泌尿系统的结构与功能PPT课件.ppt

1 第十章泌尿系统的结构与功能 2 概述 肾脏泌尿功能的意义维持内环境稳态1 排出代谢产物 过剩物质和进入体内的异物 2 调节机体水 电解质和酸碱平衡 3 分泌一些生物活性物质 3 最新WHO泌尿系统疾病发病率 发展中国家发达国家泌尿系统疾病19 77 8泌尿系感染9 62 0肾炎8 62 9结石1 32 0肿瘤0 40 4多囊肾0 40 1结核0 3 0 1糖尿病肾病0 20 2慢性肾功能不全0 30 1 4 评价 发展中国家泌尿系统疾病发病率高 主要是高发的泌尿系感染 急性肾炎 间质性肾炎 结核等 其主要原因包括 1 感染性疾病未得到足够控制 导致泌尿系感染 急性肾炎 间质性肾炎和结核的发病率高 2 严重的环境污染和生活毒素未得到控制 导致肾小球和肾间质炎症的发病率高 也与高发的肾肿瘤有关 3 对遗传性疾病缺乏生育控制 与多囊肾等先天性疾病的多发有关 4 社会医疗服务经费的缺乏 使得较多患者的疾病发展到慢性肾功能衰竭 5 透析和移植治疗的缺乏 使得慢性肾功能衰竭不能得到纠正 引起更多的感染和肿瘤发生 5 第一节概述一 排泄和排泄途径二 肾脏的结构和功能三 肾脏血液循环特点 6 一 排泄和排泄途径1 排泄 机体将代谢产生的终产物 还有摄入过多的或不需要的物质 经血液循环由排泄器官排出体外的过程称为排泄 excretion 7 2 排泄途径 由呼吸器官排出 以气体形式随呼气排出CO2和水 由消化器官排出 大肠排出胆色素和无机盐 唾液腺可排出铅 汞等 由皮肤排出 以不感蒸发和汗腺分泌形式 排出水 氯化钠和尿素 由肾脏排出 以尿的形式排出代谢终产物 异物 体内过剩物质和水 肾脏是体内最重要的排泄器官 但不是唯一的排泄器官 8 二 肾脏的结构和功能 一 肾单位和集合管肾单位 nephron 是肾的基本功能单位 它与集合管共同完成泌尿功能 肾小球 毛细血管球 肾小体肾小囊肾单位近球小管近曲小管髓袢降支粗段肾小管髓袢细段降支细段升支细段远球小管髓袢升支粗段远曲小管集合管 9 10 11 二 皮质肾单位和近髓肾单位 12 三 球旁器1 分布皮质肾单位2 构成球旁细胞 入球小A肌上皮样细胞分泌肾素球外系膜细胞 入球小A与出球小A间致密斑 远曲小管高柱状细胞NaCl感受器调节肾素分泌3 功能调节尿生成 13 14 15 三 肾脏血液循环特点 一 肾脏的血液供应1 肾皮质血液供应丰富正常成人安静时两肾总血流量约1200ml 分 相当于心输出量的1 5至1 4 其中94 供应肾皮质 2 两套毛细血管网 入球小动脉 肾小球高压区 滤过 出球小动脉 管周和直小血管低压区 重吸收 16 17 第二节尿的生成过程 1 肾小球的滤过 2 肾小管和集合管的重吸收 3 肾小管和集合管的分泌排泄 18 19 一 肾小球滤过 循环血液经过肾小球毛细血管时 血浆中的水和小分子溶质滤入肾小囊囊腔的过程 原尿 肾小球滤过的液体除了缺少血细胞 大分子蛋白质外 其余成分 渗透压和酸碱度都与血浆相似 所以 肾小球滤过液是血浆的超滤液 又称原尿 20 一 滤过机制 有效滤过压动力 肾小球毛细血管压囊内液体胶体渗透压 忽略不计 阻力 血浆胶体渗透压肾小囊内压 21 22 有效滤过压 effectivefiltrationpressure 是肾小球滤过的动力肾的有效滤过压 肾小球毛细血管血压 血浆胶体渗透压 肾小囊内压 肾毛细血管内血压为6 0KPa 45mmHg 囊内压为1 3KPa 10mmHg 入球端的肾毛细血管胶体渗透压是2 7KPa 20mmHg 入球端的有效滤过压 6 0 2 7 1 3 2 0KPa 15mmHg 出球端肾毛细血管处血浆胶体渗透压升至4 