中国医科大学-生理学-课件-生理第8章课件

第八章尿的生成和排出排泄 机体代谢的终产物和进入体内的异物等 通过血液循环经排泄器官排出体外的过程 排泄途径 肾脏尿肺脏CO2 H2O皮肤汗 H2O 部分无机盐大肠胆色素 肾脏的主要功能 排出机体代谢产物和异物 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 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 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 参与局部或全身血管活动调节 肾小球的滤过尿生成基本过程肾小管和集合管选择性重吸收肾小管和集合管的分泌第一节肾的功能解剖和肾血流量一 肾的功能解剖 一 肾单位和集合管肾小球肾小体肾小囊肾单位近端小管 近曲 近端小管肾小管髓袢细段 降 升支细段远端小管 升支粗段 远曲集合管 二 皮质肾单位和近髓肾单位 三 球旁器 斑 四 肾的神经支配肾交感神经肾动脉肾小管球旁细胞 调节肾血流量 调节滤过率 重吸收 调节肾素的释放 NE 二 肾脏血液循环的特征 一 血供特点1 流量大 但分布不均1200ml min占心输出量1 5 1 4皮质 94 分布外髓 5 6 内髓 1 2 两次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 肾血流量的调节1 自身调节 动脉血压80 180mmHg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 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 第二节肾小球的滤过机能1 实验根据 滤过液成分分析2 衡量肾滤过功能的指标 肾小球滤过率 glomerularfiltrationrate 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 filtrationfraction 肾小球滤过率与肾血浆流量的比值 正常值 125 660 100 19 一 滤过膜及其通透性1 滤过膜的结构毛细血管内皮细胞层 窗孔 基膜层 网孔 肾小囊上皮细胞层 裂隙孔 2 滤过膜的通透性 分子量选择性 7万不通过 电荷选择性 负电荷不通过 二 滤过的动力有效滤过压 effectivefiltrationpressure 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 入球端有效滤过压 10mmHg出球端有效滤过压 mmHg 滤过平衡 有效滤过压下降为零时 三 影响肾小球滤过的因素1 滤过膜 面积 通透性 2 有效滤过压 肾小球毛细血管血压 血浆胶体渗透压 囊内压3 肾血浆流量 第三节肾小管和集合管物质的转运功能重吸收 reabsorption 物质从肾小管液 原尿 中转运至血液中的过程 重吸收的质和量上 近端小管居首位 分泌 secretion 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 一 肾小管和集合管的重吸收机能 一 重吸收方式1 被动重吸收 渗透 扩散 2 主动重吸收 离子泵 吞饮 二 Na Cl 和水的重吸收1 近端小管重吸收的量大 种类多 等渗重吸收 近端小管前半段 A Na H 交换体 逆向转运 B Na 与GS AA Cl 等同向转运 基侧膜Na 泵将Na 泵入细胞间隙 GS AA Cl 易化扩散入间隙 均为继发主动重吸收 C 水重吸收 上述物质被重吸收入细胞间隙 间隙渗透压 水通过紧密连接 上皮细胞入间隙 间隙静水压 水重吸收入血 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A 跨上皮细胞途径 有Na H 和Cl HCO3 的逆向交换体 其转运结果 Na Cl 进入细胞内 H HCO3 HCO3 以CO2方式可重新进入细胞 进入小管液 进入细胞内的Na 由Na 泵泵入细胞间隙 Cl 由基侧膜K Cl 同向转运体转运至细胞间隙 再吸收入血 B 细胞旁路途径 进入小管液的Cl 比细胞间隙中高20 40 Cl 经紧密连接顺浓度梯度入细胞间隙而被重吸收 由于Cl 重吸收后 管内呈正电位 驱使小管液内Na 顺电位差经紧密连接而被重吸收 2 髓袢对物质的重吸收重吸收20 的Na Cl K 15 水A 降支细段 对Na Cl 的通透性极低 对水通透 在组织液高渗作用下水被重吸收 小管液渗透压逐渐升高 B 升支细段 对水不通透 对Na Cl 通透 NaCl扩散入间隙 故小管液流经升支细段时 