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第八章尿的生成和排出 2 二 HCO3 重吸收与H 的分泌近端小管80 1 HCO3 的重吸收与Na H 交换有关机制 被动过程特点 不是以HCO3 的形式而是以CO2的形式重吸收的 HCO3 的重吸收优先于Cl 的重吸收 HCO3 的重吸收与Na H 逆向交换呈正相关 H 分泌 重吸收HCO3 结果 分泌一个H 重吸收一分子NaHCO3 碳酸酐酶的抑制剂 乙酰唑胺利尿剂 3 2 H 的分泌来源 细胞代谢产生的CO2机制 主动分泌 Na H 交换 H 泵特点 泌H 与重吸收HCO3 Na 呈正相关 泌H 助碱贮 泌H 促HCO3 重吸收 排酸保碱 泌H 与泌K 呈负相关 竞争抑制 泌H 是有限度的 当小管液pH值 4 5时 泌H 则停止髓袢HCO3 的重吸收在升支粗段 机制同近端小管远端小管和集合管 闰C主动分泌H 机制 质子泵H K ATP酶 HCO3 的重吸收机制同近端小管 4 三 NH3的分泌与H HCO3 的转运的关系NH3的分泌与H 的分泌密切相关 H 分泌增加促使NH3分泌及NaHCO3的重吸收 实现排酸保碱的作用 机制 单纯扩散 小管上皮细胞内谷氨酰氨 脱氨 NH3 氨 脂溶性 肾小管腔 NH3 H NH4 Cl NH4Cl 单纯扩散 脱氢酶 NH3分泌特点 泌NH3与泌H 呈正相关 即泌NH3促进H Na 交换 促进排酸保碱 调节机体酸碱平衡 NH3扩散的量决定于管腔液与管周液的pH值 管腔液pH值较低时 NH3较易扩散 正常时NH3只在远曲小管和集合管分泌 酸中毒时 近曲小管也分泌 5 四 K 的重吸收原尿中的K 绝大部分 65 70 在近端小管被重吸收入血 终尿中的K 主要是由远曲小管和集合管分泌的1 K 重吸收的机制 主动过程 尚不清楚 K 管内 K 管外 1 40 是逆浓度差进行的 故认为是主动的2 K 的分泌 1 K 分泌部位 远曲小管和集合管上皮的主细胞 2 K 分泌机制 Na K 交换 4mol L 150mol L 6 K 管内 K 管外 基侧膜Na K 泵 Na 的主动重吸收 管外为正管内为负的电位差 K 顺电 化学梯度分泌 易化扩散 入小管液 3 K 分泌特点 泌K 与泌H 呈负相关 Na K 交换与Na H 交换具有竟争抑制酸中毒 Na H Na K 泌K 高血钾症高血钾症 Na K Na H 泌H 酸中毒 多吃多排 少吃少排 不吃也排 当大量使用利尿药时 应注意适当补钾 以防止低血钾症的发生 7 六 葡萄糖的重吸收1 重吸收部位 仅限于近曲小管 尤其前半段 2 重吸收机制 继发主动 与Na 同向转运密切相关 葡萄糖 小管上皮细胞内 K Na 管腔膜 葡萄糖与Na 依赖载体的同向偶联转运入细胞内 管周膜 葡萄糖顺浓度差经载体易化扩散进入细胞间隙 单一转运 Na 被管周膜Na 泵泵出 Na i 为管腔膜葡萄糖协同转运提供动力 管周膜泵 载体 因此 将管周膜Na 泵的活动称原发主动 将葡萄糖在管腔膜的协同转运称继发主动 8 3 葡萄糖重吸收的特点 具有一定的限度 可能与协同转运载体的数目有限有关 肾糖阈 尿中刚刚出现糖时的血糖浓度 或不出现尿糖的最高血糖浓度 注意 此时部分肾小管达到吸收极限量正常值 180mg 100ml 葡萄糖吸收极限量 