高中物理 泌尿(5年制)

第八章尿的生成和排出,第一节肾的功能解剖和肾血流量,第二节肾小球的滤过功能,第三节肾小管与集合管的转运功能,第四节尿液的浓缩和稀释,第五节尿生成的调节,第六节清除率,第七节尿的排放,第一节肾的功能解剖和肾血流量一、肾的功能解剖,(二)球旁器由球旁细胞、球外系膜细胞和致密斑组成,(三）滤过膜的构成,水分子,阳离子,葡萄糖,小分子阴离子,白蛋白,蛋白质,（四）肾脏的神经支配和血管分布肾脏仅接受交感神经支配,肾血液供应示意图,二、肾血流量的特点及其调节,（一）肾血流量的自身调节血压在80-180mmHg,1.肌源学说,2.管-球反馈,滤过指血液流经肾小球毛细血管时,除蛋白质分子外血浆中其他成分通过滤过膜进入肾小囊腔形成原尿的过程。,第二节肾小球的滤过功能,肾小囊微穿刺抽取液体分析发现,除蛋白质外，所含的成分及其浓度与血浆基本一致,而且渗透压和pH值也与血浆近似。,原尿=血浆的超滤液,肾小球滤过功能的衡量指标肾小球滤过率（GFR）：单位时间内（每分钟）两肾生成的超滤液量。肾小球滤过率为125ml/min滤过分数(glomerularfiltrationfraction，GFF)指GFR与每分钟肾血浆流量的百分比GFFGFR肾血浆流量10012566010019肾小球滤过率：决定于滤过系数和有效滤过压。滤过系数：决定于滤过膜的面积及其通透性。,一、有效滤过压：动力*=毛细血管血压-囊内压-血浆胶体渗透压,肾小球毛细血管血压血浆胶压肾小囊内压有效滤过压入球端45251010出球端45逐渐加大10逐渐下降,微穿刺法测的大鼠肾小球有关压力值(mmHg),二、影响肾小球滤过的因素,重吸收肾小管液中物质血液。分泌肾小管上皮细胞自身产生的物质或血液中的物质,经肾小管上皮细胞,转运,经肾小管上皮细胞,转运,小管液,第三节肾小管和集合管的转运功能,肾小管各段的重吸收和分泌示意图,一、肾小管和集合管的重吸收方式,肾小管和集合管的物质转运途径,二、物质的重吸收与分泌（一）Na+、CI-和水的重吸收1.近端小管重吸收70%Na+、CI-、K+和水，85%的HCO3，葡萄糖、氨基酸全部被重吸收；泌H+。重吸收的动力：Na+泵Na+的重吸收前半段：主动过程管腔膜：同向转运、逆向转运管周膜：Na+-K+泵后半段：被动过程,小管液,组织液,X,Na+,H+,K+,X,1.近端小管前半段：Na+的重吸收,Na+,Na+,肾小管周围毛细血管,细胞,细胞,细胞,主动转运Na+-物质X同向转运体Na+-H+异向交换体,ATP,小管液,组织液,Cl-,H+,K+,1.近端小管后半段：Na+的重吸收细胞旁途径,HCO3-,K+,Na+,Na+,Na+,Cl-,细胞,细胞,细胞,ATP,肾小管周围毛细血管,Na+K+Cl-,水,2.髓袢,髓袢降支细段对尿素、Na+不通透；对水高度通透：水经水通道以渗透方式重吸收渗透压渐,髓袢升支细段对水不通透；对尿素中等通透；对Na+高度通透：顺浓度差被动重吸收渗透压渐,Na+,尿素,NaCl约20，H2O约15,Na+K+Cl-,Na+,尿素,髓袢升支粗段对水、尿素不通透；对Na+通透性低；但能以Na+2Cl-K+同向转转运。,细胞内,Cl-,K+,Na+,3.远端小管和集合管约12%NaCl，不等量的H2O。调节：Na+、K+醛固酮调节。H2O抗利尿激素（ADH）。,Cl-,Na+,K+,小管液,远曲小管初段H20不被重吸收NaCl主动转运：Na+-Cl-同向转运,Cl-,H2O,Na+,组织液,ATP,远曲小管后段、集合管主细胞,Cl-,K+,K+,小管液,Na+,Na+,组织液,主动转运Na+-K+交换,ATP,远曲小管后段、集合管主细胞：存在Na+-K+交换，Na+-H+交换，二者竞争性抑制关系。,Cl-,K+,K+,小管液,Na+,Na+,H+,组织液,ATP,水的重吸收,水通道,水通道,远曲小管初段对水仍不通透远曲小管后段和集合管管腔膜有ADH调控的水通道调节水的重吸收。,（二）HCO3-的重吸收与H+的分泌HCO3-的重吸收吸收量：99%近端小管：80%吸收方式：CO2方式,1.