肾脏的排泄功能.ppt

第八章肾脏的排泄功能,概述,排泄（excretion）定义途径呼吸器官/气体；消化道/粪便；皮肤/汗液；肾脏/尿（urine）最重要的排泄器官,肾脏的基本功能生成尿液维持内环境稳态调节水、渗透压、电解质和酸碱平衡内分泌功能分泌促红细胞生成素、肾素、羟化的VitD3等尿生成的三个阶段肾小球的滤过肾小管和集合管的重吸收肾小管和集合管的分泌。,关于尿液：,尿量：正常：1000ml2000ml/24h，平均1500ml多尿（polyuria）：2500ml/24h长期，持续少尿（oliguria）：100500ml/24h无尿（anuria）：100ml/24h渗透压：501200mOsm/血浆300mOsm尿的浓缩：高渗尿（高于血浆渗透压）尿的稀释：低渗尿（低于血浆渗透压）pH值：5.07.0之间/血浆7.357.45,一、肾脏的功能结构特点（一）肾单位(nephron)和集合管(collectingduct)（图）（二）皮质肾单位与近髓肾单位（图）（表格）（corticalnephron）（juxtamedullarynephron）（三）球旁器（juxtaglomerularapparatus）（图示）（四）肾脏的神经支配及作用交感神经系统末梢释放NE调节肾血流量、肾小球滤过率、肾小管的重吸收以及肾素的分泌迄今尚未发现有副交感神经支配,第一节肾脏的结构和血液循环特点,二、肾脏血流特点及其调节,（一）肾脏血液供应的特点血液供应丰富，但分布不均匀1200ml/min，相当于心输出量的1/51/4“贮血库”（图）94%分布在肾皮质两套毛细血管网肾小球毛细血管网内血压较高/肾小球有效滤过压高，有利于滤过；肾小管周围毛细血管网内血压较低而胶体渗透压较高，有利于重吸收。,（二）肾血流量的调节,自身调节（图）现象：当动脉血压在一定范围内（10.724.0kPa/80180mmHg）变动时，肾血流量保持相对稳定。机制：肌源学说/血管平滑肌的紧张性受牵张刺激而改变重要意义：通常情况下，维持正常的泌尿机能神经和体液调节交感神经缩血管体液因素(儿茶酚胺、血管升压素、血管紧张素II等)缩血管局部体液调节：内皮细胞释放内皮素缩血管效应；NO和前列腺素的舒血管效应。生理意义：紧急情况下，全身血液重新分配。,第二节肾小球的滤过功能,原尿即血浆的超滤液除血细胞和血浆中大分子蛋白质外，其他物质均可滤过进入肾小囊内。（表）肾小球滤过率(glomerularfiltrationrate，GFR)定义：单位时间内（每分钟）两肾生成的超滤液量。正常值：正常成人，1.73m2体表面积，125ml/min180L/24h（体重的3倍，血浆的60倍）滤过分数(filtrationfraction，FF)定义：肾小球滤过率和肾血浆流量（renalplasmaflow，RPF）的比值。正常值：19%,一、肾小球滤过作用的动力有效滤过压(effectivefiltrationpressure，PUF),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)微穿刺法测得：入球端：6.0-(2.67+1.33)=2.0kPa出球端：6.0-(4.67+1.33)=0kPa由于血浆胶体渗透压的递增，有效滤过压递降。（图）滤过平衡（filtrationequilibrium）,二、滤过膜及其通透性,实验依据（图）滤过膜的结构（图示）滤过膜的面积正常成人，两侧肾脏共约1.5m2以上滤过膜的通透性机械屏障阻止大分子物质滤出（更重要）静电屏障阻止带负电荷的较大分子物质滤出,三、影响肾小球滤过的因素,滤过膜的通透性和面积有效滤过压肾小球毛细血管血压动脉血压10.7kPa24.0kPa范围内时，通过自身调节维持稳定；10.7kPa时，毛细血管血压将相应下降，尿量减少；下降到5.36.7kPa以下时，GFR=0，无尿。囊内压正常时，变动较少。病理时囊内压升高，尿量减少。血浆胶体渗透压正常情况下，胶体渗透压变动较少。若全身血浆蛋白的浓度明显降低时，尿量增加。