生理学课件第八章尿的生成和排出

第八章 尿的生成和排出,肾脏的主要功能： 排泄功能： 排出机体代谢终产物和异物， 调节水和电解质平衡， 调节体液渗透压、体液量和电解质浓度， 调节酸碱平衡。,尿生成基本过程： 肾小球的滤过 肾小管和集合管选择性重吸收 肾小管和集合管的分泌,内分泌功能： A. 肾素：参与动脉血压调节 B. 促红细胞生成素：参与骨髓RBC生成 C. 25-羟VD3在近端小管1-羟化酶作用下转 化成1，25-二羟VD3，调节钙的吸收和 血钙水平 D. 激肽、前列腺素：调节局部或全身血管 活动及机体的其他活动,第一节 肾的功能解剖和肾血流量 一、肾的功能解剖,(一)肾单位的构成 肾小球 肾小体 肾小囊 肾单位 近端小管 近曲小管 肾小管 髓袢降支粗段 髓袢细段 髓袢降支细段 髓袢升支细段 远端小管 髓袢升支粗段 远曲小管,皮 质 肾 单 位 近 髓 肾 单 位,皮质肾单位和近髓肾单位的特点,(二)球旁器 1. 球旁细胞 合成、储存和释放肾素 2. 球外系膜细胞 吞噬、收缩 3. 致密斑 感受小管液中NaCl的浓度，调节 肾素的分泌,（三）滤过膜的构成 1.滤过膜的结构 毛细血管内皮细胞层(窗孔) 基膜层(网孔) 肾小囊脏层足细胞的足突(裂隙孔),2.滤过膜的通透性 机械屏障: （分子大小） 分子量7万不能通过；直径4.2nm不能通过 清蛋白 电学屏障： （所带电荷） 带负电荷不通过,？,(四)肾脏的神经支配和血管分布 1. 肾交感神经 肾动脉 肾小管 球旁细胞 调节肾血流量和肾小球滤过率； 调节肾小管的重吸收 调节肾素的释放,NE,2.血管分布 (1)腹主A 肾A 叶间A 弓状A 小叶间A 入球小A 肾小球Cap.网 出球小A 肾小管周围Cap.网或直小血管 V (2)血管分布特点：两套毛细血管网 肾小球毛细血管网 压力高 利于滤过 肾小管周围毛细血管网 压力低 利于重吸收,二、肾血流量的特点及其调节 特点： 1. 血供丰富 1200ml/min 占心输出量1/51/4 2. 分布不均 皮质：94% 分布 外髓：5% 内髓： 1%,(一) 肾血流量的自身调节 1. 自身调节: 肾动脉灌注压在80180mmHg 范围变动时，肾血流量相对恒定。 肌源学说: 血管平滑肌紧张性 随灌注压变化,2.神经体液调节：紧急状态下发挥作用。 肾交感神经兴奋肾血流量 NE、E、ADH、血管紧张素肾血流量 PG、NO肾血流量,管球反馈: 小管液流量的变化影响肾血流量 和肾小球滤过率的现象。,第二节 肾小球的滤过功能 衡量肾滤过功能的指标 肾小球滤过率 glomerular filtration rate, GFR 单位时间(每min)两肾生成的超滤液量。 正常值：125ml/min 滤过分数 filtration fraction,FF 肾小球滤过率与肾血浆流量的比值。 正常值：125/660100%19%,一、有效滤过压 effective filtration pressure,滤过动力： 肾小球毛细血管血压 囊内液胶体渗透压 滤过阻力： 血浆胶体渗透压 肾小囊内压,有效滤过压 = 肾小球毛细血管血压 （血浆胶体渗透压 + 肾小囊内压）,滤过平衡：有效滤过压下降为零时,二、影响肾小球滤过的因素 （一）肾小球毛细血管血压 （二）囊内压 （三）血浆胶体渗透压 （四）肾血浆流量 （五）滤过系数 滤过膜的面积 滤过膜的通透性,第三节 肾小管和集合管的物质转运功能 一、物质转运方式 （一）物质转运功能： 1. 重吸收：物质从肾小管液(原尿)中转运至 血液中的过程。 2. 分泌：上皮细胞将本身产生的或血液中的 物质转运至肾小管腔内的过程。,（二）物质转运方式 1.被动转运: 渗透；扩散；易化扩散；溶剂拖曳 2.主动转运: 原发性：离子泵 继发性：Na+: K+: 2Cl- 、 Na+-葡萄糖、 Na+-氨基酸同向转运； Na+-H+ 、 Na+-K+逆向转运； 入胞（小分子蛋白质） （三）转运的途径： 1.跨细胞转运途径 2.细胞旁途径,二、肾小管和集合管中各种物质的 重吸收与分泌 (一) Na+、Cl-和水的重吸收 1.