近端小管重吸收HCO3-的机制,小管液,HCO3-,H2CO3,H2O+CO2,CO2+H2O,H2CO3,CA,组织液,细胞,H+,HCO3-,HCO3-,Na+,H+,Na+,H+分泌:主要在近端小管（Na+-H+交换）,Na+,小管液,HCO3-,H2CO3,H2O+CO2,CO2+H2O,H2CO3,CA,组织液,细胞,H+,HCO3-,Na+,HCO3-,H+,H+分泌:远端小管、集合管（Na+-H+交换，H+-ATP酶，H+-K+ATP酶）,Na+,H+,小管液,闰细胞,K+,+HCO3-H2CO3,H2O+CO2,+NH3NH4+,+HPO42-H2PO4-,H+,H+,H+,H+,H+,ATP,ATP,（三）NH3的分泌在近端小管（主要）、髓袢升支粗段、远端小管，以扩散与逆向交换方式。,Na+,NH4+,+H+,NH4+,HCO3-,Na+,NH4+H+,小管液,HCO3-,NH3,NH3,NH3,细胞,NH3的分泌：集合管（扩散）,NH3+H+,NH4+,HCO3-,Na+,NH4+H+,小管液,HCO3-,NH3,NH3,细胞,（四）K+的重吸收和分泌吸收量：94%近端小管：65-70%髓袢：25-30%远端小管和集合管：可调控吸收方式：近端小管主动转运,髓袢升支粗段:K+被动转运；Na+-2Cl-K+同向转运。,Na+，K+,2Cl-,Na+,上皮细胞,1Na+,1K+,2Cl-,K+,小管液,组织间液,K+,ATP,远曲小管和集合管闰细胞：在细胞外液K+极低时发生H+-K+ATP酶,H+,K+,组织液,小管液,ATP,K+的分泌肾是K+排出的主要场所主要由远端小管和集合管分泌主要受醛固酮调节,K+的分泌主要在远曲小管、集合管；Na+-K+交换,细胞外液K+浓度升高醛固酮分泌增加小管液流速增高H+浓度降低,Na+,K+,Na+,主细胞,小管液,组织液,ATP,（五）Ca2+的重吸收与排泄成年人饮食钙摄入量：600-800mg/d钙的排泄途径消化道:摄入量的80%，尿液:排出约100mg/d,Ca2+的重吸收近端小管：（70%）跨细胞途径：主动转运(20%)细胞旁路：被动转运(80%)溶剂拖曳,Ca2+,Ca2+,ATP,Ca2+,Na+,Ca2+,组织液,小管液,Ca2+的重吸收髓袢（升支粗段）：20%主动转运、被动转运远端小管、集合管：9%主动转运,（六）葡萄糖（Glucose，Glc）的重吸收部位：仅限于近端小管机制：继发性主动转运,肾小管Glc吸收机制-,葡萄糖转运体2,小管液,血液,Glc,Na+,H+,K+,Glc,Na+,Na+,易化扩散Na+-Glc同向转运体,ATP,肾糖阈（renalthresholdforglucose）:尿中刚出现Glc对应的血糖浓度。,第四节尿液的浓缩和稀释尿渗压血渗压高渗尿尿浓缩尿渗压血渗压低渗尿尿稀释尿渗压血渗压等渗尿肾功,尿量：1-2L/日多尿：2.5L/日少尿：400ml/日无尿：100ml/日,尿液在逆流系统,髓质高渗梯度,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),ADH,ADH,一、尿液的稀释,原因：小管液中的溶质被重吸收而水不易被重吸收部位：主要在髓袢升支粗段，此外，远曲小管和集合管由于ADH而对水通透性的下降也有助于稀释。,原因：小管液中水被重吸收而溶质留在小管液中。动力：肾髓质渗透梯度的建立髓袢是形成肾髓质渗透梯度的重要结构。,二、尿液的浓缩,对NaCl主动转运对尿素不通透对水不通透,肾外髓高渗梯度主要由升支粗段对NaCI的重吸收所形成。,肾髓质高渗梯度形成机制,（1）髓袢升支粗段,（2）髓袢降支细段对NaCl不易通透对尿素不易通透对水高度通透,水被重吸收管内浓度倍增,（3）髓袢升支细段：对NaCl高度通透对尿素中等通透对水不通透,肾内髓高渗梯度与尿素的再循环和NaCI重吸收有关,NaCl向管外扩散尿素向管内扩散管内浓度倍减(但仍为高渗梯度)(管外为高渗梯度)(管内钠盐渐)(管内尿素渐),4.