生理学课件尿的生成和排出

尿的生成和排出 李东亮教授生理学与神经生物学教研室TEL 0373 3029104 o E mail Phy 本章学习目标 掌握尿生成 滤过 重吸收和分泌 的过程及其影响因素 尿生成的调节 清除率的概念 熟悉肾血液循环的特征及肾血流量的调节 尿液的浓缩和稀释机制 利用清除率的概念测定肾小球滤过率和肾血流量 以及推测肾小管的功能 了解尿的生成和排出在维持机体内环境相对稳定中的意义 排尿反射 肾的基本功能 尿生成 排泄 维持内环境稳态 维持体液成分和容量恒定水平衡电解质与酸碱平衡清除终末产物 多余物质 异物药物等生成活性物质 renin EPO 1 25 OH 2 D3 PGs kinins 激肽 结构特征 肾单位Nephron球旁器juxtaglomerularapparatus 肾单位 皮质和近髓肾单位 皮质和近髓肾单位 图 球旁器juxtaglomerularapparatus 球旁细胞 juxtaglomerularcells 内含分泌颗粒 分泌肾素致密斑 maculadensa 感受小管液中NaCl含量的变化 调节肾素的分泌球外系膜细胞 extraglomerularmesangialcells 点击次图放大 肾的神经支配 肾交感神经主要从胸12至腰2脊髓节段发出 其纤维经腹腔神经丛支配肾动脉 肾小管和释放肾素的球旁细胞 调节肾血流量 肾小球滤过率 肾小管的重吸收和肾素释放 肾脏的血液供应特点 1 血流量大2 分布不均匀3 两两套Cap网 肾小球毛细血管网 压力高 有利于滤过 管周围毛细血管网 血压较低 血浆胶渗压高 有利于重吸收 肾血流量的自身调节 在没有外来神经支配的情况下 动脉血压在一定范围内的变化 肾血流量保持相对恒定的现象称为肾血流量的自身调节 肌源性机制管 球反馈小管液流量的变化影响肾小球滤过率和肾血流量的变化 神血流量的神经 体液调节 肾交感神经兴奋时 肾血管收缩 肾血流量减少 肾交感神经活动减弱时 肾血管舒张 肾血流量增加 一般情况下 自身调节 保证正常的泌尿功能 紧急情况下 交感神经紧张性增加 血液从新分布 保证重要脏器的血液供应 第二节尿生成的基本过程 滤过作用重吸收作用分泌作用 肾小球的滤过功能 肾小球的滤过证明肾小球的滤过率及滤过分数有效滤过压影响滤过的因素 点击次图放大 肾小球的滤过证明 微穿刺技术 micropuncturetechnique 获取囊内液 微量化学分析表明系血浆的超滤液 ultrafiltrate 血浆 plasm 滤液 filtrate 尿成份的比较 肾小球滤过率及滤过分数 肾小球滤过率 glomerularfiltrationrate GFR 单位时间内 每分钟 两肾所生成滤液的量称为肾小球滤过率 滤过分数 filtrationfractionFF 肾小球滤过率与肾血浆流量的比值称为滤过分数 有效率过压effectivefiltrationpressure 有效率过压 PGC PBC GC 滤过平衡filtrationequilibrium 滤过平衡 有效滤过压 0入球小动脉端毛细血管有滤过出球小动脉端毛细血管实际上是肾小球滤过面积的储备 影响滤过的因素 肾小球毛细血管血压囊内压血浆胶体渗透压滤过系数 Kf 滤过膜的通透性和面积肾血浆流量 滤过膜及其通透性 两侧肾脏总滤过面积估计为1 5m2毛细血管内皮细胞层有窗孔 孔径70 90nm 基膜层含有致密的微纤维网 网孔约2 8nm 肾小囊脏层上皮细胞有许多足状突起 形成4 11nm的裂孔 点击次图放大 急性肾小球肾炎 蛋白尿 血尿 少 无 尿 为什么 滤过膜的两种屏障 机械屏障 有效半径小于2 0nm的中性物质的物质可自由通过 有效半径大于4 2nm的物质不能通过 电学屏障 带正电荷的物质易于通过 而带负电荷的物质滤过较困难 点击次图放大 肾血浆流量 肾血浆流量的增减 主要影响滤过平衡的位置 在失血性休克 缺O2等病理情况下 由于交感神经强烈兴奋 肾血浆流量急剧减少 肾小球滤过率明显下降 点击此图放大 肾小管与集合管的转运功能 选择性重吸收物质的转运方式 各种物质的重吸收与分泌 选择性重吸收 葡萄糖 氨基酸等营养物质可完全重吸收Na Cl 水等重要物质大部分重吸收尿素等有一定生理作用的物质部分重吸收肌酐等废物完全不吸收 肾小管与集合管中物质转运的方式 