肾脏肾脏的功能尿的生成过程课件

第八章,东南大学基础医学院生理学教研室 寻庆英,尿的生成和排出,学习要求,1熟悉肾脏的功能。 2掌握尿的生成过程及其影响因素。 3了解尿液浓缩和稀释的基本原理。 4掌握肾脏泌尿功能的调节。 5熟悉排尿反射。,第一节 概述,一、排泄的概念和途径,排泄：是机体将物质代谢终产物和它不需要的或过剩的物质排出体外的过程。生理学中只将物质经过血液循环由某些排泄器官向体外排出的过程称为排泄（excretion)。 排泄的途径： 1、呼吸器官：CO2和水； 2、大肠：胆色素等； 3、皮肤：水、无机盐类等； 4、肾脏 ：大量的水和无机盐类，排泄量最大。,二、肾脏的功能概述,1、通过产生尿液的方式排泄代谢终产物以及异物 2、调节水、电解质和酸碱平衡，维持渗透压 3、产生多种生物活性物质：肾素、前列腺素、 活性维生素D3、促红细胞生成素,二、肾脏的功能概述,1、通过产生尿液的方式排泄代谢终产物以及异物 2、调节水、电解质和酸碱平衡，维持渗透压 3、产生多种生物活性物质：肾素、前列腺素、 活性维生素D3、促红细胞生成素,尿液性质,颜色：淡黄色； 比重：1.015 - 1.025之间。 渗透压：一般高于血浆，在400mmol/l。 酸碱性：pH值在 5.0 - 7.0 之间。 尿量：24h为1000 - 2000ml，一般为1500ml。 24h的尿量超过2500ml，称为多尿。 24h尿量在 100 - 500ml之间，称为少尿。 少于100ml则称为无尿。 多尿脱水 少尿代谢物不能排泄尿毒症,三、肾的功能解剖和肾血流量,（一）肾的功能解剖 1、肾单位和集合管(nephron and collecting duct) 肾单位是肾脏的基本功能单位，共有170 - 240万个，由肾小体和肾小管组成。集合管与肾单位共同完成泌尿功能。 2、皮质肾单位和近髓肾单位 皮质肾单位占90%，近髓肾单位占10% 3、肾小球旁器（皮质肾单位） 近球细胞（释放肾素） 系膜细胞（收缩，滤过膜减小） 致密斑（感受液体流量，NaCI含量）,（二）滤过膜的构成,1、滤过膜的特点：三层结构组成 （1）内层：肾小球毛细血管的内皮细胞层 窗孔 （2）中间层：非细胞结构的基膜层 网孔 （3）外层：肾小囊的上皮细胞层 裂孔,Permeability is filtration, but not osmosis,2、肾小球滤过膜通透性的特征,3.6 几乎不能通过 3.6nm1.8nm 通过率与分子半径 成反比 分子半径相同时，带正电荷易通过而带负电荷不易通过 肾小球滤过膜的机械屏障作用 肾小球滤过膜的电化学屏作用,(三）肾脏的血液循环特点,1.肾脏的血液供应特点 （1）血液供应丰富 1200ml/min，占心输出量的1/5 - 1/4。 （2）肾皮质血流量最多 皮质 94% 外髓质5 - 6% 内髓质1%。肾血流量一般指肾皮质的血流量。 （3）具有两套毛细血管网 A.肾小球毛细血管网 有利于肾小球滤过 B.肾小管周围的毛细血管网 有利于肾小管的重吸收,2.肾血流量的调节,肌原学说：入球小动脉平滑肌的舒缩 管-球反馈：致密斑感受器（NaCI含量）,动脉血压在80180mmHg变动时，RBF和GFR保持恒定。,生理意义：肾脏的功能不随动脉血压的变化而变化，使电解质的排出保持恒定。,（1）肾血流量的自身调节 （autoregulation of renal blood flow),（2）肾脏血流的神经体液调节,交感神经兴奋 肾动脉收缩 肾血流量减少,肾素,紧急情况-实现血液的再分配,去甲肾上腺素,肾上腺素,使肾动脉收缩 肾血流量减少,（四）集合管（collecting duct）,与肾单位一起共同完成肾脏的泌尿功能，在尿液的浓缩和稀释过程中起着重要作用。,第二节 肾小球的滤过功能,Permeability is filtration,but not osmosis,肾小球滤过： 指血液流经肾小球时，血浆中的水分和小分子溶质，从毛细血管到达肾小囊囊腔，形成原尿的过程。 原尿： 由肾小球滤过产生的血浆的超滤液，不含血细胞和大分子蛋白质。,肾小球滤过率（GFR）： 单位时间内（每分钟）两肾生成的原尿量。 滤过分数（FF）： 肾小球滤过率和肾血浆流量的比值。,肾小球滤过率的大小主要取决于有效滤过压、滤过膜的面积及其通透性。