TMG 当全部肾小管对葡萄糖的吸收能力都达到极限 尿中的糖量与滤出的增多量相等时的血糖浓度 正常值 成人男性为375mg min 成人女性为300mg min 9 其他物质的重吸收和分泌 aa与Gs的重吸收机制相同 2 少量蛋白质通过吞饮作用被重吸收 HPO42 SO42 与 a 同向转运4 进入体内的某些物质如青霉素 酚红和大多数利尿药等 由于与血浆蛋白结合而不能通过肾小球滤过 均在近曲小管被主动分泌 10 第四节尿液的浓缩和稀释概述 尿渗压 血渗压 高渗尿 尿浓缩如 大量出汗 呕吐 腹泻 缺水 尿渗压 血渗压 低渗尿 尿稀释如 大量输液 饮水 多水 尿渗压 血渗压 等渗尿 肾功 如 肾衰正常尿液的渗透压 50 1200mOsm Kg H2O 尿量 1000 2000ml多尿 2500ml 24h少尿 400ml 24h无尿 100ml 24h 11 尿液的稀释在髓袢升支粗段小管液的溶质被重吸收而水不易被重吸收造成 尿崩症 尿液的浓缩水被重吸收而溶质仍留在小管液中造成逆流 指两个并列的管道 其中液体流动的方向相反 逆流系统 两管下端是连通的 而且两管间的隔膜容许液体中的溶质或热能在两管间交换 逆流倍增 由于管壁通透性和管道周围环境的作用 形成温度递度 这就是逆流倍增现象 髓袢 集合管的结构与逆流倍增的模型很相似 12 尿浓缩和稀释的机制 逆流学说 一 逆流倍增与逆流交换髓袢 集合管结构排列相似于逆流倍增的模型直小血管的结构排列近似于逆流系统 一 尿液浓缩 稀释的过程和机制 研究发现 尿液的浓缩和稀释决定于 髓袢 集合管U形结构的逆流系统 结构基础 髓袢愈长浓缩能力愈强 髓质的渗透梯度的建立 冰点降低法 先决条件 血液ADH的浓度 对水重吸收的调节作用 14 表8 1髓袢 远曲小管和集合管的通透性 一 肾髓质高渗梯度的形成1 髓袢 远曲小管和集合管的通透性 15 髓质渗透压梯度形成机制 外髓部渗透压梯度主要是由髓袢升支粗段NaCl的重吸收形成的 Na 主动重吸收 Cl 继发性主动重吸收 呋塞米 抑制Na 2Cl K 同向转运体 外髓高肾梯度不能建立 导致利尿内髓部组织间液的渗透压是由内髓部集合管扩散出来的尿素以及升支细段扩散出来的NaCl这两个因素形成 髓袢升支粗段对Na 和Cl 的主动重吸收是主要动力 尿素再循环则促成了整个髓质渗透压梯度的建立 远曲小管及皮质部和外髓部的集合管对尿素不易通透 水被重吸收 小管液中尿素的浓度逐渐升高 髓袢降支细段对尿素及Na 都不易通透 对水易通透 水被 抽吸 出来 小管液被浓缩 其中尿素及Na 的浓度不断升高 16 17 18 19 远曲小管和皮质集合管 对NaCl主动转运对尿素不通透对水不通透 有ADH时通透 NaCl向管外扩散 管内浓度倍减 管内为低渗液 管内尿素浓度增加 20 髓质集合管对NaCl主动转运对尿素易通透 尿素浓度高 对水不易通透 有ADH时通透 NaCl向管外扩散尿素向管外扩散 形成肾内尿素循环 管内外为高渗梯度 尿素循环进一步增强肾内髓高渗梯度 21 小结 形成肾髓质高渗梯度的物质 外髓质 主要是NaCl 内髓质 主要是NaCl 尿素动力 髓袢升支粗段对Na 和CI 的主动重吸收 主要溶质 尿素和NaCI皮质部渗透浓度低 内髓部渗透浓度高 形成肾髓质高渗梯度的决定因素 逆流系统 各段对物质的选择性通透 逆流倍增现象 