被动转运溶质顺电化学梯度通过肾小管上皮细胞的过程 主动转运 溶质逆电化学梯度通过肾小管上皮细胞的过程 原发性主动转运primaryactivetransport继发性主动转运secondaryactivetransport同向转运 symport 逆向转运 antiport 跨细胞转运途径 小管液 上皮细胞 血液细胞旁转运途径 小管液 细胞间隙 血液 各种物质的重吸收与分泌 Na Cl和水的重吸收HCO3 重吸收与H 的分泌NH3的分泌与H HCO3 转运的关系K 的重吸收和分泌钙的重吸收和分泌葡萄糖和氨基酸的重吸收小结 Na Cl 和水的重吸收 近端小管髓袢远端小管和集合管 近端小管 重吸收70 Na CI 和水 水是等渗重吸收 A 近端小管的前半段X代表葡萄糖 氨基酸 磷酸盐和CI 等 B 近端小管后半段的细胞旁途径转运 髓袢 此处重吸收20 的NaCl 15 的水 速尿 呋喃苯胺酸通过抑制同向转运体发挥利尿作用 远端小管和集合管 重吸收12 的Na 和Cl 调节性重吸收 远曲小管初段Na 和Cl 同向转运 被噻嗪类抑制 水不通透 远曲小管后段 远曲小管初段重吸收NaCl示意图 HCO3 重吸收与H 的分泌 HCO3 80 在近端小管重吸收 Na H 交换 转变成CO2形式吸收 需碳酸酐酶 意义 排酸保碱远端小管和集合管 NH3的分泌与H HCO3 转运的关系 H 分泌促进NH3分泌及NaHCO3的重吸收 实现排酸保碱的作用 K 的重吸收和分泌 K 67 左右被近端小管重吸收 尿中的K 主要是由远曲小管和集合管分泌的 Na H 交换和Na K 交换多进多排 少进少排 不进也排 钙的重吸收和分泌 近端小管基底侧膜上有钙泵和Na Ca2 交换机制 甲状旁腺素和降钙素调节Ca2 的排泄 葡萄糖和氨基酸的重吸收 近端小管100 的重吸收 属于继发性主动转运 肾糖阈刚出现尿糖时的血糖浓度 160 180mg 100ml 部分肾小管达到吸收极限量 葡萄糖的吸收极限血浆葡萄糖浓度达到300mg 100ml 即葡萄糖的滤过量为375mg min时 所有肾小管对葡萄糖的吸收均已达到极限 A 近端小管的前半段X代表葡萄糖 氨基酸 磷酸盐和CI 等 第四节尿液的浓缩和稀释 低渗尿和高渗尿髓质及其渗透压梯度尿液的稀释尿液的浓缩直小血管在肾髓质高渗中的作用 低渗尿和高渗尿 正常血浆的渗透压为300mOsm L等渗尿尿渗透压 血浆渗透压低渗尿尿渗透压血浆渗透压 髓质及其渗透压梯度 有髓质就能浓缩 髓质越厚浓缩能力越强 髓质的渗透压梯度 髓质的渗透压梯度的形成 尿液的稀释和浓缩 髓袢升支粗段主动重吸收NaCl但对水无通透性抗利尿激素的调节 直小血管在肾髓质高渗中的作用 将溶质大部分保留 重吸收的水分送回体循环 影响尿液浓缩和稀释的因素 内髓层损害速尿 利尿酸 抑制髓袢升支粗段NaCl的主动重吸收蛋白质缺乏 尿素产生 第五节 尿生成的调节 肾小管和集合管功能的调节 小管液中溶质浓度肾自身调节球 管平衡神经调节 肾交感神经的作用抗利尿激素体液调节肾素 血管紧张素 醛固酮系统心房钠尿肽 肾的自身调节 小管液中溶质的浓度小管内渗透压对抗重吸收 渗透性利尿及临床应用糖尿病人和甘露醇的应用 球 管平衡 球管平衡定比重吸收近端小管中Na 和水的重吸收率总是占肾小球滤过滤的65 70 的现象 机制 管周毛细血管压和胶体渗透压有关使尿中排出的溶质和水不会因肾小球滤过滤的增减而出现大幅度的变动 神经和体液调节 肾交感神经的作用 入球小动脉收缩大于出球小动脉收缩滤过率下降 肾素释放增多 血管紧张素 和醛固酮增加 肾小管对NaCI和水的重吸收 增加近球小管 髓袢升支粗段 远球小管重吸收NaCI和水 抗利尿激素 分泌部位 下丘脑视上核 室旁核主要作用 提高远曲小管和集合管对水的通透性 增加髓袢升支粗段对NaCl的主动重吸收 增加内髓部集合管对尿素的通透性 分泌因素 血浆晶体渗透压 渗透压感受器循环血量 容量感受器动脉血压 颈动脉窦压力感受器水利尿 大量饮用清水后引起尿量增多的现象 肾素 血管紧张素 醛固酮系统 1 肾素 球旁器中的球旁细胞分泌血管紧张素 血管紧张素 2 血管紧张素 刺激醛固酮的合成和分泌刺激近端小管对NaCl的重吸收使垂体后叶释放抗利尿激素 3 醛固酮肾上腺皮质球状带分泌 保钠排钾分泌调节 血管紧张素刺激 血钾血钠 机制 形成醛固酮诱导蛋白 第五节 清除率 一 