尿的生成和排出1

1、精品资源共享课程生理学生理学Physiology 肾脏是机体最重要的排泄器官！肾脏是机体最重要的排泄器官！机体的排泄途径机体的排泄途径1 12 23 34 4第八章第八章尿的生成和排出尿的生成和排出 魏林郁 生理学与神经生物学教研室生理学与神经生物学教研室 TEL:rine Formation and Excretion本章学习目标本章学习目标 掌握掌握 尿生成(滤过、重吸收和分泌)的过程及其影响因素,尿生成的调节,清除率的概念。 熟悉熟悉 肾血液循环的特征及肾血流量的调节,尿液的浓缩和稀释机制，利用清除率的概念测定肾小球滤过率和肾血流量，以及推测肾小管的功能。 了

2、解了解 尿的生成和排出在维持机体内环境相对稳定中的意义,排尿反射。肾的基本功能：肾的基本功能： 尿生成（排泄）：尿生成（排泄）： 维持内环境稳态，维持体液成分和容量恒定维持内环境稳态，维持体液成分和容量恒定; ; 水水平衡平衡 ; ; 电解质与酸碱平衡等。电解质与酸碱平衡等。 内分泌：内分泌： renin renin ； EPO EPO ； 1 1- -羟化酶羟化酶； PGsPGs； kinins.kinins.第一节第一节 肾的功能解剖和肾血流量肾的功能解剖和肾血流量肾肾小小体体肾小球肾小球肾小囊肾小囊肾肾小小管管近端小管近端小管髓袢细段髓袢细段远端小管远端小管袢升细段袢升细段袢升粗段袢升粗

3、段远曲小管远曲小管袢降粗段袢降粗段近曲小管近曲小管袢降细段袢降细段一、肾的功能解剖一、肾的功能解剖( (一一) )肾单位肾单位 集合管并不包括集合管并不包括在肾单位中，但其功在肾单位中，但其功能与肾单位密切相关，能与肾单位密切相关，对浓缩尿和稀释尿的对浓缩尿和稀释尿的形成起着重要作用。形成起着重要作用。集合管集合管集合管集合管皮质肾单位和近髓肾单位的比较皮质肾单位和近髓肾单位的比较数量数量皮质肾单位皮质肾单位近髓肾单位近髓肾单位 80-90% 10-15%分布分布中、外皮质层中、外皮质层内皮质层内皮质层肾小球肾小球较小较小较大较大A口径口径A入入 A出出 2 1A入入 A出出髓袢长度髓袢长度短

4、短长长A出出后的后的毛细血管毛细血管一种一种, 分布于分布于皮质部的肾小皮质部的肾小管周围管周围两种，两种，网状毛细网状毛细血管血管和和U形的直形的直小血管小血管功能功能尿的生成尿的生成尿的浓缩与稀释尿的浓缩与稀释(juxtaglomerular apparatus)(juxtaglomerular apparatus)主要分布在皮质肾单位主要分布在皮质肾单位 球旁细胞球旁细胞 致密斑致密斑 球外系膜细胞球外系膜细胞( (二二) )球旁器球旁器球旁器组成示意图球旁器组成示意图球旁细胞球旁细胞球外系膜细胞球外系膜细胞 1. 球旁细胞球旁细胞(颗粒细胞颗粒细胞) (juxtaglomerular

5、cell) 入球小动脉膜内的肌细胞呈上皮样变，内含分泌颗粒入球小动脉膜内的肌细胞呈上皮样变，内含分泌颗粒-肾素；肾素； 对牵张刺激敏感；对牵张刺激敏感； 肾交感神经支配。肾交感神经支配。球旁器组成示意图球旁器组成示意图球旁细胞球旁细胞球外系膜细胞球外系膜细胞2.致密斑致密斑(macula densa) 位于远端小管起始部，细胞呈立方样变、斑状突起；可位于远端小管起始部，细胞呈立方样变、斑状突起；可感受小管液中的感受小管液中的NaCl含量的变化，并将信息经间质细胞传递含量的变化，并将信息经间质细胞传递至球旁细胞，调节肾素的释放。至球旁细胞，调节肾素的释放。 3.球外系膜细胞球外系膜细胞 (ext

6、aglomerular mesangial cell) 是入球小动脉和出球小动脉之间的一群细胞，是入球小动脉和出球小动脉之间的一群细胞，与致密斑相连。与致密斑相连。 具有吞噬功能。具有吞噬功能。球旁器组成示意图球旁器组成示意图球旁细胞球旁细胞球外系膜细胞球外系膜细胞肾交感神经：肾交感神经：递质是，未发现肾有副交感神经支配。递质是，未发现肾有副交感神经支配。 ( (三三) )肾的神经支配和血管分布肾的神经支配和血管分布1 1、肾的神经支配肾的神经支配 肾交感神经主要从胸肾交感神经主要从胸1212至至腰腰2 2脊髓节段发出，其纤维经脊髓节段发出，其纤维经腹腔神经丛支配肾动脉、肾小腹腔神经丛支配肾动

7、脉、肾小管和释放肾素的球旁细胞。管和释放肾素的球旁细胞。 调节肾血流量、肾小球滤调节肾血流量、肾小球滤过率、肾小管的重吸收和肾素过率、肾小管的重吸收和肾素释放。释放。 腹主动脉腹主动脉 肾动脉肾动脉 叶间动脉叶间动脉 弓状动脉弓状动脉 小小叶间动脉叶间动脉 入球小动脉入球小动脉 肾小球毛细血管网肾小球毛细血管网 出球小动脉出球小动脉 肾小管周围毛细血管网或直小肾小管周围毛细血管网或直小血管血管 小叶间静脉小叶间静脉 弓形静脉弓形静脉 叶间静脉叶间静脉 肾静脉而出肾肾静脉而出肾2 2、肾的血液供应、肾的血液供应“两套两套串联的串联的毛细血管网毛细血管网 ” 肾小球毛细血管网肾小球毛细血管网特点：