22 肾髓质高渗梯度的维持 23 尿液在逆流系统内流动 髓质高渗梯度 ADH ADH 集合管对水通透性 集合管对水重吸收 低渗尿 尿稀释 集合管对水通透性 集合管对水重吸收 高渗尿 尿浓缩 二 尿液浓缩和稀释的过程 尿液渗透压的变化为 髓袢降支细段由等渗 递增式高渗 髓袢升支细段为递减式高渗 髓袢升支粗段为递减式低渗 远曲小管为低渗 皮质部集合管由低渗 高渗 髓质部集合管为递增式高渗 24 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 当 溶质 渗透压 肾小管 尤其近曲小管 对水的重吸收 小管液中 Na 因被稀释 Na 重吸收 扰乱球 管平衡 尿量 这种利尿方式称为渗透性利尿 晶体性利尿 渗透性利尿 由于小管液中溶质浓度升高而导致的尿量增多的现象 称为渗透性利尿 如 糖尿病的多尿渗透性利尿剂 甘露醇 山梨醇 可被滤过而不被重吸收 第五节尿生成的调节 25 二 球 管平衡1 概念 不论肾小球滤过率增加和减小 近端小管是定比吸收的 既近端小管的重吸收始终占肾小球滤过率的65 70 这种现象称为球 管平衡2 机制 除与近曲小管对Na H2O重吸收的泵 漏现象有关外 主要与管周毛细血管压和血浆胶体渗透压的改变有关 3 意义 使尿中排出的溶质和水不会因GFR的增减而出现大幅度的变动 26 二 神经体液调节 一 肾交感神经的作用 肾交感N兴奋 运动 高温 大出血 缺O2 剧痛 释放NE 激活 受体 入球与出球小A收缩 收缩程度 A入 A出 肾毛细血管压 肾血浆流量 有效滤过压 GFR 激活 受体 近端小管和髓袢上皮细胞重吸收水和NaCl 激活 受体 近球细胞释放肾素 血管紧张素 醛固酮系统 远曲小管和集合管对水 NaCl的重吸收 27 1 ADH对尿生成的调节作用 ADH与远曲小管和集合管的管周膜V2受体结合 激活腺苷酸环化酶 c AMP 激活蛋白激酶A 水通道从胞浆镶嵌到管腔膜上 水重吸收 尿量 二 血管升压素 抗利尿激素 ADH 作用 提高远曲小管和集合管对水的通透性作用机制 与V2受体结合 使水通道内移 28 影响抗利尿激素合成 释放的因素血浆晶体渗透压的改变 最重要因素 ADH eg出汗 ADH eg饮清水循环血量的改变 ADH ADH 恶心 疼痛 应激 血管紧张素II 低血糖 尼古丁 吗啡 ADH 乙醇 ADH 29 1 肾素 由颗粒细胞分泌作用 使血管紧张素原生成血管紧张素I分泌的调节 BP 入球小A压力 血流 入球小A处的牵张感受器 肾素分泌 BP 入球小A压力 血流 滤过 流经肾小管的钠量 致密斑钠感受器兴奋 肾素分泌 BP 肾交感神经兴奋肾素的释放 E和NE直接刺激颗粒细胞释放肾素 30 肾上腺皮质球状带 血 K Na 肾素 2 血管紧张素对尿生成的调节 血管紧张素原 血管紧张素 血管紧张素 血管紧张素 最小浓度 刺激近曲小管重吸收NaCl 中等浓度 进一步刺激肾上腺皮质合成与释放醛固酮 较高浓度 进一步收缩血管 升高血压 另外 刺激肾上腺髓质和交感N分泌释放NE E 刺激ADH ACTH释放 醛固酮 ACTH 肺血管紧张素转换酶 31 管腔膜通道数量 管周膜上Na K 泵活动 3 醛固酮对尿生成的调节 醛固酮 小管上皮细胞内 单纯扩散 胞浆内形成激素 受体复合物 细胞核内调节特异mRNA转录 醛固酮诱导蛋白 