清除率的概念 清除率 两肾在单位时间内能将多少毫升血浆内所含的某一物质完全清除 这个被完全清除了某物质的血浆的毫升数就称为该物质的清除率 UX V PX CX 二 测定清除率的意义 测定肾小球滤过率U V GFR P R E菊粉即不被重吸收也不被分泌 R 0 E 0U V GFR P CIn GFR因此菊粉清除率就是肾小球滤过率UIn V125mg 100ml 1ml minCIn 125ml minPln1mg 100ml 测定肾血流量血浆中某一物质 如碘锐特 对氨基马尿酸 经过肾循环一周后可以被完全清除 U V P RPF 则C U V P RPF测得肾血浆流量为660ml min肾血流量 660 55 100 1200ml min为肾有效血浆流量和肾有效血流量推测肾小管的功能CF 125ml min 重吸收小于分泌 第七节 尿的排放 一 膀胱与尿道的神经支配 腹下神经 交感 使逼尿肌松弛 内括约肌收缩 阻抑排尿盆神经 副交感 兴奋逼尿肌收缩 内括约肌松弛 促进排尿阴部神经兴奋尿道外括约肌收缩 阴部神经抑制尿道外括约肌松弛 二 排尿反射 排尿异常尿频尿潴留尿失禁 Thankyouverymuch 复习思考题 肾血流量如何受神经体液调节 血浆与原尿在量和成分上有何不同 原因何在 影响肾小球滤过的因素有哪些 急性肾小球肾炎 蛋白尿 血尿 少 无 尿 为什么 返回肾单位 返回集合管 返回肾单位比较 返回球旁器 返回管球反馈 球旁器组成示意图 远曲小管后段和集合管重吸收NaCl 泌H 和K 示意图 Na 主动重吸收 K 分泌 Cl 经细胞旁途径被动吸收 氨氯吡咪抑制Na 通道 远曲小管后段和集合管重吸收NaCl 泌H 和K 示意图 Na 主动重吸收 K 分泌 Cl 经细胞旁途径被动吸收 氨氯吡咪抑制Na 通道 返回 逆流系统与逆流倍增示意图 尿浓缩机制示意图 升支粗段对NaCI的主动重吸收形成外髓部渗透梯度尿素的再循环和NaCI被动重吸收形成内髓部渗透梯度 返回 醛固酮作用机制示意图 返回排尿反射 膀胱和尿道的神经支配 返回 膀胱充盈与压力的关系 返回 返回 血浆 滤过液 尿液成分比较 成分血浆 g P滤液 g 尿 g U水909896Pr80 030GS0 10 10Na 0 330 330 35K 0 020 020 15Cl 0 370 370 6H2PO4 HPO42 0 0040 0040 15尿素0 030 030 18尿酸0 0040 0040 05肌酐0 0010 0010 10氮0 00010 00010 04 返回滤过 返回重吸收 肾小球 毛细血管球 肾小体肾小囊近曲小管近端小管髓袢降支粗段肾单位髓袢降支细段髓袢细段髓袢肾小管髓袢升支细段髓袢升支粗段远端小管远曲小管 皮质肾单位和近髓肾单位的比较 皮质肾单位近髓肾单位分布外 中皮质层内皮质层 近髓 肾小球小大髓袢长度短长AA EA2小于1EA分支分布于皮质部在髓袢形成直小血管肾小管周围网状分布于肾小管交感N支配丰富较少比例90 10 肾素含量较多很少功能泌尿尿的浓缩与稀释 肾脏对正常血浆成分的滤过量 重吸收率与排泄量 滤过量 g 24h 排泄量 g 24h 重吸收率 Na 6303 299 5HCO3 3000 399 5Cl 6305 399 0K 283 986 0GS1800100尿素543044肌酐1 4大于1 40 Juxtaglomerularapparatus 肾血流量的自身调节 管 球反馈 tubulogomerularfeedback 示意图 filtration 血浆 滤过液 尿液成分比较 成分血浆 g P滤液 g 尿 g U水909896Pr80 030GS0 10 10Na 0 330 330 35K 0 020 020 15Cl 0 370 370 6H2PO4 HPO42 0 0040 0040 15尿素0 030 030 18尿酸0 0040 0040 05肌酐0 0010 0010 10氮0 00010 00010 04 返回滤过 Filtrationmembrane 不同的有效半径和带不同电荷对右旋糖酐滤过能力的作用 不同的有效半径和带不同电荷对右旋糖酐滤过能力的作用滤过能力的值为1 0表示自由滤过0则不能滤过 肾血流量对GFR的影响 血浆 滤过液 尿液成分比较 成分血浆 g P滤液 g 尿 g U水909