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),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,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。,水出钠进,水进钠出,三、直小血管在维持肾髓质高渗中的作用逆流交换,降支升支,同水平组织间液的渗透压直小血管直小血管,尿素和NaCl尿素和NaCl入直小血管出直小血管水出直小血管水入直小血管,当升支离开外髓时带走的溶质水维持髓质高渗梯度,第五节尿生成的调节,一、肾内自身调节(一)小管液中溶质的浓度渗透性利尿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)尿量渗透性利尿剂-甘露醇、山梨醇糖尿病的多尿,(二)球-管平衡近曲小管对溶质、水的重吸收量与肾小球滤过量之间保持一定的平衡关系的现象。实验证明，无论GFRor近曲小管对溶质和水的重吸收量是定比重吸收。重吸收量/滤过量65%70%,在肾血流量不变的前提下,当GFR时,管周毛细血管压,小管旁组织间液的静水压Na+、H2O回漏,Na+、H2O重吸收,重吸收率/滤过率6570（球-管平衡）,胶体渗透压,小管旁组织间液入毛细血管量,二、神经和体液调节(一)肾交感神经的作用肾交感N兴奋释放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,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,内髓集合管尿素通透性袢升粗段主动重吸收NaCl,内髓高渗梯度,尿浓缩,尿量,(二)抗利尿激素（antidiuretichormone,ADH）,ADH增加肾集合管对水重吸收,其他调节ADH的因素：促进分泌:疼痛、应激性刺激、恶心、呕吐、ANG。抑制因素：ANP、乙醇等,ADH释放调节的示意图,一次大量饮清水后尿量增加。,水利尿：,一次大量饮清水与饮生理盐水尿量为何不同？,大量饮清水后血液稀释血浆晶体渗透压和血容量对下丘脑渗透压感受器的刺激ADH释放明显肾小管对水的重吸收尿量；同时因血容量GFR尿量。,饮等量的生理盐水后，因仅改变血容量，对ADH释放抑制程度轻，故尿量不会出现饮清水后的水利尿现象。,三、肾素-血管紧张素-醛固酮系统(renin-angiotensin-aldosteronesystem,R-A-A-S）,循环血量等适宜刺激,(四)心房钠尿肽（ANP）,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,第六节清除率,一、清除率的定义和计算方法清除率（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),二、测定清除率的意义（一）测定肾小球滤过率1.菊粉清除率,菊粉：即能自由滤过，又不被重吸收与分泌，菊粉的血浆清除率=肾小球滤过率(GFR),UV=FP，F=UV/P=C,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,（二）测定肾血流量,对氨基马尿酸(PAH):能自由滤过又能被分泌(90%流过肾一周)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%PAH的血浆清除率=有效肾血浆流量,（三）推测肾小管的功能C小于125ml/min，重吸收大于分泌C大于125ml/min，重吸收小于分泌,葡萄糖：能自由滤过又能全部重吸收葡萄糖的血浆清除率=0时的最大血糖浓度为肾糖阈,膀胱逼尿肌和内括约肌受交感和副交感神经支配；膀胱外括约肌受阴部神经支配；三种神经中均含有传入纤维。,一、膀胱与尿道的神经支配,第七节尿的排放,排尿活动是一种反射过程；感受器为膀胱内壁压力感受器；初级中枢是骶髓；高位中枢包括脑干和大脑皮层；排尿反射是一种正反馈过程。尿频（尿路刺激）无张力膀胱（传入神经受损）尿