渗透压逐渐下降 C 升枝粗段 主动重吸收NaCl 机制 粗段上皮细胞基侧膜Na 泵造成细胞内低Na Na K 2Cl 同向转运体继发主动转运 另有1个Na 顺电位差经细胞旁路重吸收 该段对水通透性低 水留在小管液中 由于NaCl被重吸收 造成水 盐重吸收分离 形成髓质高渗 呋喃苯胺酸 呋塞米 furosemide 可抑制Na K 2Cl 同向转运 髓袢升枝粗段继发性主动重吸收Na K 和Cl 示意图 3 远端小管和集合管的重吸收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 的转运受醛固酮调节 远曲小管始段 A 该段小管对水不通透 仍能主动重吸NaCl 使小管液渗透压继续降低 B 小管管腔膜Na Cl 通过同向转运体转运入胞 再由Na 泵泵入细胞间隙 噻嗪类利尿剂抑制此处Na Cl 转运 远曲小管后段和集合管 主细胞 重吸收Na 和水 Na 通过管腔膜Na 通道顺电化学梯度入胞 再由Na 泵泵入细胞间液 主细胞基侧膜 即管腔膜 的Na 泵功能 维持内低的Na 浓度 并成为小管液中Na 经顶端膜通道进入细胞的动力 氨基吡咪 阿米洛利 amiloride 抑制顶端膜Na 通道造成小管液的负电位 使小管中Cl 经细胞旁路重吸收 K 分泌入小管腔的动力 闰细胞 与泌H 有关 集合管对水的重吸收 取决于上皮细胞顶端膜含水孔蛋白 aquaporin AQP 2 的多寡 而其受ADH调控 三 HCO3 重吸收与H 的分泌1 近端小管的重吸收 80 HCO3 的重吸收以CO2形式进行的 故HCO3 重吸收率明显大于Cl 的重吸收率 过程 Na H 交换的H 进入小管液 滤液中的NaHCO3分解为Na 和HCO3 H2CO3 H2O CO2进入细胞 H 的分泌 Na H 交换 H 进入小管液 碳酸酐酶抑制剂乙酰唑胺可抑制H 的分泌 近端小管重吸收HCO3 细胞机制 2 髓袢的重吸收 主要是升支粗段 机制同近端小管 3 远端小管和集合管的重吸收 远端小管和集合管闰细胞可主动分泌H 分泌入小管液中的H 可与HCO3 HPO42 NH3结合 降低小管液 H 小管液pH降低时 H 分泌减少 四 K 重吸收 65 70 在近端小管 25 30 在髓袢重吸收 且比例固定 五 葡萄糖重吸收 100 在近端小管由Na 葡萄糖转运体继发动重吸收 肾糖阈 尿中开始出现糖的血糖最低值 180mg dl 滤过量 225mg dl 吸收极限量 滤过量 375mg dl 男 300mg dl 女 六 氨基酸重吸收 机制同glucose 七 其他物质 HPO42 SO42 与Na 同向转运 少量蛋白质 吞饮 二 肾小管和集合管的分泌功能分泌 secretion 上皮细胞将本身产生的物质或血液中的物质转运到肾小管腔内的过程 一 H 的分泌和H Na 交换 小管细胞中 CO2 H2O碳酸酐酶H2CO3 HCO3 H 分泌部位及机制 近端小管 分泌80 的H H Na 逆向交换 远曲小管和集合管的闰细胞 H 泵泌H 入小管液 H 与HPO42 和NH3结合排出 胞内HCO3 与Na 一起入血 二 NH3的分泌部位 近端小管 髓袢升支粗段 远曲小管和集合管在近端小管 谷氨酰胺谷氨酰胺酶谷氨酸根 NH4 谷氨酸根谷氨酸脱氢酶 酮戊二酸 NH4 2分子HCO3 NH4 通过Na H 交换体逆向转运入小管液 NH3单纯扩散到小管液或细胞间液 HCO3 与Na 一同跨过基底侧膜进入组织液 因此 1分子谷氨酸代谢 生成2个NH4 进入小管液 回收2个HCO3 排酸保碱 在集合管 该管膜对NH3高度通透 对NH4 通透性低 故细胞内生成的NH3扩散入小管液 与分泌的H 结合NH4 随尿排出 每排出1个NH4 回收1个HCO3 NH3分泌与H 分泌的关系 如果H 分泌受抑制 NH4 的排出也少 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 三 K 的分泌部位 远曲小管 集合管的主细胞 摄多排多 摄少排少 不摄也排 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 泵活动进一步提高了胞内 K 均使K 扩散入管腔 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 细胞外液K 升高 可 刺激Na 泵 加速K 通过基侧膜进入细胞的过程 有利于K 从管腔膜分泌入小管液 提高管腔膜对K 的通透性 有利于K 的分泌 刺激醛固酮分泌 促进K 的分泌 第四节尿液的浓缩和稀释一 尿浓缩和稀释机制 逆流学说 countercurrenttheory 一 逆流系统逆流倍增 逆流系统模式图 逆流交换作用示意图 二 