肾的排泄功能.ppt

1,第二节肾小球的滤过功能,第一节概述,第六节血浆清除率,第四节尿的浓缩和稀释,第五节尿生成的调节,第八章肾的排泄功能,第三节肾小管与集合管的重吸收和分泌功能,第七节尿的排放,2,基本要求,掌握：肾小球滤过以及影响肾小球滤过的因素。肾小管与集合管重吸收功能。肾泌尿功能的调节：抗利尿激素、醛固酮的生理作用及其分泌的调节。熟悉：肾的功能、结构特点、肾血液供应特点、肾血流调节。分泌与排泄机能。逆流倍增与逆流交换。了解：髓质渗透梯度形成的机制。浓缩尿与稀释尿的形成。膀胱与尿道的神经支配、排尿反射。,3,人体的排泄器官及其排泄物排泄：由排泄器官将体内一些物质经血液循环排出体外的过程。排泄器官排泄物肾脏水、尿素、肌酐、盐类、药物、毒物、色素等肺脏co2、水、挥发性药物等皮肤及汗腺水、盐类、少量尿素等消化道钙、镁、铁、磷等无机盐,胆色素,毒物等唾液腺重金属、狂犬病毒等,4,第一节概述,一、肾脏功能:(一)泌尿:排除代谢产物、过剩物质及体内的异物;调节细胞外液量和血液的渗透压;调节水、电解质和酸碱平衡。(二)内分泌:肾素;促红细胞生成素;前列腺素等。,5,三、肾的结构特征,(一)肾单位,肾小体,肾小球,肾小囊,肾小管,近端小管,髓袢细段,远端小管,袢升细段,袢升粗段,远曲小管,袢降粗段,近曲小管,袢降细段,6,(二)两种肾单位比较,皮质肾单位,近髓肾单位,数量,多(80-90%),A口径,少(10-15%),体积,较大,较小,A入A出21,A入A出,A出后的毛细血管,袢长度,分布于皮质部的肾小管周围,还形成U形的直小血管,肾素含量,短,长,多,少,7,(三)球旁器,1.近球细胞：入球A膜内的肌细胞呈上皮样变，内含分泌颗粒=肾素；对牵张刺激敏感感受器；肾交感N支配。,2.致密斑：,入球A与远曲小管联接处，细胞呈立柱样变、斑状突起；对远曲小管中的Na+、Cl-敏感，并将信息经间质细胞传递至近球细胞，调节肾素的释放。,8,（四）肾的血液循环1.肾的血液循环特征血液分布不匀：皮质外髓内髓=1.000.250.06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。流量大，一定范围内相对稳定：流量心输出量1/41/5；在80-180mmHg范围内，通过自身调节保持稳定。,自身调节机制：,肌源学说,管-球反馈,9,2.肾血流量的调节方式,自身调节：肌源学说：当A压A管壁平滑肌紧张性而收缩血流阻力肾血流量保持稳定；,管-球反馈：N-体液调节：,应急时交感N兴奋肾血管收缩肾血流量；应急时NA、Adr、VP、A分泌肾血管收缩肾血流量。,当肾血流量和肾小球滤过率致密斑感受到远曲小管液Na+Cl-致密斑将此信息反馈至肾小球肾血流量和肾小球滤过率恢复。,10,尿生成过程：1.肾小球的滤过2.肾小管和集合管的重吸收3.肾小管和集合管的分泌,第二节肾小球的滤过功能,一、概述,11,滤过：指血液流过肾小球时,血浆中水分和小分子物质通过滤过膜进入肾小囊形成原尿的过程。,二、肾小球的滤过功能,滤过三要素:屏障、动力、阻力,12,滤过的实验证据: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,血浆、原尿和终尿主要成分比较(g/L)成分血浆原尿终尿浓缩倍数水9009809601.1蛋白质80微量0-葡萄糖110-Na+3.33.33.51.1Cl-3.73.76.01.6K+0.20.21.57.5尿酸0.020.020.525.0尿素0.30.320.067.0肌酐0.010.011.5150.0氨0.0010.0010.4400.0,13,(一)滤过屏障滤过膜,蛋白质,1.组成,机械屏障：由滤过膜的三层组织各种孔、裂构成。,静电屏障：由各层含有带负电荷的糖蛋白构成。,14,机械屏障决定了溶质分子的半径不同，通透性不同：,2.滤过屏障的通透性特征：,如:Hb的分子量为64000本可通过，但在血浆中与球蛋白结合成复合物,2.0nm能自由通过半径2.04.2nm能部分通过4.2nm完全不能通过(白蛋白)分子量69000单体可通过,时则不能通过，正常无Hb尿；但当大量溶血时，游离的HbHb尿。