微穿刺法是利用顯微操縱儀將外徑6-10μm的微細(xì)玻璃插入腎小體的囊腔中。在與囊腔相接部位的近球小管內(nèi)，注入石蠟油防止起濾液進(jìn)入腎小管。用微細(xì)玻璃管直接抽到囊腔中的液體進(jìn)行微量化學(xué)分析（圖8-2)。分析表明，除了蛋白質(zhì)含量甚少之外，各種晶體物質(zhì)如葡萄糖、氯化物、無機(jī)磷酸鹽、尿素、尿酸和肌酐等的濃度都與血漿中的非常接近，而且滲透壓及酸堿度也與血漿的相似，由此證明囊內(nèi)液確是血漿的超濾液。
單位時(shí)間內(nèi)（每分鐘)兩腎生成的超濾液量稱為腎小球?yàn)V過率（glomerular filtration rate,GFR)。據(jù)測(cè)定，體表面積為1.73m2的個(gè)體，其腎小球?yàn)V過率為125ml/min左右。照此計(jì)算，兩側(cè)腎每一晝夜從腎小球?yàn)V出的血漿總量將高達(dá)180L。此值約為體重的3倍。腎小球?yàn)V過率和腎血漿流量的比例稱為濾過分?jǐn)?shù)（filtration fraction)。經(jīng)測(cè)算，腎血漿流量為66ml/min，所以濾過分?jǐn)?shù)為：125/660×100=19%。濾過分?jǐn)?shù)表明，流經(jīng)腎的血漿約有1/5幔有小球小茁到囊腔中。腎小球?yàn)V過率大小決定于濾過系數(shù)（Kf)(即濾過膜的面積及其通透性的狀態(tài))和有效濾過壓。腎小球?yàn)V過率=Kf×PUF,PUF表示有效濾過壓。
一、濾過膜及其通透性
人體兩側(cè)腎全部腎小球毛細(xì)血管總面積估計(jì)在1.5m2以上，這樣大的濾過面積有利于血漿的濾過。在正常情況下，人兩腎的全部腎小球?yàn)V過面積可以保持穩(wěn)定。但是在急性腎小球腎炎時(shí)，由于腎小球毛細(xì)血管管腔變窄或完全阻塞，以致有濾過功能的腎小球數(shù)量減少，有效濾過面積也因而減少，導(dǎo)致腎小球?yàn)V過率降低，結(jié)果出現(xiàn)少尿（每晝夜尿量在100-500ml之間)以致無尿（每晝夜尿量不到100ml)。
表8-1 物質(zhì)的有效半徑和腎小球?yàn)V過能力的關(guān)系
| 物質(zhì) | 分子量 | 有效半徑（nm) | 濾過能力 |
| 水 | 18 | 0.10 | 1.0 |
| 鈉 | 23 | 0.14 | 1.0 |
| 尿素 | 60 | 0.16 | 1.0 |
| 葡萄糖 | 180 | 0.36 | 1.0 |
| 蔗糖 | 342 | 0.44 | 1.0 |
| 菊粉 | 5500 | 1.48 | 0.98 |
| 肌球蛋白 | 17000 | 1.95 | 0.75 |
| 卵白蛋白 | 43000 | 2.85 | 0.22 |
| 血紅蛋白 | 68000 | 3.25 | 0.03 |
| 血漿白蛋白 | 69000 | 3.55 | <0.01 |
濾過能力（filterability)值為1.0表示該物質(zhì)可自由濾過，0則表示不能濾過
不同物質(zhì)通過腎小球?yàn)V過膜的能力決定于被濾過物質(zhì)的分子大小及其所帶的電荷。表8-1表示被濾過物質(zhì)的分子量和有效半徑對(duì)濾過的影響。一般來說，有效半徑小于1.8nm的物質(zhì)，如葡萄糖（分子量180)的有效半徑為0.36nm，它可以被完全濾過。有效半徑大于3.6nm的大分子物質(zhì)，如血漿白蛋白（分子量約69000)則幾乎完全不能濾過。有效半徑介于葡萄糖和白蛋白之間的各種物質(zhì)，隨著有效半徑的增加，它們被濾過的量逐漸降低，以上事實(shí)提示，濾過膜上存在著大小不同的孔道，小分子物質(zhì)很容易通過各種大小的孔道，而有效半徑較大的物質(zhì)只能通過較大的孔道，用不同有效半徑的中性右旋糖酐分子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，也清楚地說明了被濾過物質(zhì)的大小對(duì)濾過的影響。有效半徑小于1.8nm的中性右旋糖酐能自由通過濾過膜，有效半徑大于3.6nm的右旋糖酐就完全不能通過。有效半徑在1.8-3.6nm的右旋糖酐，其濾過量與有效半徑成反比，即隨著有效半徑增大，濾過量就不斷減少（圖8-6)。
圖8－6 不同的有效半徑和帶不同電荷對(duì)右旋糖酐濾過能力的作用
濾過能力的值為1.0，表示自由濾過 0則不能濾過
濾過膜的通性還決定于被濾過物質(zhì)所帶的電荷。用帶不同電荷的右旋糖酐進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察到，即使有效半徑相同，帶正電荷的右旋糖酐較易被濾過，而帶負(fù)電荷的右旋糖酐則較難通過（圖8-6)。血漿白蛋白雖然其有效半徑為3.5nm，由于其帶負(fù)電荷，因此就難于通過濾過膜。
濾過膜的上述特性可由濾過膜的超微結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)來說明。濾過膜由三層結(jié)構(gòu)組成（圖8-3)；①內(nèi)層是毛細(xì)血管的內(nèi)皮細(xì)胞。內(nèi)皮細(xì)胞有上許多直徑50-100nm的小孔，稱為窗孔（fenestration)，它可防止血細(xì)胞通過，但對(duì)血漿蛋白的濾過可能不起阻留作用。②中間層是非細(xì)胞性的基膜，是濾過膜的主要濾過屏障。基膜是由水合凝膠（hydrated gel)構(gòu)成的微纖維網(wǎng)結(jié)構(gòu)，水和部分溶質(zhì)可以通過微纖維網(wǎng)的網(wǎng)孔。有人把分離的基膜經(jīng)特殊染色證明有4-8nm的多角形網(wǎng)孔。微纖維網(wǎng)孔的大小可能決定著分子大小不同的溶質(zhì)何者可以濾過。③外層是腎小囊的上皮細(xì)胞。上皮細(xì)胞具有足突，相互交錯(cuò)的足突之間形成裂隙。裂隙上有一層濾過裂隙膜（filtration slit membrane)，膜上有直徑4-14nm的孔它是濾過的最后一道屏障。通過內(nèi)、中兩層的物質(zhì)最后將經(jīng)裂隙膜濾出，裂隙膜在超濾作用中也很重要。
濾過膜各層含有許多帶負(fù)電荷的物質(zhì)，主要為糖蛋白。這些帶負(fù)電荷的物質(zhì)排斥帶帶負(fù)電荷的血漿蛋白，限制它們的濾過。腎在病理情況下，濾過膜上帶負(fù)電荷的糖蛋白減少或消失，就會(huì)導(dǎo)致帶負(fù)電荷的血漿蛋白濾過量比正常時(shí)明顯增加，從而出現(xiàn)蛋白尿。