7KPa 35mmHg 出球端有效滤过压 6 0 4 7 1 3 0 23 滤过平衡 血浆胶体渗透压在滤过过程中不断升高 最终动力与阻力相等 有效滤过终止 24 25 二 影响肾小球滤过因素 肾小球滤过率的大小决定于 滤过膜的面积及通透性 有效滤过压 肾血浆流量 26 一 肾小球滤过 一 滤过膜 血管内皮细胞 基膜 肾小囊上皮细胞 1 5m21 内层 毛细胞血管内皮细胞层40nm 窗孔50 100nm 2 基膜层 非细胞性 微纤维网 6nm网孔 3 外层 肾小囊上皮细胞层40nm裂隙裂孔和裂孔上的滤过裂孔膜 上面有14 4nm矩形孔孔 有效半径2 4 2nm的物质能通过带负电荷 主要为糖蛋白超滤 血细胞和大分子血浆蛋白除外 27 28 29 1 滤过膜病变急性肾小球肾炎 肾小球毛细血管阻塞 滤过面积 滤过 尿少肾病 滤过膜糖蛋白 血浆蛋白滤过 蛋白尿 30 2 肾小球毛细血管压动脉血压 80mmHg 滤过 尿少动脉血压40 50mmHg 滤过为0 无尿3 囊内压输尿管阻塞 囊内压 滤过 尿少 31 4 血浆胶体渗透压大量注射生理盐水 血浆胶渗压 滤过 尿多5 肾血浆流量中毒性休克 交感神经兴奋 肾血浆流量 血浆胶体渗透压上升 有效滤过段 滤过 尿少 32 第三节肾小管和集合管的转运功能重吸收 原尿流经肾小管时 管壁细胞把原尿中某些成分全部或部分扣留下来交回血液的过程 33 分泌 排泄 指管上皮细胞本身代谢产生的物质或血液中物质经过管上皮细胞转运至小管腔内过程 34 35 一 肾小管和集合管的重吸收功能原尿 180L 终尿 1 5L 量变 质变重吸收 分泌 一 重吸收方式1 被动重吸收 指小管液中溶质顺着电化学梯度和浓度梯度通过管上皮细胞进入组织间液和管周毛细血管的过程 渗透压差是水被动重吸收的动力 2 主动重吸收 小管液中溶质逆电化学梯度和浓度梯度通过管上皮细胞进入组织间液和管周毛细血管过程 36 二 重吸收的特点 1 肾小管各段对物质吸收的种类和数量不同 以近球 端 小管的吸收能力最强 近端多 远端少 2 有些物质全部重吸收 有些物质部分重吸收 有些物质完全不吸收 有选择性 3 近端Na 水重吸收是定比重吸收 不能控制 而远端Na 水重吸收 可控制 37 二 几种物质的重吸收1 Na 的重吸收 量 部位 99 的Na 被重吸收 其中近球小管重吸收65 70 远曲小管10 髓袢升支细段 粗段及集合管重吸收约15 20 1 近球小管前半段 Na 与GS 氨基酸同向转运主动重吸收Na 与H 逆向转运 38 39 A首先小管腔Na 顺浓度差扩散入小管细胞内B细胞侧膜的钠泵将其泵入细胞间隙C水因渗膜压被吸引到间隙 造成间隙内静水压升高D静水压升高引起Na 和水通过基膜进入细胞间液和相邻毛细血管 并有回漏现象E在Na 被重吸收时 尚有相当量的负离子 HCO3 或Cl 顺Na 被重吸收时造成的电位差而被重吸收所以 Na 的重吸收量等于主动重吸收量减去回漏量 2 后半段 被动重吸收 细胞旁路随Cl 重吸收造成 近球小管 泵漏模式 40 2 Cl 的重吸收 1 被动重吸收 Cl 大多是伴随Na 的主动重吸收而顺着电位梯度而被动重吸收 2 主动重吸收 在髓袢升支粗段处Cl 属于继发性主动重吸收 具体是通过Na 2Cl K 同向转运模式进行的 临床使用的速尿 利尿酸可与同向转运体结合后 抑制了对Na 2Cl K 的转运 NaCl重吸收被抑制 干扰了尿浓缩机制 导致利尿 41 42 43 3 水的重吸收滤液中99 以上水被重吸收 其中近球小管重吸收65 70 髓袢10 远曲小管和集合管约为20 30 1 方式 被动重吸收 即由渗透压低的一侧流向渗透压高的一侧 2 特点 