肾小管与集合管的重吸收

第二节肾小管与集合管的重吸收Reabsorptionintherenaltubuleandcollectingduct 中山大学基础医学院生理学教研室王庭槐 超滤液量 ultrafiltratevolume 180L 日尿量 urinevolume 1 5L 日提示99 被重吸收1 排出体外某物质终尿浓度u 血浆浓度P反映物质被重吸收或分泌的情况因为水的重吸收量达99 流量缩小了100倍 所以u p 100的物质既不被重吸收又不被分泌和排泄u p100如肌酐 creatinine 等 提示肾小管还有分泌和排泄功能 重吸收部位 近球小管 proximaltubule 14mm 刷状缘 brushborder 增大重吸收面积髓袢 Henle sloop 2 10mm远球小管 distaltubule 13 6mm集合管 collectingduct 20mm 一 重吸收的方式 1 被动重吸收 passivetransport 指小管液中的水和溶质依借电化学差通过肾小管上皮细胞进入细胞外液的过程 Waterandsolutesaretransportedacrossthetubularepithelialcellsintotheextracellularfluidthatismediatedbyelectronicandchemicalforces 水 借渗透压 osmoticforces 之差被动重吸收 渗透压差是其动力 溶质 浓度差 differenceofconcentration 和电位差 differenceofpotential 电化学差 是其被动重吸收的动力 浓度差 电位差 Na Na 主动 Na Na H 2 O Cl Cl 尿素 尿素被动扩散 2 主动重吸收 activetransport 指肾小管上皮细胞逆电化学差 将小管内溶质主动转运到小管外组织间液的过程 Activetransportcanmoveasoluteagainstanelectrochemicalgradientandrequiresenergyderivedfrommetabolism 逆浓度差 逆电位差 髓袢升支粗段 thicksegmentofascendinglimb 继发性主动转运 secondaryactivetransport 特点 逆电化学差耗能Characteristics againstanelectrochemicalgradientandrequiresenergy 葡萄糖 glucose 氨基酸 aminoacid Na 等主动重吸收 二 几种物质的重吸收1 Na 的重吸收 方式 主动重吸收 activetransport 原尿 glomerularfiltrate Na 500g 日 终尿 urine Na 3 5g 日99 回收地点和吸收比例 近球小管 占滤过量65 70 远曲小管 10 髓袢 20 集合管 耗O21克 重吸收Na 20 30克 主动转运 各段小管重吸收Na 的机制 近球小管Proximaltubule近球小管前半段 Na 与GS 氨基酸同向转运 symport 主动重吸收 activetransport Na 与H 逆向转运 antiport 近球小管后半段 Na Cl 细胞旁路被动重吸收 paracellularpathway 近球小管 泵漏模式 pump leakmodel A首先小管腔Na 顺浓度差扩散入小管细胞内Thereisaconcentrationgradientfavoringsodiumdiffusionintothecell B细胞侧膜的钠泵将其泵入细胞间隙Thecellhassodiumpumptotransportsodiumoutofthecellintotheinterstitium C水因渗透压被吸引到间隙 造成间隙内静水压升高Watermovestotheinterstitiumbyosmosis anditleadstoahighlevelofhydrostaticpressureininterstitium 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 Sodiumandwaterarereabsorbedfromtheinterstitialfluidintotheperitubularcapillariesbyhydrostaticpressure meanwhile therealsoexitsleakagefrominterstitialfluidtotubule 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 Manynegativeionsarereabsorbedbydifferenceofpotentialinducedbytheprocessofsodiumreabsorption 远曲小管 Na 重吸收量少A紧密连接 tightjunctions 对Na 通透性低 回漏量少B管内外浓度差大 电位差大20mfT L 140mfT L管内 10 45mVC管腔膜 luminalmembrane 和管周膜 basolateralmembrane 分布有Na 泵 sodiumpump 可将Na 泵到细胞外液和毛细血管内D伴有负离子重吸收和Na H Na K 交换 髓袢 Henle sloop 主动转运与Cl 继发性主动转运 secondaryactivetransport 升支粗段被动转运相结合 集合管 connectingtubule 主动转运 Na 重吸收造成管内 35mV 机制未明 2 Cl 的重吸收 大部分是伴随Na 的主动重吸收而被动重吸收 Whensodiumisreabsorbedthroughthetubularepithelialcell negativeionssuchaschloridearetransportedpassivelyalongwithsodium 各段小管重吸收Cl 的机制 近球小管 proximaltubule 管内负电位是Na 依赖性 ANa 的主动重吸收形成小管内外电位差 管内 4mVSodiumispositivelyreabsorbedfromthetubule Thiscreatesadifferenceofpotential B负离子HCO3 Cl 顺电位差被动重吸收NegativeionssuchasHCO3 Cl arepassivelyreabsorbedbydifferenceofpotential CHCO3 比Cl 优先重吸收 加上渗透压差导致水的重吸收小管液中Cl 浓度PreferentialreabsorptionofHCO3 andthereabsorptionofwaterbyosmosispressureleadtoahighconcentrationofchlorideintubule DCl 的管内外浓度差又造成Cl 