泌尿生理

,目的要求,1、掌握尿生成的基本过程2、掌握肾小管、集合管重吸收与分泌特点， 各种物质转运间的相互关系3、了解动物排泄的途径4、了解肾脏的作用,二 泌尿生理,五、排 尿,一、概 述,三、尿的生成,二、尿的组成和理化性质,四、尿生成的调节,泌尿生理,一、概 述,（一）排泄：机体在代谢过程中产生的代谢终产物经血液循环被运输到某一排泄器官而排出体外的过程称为排泄。或排泄是指机体通过某些器官把体内的代谢产物、多余的水分、无机物和进入机体的异物等排出体外的生理过程。 未被吸收的食物残渣由大肠排出体外的过程不属于排泄。 维持内环境的稳态,（二）排泄器官有: 呼吸器官；消化器官； 皮肤； 肾脏。,泌尿生理,排泄途径主要有四条： 1.代谢产生的挥发性酸（如H2CO3以CO2形式）、少量水分以气体的形式由呼吸器官排泄，2.由肝脏代谢产生的胆色素及由小肠分泌的无机盐（钙、镁、铁等）随粪便由大肠（消化道）排泄；3.代谢终产物的一部分水、盐类、氨、尿素通过汗腺分泌由皮肤排泄；4.由含氮化合物代谢所产生、比较难扩散的终产物如尿酸、肌酸、肌酐等；脂肪代谢产生的非挥发性酸的盐（硫酸盐、磷酸盐、硝酸盐）及部分摄入过量的和代谢产生的水、电解质等均以尿的形式由肾脏排泄。,复习肾结构,泌尿生理,泌尿生理,（一）肾单位和集合管,（二）皮质肾单位和髓旁肾单位,（三）肾小球旁器,、肾脏的功能解剖:,肾单位数目： 人170-240万个，牛800万个，猪220万个，狗80万个，猫40万个，鸡80万个,（一）肾单位和集合管,泌尿生理,肾单位（nephron)：肾的基本功能单位。,集合管（collecting duct)：共同完成泌尿功能。,泌尿生理,（二）皮质肾单位和髓旁肾单位,泌尿生理,1.皮质肾单位：,2.髓旁肾单位：,肾小球较大，髓绊长,肾小球较小，髓绊短,（三）肾小球旁器,泌尿生理,主要分布在皮质肾单位，由以下三部分组成：,3.间质（系膜）细胞,2.致密斑,1.肾小球旁细胞（近球细胞）,、肾脏血液循环的特点:,泌尿生理,1.血流量大：,2.肾动脉-两套毛细血管网-肾静脉：,3.髓旁肾单位出球小动脉进入髓质后分支:,占心输出量20%（流量心输出量1/41/5肾重占体重0.3-0.7%），94%供应皮质层，5%供应外髓，1%供应内髓,(1) 形成细长U形直小血管，平行于髓绊和集合管;(2) 围绕肾小管的毛细血管网,入球小动脉-肾小球毛细血管网（第一套毛细血管网）-出球小动脉-围绕肾小管和集合管形成第二套毛细血管网,4.血液分布不匀 皮质外髓内髓 = 1.000.250.065.压力高低不同 肾小球毛细血管网高利于滤过； 肾小管毛细血管网低利于重吸收。6.在80-180mmHg范围内，通过自身调节保持稳定。,两套毛细血管网,（三）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,二、尿的组成和理化性质,尿的成分和性状，在很大程度上反映着畜体新陈代谢和泌尿机能状况。因此，检测尿液是改善饲养管理和诊断某些疾病的依据和手段。,有机物 大部分是蛋白质和核酸的代谢产物包括尿 素、肌酸酐、尿酸、马尿酸等。少量的色素、草酸、乳酸、某些激素和酶。无机物 钾、钠、钙、氨等氯化物、硫酸盐、磷酸盐和碳酸盐类。使用药物和添加剂时，尿液成分中还会出现残余排泄物。,水 96%97%,固体溶解物 3%4%,1尿的成分,2.理化性质,(1)颜色：主要来源于尿胆素。 多呈淡黄色或黄色透明状液 体，各种动物略有差异。,牛：较清亮，色淡黄；犬：较清亮，淡黄色；猪：清亮较淡；马属动物：因含碳酸钙和粘液呈现混浊，为黄白色。,健康动物尿液颜色因食物、饮水及运动情况等略有差异。疾病时尿色可呈下列变化：黄尿、红尿、乳白尿。 