水在近球小管是随着Na 的主动重吸收而出现的等渗性重吸收 不可调节 但水在远曲小管和集合管处的重吸收 可根据机体内水平衡的状态而可调节的 因而具有重要意义 44 4 HCO3 重吸收滤液中HCO3 大多在近球小管被重吸收 约为80 85 HCO3 的重吸收是以CO2形式进行的 即小管液中HCO3 与小管上皮细胞分泌的H 结合生成H2CO3 后解离为水和CO2 CO2迅速通过管腔膜进入小管上皮细胞 在碳酸酐酶催化下与水结合成H2CO3 进而解离成H 和HCO3 HCO3 与Na 一起被重吸收回血液 而H 再被分泌到小管液中去 45 46 5 K 的重吸收滤过的K 90 以上被重吸收 实际上K 在近球小管通过主动转运方式几乎全部被重吸收 而终尿中的K 主要是由远曲小管和集合管分泌的 47 6 葡萄糖和氨基酸的重吸收量 100 机制 继发性的主动转运方式部位 由近球小管上皮细胞主动重吸收 其他各段不能重吸收G 48 近端小管对葡萄糖的吸收有一定限度肾糖阈 尿中开始出现葡萄糖的最低血糖浓度 160 180mg dl 称为肾糖阈 说明部分肾小管对葡萄糖的吸收已达极限葡萄糖吸收极限量 血糖浓度超过300mg dl时 葡萄糖滤过量为375mg min 1 全部近曲上皮细胞对糖的吸收达到极限 此滤过量值称为葡萄糖吸收极限量 转运氨基酸的载体蛋白和转运葡萄糖的不同 49 50 二 肾小管和集合管的分泌排泄功能1 H 分泌部位 肾小管各段及集合管都能分泌H 机制 在近球小管Na H 交换小管上皮细胞代谢产生的CO2和水结合生成H2CO3 后解离成H 和HCO3 H 被分泌到小管液中 与小管液内Na 进行交换 H Na 交换后的Na 再与胞内HCO3 一起经管周膜转运回血 远曲 集合管H 泵特点 泌H 与HCO3 耦联意义 排酸保碱 泌H 是主动的 酸化尿液 泌H 和泌K 竞争 促进泌NH3 51 52 2 K 的分泌部位 远曲小管 集合管的分泌 机制 K 的分泌与Na 的主动重吸收密切相关 因为Na 的主动重吸收使小管内外建立了内负外正的电位差 此电位差促使K 被动扩散入小管液内 特点 泌K 为Na 依赖性 被动分泌 53 54 3 NH3的分泌部位 远曲小管和集合管 机制 管上皮细胞代谢产生的NH3是脂溶性的 极易顺着浓度差扩散入小管腔 并与H 结合生成NH4 使小管液中NH3浓度下降 加速NH3的分泌 由此可见H 的分泌增加可促进NH3的分泌 小管液中NH4 与强酸盐 如NaCl 的负离子结合生成酸性铵盐 如NH4Cl 随尿排出 这样不仅排出了酸 而且促进了NaHCO3重吸收 对维持机体的酸碱平衡有重要意义 特点 泌NH3与泌H 关联 泌NH3是被动扩散意义 加速泌H 促进HCO3 生成与重吸收 补充碱液 55 56 第四节尿的浓缩和稀释概念 尿浓缩 尿渗透压 血浆渗透压 量少尿稀释 尿渗透压 血浆渗透压 量多实质 水的重吸收 57 一 实验现象1 肾组织液渗透浓度测定皮质 等渗髓质 高渗 梯度 58 59 60 61 2 比较解剖学研究尿髓质高渗梯度髓袢鱼和两栖类等渗无无猪高渗有短 1 5倍 人高渗有较长 4倍 沙鼠高渗有甚长 20倍 62 3 结论尿浓缩的必要条件 髓质高渗梯度髓质高渗梯度的结构基础 是较长髓袢 63 二 髓质高渗梯度的形成 一 逆流系统和逆流倍增现象1 物理现象2 髓袢和集合管的排列类似逆流倍增模型 64 M1膜 能主动将Na 由乙管泵入甲管 而M1膜对水的通透性又很低M2膜 对水能通透 对溶质不通透 65 66 二 外髓高渗梯度的形成髓袢升支粗段主动重吸收NaCl对水不通透 67 三 内髓高渗梯度的形成1 NaCl的重吸收髓袢降支细段对Na 不通透 对水通透 