被动重吸收Cl isreabsorbedpassivelybythedifferenceofconcentration 髓袢升支粗段 管腔内正电位 2 10mV 正电位依赖Cl K 存在 Na Cl K 由同一载体协同转运 Movementofsodiumacrosstheluminalmembraneismediatedprimarilybya1 sodium 2 chloride 1 potassiumcotransporter 用哇巴因 钠泵 转运受阻 提示Na 泵参与此过程 机制可能如下 Thetransportisblockedbyusingouabainwhichblockstheactivityofsodiumpump A升支粗段上皮细胞管周膜的Na 泵将Na 由胞内泵向组织间液Sodiumistransportedfromtheepithelialcellintointerstitialfluidbytheactivityofsodiumpumpintheepithelialcellbasolateralmembranes BNa 被泵出后 细胞内Na 出现管腔内与细胞内Na 浓度差Sodiumpumpmaintainsalowintracellularsodiumconcentration C管腔内Na 顺此浓度差扩散到细胞内 但须与Cl K 由同一载体协同转运 Na 2Cl K Thelowintracellularsodiumconcentrationinturnprovidesafavorablegradientformovementofsodiumfromthetubularfluidintothecell Inthethickascendingloop movementofsodiumacrosstheluminalmembraneismediatedbya1 sodium 2 chloride 1 potassiumcotransporter D进入细胞后 Na 经Na 泵泵到组织间液Na istransportedtointerstitialfluidbysodiumpump Cl 顺浓度差经管周膜扩散到组织间液Cl diffusesintointerstitialfluidthroughbasolateralmembrane K 由于浓度差经管腔膜返回管腔内K returnstotubulethroughbasolateralmembranebydifferenceofconcentration E由于Cl 进入组织间液多 K 返回管腔内液多 造成管腔内正电位特点 Na 主动转运 activetransport Cl 继发性主动转运 secondaryactivetransport 速尿 furosedon 利尿酸 crinuryl 3 水的重吸收 99 重吸收 1 排出体外水的重吸收 在近球小管重吸收 伴溶质而重吸收 与体内是否缺水无关Inproximaltubule thereabsorptionofwaterisaccompaniedwiththereabsorptionofsolutes 在远曲小管和集合管吸收 吸收量受调节 体内缺少水时重吸收多 体内不缺水时重吸收少 Indistaltubuleandcollectingductwaterreabsorptionisregulatedbytheconditionofbody 近球小管65 70 水在各段小管髓袢10 重吸收比例远曲小管10 集合管10 20 近球小管管壁对水通透性高 高远曲小管3 4倍 是一种等渗重吸收 Inproximaltubule theprocessofwaterreabsorptionisisosmoticbecausethepermeabilityoftubuletowaterishigh 髓袢 远曲小管集合管对水的重吸收机制 见尿液浓缩与稀释 4 HCO3 的重吸收 特点 肾小管重吸收HCO3 是以CO2的形式而非直接以HCO3 的形式进行 回到血中的HCO3 是由细胞产生 并非小管液中的HCO3 HCO3 isreabsorbedasagasform HCO3 比Cl 优先重吸收 是因为CO2能迅速透过管腔膜 5 K 的重吸收 滤过液35克 日 终尿2 4克 日主细胞重吸收Na 和水 分泌K 闰细胞则主要分泌H Theprincipalcellsreabsorbsodiumandwaterandsecretepotassium theintercalatedcellssecretehydrogen 特点 滤过液中的K 绝大部分被重吸收 在近球小管 终尿中的K 主要是由远曲小管和集合管分泌 Almostallpotassiuminproximaltubuleisreabsorbed andthepotassiuminurineismostlysecretedbydistaltubuleandcollectingduct 近球小管管腔内 4mV K 重吸收逆电位差主动重吸收 6 葡萄糖的重吸收 A逆浓度差主动重吸收B借助Na 的主动重吸收而继发主动重吸收C与刷状缘载体蛋白有关 协同转运D胞内葡萄糖通过管周膜进入组织间液的过程是易化扩散 Aspecificcarrierproteininthebrushbordercombineswithasodiumionandaglucosemoleculeatthesametime Thetransportmechanismissoefficientthatitremovesvirtuallyalltheglucosefromthetubularlumen Afterentryintothecell glucoseexitsacrossthebasolateralmembranesbyfacilitateddiffusion drivenbythehighglucoseconcentrationinthecell 肾糖阈 renalglucosethreshold 当血中葡萄糖浓度 160 180mg 时 超过部分肾小管重吸收葡萄糖的能力 出现尿糖 Whentheconcentrationofglucoseinbloodisabove160 180mg asmallamountofglucosebeginstoappearintheurine 葡萄糖吸收极限量 transportmaximum 当血糖浓度增高到令全部肾小管对糖重吸收的能力到达极限时 此值叫 男375mg min 女300mg min Theoveralltransportmaximumforthekidneysisreachedwhenallnephronshavereachedtheirmaximalcapacitytoreabsorbglucose E如近球小管对Na 重吸收 葡萄糖吸收极限量也 7 其它物质重吸收 氨基酸 同葡萄糖HPO4 SO4与Na 伴联 第三节肾小管与集合管的分泌和排泄 