给动物内服或注射某些药物时，也可使尿液颜色改变。如内服呋喃妥因、维生素B2，尿液呈黄色；注射美蓝或台盼蓝后，尿液呈蓝色；服用芦荟后，尿液呈红黄色。这些都可通过病史而查明。,(2)比重：随尿量而异， 一般与其所含固体物的含量成正比。,(3)酸碱度：主要受食物性质的影响。肉食动物：呈酸性，因为肉食中蛋白质的含量高，在体内代谢可产生较多的硫酸根和磷酸根；草食动物：呈碱性，因植物性饲料中含柠檬酸、有机酸、醋酸等，钾盐在体内被转变成碳酸氢钾随尿排出；猪等杂食动物：常为酸性或碱性。,(4)渗透压：常呈高渗， 反刍动物大量饮水后排出低渗尿。,(5)尿 量 动物的尿量不仅与饲料、饮水、运动有关，而且与环境温度相关。动物的尿量一般较为恒定，24h内健康犬排尿量一般0.5-2L。,当尿量增高到一定程度时，便出现多尿。多尿可分为生理性多尿和病理性多尿。生理性多尿见于大量的饮水及使用利尿药物；病理性多尿常见于糖尿病、急性肾功能衰竭的多尿期及肾小管酸性中毒等。当尿量减少到一定程度时，出现少尿。尿量减少常见于急性肾小球肾炎，急性肾功能衰竭少尿期，心力衰竭、高热及各种原因引起的脱水等。,(6)气味,尿液的气味来自尿内的挥发性有机物和酸。各种动物的尿液，由于含有挥发性脂肪酸，故有其特殊的气味，尿液愈浓稠，气味愈强烈。病理情况下，尿液的气味可发生改变。如膀胱炎或尿液长期滞留时，尿液有氨臭味；当膀胱和尿道有溃疡、坏死或化脓性炎症时，尿液带腐败臭味。糖尿病酮症酸中毒时尿液可呈烂苹果样气味。呼吸也有烂苹果味样丙酮味。,临床尿液检查,1.眼观检查2.化学检查3.显微镜检查,141142,(一)肾小球滤过,(二)肾小管重吸收,(三)肾小管分泌,泌尿生理,三、尿的生成,(一)肾小球的滤过功能,泌尿生理,用微穿刺法实验证明，肾小球的滤过液就是血浆的超滤液（原尿）。,1.滤过膜及其通透性,2.有效滤过压,3.影响肾小球滤过作用的因素,水份,小分子溶质,1.滤过膜及其通透性,泌尿生理,A 毛细血管内皮细胞；,B 基膜：,C 肾小囊脏层足细胞的“足突”：“滤过裂隙膜”,滤过膜各层含有许多带负电荷的物质（糖蛋白），成为一种电学屏障。排斥带负电荷血浆蛋白，异常时导致蛋白尿。,窗孔，阻挡血细胞,水合凝胶构成的微纤维网，空隙最小，起主要的机械屏障作用。,“小通大阻”,“正通负阻”,物质通过肾小球滤过膜的能力决定于该物质的分子大小及其所带的电荷。,血浆白蛋白虽然其有效半径为3.6nm，由于其带负电荷，因此就难于通过滤过膜。,泌尿生理,有效半径小于1.8nm的物质可以被完全滤过，大于3.6nm的大分子物质，几乎完全不能滤过。,水分子,阳离子,葡萄糖,小分子阴离子,白蛋白,蛋白质,各种物质通透性不同,自由通过,不能通过,部分通过,小分子多肽等,2.有效滤过压,泌尿生理,有效滤过压= 毛细血管血压-（血浆胶体渗透压+囊内压）,2.有效滤过压（滤过动力）,肾小囊胶渗压0,提问：入球小A血压为45mmHg；胶渗压为25mmHg；囊内压为10mmHg有效滤过压为多少？,回答：有效滤过压45-（25+10） 10mmHg,恭喜你！答对了！,附：肾小球滤过功能的度量指标,1.滤过率（GFR） （1）概念：单位时间内两肾生成的超滤液量。 GFR两肾原尿量 ml/min 125ml/min 180L/d,2.滤过分数 (GFF),概念：肾小球滤过率与每分钟肾血浆流量的百分比。 每分钟肾血浆流量660 ml/min GFF GFR肾血浆流量100 125660 100 19,3.影响肾小球滤过的因素,泌尿生理,(1)滤过膜通透性（原尿的量和成分）,机械屏障或电学屏障受损蛋白尿,(2)有效滤过面积（尿量）,急性肾小球肾炎少尿或无尿,(3)有效滤过压:三种压力（尿量）,(4)肾血流量,影响滤过率的因素,1.