管内NaCl浓度 髓袢升支细段对Na 通透 对水不通透 内髓组织间隙NaCl 高渗梯度 68 2 尿素的再循环远曲小管 集合管 皮质和外髓 对尿素不通透 对水通透 尿素浓度 内髓集合管对尿素通透性高 尿素入内髓组织间隙 内髓组织间隙渗透压 髓袢升支细段对尿素有中等通透性 尿素再入肾小管因此 内髓高渗梯度的形成与尿素的再循环和NaCl的扩散有关 69 四 直小血管在保持髓质高渗中的作用 1 逆流交换 物理现象 2 直小血管的逆流交换作用对溶质和水的通透性高 保留溶质 带走水 70 71 72 73 74 三 远曲小管和集合管对水的通透性尿浓缩和稀释的决定性因素 由抗利尿激素 ADH 调控 75 机体缺水 ADH 远曲小管和集合管对水的通透性 在髓质高渗作用下 水重吸收 尿浓缩机体多水 ADH 远曲小管和集合管对水的通透性 水重吸收 尿稀释尿崩症 76 77 第五节尿生成的调节一 肾内自身调节 一 小管液中溶质浓度的影响小管液中溶质浓度升高 渗透压增大 肾小管特别是近球小管对水的重吸收减少 水重吸收减少使小管液内Na 浓度降低 这样小管液内与小管上皮细胞内Na 浓度差变小 Na 的重吸收也减少 结果不仅尿量增多 且NaCl排出也增加 渗透性利尿 小管液中溶质浓度 小管液晶渗压 水重吸收 尿量 如甘露醇 山梨醇利尿 IV10 G 20ml 糖尿病人多尿 78 79 二 球管平衡1 球管平衡 GFR 近曲重吸收率 近曲重吸收率 GFR的60 70 2 机制 RBF不变 GFR 出球小动脉血浆蛋白浓度 管周血浆胶渗压 净重吸收 回漏 近曲重吸收率占GFR的60 70 3 作用 防止GFR 尿量 Na 大量损失使尿液中排出的溶质和水不至因GFR的增减而出现大幅度的波动 80 81 二体液调节 一 抗利尿激素 ADH 1 合成 贮存 ADH又称血管升压素 VP 由下丘脑视上核和室旁核 前者为主 神经元胞体合成 经下丘脑垂体束运输到神经垂体部 贮存于神经末梢囊泡内 需要时释放入血 2 作用 ADH和远曲小管和集合管上皮细胞管周膜受体结合 提高管腔膜对水的通透性 因而促进了水的重吸收 使尿液浓缩 尿量减少 抗利尿 82 83 3 机制与远曲小管和集合管上皮细胞管周膜上的V2受体结合 兴奋性G蛋白 腺苷酸环化酶激活 cAMP 蛋白激酶A激活 管腔膜上的水通道 84 85 4 ADH分泌的调节 1 血浆晶体渗透的改变环境因素改变 大量出汗 严重呕吐或腹泻等情况使机体脱水 血浆晶体渗透压 视上核周围的渗透压感受器 引起视上核和室旁核神经元兴奋 ADH合成释放增多 尿量减少 大量饮清水 血浆晶体渗透压 ADH释放减少 以致水的重吸收减少 尿量增多 这种大量饮用清水后引起尿量增多的现象称为水利尿 waterdiuresis 临床上可用此检测肾脏的稀释功能 86 87 2 血量血量过多 左房容量感受器 迷走传入 ADH 尿 3 动脉血压动脉血压 颈动脉窦压力感受器 ADH 尿 4 其他因素疼痛 情绪紧张使ADH合成释放增加 尿量减少 视上核 室旁核受损或下丘脑垂体束病变 使ADH合成或释放发生障碍 产生尿崩症 如果远曲小管和集合管上皮细胞管周膜上的ADH受体受到损害 可导致肾性尿崩症 88 二 肾素 血管紧张素 醛固酮系统 R A A系统 生理作用 保钠排钾 促进肾小管 集合管对Na 的重吸收来源 肾上腺皮质分泌的一种盐皮质激素分泌调节 1 肾素 血管紧张素 醛固酮系统 R A A系统 89 1 肾素 renin 1 产生 肾素是肾近球小体中颗粒细胞分泌的一种蛋白水解酶 2 作用 肾素转换酶血管紧张素原 肝脏 血管紧张素 血管紧张素 血管紧张素酶A血管紧张素 血管紧张素 血管紧张素