近端小管 重吸收的量大、种类多，等渗性重吸收。 近端小管前半段： Na+、水重吸收多于Cl- ， HCO3-重吸收优于 Cl-， Cl-留在小管液中，浓度高。,近端小管后半段 跨上皮细胞途径:,细胞旁路途径:, 水重吸收：（渗透作用）,2. 髓袢 重吸收20%的NaCl ；15%的水。 A. 降支细段：对水通透 B. 升支细段：对Na+、Cl-通透,C. 升支粗段：主动重吸收NaCl。 水、盐重吸收分离， 形成髓质高渗。,3. 远端小管和集合管 A. 重吸收12%的Na+、Cl-，不同量的水， 分泌不同量的K+和H+ ； B. 对Na+、Cl-和水的重吸收量根据体内 水盐平衡状况调节； C. 水重吸收受ADH调节； D. Na+、K+的转运受醛固酮的调节。, 远曲小管始段：, 远曲小管后段和集合管： 主细胞：重吸收Na+ 和水，分泌K+。,闰细胞:与泌H+有关。 集合管对水的重吸收： 取决于主细胞顶端膜上的水孔蛋白 (aquaporin，AQP-2)的多寡，而其 受ADH调控。,(二) HCO3-重吸收与H+的分泌 1. 近端小管：,2.髓袢： 升支粗段，机制同近端小管 3.远端小管和集合管：闰细胞 主动 分泌H+,(三) NH3的分泌与H+、HCO3-的转运关系 近端小管，髓袢升支粗段和远端小管： 谷氨酰胺 谷氨酸根 + NH+4； -酮戊二酸 + NH+4； 2 HCO3-,集合管： 对NH3高度通透，对NH4+通透性低 每排出1个NH4+，回收1个HCO3-。 NH3分泌与H+分泌的关系： H+分泌受抑制， NH4+的排出减少。 慢性酸中毒时，刺激肾小管谷氨酰胺代谢， 增加NH4+、NH3排泄和HCO3- 生成。排酸保碱,（四）K+重吸收和分泌: 1. 重吸收：6570%在近端小管，25 30%在 髓袢重吸收，且比例固定。 2. 分泌： （1）部位：远曲小管、集合管的主细胞。 摄多排多，摄少排少，不摄也排。 （2）动力： Na+ 重吸收造成小管液的负电位;, 远曲小管后段和集合管的主细胞内 K+高于胞外K+; 基侧膜 Na+泵活动提高了胞内K+。 刺激K+分泌因素： 细胞外液K+升高; 醛固酮分泌增加; 小管液流量增加。,（五）钙的重吸收和分泌 （六）葡萄糖和氨基酸的重吸收： 1.葡萄糖重吸收： 100%在近端小管由Na+-葡萄糖转运体继发主动重吸收。 肾糖阈：当血糖浓度达180mg/100ml（血液） 时，一部分肾小管对葡萄糖的吸收 已达极限，尿中开始出现葡萄糖， 此时血浆葡萄糖浓度称。,2.氨基酸重吸收： 机制同glucose。 (七)一些代谢产物和进入体内的异物 的排泄： 肌酐；青霉素、酚红、利尿剂,第四节 尿液的浓缩和稀释,图8-11 肾小管各段小管液渗透压和流量的变化,低渗尿 高渗尿 每日尿量 多尿 少尿 无尿,一、尿液的稀释 水多血浆晶体渗透压 血管升 压素（ADH）释放 远曲小管和集 合管对水的重吸收 小管液的渗透 浓度进一步 低渗尿。 饮大量清水后，尿的变化及机制？ 尿崩症?,二、尿液的浓缩 缺水血浆晶体渗透压ADH远曲小管和集合管对水的重吸收尿量尿液浓缩。 肾髓质的渗透梯度现象,沙鼠,逆流系统模式图,逆流交换作用示意图,（一）逆流倍增,（二）髓质渗透梯度形成的过程和机制,外髓渗透梯度： 髓袢升支粗段主动重吸收NaCl 形成的； 内髓渗透梯度： 内髓部集合管扩散出的尿素 和髓袢升支细段扩散出的NaCl 共同形成的；,三、直小血管在维持髓质高渗中的作用 降支渗透压低于髓质： NaCl、尿素进入降支， 水进入髓质。 升支渗透压高于髓质： NaCl、尿素进入髓质， 水进入升支。 意义：只带走髓质中多余的溶质和水，从而维 持髓质的渗透梯度。,一、肾内自身调节 (一)小管液中溶质的浓度对肾小管功能的调节 溶质浓度渗透压肾小管对水和 Na+重吸收尿量。 用可被肾小球滤过而不被肾小管重吸收的物质增加肾小管溶质浓度，达到利尿和消除水肿的目的，称为 渗透性利尿。 例：糖尿病患者尿多；甘露醇利尿。,第五节 尿生成的调节,(二) 球管平衡 1. 