有效滤过压2.滤过膜3.肾血流量,肾小球Cap.血压,血浆胶体渗透压,囊内压,有效滤过压, GFR 尿量,=,如：大失血交感N+、NE Cap.收缩 高Bp病晚期肾A入硬化而缩小,如：快速大量输液稀释胶渗压,如：结石、肿瘤,1.有效滤过压对滤过率的影响,2.滤过膜,（1）面积,（2）通透性,肾炎免疫反应蛋白分解酶释放滤过膜孔、裂增大血尿,肾炎带负电荷的糖蛋白减少或消失蛋白尿,肾炎毛细血管腔狭窄或阻塞滤过面积GFR尿量,3.肾小球血浆流量,沿着肾小球毛细血管全长水和溶质逐渐滤出胶体渗透压渐有效滤过压渐 到达出球小动脉端之前已经降低到零（此时称滤过平衡),（1）肾小球毛细血管滤过特征, 滤过只在入球小动脉以后的一段毛细血管进行； 滤过平衡的位置决定着毛细血管滤过的长度。, 肾血流量增加滤过平衡位置接近出球A端具有滤过作用的毛细血管段加长滤过率增大 反之则发生相反的变化,（2）肾血浆流量对滤过率的影响,原尿约99%的水被肾小管和集合管重吸收，只有约1%被排出体外。有用物质全部或部分重吸收。经过肾小管和集合管作用后的小管液称终尿，终尿与原尿成分有明显的差别，终尿量仅占原尿量的1%。,(二)肾小管和集合管的重吸收,泌尿生理,1. 重吸收方式,泌尿生理,顺着电化学梯度将小管液中的水和溶质转运到组织间液的过程。,小管液中的物质逆电化学梯度，转运到细胞外组织间液中的过程。,主动重吸收, 原发性主动重吸收： 转运过程中的能量来自ATP水解直接供能，如：近曲小管细胞基底外侧膜钠泵对Na+的主动转运过程。,小管上皮细胞内,基底膜,细胞间质,葡萄糖,小管上皮细胞内,Na+,管周膜泵,载体, 继发性主动重吸收：转运过程所需的能量来自另一种物质所造成的势能储备。如：管腔膜上Na葡萄糖偶联转运体对葡萄糖的逆向转运过程。,主动重吸收,2.各种物质的重吸收,泌尿生理,机制：,(1)葡萄糖：,葡萄糖重吸收过程,部位：,主动重吸收（Na+继发性主动同向转运，需载体蛋白完成）,近曲小管（几乎全部重吸收）,肾小管对葡萄糖的重吸收具浓度极限，超过极限时，葡萄糖就不能完全重吸收而出现糖尿，这一浓度限值，称肾糖阈。,肾糖阈（成人为血糖浓度180-220mg/100ml）,(2)氨基酸：,泌尿生理,部位：,机理：,近曲小管（全部重吸收）,同葡萄糖，为与Na+耦联的主动同向转运，但转运体可能不同；,进入小管液的少量蛋白质通过小管上皮细胞的内吞作用被重吸收。,各种氨基酸的重吸收存在相互竞争；,(3)Na+的重吸收：,泌尿生理,部位:除髓袢降支粗段外，肾小管各段和集合管均能重吸收钠。,近曲小管 65-70%髓绊升支20-30%其余在集合管、远曲小管,Na的重吸收除在髓袢降支细段是顺浓度差，以被动扩散方式进行，其它各段是依靠钠泵主动重吸收的。 Na重吸收时，伴有负离子（Cl-）、葡萄糖、氨基酸等被重吸收，还与肾小管分泌的H+、K+存在着逆向交换关系。 Na+主动吸收与其它溶质伴耦联转运关系，对于维持体内水、电解质和酸碱平衡等，都具有重要的作用，,机制：,泌尿生理,(4)Cl-的重吸收：,泌尿生理,部位：,近曲小管、髓袢,机制：,大部分伴随Na+被动重吸收；髓袢升支粗段为继发性主动重吸收。,Cl-,(5)K+的重吸收：,泌尿生理,部位: 大部分在近曲小管、髓绊,机制: 主动重吸收（机制不明）,肾小球滤过的钾离子，67%左右在近曲小管被重吸收入血，而尿中的钾离子是由远曲小管和集合管分泌的。,泌尿生理,(6)HCO3-：的重吸收：,部位：,近曲小管(80-85%),机制：,以CO2形式吸收与钠-氢交换耦联每分泌1个氢离子，重吸收一个碳酸根离子和一个钠离子,(7)H2O的重吸收：,泌尿生理,部位:,近曲小管（70%）；髓袢、远曲小管、集合管（各10%左右）。