远曲小管和集合管 排2K 保3Na 保H2O 作用 保Na 保水 排K 分泌调节 肾素 血管紧张素 醛固酮系统血K 血Na 浓度 32 4 RAAS的调节特点 肾素的适宜刺激 少量失血 血压未变 肾交感N兴奋 中量失血 血压 牵张感受器兴奋 大量失血 血压 80mmHg 致密斑兴奋 醛固酮的适宜刺激 肾素 血管紧张素的刺激能力 血 K 肾上腺皮质球状带对血 K 的变化十分敏感 对血 Na 不敏感 而致密斑对 Na 十分敏感 正常时ACTH不起重要作用 血管紧张素的作用比较 A 刺激ADH 交感N 肾上腺髓质的分泌释放 A 缩血管作用 A 但对醛固酮的合成与分泌 A 33 四 心房钠尿肽 ANP 对尿生成的调节 适宜刺激 来源 作用 抑制肾素的分泌抑制ADH的释放抑制醛固酮的分泌 血容量 内皮素 VP 心房肌 合成释放 心房钠尿肽 利尿 排钠 抑制集合管重吸收NaCl Na 通道关闭 舒张A出 A入 尤其A入 肾血浆流量 和GFR 原尿生成 水钠重吸收 34 第六节清除率 清除率的概念和计算方法清除率 clearance C 指两肾在单位时间 每分钟 内能将多少毫升血浆中所含的某些物质完全清除出去 这个被完全清除了某物质的血浆毫升数就称该物质的清除率 ml min 血浆清除率 C 血浆某物质浓度 P 尿中某物质浓度 U 每分钟尿量 V 测定清除率的理论意义 测定肾小球滤过率1 菊粉清除率肾排出量为肾小球滤过量与肾小管 集合管的重吸收量和分泌量的代数和U V F P R E某物质滤过后 不被重吸收 也不被分泌则U V F P F U V P C 菊糖 即能自由滤过又不被重吸收与分泌 故菊糖的血浆清除率 肾小球滤过率 GFR 36 2 内生肌酐清除率 临床常用内生肌酐清除率代表GFR内生肌酐指体内组织代谢产生的肌酐 试验前禁食肉类和禁剧烈运动 避免因摄入和产生过多外来肌酐对测定结果的影响 以代替因菊糖试验操作的繁琐C肌酐 尿肌酐 mg L 24小时尿量 L 血浆肌酐 mg L L 24h 正常值 128L 24h 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 碘锐特 对氨基马尿酸 PAH 即能自由滤过又能被分泌 90 流过肾一周 故PAH的血浆清除率 有效肾血浆流量 有效肾血浆流量 肾血浆流量的90 肾血浆流量 有效肾血浆流量 90 测得肾血浆流量为660ml min肾血流量 660 55 100 1200ml min 38 推测肾小管的功能清除率小于125ml min 必定滤过后被重吸收 但不一定无分泌 可能重吸收大于分泌清除率大于125ml min 必定滤过有分泌 但不一定无重吸收 可能重吸收小于分泌 39 尿的生成是连续的 排尿是间歇的一 膀胱与尿道的神经支配1 盆N 副交感N 兴奋使逼尿肌收缩 膀胱内括约肌松驰 促进排尿 2 腹下N 交感N 兴奋使逼尿肌松驰 内括约肌收缩 阻抑尿的排放 还可以引起痛觉 3 阴部N 躯体N 兴奋使膀胱外括约肌收缩 受意识控制 可随意中断排尿 第七节尿的排放 40 排尿中枢 低级中枢 脊髓依次为延髓 中脑 下丘脑 大脑皮层为最高级中枢 排尿反射1 感受器 膀胱牵张感受器2 传入神经 盆神经 阴部神经 腹下神经 3 中枢 骶部脊髓 大脑皮层4 传出神经 阴部神经 腹下神经 盆神经5 效应器