,有效滤过压 = 肾小球毛细血管血压 -（囊内压+血浆胶体渗透压）,在入球端：EFP = 6.0-（2.67+ 1.33）=2.0KPa 在出球端：EFP = 6.0-（4.67+ 1.33）=0 KPa,一、有效滤过压,有效滤过压是肾小球滤过的动力,有效滤过压从入球端到出球端逐渐变小,决定,滤过平衡的位置,血浆胶体渗透压上升的快慢,三、影响肾小球滤过率的因素,（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（滤过膜面积和通透性）,第三节 肾小管与集合管的物质转运功能,Transport function of renal tubule and collecting duct,分泌,重吸收,一、肾小管和集合管中物质转运的方式,肾小管和集合管上皮细胞将本身产生的物质或血液中的物质转运至肾小管内的过程。,肾小管和集合管液体中的成分经过肾小管的上皮细胞重新返回到周围血液中去的过程。,概 述,分泌（ secretion ）,重吸收（reabsorption),选择性,局限性,重吸收的方式 被动转运（passive transportion) 主动转运（active transportion ）,(primary active transportion) (secondary active transportion),联合转运,耗能,同向转运 逆向转运,耗能,原发性 继发性,重吸收的途径,跨细胞途径,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+、CI+和水的重吸收,重吸收量：,99 以上Na+被肾小管和集合管重吸收,重吸收部位：,近球小管 67%-70% 髓袢升支细段 髓袢升支粗段（主） 远曲小管 7-10% 集合管 2-3%,20%,1、Na+的重吸收,重吸收机制,近端小管重吸收机制,泵漏模式,主动重吸收,重吸收方式,（主）,重吸收途径,跨细胞途径（主）,Na+一部分为原发性主动重吸收,髓襻升支粗段重吸收机制,方式：主动重吸收 途径：跨细胞途径,一小部分为被动重吸收,远曲小管、集合管重吸收机制,方式：主动重吸收，被动重吸收 途径：跨细胞途径，细胞旁途径,2C1-的重吸收,重吸收量：,99 以上被肾小管和集合管重吸收,重吸收部位：,近球小管 67%-70% 髓袢升支细段 髓袢升支粗段（主） 远曲小管 7-10% 集合管 2-3%,20%,重吸收机制,部位：近球小管 ，远曲小管 ， 集合管,伴随Na+主动重吸收而,被动重吸收,主,主,主,髓襻升支粗段：,Na+：,CI-：,一部分为原发性主动重吸收 一部分为被动重吸收,一部分继发性主动重吸收 一部分为被动重吸收,途径：跨细胞途径，细胞旁途径,方式：主动重吸收，被动重吸收,3水的重吸收,方式：被动重吸收（渗透作用） 途径：跨细胞途径，细胞旁途径,近端小管重吸收水的量与机体是否缺水无关，属于一种必然性重吸收,水的重吸收与尿量有很大关系,近端小管吸收量：70%,远曲小管和集合管吸收量：10%,远曲小管和集合管重吸收水的量与机体是否缺水有关，属于一种调节性重吸收,水的重吸收与尿液浓缩和稀释有很大关系,吸收部位：约80 - 85%在近曲小管 吸收方式：以CO2的形式重吸收 吸收途径：跨细胞途径,4、 HCO -3 的重吸收,HCO -3 的重吸收与上皮细胞的泌酸能力有关,5、 K+的重吸收,吸收部位：约80 - 85%在近曲小管 吸收方式：主动重吸收 吸收途径：跨细胞途径,有机物的重吸收,肾糖阈（血糖160 180mg/100ml） 葡萄糖吸收极限量,吸收部位：仅在近曲小管重吸收 吸收方式：继发性主动重吸收 吸收途径：跨细胞途径,1、葡萄糖的重吸收,与Na+同向转运,2氨基酸的重吸收,吸收部位：主要在近曲小管重吸收 吸收方式：继发性主动重吸收,吸收途径：跨细胞途径,此外，HPO42-和SO42-的重吸收也是与 Na+同向转运的。,微量蛋白质则通过肾小管上皮细胞的胞 饮作用而被重吸收。,（二）几种物质的分泌,二、肾小管和集合管中各种物质的重吸收与分泌,1、 H+的分泌,分泌部位：各段小管都有分泌,分泌途径：跨细胞途径,分泌方式：,H+ Na+ 交换（近端）,H+ K+ ATP,H+ 泵,远曲 集合,肾小管上皮细胞每分泌一个H+就可使1个HCO3-和1个Na+重吸收回血，,具有排酸保碱的作用。