近端小管对Na+定比重吸收: 近端小管对溶质(特别是Na+)和水的重吸收随 肾小球滤过率变化而改变，肾小球滤过率， 近端小管对Na+和水的重吸收；反之亦然， 这种现象称为球-管平衡。 近端小管中Na+和水的重吸收率总是占肾小球 滤过的65%70% ，称为近端小管的定比重吸收。,2.机制: 肾小球滤过率小管旁Cap.网血流量 毛细血管Bp，血浆胶体渗透压组织间液进入Cap.间隙静水压肾小管重吸收 3.生理意义： 在于使尿中排出的Na+和水不会随肾小球 滤过率的增减而出现大幅度的变化，从而保持尿量和尿钠的相对稳定。,二、神经和体液调节 (一)肾交感神经的作用 激活肾血管受体肾血管收缩血浆流 量 肾小球滤过率 激活受体球旁细胞分泌肾素ang、 醛固酮 促进NaCl和水重吸收和K+ 的分泌。 直接刺激近端小管和髓袢增加Na+、Cl- 和水的重吸收。,(二)血管升压素（抗利尿激素） VP （ADH) 来源：下丘脑视上核和室旁核神经元合成， 神经垂体贮存、释放。 作用： 升高血压（V1受体） 提高远端小管和集合管对水的通透性； 机制：,ADH分泌的调节： 1.体液渗透压（血浆晶体渗透压） 血浆晶体渗透压 兴奋下丘脑渗透压感受器 ADH分泌（如大量出汗；严重呕吐；腹泻） 大量饮清水血浆晶体渗透压ADH水重 吸收 尿量 饮用大量清水引起尿量增加的现象， 称为水利尿。,一次饮1L清水和饮1L等渗盐水后的排尿率,2.血容量 血量过多 心肺感受器(+)迷走神经(+) 下丘脑 ADH尿多 Bp正常压力感受器ADH尿少 3.其他因素 恶心、疼痛、应激刺激、低血糖、Ang II ADH 尿少 尼古丁、吗啡 ADH 乙醇ADH尿多 下丘脑病变垂体ADH(尿崩症),(三)肾素血管紧张素醛固酮系统 1.组成：血管紧张素原AngI AngII AngIII 肾素 ACE 醛固酮 2.AngII的功能： 对尿生成的调节 刺激近端小管对Na+的重吸收； 改变肾小球滤过率； 刺激肾上腺皮质球状带分泌醛固酮； 刺激神经垂体释放ADH。,3.醛固酮的功能 来源：肾上腺皮质球状带 作用：促进远曲小管，集合管上皮细胞保 Na+、 保水和排K+。 机制：基因调控醛固酮诱导蛋白 生成管腔膜Na+通道，增加Na+通道数目,有利于 小管液中Na+向胞内扩散； 线粒体中合成ATP的酶，增加ATP，为基底侧膜 Na+泵提供能量； 基底侧膜上的钠泵，加速Na+泵出，K+泵入，增 大胞内与小管液之间的K+浓度差，有利于K+分泌。,4.肾素分泌的调节： 入球小A牵张刺激 到达致密斑Na+ 近球细胞肾素 肾交感神经兴奋 NE、E、PGE2、PGI2 AngII、VP、ANP、 内皮素、NO,-,(四)心房钠尿肽(ANP) （1）分泌部位: 由心房肌细胞合成和释放的肽类激素。 （2）作用: 使血管舒张、促进肾脏排钠、排水。 对肾小球滤过率的影响：使血管平滑肌胞质 Ca2+, 使入球小A舒张，滤过率。 通过cGMP使集合管管周膜Na+通道关闭，抑制 NaCl重吸收。 抑制肾素、醛固酮、ADH的分泌;,第六节 清除率 一、定义和计算方法 两肾在单位时间(1 min)内，能将 多少毫升血浆中的某物质完全清除出 去，这个被完全清除了该物质的血浆 毫升数，称为该物质的清除率 （clearance, C)。,Cx =,Ux(尿中浓度)V(每分尿量),Px(血浆中浓度),Ux (尿中浓度)V (每分尿量) = Px (血中浓度) Cx,Ux:mg/100ml V:ml/min Px:mg/100ml,二、测定清除率的意义 (一) 测定肾小球滤过率(GFR) 1. 菊粉(inulin)既不重吸收，也不分泌。 UInV= GFR PIn,UInV,PIn,GFR=,= CIn = 125ml/min,2.内生肌酐清除率： (1)组织代谢所产生的肌酐为内生肌酐。 (2)内生肌酐清除率的值很接近GFR，临 床上常用其推测GFR。 (3)测定前，禁食肉类；避免剧烈运动。,尿肌酐浓度(mg/L)尿量(L/24h),=,血浆肌酐浓度(mg/L),内生肌酐 清除率,(二)测定肾血流量 选定经肾循环一周可被完全清除(滤过和分泌)，在肾静脉中浓度接近为零的物质: 碘锐特diodrast 对氨基马尿酸para