肾小球滤过膜为多孔毛细血管,属于一种生物半透膜,血液中大部位成分均能通过滤过膜,但由于滤过膜存在机械屏障(具有体积依赖性:体积越大,越难滤过)及电荷屏障(具有电荷依赖性:负电荷越多,越难通过),因此有些物质难以通过滤过膜,其中可自由通过滤过膜的物质包括:
①水分子
②脂溶性小分子物质(如CO2、O2等)
③水溶性小分子(尿素、甘油、乙醇、葡萄糖、氨基酸、菊粉、肌酐、甘露醇、山梨醇等)
④各种游离状态的阳离子或阴离子:如Na+、H+、K+、Ca2+(50%呈游离态)、Mg2+、Cl-、HCO3-、H2PO4-等
⑤部分蛋白质:如血红蛋白、本周氏蛋白(BJP)、β2-MG(β2-微球蛋白)
不能自由通过滤过膜的物质包括:
①各种血液有形成分:血细胞、血栓、菌栓、循环免疫复合物等(机械屏障)
②大部分蛋白质:如白蛋白(机械屏障、电荷屏障)
③与白蛋白结合的物质:如Ca2+(50%呈结合态)、大部分脂溶性物质、青霉素等大多数抗生素、酚红、某些利尿剂等可与白蛋白结合,分子量↑(机械屏障)
④其他大分子物质:多糖等
▲晶体物质(主要为电解质)作为一种溶质可以100%通过滤过膜,如果半透膜两侧的晶体物质浓度不均匀,而则可导致高浓度一侧的晶体物质通过半透膜向低浓度一侧进行扩散(无法在半透膜2侧形成跨半透膜晶体物质浓度差,即半透膜2侧晶体物质所形成的晶体渗透压相等),而低浓度一侧的溶剂(在人体为水)在高浓度一侧晶体物质的吸引下可向高浓度一侧进行渗透,由于晶体物质的不断进行跨半透膜转运以及水不断进行渗透作用,因此跨半透膜的晶体物质浓度差迅速↓,这导致水的跨半透膜渗透作用迅速↓并停止
▲大部分蛋白质(如白蛋白)不能自由通过肾小球滤过膜,少部分蛋白质可以通过肾小球滤过膜,由于血浆蛋白75%~80%为白蛋白,因此可以默认为血浆蛋白无法自由通过肾小球滤过膜,如果半透膜两侧的血浆蛋白浓度不均匀,由于蛋白质不能自由通过半透膜,因此可以在半透膜2侧形成血浆蛋白浓度差,即半透膜1侧可形成高血浆蛋白浓度(产生胶体渗透压),而另一侧血浆蛋白浓度低(几乎无胶体渗透压形成),相应的低浓度一侧的溶剂(在人体为水)在高浓度一侧胶体物质的吸引下可向高浓度一侧进行渗透,由于胶体物质难以跨半透膜而只有水的渗透作用,故而跨半透膜的胶体物质浓度差↓缓慢,这导致水的跨半透膜渗透作用可以持续极其长的时间,直至半透膜2侧胶体物质浓度相等
▲由上可知,血浆胶体渗透压可导致溶剂(水)逆胶体渗透压进行渗透作用,通过这种微弱的渗透作用来最终达到半透膜2侧胶体渗透压平衡,而不是导致溶剂(水)顺胶体渗透压进行滤过作用
①水分子
②脂溶性小分子物质(如CO2、O2等)
③水溶性小分子(尿素、甘油、乙醇、葡萄糖、氨基酸、菊粉、肌酐、甘露醇、山梨醇等)
④各种游离状态的阳离子或阴离子:如Na+、H+、K+、Ca2+(50%呈游离态)、Mg2+、Cl-、HCO3-、H2PO4-等
⑤部分蛋白质:如血红蛋白、本周氏蛋白(BJP)、β2-MG(β2-微球蛋白)
不能自由通过滤过膜的物质包括:
①各种血液有形成分:血细胞、血栓、菌栓、循环免疫复合物等(机械屏障)
②大部分蛋白质:如白蛋白(机械屏障、电荷屏障)
③与白蛋白结合的物质:如Ca2+(50%呈结合态)、大部分脂溶性物质、青霉素等大多数抗生素、酚红、某些利尿剂等可与白蛋白结合,分子量↑(机械屏障)
④其他大分子物质:多糖等
▲晶体物质(主要为电解质)作为一种溶质可以100%通过滤过膜,如果半透膜两侧的晶体物质浓度不均匀,而则可导致高浓度一侧的晶体物质通过半透膜向低浓度一侧进行扩散(无法在半透膜2侧形成跨半透膜晶体物质浓度差,即半透膜2侧晶体物质所形成的晶体渗透压相等),而低浓度一侧的溶剂(在人体为水)在高浓度一侧晶体物质的吸引下可向高浓度一侧进行渗透,由于晶体物质的不断进行跨半透膜转运以及水不断进行渗透作用,因此跨半透膜的晶体物质浓度差迅速↓,这导致水的跨半透膜渗透作用迅速↓并停止
▲大部分蛋白质(如白蛋白)不能自由通过肾小球滤过膜,少部分蛋白质可以通过肾小球滤过膜,由于血浆蛋白75%~80%为白蛋白,因此可以默认为血浆蛋白无法自由通过肾小球滤过膜,如果半透膜两侧的血浆蛋白浓度不均匀,由于蛋白质不能自由通过半透膜,因此可以在半透膜2侧形成血浆蛋白浓度差,即半透膜1侧可形成高血浆蛋白浓度(产生胶体渗透压),而另一侧血浆蛋白浓度低(几乎无胶体渗透压形成),相应的低浓度一侧的溶剂(在人体为水)在高浓度一侧胶体物质的吸引下可向高浓度一侧进行渗透,由于胶体物质难以跨半透膜而只有水的渗透作用,故而跨半透膜的胶体物质浓度差↓缓慢,这导致水的跨半透膜渗透作用可以持续极其长的时间,直至半透膜2侧胶体物质浓度相等
▲由上可知,血浆胶体渗透压可导致溶剂(水)逆胶体渗透压进行渗透作用,通过这种微弱的渗透作用来最终达到半透膜2侧胶体渗透压平衡,而不是导致溶剂(水)顺胶体渗透压进行滤过作用