,15,带正电荷的溶质最易通过；中性溶质次之；负电荷溶质不能通过。,静电屏障决定了溶质分子所带电荷的不同，通透性不同：,肾炎时带负电荷的糖蛋白减少或消失，出现蛋白尿。,16,入球端有效滤过压=45(20+10)=15mmHg)0有滤液生成,出球端有效滤过压=45(35+10)=0mmHg)0无滤液生成,(二)滤过的动力,有效滤过压=毛细血管压-（血浆胶体渗透压+囊内压）,特点：正常时，毛细血管压和囊内压基本不变，胶体渗透压易变（胶体物质滤不出）。,特点：正常时，出球段除血浆流量快时外，一般无滤出，故为滤过的贮备段。,17,(三)肾小球滤过功能的度量指标,1.滤过率（glomerularfiltrationrate,GFR)概念：单位时间内两肾生成的超滤液量。GFR两肾原尿量ml/min/1.73m2125ml/min/1.73m2=180L/d/1.73m2测定方法：用测定菊糖的血浆清除率代表GFR。(见本章第六节),2.滤过分数(glomerularfiltrationfractionGFF)概念：GFR与每分钟肾血浆流量的百分比。GFFGFR/肾血浆流量100125/66010019,18,(四)影响滤过的因素,1.滤过膜,面积,通透性,机械屏障作用血尿（如：肾炎时因免疫反应蛋白分解酶的释放导致滤过膜孔、裂增大）,静电屏障作用蛋白尿（如：肾炎时带负电荷的糖蛋白减少或消失）,正常时肾小球都活动滤过面积=1.5m2急性肾炎毛细血管腔狭窄或阻塞滤过面积GFR尿量,2.有效滤过压,构成决定滤过的因素，也是影响滤过的因素，构成因素中的任一因素发生变化,均会影响GFR。,19,2.有效滤过压,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+、NECap.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,20,3.肾小球血浆流量,由图可见：三条曲线分别代表不同肾小球血浆流量(RPF)时血浆胶体渗透压(COP)上升的斜率。曲线A:RPFCOP速快曲线C:RPFCOP速慢曲线B:正常RPF时COP速,由图可见：沿着毛细血管全长，随着水和溶质的滤出，胶体渗透压渐有效滤过压渐(=0时称滤过平衡)滤过平衡的位置决定着毛细血管滤过的长度。,结论：RPF快COP速慢滤过平衡位置近出球A端GFR；反之则GFR。,21,小结：影响滤过的因素,22,第三节肾小管与集合管的转运功能,概述,分泌:上皮细胞将自身代谢产物排入管腔。,重吸收:上皮细胞将原尿中某些成分摄回血液。,23,一、物质转运方式,1.方式被动：单纯扩散、易化扩散主动：原发性和继发性主动(泵、转运体),2.途径跨细胞转运:小管液中的物质管腔膜肾小管上皮细胞基侧膜组织间隙细胞旁转运:小管液中的物质（H2O、Cl-、Na+肾小管上皮细胞间的紧密连接组织间隙,24,肾的结构特征,肾小体,肾小球,肾小囊,肾小管,近端小管,髓袢细段,远端小管,袢升细段,袢升粗段,远曲小管,袢降粗段,近曲小管,袢降细段,25,(一)Na+重吸收机制：前半段：主动过程。管腔膜.Na+分别与G、AA、HCO3-、PO43-等同向偶联转运；.Na+-H+交换。管周膜：Na+-K+泵。,一、近端小管的物质转运,后半段：被动过程。Cl-顺浓度差经紧密连接处重吸收管两侧电位差Na+顺电位差经紧密连接处重吸收。,26,(二)Cl-的重吸收机制:被动过程。Na+在近曲小管的前半段主动重吸收后半段的管内外Cl-的浓度差(高2040%)Cl-顺浓度差经称细胞旁路进入细胞间隙。由于Cl-的被动重吸收后半段的管内外电位差Na+在后半段顺电位差的被动重吸收。特点：除髓袢升支粗段为主动重吸收外，其余皆为被动重吸收。,27,(三)H2O的重吸收机制:被动过程（渗透作用）。途径：细胞旁路-紧密连接；H2O通道-上皮细胞。