肾髓质的渗透压梯度现象 osmoticgradient 1 肾皮质 外髓 内髓 渗透压逐渐升高2 肾髓质渗透压梯度与尿浓缩 稀释的关系 髓质高渗对小管液中水有抽吸力 远曲小管和集合管上皮细胞对水的通透性受ADH调节 二 髓质渗透压梯度形成机制 1 外髓渗透压梯度 髓袢升枝粗段主动重吸收NaCl形成的 主要动力 2 内髓渗透压梯度 内髓部集合管扩散出的尿素和髓袢升枝细段扩散出的NaCl共同形成的 3 尿素的再循环促成了整个髓质渗透压梯度的建立 三 直小血管维持髓质渗透压梯度的作用 降枝渗透压低于髓质 NaCl 尿素进入降枝 水进入髓质 升枝渗透压高于髓质 NaCl 尿素进入髓质 水进入升枝 意义 使髓质中的溶质不被血流带走 多余水被带走 从而维持髓质渗透压梯度 第五节尿生成的调节包括 1 对肾小球滤过的调节 前面已讨论 2 肾小管重吸收和分泌的调节 一 小管液中溶质的浓度溶质浓度高 渗透压高 肾小管对水和Na 重吸收少 尿多 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 osmoticdiuresis 例 甘露醇利尿 一 肾内自身调节 二 球 管平衡glomerulotubularbalance1 近端小管对Na 定比重吸收 constantfractionreabsorption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 当肾小球滤过率 近端小管对Na 和水的重吸收 反之 亦然 始终保持占肾小球滤过率的65 70 2 机制 肾小球滤过率 管旁毛细血管Bp 胶渗压 组织间液 毛细血管 间隙静水压 肾小管重吸收 二 神经和体液调节 一 肾交感神经的作用 激活肾血管 受体 入 出球小动脉收缩 血浆流量 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 和水重吸收 二 抗利尿激素 antidiuretichormone ADH来源 下丘脑视上核和室旁核神经元分泌 神经垂体贮存 释放作用 提高远曲小管和集合管对水的通透性 增加髓质组织间液的溶质浓度机制 ADH V2 GS AC cAMPPKA 使AQP 2镶嵌在管腔膜上形成水通道 增加水的重吸收 ADH分泌的调节 1 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 大量饮清水 ADH 水利尿 waterdiuresis 一次饮一升清水 实心 和饮一升等渗盐水 空心 后的排尿率 箭头示饮水时间 2 循环血量的改变 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 尿多3 其他因素 恶心 疼痛 应激刺激 低血糖 血管紧张素II ADH 尿少 尼古丁 吗啡 ADH 下丘脑病变 垂体 ADH 尿崩症 三 肾素 血管紧张素 醛固酮系统 renin angiotensin aldosterone 1 肾素 来源及作用 近球细胞 renin 水解angiotensinogen生成angI 肺部转换酶 angII aldosterone 分泌的调解 BP 循环血量 使 入球小A牵张刺激 到达致密斑 Na 近球细胞 renin 肾交感神经兴奋 2 angiotensinII对尿生成的调节 刺激近端小管对NaCl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 aldosterone 来源 肾上腺皮质球状带 作用 促进远曲小管 集合管主细胞排K 保Na 保水 机制 基因调控 醛固酮诱导蛋白 生成管腔膜Na 通道 增加Na 数目 有利于小管液中Na 向胞内扩散 增加ATP 为基底侧膜Na 泵提供能量 增强基底侧膜Na 泵活性 加速胞内Na 泵出和K 泵入细胞过程 扩大细胞内 外K 浓度差 有利于K 的分泌 分泌的调节 renin angiotensin aldosterone 血中 K 和 Na 醛固酮 四 心房钠尿肽 atrialnatriureticpeptide ANP 分泌部位 由心房肌细胞合成和释放的肽类激素 作用 使血管舒张 促进肾脏排钠和水 对肾小球滤过率的影响 通过cGMP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 clearance 评价肾功能常用的方法 1 尿浓缩试验尿稀释试验2 酚红排泄试验3 血浆清除率测定 一 概念及计算方法两肾在单位时间 1min 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 Cx Px 血中浓度 Ux 尿中浓度 V