临床上静脉快速注入大量生理盐水时，尿量增多的原因之一。,三、影响肾小球滤过的因素,肾血浆流量肾血浆流量改变主要通过影响滤过平衡的位置而影响肾小球滤过率。肾血浆流量血浆胶体渗透压的上升速度滤过平衡靠近出球小动脉端具有滤过作用的毛细血管长GFR病理条件下，交感神经兴奋，肾血浆流量将显著减少，GFR减少。,第三节肾小管与集合管的重吸收功能,一、肾小管与集合管的重吸收特点和方式水和溶质通过肾小管上皮细胞转运进入管周毛细血管的过程。超滤液（原尿）小管液终尿重吸收的特点人两肾GFR180升/天终尿1.5升/天（量、质变化）图示重吸收的选择性葡萄糖、氨基酸全部重吸收水、电解质大部分重吸收尿素小部分重吸收肌酐完全不重吸收不同肾小管段的重吸收能力不同（图）近曲小管重吸收能力最强刷状缘（brushborder）有限性,重吸收的方式,被动重吸收顺电化学梯度被动扩散扩散多少取决于电化学梯度、肾小管细胞膜对该物质的通透性。水、尿素、HCO3-、Cl-（髓袢升支粗段除外）等主动重吸收逆电化学梯度，消耗能量葡萄糖、氨基酸、Na+等根据能量来源的不同，分原发性、继发性主动转运物质的重吸收大都直接或间接与Na+的转运相关联，故Na+的重吸收起极其关键的作用（图示）重吸收是以细胞内液为中介的两次跨膜转运。小管液细胞内组织间液,管腔膜,管周膜,二、各段肾小管和集合管的重吸收功能,（一）近曲小管的重吸收功能超滤液中约65%70%的Na+、Cl-、K+和水被重吸收；85%HCO3-重吸收；葡萄糖和氨基酸全部重吸收。多种物质在近曲小管的重吸收均与上皮细胞基侧膜上的钠泵活动有关。1.Na+、Cl-和水的重吸收前段：Na+的重吸收主要与葡萄糖、氨基酸等耦联同向转运，与HCO3-一起重吸收，以及与H+的分泌相关后段：Na+（顺电位差）和Cl-（顺浓度差）主要通过细胞旁路而被动重吸收。水：随NaCl等溶质重吸收而被动重吸收，等渗性。,机制,前段：泵-漏模式图（pump-leakmodel）重吸收量=钠泵主动吸收量回漏量后段：Cl-顺浓度梯度经细胞旁路（即紧密连接进入细胞间隙）被动重吸收管壁两侧电位差Na+顺电位梯度被动重吸收水：近曲小管管壁对其通透性高渗透压差驱动不受神经体液影响，等渗性,2.HCO3-的重吸收,与管腔膜上Na+-H+交换有密切关系，对维持酸碱平衡有重要意义。以CO2形式重吸收,3.K+的重吸收,超滤液中的K+绝大部分在近端小管主动重吸收回血，而终尿中的K+主要由远曲小管和集合管分泌。K+：小管液细胞内血液4.葡萄糖的重吸收全部被重吸收，部位仅限于近曲小管机制：与Na+继发性主动、同向协同转运。图示肾糖阈（renalglucosethreshold）概念：尿中不出现葡萄糖的最高血糖浓度。正常值：160180mg/100ml血液意义：反映肾小管对葡萄糖的最大重吸收能力。重吸收极限量,逆浓度差和电位差,顺浓度差,（二）髓袢的重吸收功能,髓袢升支粗段的NaCl主动重吸收在尿液稀释和浓缩机制中具有重要意义。转运机制（图示）形成Na+-2Cl-K+同向转运体复合物，继发性主动重吸收。Cl-、K+的反向转运造成管腔内呈正电位，促使Na+等正离子顺电位差从细胞旁路进入组织间液。被动Na+-2Cl-K+同向转运体对速尿、利尿酸等利尿剂敏感，速尿等可使同向转运功能被抑制，干扰尿浓缩，导致利尿。髓袢升支对水不通透,（三）远曲小管和集合管的重吸收功能,约占12%NaCl继续重吸收；同时多伴有K+、H+的分泌。Na+和水的重吸收功能受体液因素调节（抗利尿激素与醛固酮），是体内水盐（尿量）和酸碱平衡进行调节的重要部位，对终尿的质和量起决定性作用。Na+逆电化学梯度主动重吸收，具体机制可能与近曲小管有所不同。,第四节肾小管和集合管的分泌与排泄功能,一、H+的分泌近端小管、远端小管和集合管都能分泌，80%在近曲小管机制：逆电化学梯度主动转运H+-Na+交换（图）管腔膜H+泵主动转运意义：排酸保碱/分泌一分子H+可重吸收一分子NaHCO3，维持体内酸碱平衡远曲小管和集合管处，H+-Na+交换、K+-Na+交换具竞争性抑制作用。