肾小管分泌 tubularsecretion 指小管上皮细胞通过新陈代谢 将它所产生的物质分泌到小管液中去的过程 肾小管排泄 tubularexcretion 指肾小管上皮细胞将血液中某些物质直接排到小管中去的过程 1 H 的分泌 H 的产生 CO2 H2OH2CO3HCO3 H H Na 交换 方向相反 叫逆向交换 counter transport H 分泌到小管液中 主要在近球小管发生 远曲小管和集合管 除H Na 交换外 还有K Na 交换 两者相互抑制 当酸中毒时H H Na 交换加强 K Na 交换 或造成血K 反过来用乙酰唑胺 碳酸酐酶 carbonicanhydrase 使H 以纠正酸中毒 会使H Na 交换 K Na 交换 造成血K 临床上应予注意 2 NH3的分泌 远球小管和集合管的上皮细胞在代谢过程中产生NH3TheepithelialcellsofthedistaltubuleandcollectingductproduceNH3duringtheprocessofmetabolism 谷氨酰胺 Glutamyl 脱氢 NH3扩散到小管液NH3 H NH4 3 K 的分泌 来源 尿K 来自远曲小管和集合管的分泌 原尿中的K 在近球小管已被重吸收入血 Thepotassiumionsinurineissecretedbydistaltubuleandcollectingduct andthepotassiumionsinultrafiltrateisreabsorbedintobloodinproximaltubule 特点 K 的分泌是一种被动分泌过程 与Na K 交换有关 B Na 主动重吸收 造成管腔内 10 45mV 促使K 从组织液扩散入管腔内液 4 其它物质排泄 肌酐 creatinine 对氨基马尿酸 aminohippurate 既滤过又排泄青霉素 benzylpenicillin 酚红 phenolsulfonphthalein 主要是排泄 5 影响肾小管与集合管泌尿机能的因素 1 小管液中溶质的浓度 theconcentrationofsoluteintubule 溶质浓度 渗透压 重吸收 渗透性利尿 osmoticdiuresis 提高小管液溶质浓度 达到利尿 2 肾小球滤过率 glomerularfiltrationrate 球管平衡 glomerulotubularbalance 在近球小管中 GFR 重吸收率 反之亦然即不管GFR升高或降低 滤液的重吸收率始终占GFR的65 70 左右 重吸收率为65 70 Oneofthemostbasicmechanismsforcontrollingtubularreabsorptionistheintrinsicabilityofthetubulestoincreasetheirreabsorptionrateinresponsetoincreasedtubularload Thisphenomenonisreferredtoasglomerulotubularbalance IfGFRisincreased theabsoluterateofproximaltubularreabsorptionalsoincreases andthepercentageofGFRreabsorbedintheproximaltubularremainsrelativelyconstantatabout65 70percent 机制 a 近球小管对Na 的定比重吸收 对Na 重吸收量是滤过量的65 70 ThepercentageofGFRreabsorbedintheproximaltubularremainsrelativelyconstantatabout65 70percent b 肾小管重吸收机能对GFR的影响 重吸收 小管内压 囊内压 有效滤过压 滤过球管平衡在渗透性利尿 osmoticdiuresis 时会被打乱 65 70 水肿 第四节尿液的浓缩和稀释concentrationanddilutionofurine 肾脏对尿液的浓缩和稀释能力在调节水平衡方面有极为重要的作用 一 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交换模型 二 逆流学说用冰点降低法测定肾分层切片的渗透压 发现 皮质部组织液体与血浆是等渗的 髓质部随髓质外层向乳头部深入而逐渐升高 即渗透压由外向内逐步升高 有明确梯度 1 髓质渗透压梯度形成机制themajorfactorsthatcontributetothebuildupofsolutesconcentrationintotherenalmedullaareasfollows A 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 Themainforceisactivetransportofsodiumionsandco transportofpotassium chloride andotherionsoutofthethickportionoftheascendinglimboftheloopofHenleintothemedullaryinterstitium B 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 PassivediffusionoflargeamountsofureafromtheinnermedullarycollectingductsintothemedullaryinterstitiumandNaClfromthinsegmentofascendinglimb C 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 ThemainforceistheactivetransportofsodiumionsandchlorideionsinthickportionoftheascendinglimboftheloopofHenle andurearecirculationalsocontributestothewholehyperosmoticrenalmedullaryinterstitium 1 髓质渗透压梯度形成机制 D 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 Indistaltubuleandcollectingduct thereislittlepermeabilitytourea andwaterisreabsorbed sothattheconcentrationofurearisesgradually E 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 Becasusethereisahighpermeabili