特点：具球-管平衡现象，即重吸收量始终为滤过量的6570%-定比重吸收。重吸收量不随机体的需要而被调节.,28,(四)HCO3-的重吸收1.机制：被动过程。2.特点：,HCO3-的重吸收,以CO2的形式重吸收HCO3-的重吸收优先于Cl-的重吸收；HCO3-的重吸收与Na+-H+逆向交换呈正相关。,CA:碳酸酐酶,29,(五)K+的重吸收K+绝大部分(70)在近端小管被重吸收,终尿中的K+主要是由远曲小管和集合管分泌的。K+重吸收的机制:主动过程(尚不清楚)。K+管内K+i140,(4mol/L),(150mol/L),逆浓度差进行，故认为是主动的。,30,(六)葡萄糖的重吸收1.部位:仅限于近曲小管。2.机制:继发主动。,葡萄糖,小管上皮细胞内,K+,Na+,管腔膜：G与Na+依赖载体同向偶联转运入细胞。,管周膜：G顺浓度差经载体易化扩散进入细胞间隙(单一转运)。,Na+被管周膜Na+泵泵出Na+i为管腔膜G协同转运提供动力。因此，管周膜Na+泵的活动称原发主动；G在管腔膜的协同转运称继发主动。,管周膜泵,载体,31,葡萄糖,3.葡萄糖重吸收的特点：具有一定的限度。,肾糖阈:尿中刚刚出现糖时的血糖浓度(或不出现尿糖的最高血糖浓度)。正常值：160180mg/100ml（8.910.1mmol/L）。葡萄糖吸收极限量(TMG):当全部肾小管对葡萄糖的吸收能力都达到极限,尿中的G量与滤出的增多量相等时的G滤过量。正常值：男性为375mg(2.68mmol)/min/1.73m2,女性为300mg(1.67mmol)/min/1.73m2。,32,(七)其它物质的重吸收和分泌1.氨基酸的重吸收同葡萄糖。微量蛋白质通上皮细胞的吞饮作用被重吸收。2.HPO42-、SO42-是与Na+同向转运重吸收的。,33,Na+K+Cl-,水,髓袢,二、髓袢中的物质转运,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,34,Na+K+Cl-,H2O,髓,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+同向转运体方式的继发主动转运。,细胞内,Cl-,K+,Na+,35,三、远曲小管和集合管的物质转运,(一)远曲小管和集合管的重吸收1.Na+的重吸收重吸收的机制：是主动重吸收过程。,远曲小管后段和集合管：Na+在管腔膜主要通过主细胞上的Na+通道进入细胞内，然后在管周膜由Na+泵泵出而被重吸收。管腔膜的Na+通道可被氨氯吡咪(amiloride)抑制。,远曲小管初段：Na+在管腔膜由Na+-Cl-同向转运进入细胞内，然后在管周膜由Na+泵泵出细胞而被重吸收。Na+-Cl-的同向转运可被噻嗪类(thiazide)利尿剂所抑制。,36,2.水的重吸收,特点:根据机体的需要而被调节；对终尿量的影响很大。,水通道,水通道,机制:远曲小管初段：同髓袢升支一样，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。,37,肾小管和集合管物质重吸收的总结,一、Na+重吸收,38,肾小管和集合管物质重吸收的总结,二、H2O重吸收,近曲小管水的重吸收量对终尿量的影响不大，而终尿量主要取决于远曲小管和集合管对水的重吸收量。,39,1.H+,机制:主动分泌。Na+-H+交换H+泵,H+,NH3+,NH4+,H+的分泌,H+泵,泌H+（闰细胞）与泌K+（主细胞）呈负相关，具备竞争抑制。当小管液pH值4.5时,泌H+则停止。,特点:泌H+与重吸收HCO3-、Na+呈正相关,(二)肾小管和集合管的分泌,40,2.NH3的分泌机制:单纯扩散,小管上皮细胞内谷氨酰氨,脱氨,NH3(氨),脂溶性,肾小管腔：NH3H+,NH4+Cl-NH4Cl,单纯扩散,41,NH3分泌特点:泌NH3与泌H+呈正相关：即泌NH3促进H+-Na+交换，排酸保碱。NH3扩散的量决定于管腔液与管周液的pH值。正常时NH3在远曲小管和集合管分泌;酸中毒时,近曲小管也分泌。