,远端小管和集合管重吸收NaCl、分泌H+和K+的示意图,A：远曲小管初段B：远曲小管后段和集合管,二、NH3的分泌,远曲小管和集合管不断生成脂溶性，自由扩散入小管液与H+结合形成酸性铵盐，即促进排H+，又促进重吸收NaHCO3故，NH3的分泌与H+的分泌密切相关，共同维持酸碱平衡。三、K+的分泌远曲小管和集合管分泌被动分泌过程，K+-Na+交换有Na+的主动重吸收时，才会有K+的分泌（Na+主动重吸收，造成管腔内负电位，管壁外正；K+顺电位差从上皮细胞和组织间液被动扩散进入小管液）,肾小管重吸收和分泌示意图,兔肾小管不同部分的通透性,第六节尿生成的调节,一、肾内自身调节小管液中浓质的浓度溶质渗透压对抗水分的重吸收渗透性利尿（osmoticdiuresis）定义、原理和临床意义球-管平衡（glomerulartubularbalance）现象：近端小管的重吸收率始终占肾小球滤过率的65%70%（定比重吸收）生理意义原理：近端小管对Na+的定比重吸收,肾小管上皮细胞的功能管-球反馈（tubuloglomerularfeedback）小管液流量变化影响肾血流量和肾小球滤过率的现象致密斑传感器（sensor）二、神经和体液性调节（一）肾交感神经的作用使入球小A、出球A，特别是入球小A收缩明显增加近端小管和髓袢上皮细胞对Na+、Cl-和水的重吸收促进肾素释放，增强肾小管对NaCl和水的重吸收,（二）体液性调节,1.血管升压素（argininevasopressin，AVP）即：抗利尿激素（antidiuretichormone，ADH）来源：大部分由下丘脑视上核的神经细胞合成，小部分由室旁核的神经细胞合成生理作用：提高远曲小管和集合管上皮细胞对水的通透性，促进水的重吸收，故又称抗利尿激素。作用机制,血管升压素的作用机制示意图,血管升压素合成和释放的调节,血浆晶体渗透压的改变生理条件下调节AVP合成、释放的最重要因素下丘脑视上核附近有渗透压感受器，十分敏感水利尿循环血量的改变血量增多心房和胸腔大静脉处的容量感受器兴奋沿迷走N传入中枢ADH尿量血量恢复正常严重失血ADH促进水的重吸收尿量血管平滑肌收缩升压其他因素动脉血压ADH疼痛，紧张ADH弱冷刺激ADH下丘脑病变尿崩症,2.醛固酮（aldosterone）,来源：肾上腺皮质球状带分泌生理作用：促进远曲小管和集合管对Na+的主动重吸收和K+的排泄。（保Na+，排K+，潴水）分泌的调节：肾素-血管紧张素-醛固酮系统球旁器（renin-angiotensin-aldosteronesystem）图示血K+、血Na+的浓度直接刺激肾上腺皮质球状带血K+浓度改变对醛固酮的调节更为灵敏,肾素-血管紧张素-醛固酮系统的主要作用与功能联系,第八节排尿活动,一、膀胱与尿道的神经支配（图示）二、排尿（micturition）反射膀胱充盈与压力关系（图示）两个中枢正反馈临床意义（小儿遗尿、尿频、尿潴留和尿失禁）,排尿反射,膀胱内尿量增加,膀胱壁牵张感受器兴奋,盆神经,脊髓骶段（初级中枢）,脑干、大脑皮层（高级中枢）,允许或抑制,盆N+,逼尿肌收缩,内括约肌松弛,外括约肌舒张,阴部N,排尿,尿液刺激尿道感受器,正反馈,（尿意）,肾单位示意图,肾小体,肾小球,肾小囊,肾小管,近曲小管,髓袢降支粗段,髓袢降支细段,髓袢升支细段,髓袢升支粗段,远曲小管,集合管,两类肾单位和肾血管的示意图,处于肾皮质不同部位的肾单位和肾血管的结构显著不同,皮质肾单位和近髓肾单位比较,肾小球和球旁器结构示意图,球旁器,球旁细胞,致密斑,间质细胞,肾素,交感神经,肾脏血管,肾血流量和肾小球滤过率的自身调节,RPF：肾血浆流量GFR：肾小球滤过率,肾小球有效滤过压的变化示意图,关于滤过膜的实验,通透性与物质的分子量大小有关4.0nm，自由滤过；8.4nm，不能滤过；滤过量与成反比通透性还与物质的带电性质有关7.2nm右旋糖酐，带负电的难以通过；带正电的可通过。,物质的有效半径和肾小球滤过能力的关系,滤过膜示意图,血管内皮细胞“窗孔”50100nm基膜“网孔”48nm主要屏障肾小囊上皮