,机制:,3.影响重吸收的因素,(1)小管液中溶质的浓度:溶质浓度增加-渗透压增加-阻碍水的重吸收-使尿量增多，称为渗透性利尿。 (2)肾小管上皮细胞的机能状态:肾小管上皮细胞具有选择性重吸收作用。损伤肾小管造成某些溶质的重吸收障碍。 (3)激素的作用:ADH、醛固酮。,（三） 肾小管和集合管的分泌与排泄,泌尿生理,肾小管上皮细胞通过新陈代谢将所产生的物质分泌到小管液。,上皮细胞将血液中某些物质排入小管液。,分泌：,排泄：,1.H+的分泌：,近曲小管：,泌尿生理,远曲小管：,分泌1个氢离子，重吸收一个碳酸根离子和一个钠离子,Na+-H+交换,2.NH3的分泌和排NH4+：,部位：,泌尿生理,3.K+的分泌：,钠离子的重吸收在小管两侧形成电位差，促使钾离子从组织间液被动扩散进入小管液。,泌尿生理,部位: 远曲小管、集合管,机制: Na+K+ 交换,低渗,等渗,总 结 图,近球小管： 全部吸收：葡萄糖、氨基酸、维生素和微量蛋白质；部分吸收： Na+、K+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、硫酸盐、 磷酸盐、尿酸。髓袢： Na、Cl、水。远曲小管： Na、HCO3和水。集合管： 部分水、Na和尿素。,总 结,泌尿生理,机体缺水时，原尿中的水被各段肾小管大量重吸收，终尿渗透压将高于血浆，此即高渗尿。浓缩,当机体水分增多时，肾小管液中水较少被重吸收，机体将排出渗透压低于血浆的尿，即低渗尿。稀释,低渗尿：,高渗尿：,尿的稀释和浓缩,四、尿生成的调节,泌尿生理,A.肾内自身调节,B.神经体液调节,泌尿生理,2.神经体液调节,1.自身调节,保证有足够的血流量以完成泌尿功能；还要和全身血液循环相协调。肾小球滤过的调节实际上是肾血流量的调节。,A.肾内自身调节（一）肾血流量的调节,肾血流量在一定的血压变动范围内能保持不变的现象，称为自身调节。,RPF：肾血浆流量 GFR：肾小球滤过率,泌尿生理,肌源学说,管-球反馈,1.自身调节,平滑肌舒张和收缩均有一定的极限。,泌尿生理,肾灌注压增高,入球小动脉平滑肌紧张性加强,血管口径缩小,血流的阻力增大,保持肾血流量稳定,管-球反馈,泌尿生理,(1)肾主要受交感神经支配：,交感神经肾上腺髓质去甲肾上腺素、肾上腺素入球、出球小动脉缩血管反射。,(2)肾素-血液紧张素-醛固酮系统,“紧张性活动”,2.神经体液调节,3.生理意义：,在通常情况下，在一般的血压变化范围内(80-180mmHg)，肾主要依靠自身调节来保持血流量的相对稳定，以维持正常的泌尿功能。 在紧急情况下，全身血液将重新分配，通过交感神经及肾上腺素的作用来减少肾血流量，使血液分配到脑、心脏等重要器官，这对维持脑和心脏的血液供应有重要意义。,泌尿生理,(三)球-管平衡,泌尿生理,(二)小管液中溶质的浓度,“渗透性利尿”,糖尿病人多尿肾小管不能将葡萄糖完全重吸收入血，小管液中葡萄糖含量增加，小管液渗透压增高。,定比重吸收：肾小球血流量（GFR）增大，近端小管对溶质和水的重吸收率也相应提高，重吸收率=65-70%GFR,B.神经体液调节,泌尿生理,（一）肾交感神经的作用,（二）抗利尿激素,（三）肾素-血管紧张素-醛固酮系统,（四）甲状旁腺激素、降钙素,3、增加近端小管和髓袢重吸收Na+、Cl - 、水。,泌尿生理,1、直接支配或刺激肾上腺髓质释放E 、 NE，作用于入球、出球小动脉，肾血流量下降。,2、刺激球旁细胞释放肾素，增加肾小管重吸收NaCl、水。,（一）肾交感神经的作用：,泌尿生理,作用：,（二）抗利尿激素（antidiuretic hormone ，ADH）,合成：下丘脑视上核、室旁核神经元,释放：垂体后叶（神经垂体）,增加髓袢升支粗段