,生理学意义：,2、NH3的分泌,分泌部位：主要在远曲小管和集合管 近端小管 （NH4+- Na+),分泌途径：跨细胞途径,分泌方式：NH4+- Na+ 、扩散,肾小管细胞分泌NH3，H+，两者相互促进，而且还促进了NaHCO3的重吸收。,分泌部位：主要在远曲小管和集合管,分泌途径：跨细胞途径,分泌方式：被动转运,K+的被动分泌与Na+的主动重吸收密切相关,3、K+的分泌,第四节 尿液的浓缩和稀释,Concentration and dilution,低渗尿：水过剩、尿稀释 (hypotonic urine) 高渗尿：缺水、尿浓缩 (hypertonic urine) 等渗尿：可能为肾功能受损,尿液渗透压的高低是相对于血浆渗透压来说的,一、尿液稀释的过程及其机制,部位：远曲小管和集合管,机制： 小管液中溶质被重吸收 水不易被重吸收（有赖于ADH）,过程：,二、尿液浓缩的过程及其机制,渗透压梯度的大小-抽吸水的力量 集合管对水的通透性-阀门开放的大小,小管液中溶质未被重吸收，而水被重吸收，引起尿液的浓缩,尿液是否能浓缩关键是-水是否能重吸收,部位：主要在远曲小管和集合管,条件,髓袢的“U”型结构（逆流倍增作用） 从皮质向髓质走向的集合管,1、髓质渗透压梯度形成机制,结构基础：,髓袢、远曲小管和集合管对水和溶质通透性的差异、重吸收溶质能力的差异。,外髓部： 髓袢升支粗段对NaCl的主动重吸收,功能基础：,内髓部：,髓袢升支细段对NaCl的通透性 内髓部集合管对尿素通透 尿素再循环,2、直小血管维持肾髓质区渗透梯度的作用,3、集合管对水的通透性: 当水缺乏时，ADH释放增加，提高远曲小管和集合管的通透性。,弥散渗透物质，使渗透压均匀分布 运送多余的溶质和水,四、影响尿液浓缩的因素 (一)肾髓质内渗透压梯度的改变 (二)集合管对水的通透性改变 (三)直小血管血流速度的改变,第五节 肾脏泌尿功能的调节,肌原学说：入球小动脉平滑肌的舒缩 管-球反馈：致密斑感受器（NaCI含量）,动脉血压在80180mmHg变动时，RBF和GFR保持恒定。,生理意义：肾脏的功能不随动脉血压的变化而变化，使电解质的排出保持恒定。,（1）肾血流量的自身调节 （autoregulation of renal blood flow),肾内的自身调节,(2)小管液中溶质的浓度,肾内的自身调节,小管液中溶质的浓度增高，使小管液渗透压提高，结果阻碍了水的重吸收，使尿量增多，这种利尿方式称为,渗透性利尿(osmotic diuresis),近端小管对溶质和水的重吸收量随肾小球滤过率的改变而发生变化。不论肾小球滤过率增加还是减少，近端小管对Na+和水的重吸收率始终占肾小球滤过率的6570左右，这种现象称为,(3)肾小球滤过率,球-管平衡(glomerulotubular balance),肾内的自身调节,球-管平衡的生理意义： 在于使尿中排出的溶质和水不致因肾小球滤过率的增减而出现大幅度的变动。 机制： 球-管平衡的机制与小管周围毛细血管压和胶体渗透压改变有关。,毛细血管血压,血浆胶体渗透压,毛细血管血压,血浆胶体渗透压,神经和体液调节,（一）肾脏血流量的神经体液调节 （二）肾小管对物质重吸收的神经体液调节 （1）神经调节 （2）抗利尿激素 （3）肾素-血管紧张素-醛固酮系统,交感神经兴奋 肾动脉收缩 肾血流量减少,肾素,紧急情况 - 实现血液的再分配,（一）肾脏血流量的神经体液调节,去甲肾上腺素,肾上腺素,使肾动脉收缩 肾血流量减少,使循环中的血管紧张素II和醛固酮含量增加，导致肾小管对NaCI和水的重吸收增加。,2、 增加近端小管和髓襻的上皮细胞重吸收 Na+、CI-和水。,1、 刺激肾小球旁器中的球旁细胞释放肾素,（二）肾小管对物质重吸收的神经体液调节,2、ADH的主要作用,(二)抗利尿激素,1、ADH产生的部位,3、作用机制,提高远曲小管和集合管上皮细胞对水的通透性，从而 增加水的重吸收，使尿液浓缩，尿量减少(抗利尿)。,ADH也能增加远曲小管对NaCI的主动重吸收和内髓部 集合管对尿素的通透性。,4、影响ADH释放的因素 （1）血浆晶体渗透压,大量饮清水后引起尿量增多的现象，称为水利尿。,（2）循环血量 左心房内膜下的容量感受器,下丘脑前部的渗透压感受器,动脉血压升高时，刺激颈动脉窦压力感受器,（3）其他因素,下丘脑或垂体病变，ADH合成和释放可发生障碍，导致尿量增加，此称尿崩症。,轻度冷刺激可减少ADH的释放,1、产生部位： 醛固酮是肾上腺皮质球状带所分泌的一种激素。 2、对肾脏的作用：