,42,3.K+机制:Na+-K+交换。K+管内K+管外管周膜Na+-K+泵的主动重吸收管外为正管内为负的电位差K+顺电-化学梯度分泌(易化扩散)入小管液,K+通道,Na+通道,Na+-K+泵,Na+-K+交换,43,特点:泌K+与泌H+呈负相关。Na+-K+交换与Na+-H+交换具有竟争抑制。多吃多排、少吃少排、不吃也排。,Na+-K+交换与Na+-H+交换,44,45,第四节尿液的浓缩和稀释概述尿渗压血渗压高渗尿尿浓缩如：大量出汗、呕吐、腹泻缺水尿渗压血渗压低渗尿尿稀释如：大量输液、饮水多水尿渗压血渗压等渗尿肾功如：肾衰,正常尿液的渗透压：501200mOsm/(KgH2O),46,一、尿液浓缩、稀释的过程和机制,研究发现，尿液的浓缩和稀释决定于：髓袢、集合管U形结构的逆流系统（结构基础）；肾髓质高渗梯度的状况(先决条件)；血液ADH的浓度（对水重吸收的调节作用）。,47,髓袢、远曲小管和集合管的通透性,(一)肾髓质高渗梯度的形成1.髓袢、远曲小管和集合管的通透性:,48,2.肾髓质高渗梯度形成机制,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(管内为高渗梯度)(钠盐管内钠盐管外),49,髓袢升支细段：对NaCl高度通透对尿素中等通透对水不通透,由肾内髓高渗梯度已形成。,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)(钠盐管内下降）,50,髓袢升支粗段：对NaCl主动转运对尿素不通透对水不通透NaCl向管外扩散管内浓度倍减(管内为低渗液)(管外为高渗梯度)(钠盐管内钠盐管外),因此肾外髓高渗梯度已形成。,51,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向管外被吸收管内浓度倍减(管内为低渗液)(管内尿素浓度增加),52,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。,53,（6）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。,54,水出钠进,水进钠出,3.肾髓质高渗梯度的维持直小血管的逆流交换作用,55,直小血管的逆流交换作用：,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,56,髓质高渗梯度,ADH,ADH,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),(二)尿液浓缩和稀释的过程,尿液渗透压的变化为：髓袢降支细段由等渗递增式高渗髓袢升支细段为递减式高渗髓袢升支粗段为递减式低渗远曲小管为低渗皮质部集合管由低渗到高渗髓质部集合管为递增式高渗。,57,第五节尿生成的调节,尿的生成由：肾小球的滤过、肾小管和集合管的重吸收与分泌三个环节构成。机体对尿生成的调节是通过上述三个环节实现的。前文已述影响肾小球的滤过因素，本节主要讨论影响肾小管、集合管的重吸收和分泌因素：即肾内自身调节和神经-体液调节。,58,一、肾内自身调节(一)小管液中溶质的浓度小管液中溶质浓度所形成的渗透压,是对抗肾小管对水重吸收的力量(排出1g溶质，约需溶解于15ml水)。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。这种利尿方式称为渗透性利尿(晶体性利尿)。,如:糖尿病的多尿；渗透性利尿剂-甘露醇、山梨醇(可被滤过而不被重吸收)。,59,(二)球-管平衡1.概念：指近曲小管对溶质、水的重吸收量与GFR之间保持一定的平衡关系的现象。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6570%2.意义：使尿中排出的溶质和水不会因GFR的增减而出现大幅度的变动。3.机制：与管周毛细血管压和胶体渗透压的改变有关。