1038/s42003-022-03659-4.
• [19] Paolo Cravedi;Giuseppe Remuzzi. Pathophysiology of proteinuria and its value as an outcome measure in chronic kidney disease.. British journal of clinical pharmacology(IF=3.0). 2013. PMID:23441592. DOI: 10.1111/bcp.12104.
• [20] N Marcussen. Atubular glomeruli and the structural basis for chronic renal failure.. Laboratory investigation; a journal of technical methods and pathology(IF=4.2). 1992. PMID:1538583. DOI: .
• [21] Caroline B Marshall. Rethinking glomerular basement membrane thickening in diabetic nephropathy: adaptive or pathogenic?. American journal of physiology. Renal physiology(IF=3.4). 2016. PMID:27582102. DOI: 10.1152/ajprenal.00313.2016.
• [22] William C Huang;Nicholas M Donin;Andrew S Levey;Steven C Campbell. Chronic Kidney Disease and Kidney Cancer Surgery: New Perspectives.. The Journal of urology(IF=6.8). 2020. PMID:31063051. DOI: 10.1097/JU.0000000000000326.
• [23] Baris Afsar;Rengin Elsurer Afsar;Atalay Demiray;Adrian Covic;Mehmet Kanbay. Deciphering nutritional interventions for podocyte structure and function.. Pharmacological research(IF=10.5). 2021. PMID:34450318. DOI: 10.1016/j.phrs.2021.105852.
• [24] Volker Vallon;Roland C Blantz;Scott Thomson. Glomerular hyperfiltration and the salt paradox in early [corrected] type 1 diabetes mellitus: a tubulo-centric view.. Journal of the American Society of Nephrology : JASN(IF=9.4). 2003. PMID:12538755. DOI: 10.1097/01.asn.0000051700.07403.27.
• [25] G C Viberti;R W Bilous;D Mackintosh;H Keen. Monitoring glomerular function in diabetic nephropathy. A prospective study.. The American journal of medicine(IF=5.3). 1983. PMID:6401924. DOI: 10.1016/0002-9343(83)90624-1.
• [26] P K Jensen;J S Christiansen;K Steven;H H Parving. Renal function in streptozotocin-diabetic rats.. Diabetologia(IF=10.2). 1981. PMID:7286501. DOI: .
• [27] A Bohle;S Mackensen-Haen;H von Gise. Significance of tubulointerstitial changes in the renal cortex for the excretory function and concentration ability of the kidney: a morphometric contribution.. American journal of nephrology(IF=3.2). 1987. PMID:3439552. DOI: 10.1159/000167514.
• [28] Priya Vart;Morgan E Grams. Measuring and Assessing Kidney Function.. Seminars in nephrology(IF=3.5). 2016. PMID:27475657. DOI: .
• [29] Lesley A Inker;Silvia Titan. Measurement and Estimation of GFR for Use in Clinical Practice: Core Curriculum 2021.. American journal of kidney diseases : the official journal of the National Kidney Foundation(IF=8.2). 2021. PMID:34518032. DOI: 10.1053/j.ajkd.2021.04.016.
• [30] Karl Tryggvason;Jorma Wartiovaara. How does the kidney filter plasma?. Physiology (Bethesda, Md.)(IF=10.3). 2005. PMID:15772298. DOI: 10.1152/physiol.00045.2004.
• [31] Cathelijne W van den Berg;Angela Koudijs;Laila Ritsma;Ton J Rabelink. In Vivo Assessment of Size-Selective Glomerular Sieving in Transplanted Human Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Kidney Organoids.. Journal of the American Society of Nephrology : JASN(IF=9.4). 2020. PMID:32354986. DOI: 10.1681/ASN.2019060573.
• [32] David Unnersjö-Jess;Lena Scott;Hans Blom;Hjalmar Brismar. Super-resolution stimulated emission depletion imaging of slit diaphragm proteins in optically cleared kidney tissue.. Kidney international(IF=12.6). 2016. PMID:26444032. DOI: .
• [33] Elke Schaeffner. Determining the Glomerular Filtration Rate-An Overview.. Journal of renal nutrition : the official journal of the Council on Renal Nutrition of the National Kidney Foundation(IF=3.2). 2017. PMID:28927952. DOI: 10.1053/j.jrn.2017.07.005.

麦伴智能科研服务

轻松定制专业报告

在麦伴科研 (maltsci.com) 搜索更多文献

肾小球滤过 · 肾功能 · 慢性肾病

---

© 2025 MaltSci 麦伴科研