,60,在肾血流量不变的前提下：,当GFR时,Cap内血压,小管旁组织间液静水压,Na+、H2O重吸收,重吸收率/滤过率6570（球-管平衡）,胶体渗透压,小管旁组织间液进入Cap量,61,二、神经调节肾交感神经的作用:肾交感N兴奋(运动、高温、大出血、缺O2、剧痛)释放NA：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。,62,1.刺激ADH分泌的因素：,血浆晶体渗透压(1-2),循环血量(5-10),ABp,A、低血糖疼痛、应激,中枢渗透压感受器,心房容量感受器,动脉压力感受器,下丘脑视上核(主)室旁核(次),+,+,+,+,+,下丘脑-垂体束,ADH,垂体后叶,三、体液调节(一)抗利尿激素(ADH)血管升压素（VP）,63,2.ADH对尿生成的调节作用：,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,小管液,血液,适宜刺激,下丘脑释放ADH,ADH,尿量,64,附：一次大量饮清水与饮生理盐水尿量为何不同？,一次大量饮清水后尿量增加的现象称水利尿。其原因是：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。,而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尿量。,65,循环血量等适宜刺激,(二)肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS),1.肾素分泌的刺激因素；2.血管紧张素对尿生成的调节；3.醛固酮分泌的刺激因素4.醛固酮对尿生成的调节；,66,1.肾素分泌的刺激因素:,循环血容量肾动脉压,入球小动脉牵张感受器,致密斑感受器,肾动脉压肾血流量,球旁器细胞,肾交感N兴奋,GFR,远曲小管Na+、Cl-负荷,NA和Adr,循环血容量,心房容量感受器动脉压力感受器,肾素,反射性,+,+,+,+,+,+,NA,受体,67,肾上腺皮质球状带,血K+、Na+,肾素,2.血管紧张素对尿生成的调节：,血管紧张素原,血管紧张素,血管紧张素,血管紧张素,最小浓度刺激近曲小管重吸收NaCl；中等浓度进一步刺激肾上腺皮质合成与释放醛固酮；较高浓度进一步收缩血管、升高血压；另外：刺激肾上腺髓质和交感N分泌释放NA、Adr；刺激ADH释放。,醛固酮,肺血管紧张素转换酶,维持平衡,68,管腔膜Na+通道数量管周膜上Na+-K+泵活动,3.醛固酮对尿生成的调节:,醛固酮,小管上皮细胞内,单纯扩散,胞浆内形成激素-受体复合物,细胞核内调节特异mRNA转录,醛固酮诱导蛋白,远曲小管和集合管,排2K+、保3Na+、保H2O,69,4.RAAS的调节特点:肾素的适宜刺激:少量失血(血压未变):肾交感N兴奋；中量失血(血压):牵张感受器兴奋；大量失血(血压80mmHg):致密斑兴奋。醛固酮的适宜刺激：肾素-血管紧张素的刺激能力血K+；肾上腺皮质球状带对血K+的变化十分敏感，对血Na+不敏感；而致密斑对Na+十分敏感；血管紧张素的作用比较：A：缩血管作用A，但对醛固酮的合成与分泌A。,70,(三)心房钠尿肽（ANP）对尿生成的调节：,适宜刺激：来源：作用：,抑制肾素的分泌抑制醛固酮的分泌抑制ADH的释放,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,71,第六节血浆清除率,一、概念：指单位时间内肾排出某一物质的总量与血浆中这一物质浓度的比值。即从理论上讲，血浆清除率相当于单位时间内肾能够将多少ml血浆中所含的某物质完全清除出体外的能力。二、方法和意义：(一)方法：,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),72,(二)意义：血浆清除率是评价肾对某一物质排泄功能的一个重要指标。由于尿生成是通过肾小球滤过、肾小管重吸收与分泌的过程完成的。因此，应用不同特性的测定工具药物(标记物)，就可推算出肾小球滤过率、肾血流