8、特点：血压高，利于滤过。血压高，利于滤过。 肾小管周围毛细血管网肾小管周围毛细血管网特点：特点：血压低，利于重吸收。血压低，利于重吸收。3 3、肾的血管分布特点：、肾的血管分布特点： 血流量大：血流量大： 流量流量心输出量心输出量1/41/41/51/5； 血流分布不匀：血流分布不匀： 皮质皮质外髓外髓内髓内髓 = 94%= 94%56%1%1% 两次形成毛细血管网，血压高低不同：两次形成毛细血管网，血压高低不同： 肾小球毛细血管网高肾小球毛细血管网高滤过；滤过； 肾小管毛细血管网低肾小管毛细血管网低利于重吸收；利于重吸收； 直小血管的双向流动直小血管的双向流动利于髓质高渗的维持。利于髓质高渗

9、的维持。 二、肾血流量及其调节二、肾血流量及其调节( (一）肾的血液循环特征：一）肾的血液循环特征： Bp80-180mmHg Bp80-180mmHg范围内波动时，肾血流量维持相范围内波动时，肾血流量维持相对恒定，对恒定，GFRGFR保持相对稳定。保持相对稳定。 RBF：肾血流量：肾血流量GFR：肾小球滤过率：肾小球滤过率 （二）肾血流量的调节方式（二）肾血流量的调节方式1 1、自身调节：、自身调节： 肾肾A血压：血压：- 80 mmHg - 80 mmHg -180 mmHg -180 mmHg- 肾肾A A压压肾血流量肾血流量 自身调节自身调节 肾肾A A压压肾血流量肾血流量 舒张极限舒

10、张极限 入球小入球小A A平滑肌紧张性可调节平滑肌紧张性可调节 收缩极限收缩极限肌源学说肌源学说：当：当A A压压A A管壁平滑肌受到牵张刺管壁平滑肌受到牵张刺激激紧张性紧张性而收缩而收缩血流阻力血流阻力肾血流量肾血流量保持稳定；保持稳定；管管-球反馈：球反馈：当肾血流量和肾小球滤过率当肾血流量和肾小球滤过率 致密斑感受到远致密斑感受到远曲小管液曲小管液Na+Cl- 致密斑将此信息反馈至肾小球致密斑将此信息反馈至肾小球 入球和出入球和出球小动脉收缩球小动脉收缩 肾血流量和肾小球滤过率恢复肾血流量和肾小球滤过率恢复管管球反馈球反馈(tubulogomerular feedback)示意图示意图

11、2、神经、神经-体液调节：体液调节：l 交感神经：交感神经：使肾血管收缩，血流量减少。使肾血管收缩，血流量减少。l 体液因素：体液因素： 主要有肾上腺素和去甲肾上腺素，它们的作主要有肾上腺素和去甲肾上腺素，它们的作用也使肾血管收缩，血流量减少。用也使肾血管收缩，血流量减少。 肾组织自身合成释放的肾组织自身合成释放的PGIPGI2 2、NONO、缓激肽、缓激肽肾血管舒张肾血管舒张 肾血流量增加。肾血流量增加。 剧烈运动，温度剧烈运动，温度交感交感N兴奋兴奋 肾血管收缩肾血管收缩 肾血流量肾血流量降低降低 疼痛，疼痛，麻醉，麻醉，手术，缺手术，缺O2等应激时等应激时NENE、E E、VPVP、A

12、A分泌分泌肾血管收缩肾血管收缩 肾血流量肾血流量降低降低血液血液重新分配重新分配 “移缓济急移缓济急”1.1.肾小球的滤过肾小球的滤过(glomeruluar filtration)(glomeruluar filtration)2.2.肾小管和集合管的重吸收肾小管和集合管的重吸收(reabsorption in renal (reabsorption in renal tubule and collect tubule)tubule and collect tubule)3.3.肾小管与集合管的分泌肾小管与集合管的分泌(excretion of tubule and(excretion of

13、 tubule and collect tubule) collect tubule)尿生成过程尿生成过程第二节第二节 肾小球的滤过功能肾小球的滤过功能Glomerular Filtration 血液流经肾小球时在血液流经肾小球时在有效滤过压的驱动下有效滤过压的驱动下, ,血浆血浆中的水和小分子物质经滤中的水和小分子物质经滤过膜进入肾小囊形成原尿过膜进入肾小囊形成原尿的过程称为的过程称为肾小球的滤过。肾小球的滤过。肾小球的滤过证明 微穿刺技术获取囊内微穿刺技术获取囊内液，微量化学分析表液，微量化学分析表明系明系血浆的超滤液血浆的超滤液(ultrafiltrate)(ultrafiltrate)

14、血浆、滤过液成分比较血浆、滤过液成分比较 成分成分 血浆血浆(g%) 滤液滤液(g%) 水水 90 98 Pr 8 0.03 GS 0.1 0.1 Na+ 0.33 0.33 K+ 0.02 0.02 Cl- 0.37 0.37 H2PO4- HPO42 - 0.004 0.004 尿素尿素 0.03 0.03 尿酸尿酸 0.004 0.004 肌酐肌酐 0.001 0.001 氮氮 0.0001 0.0001 肾小球滤过率肾小球滤过率(glomerular filtration rate, GFR)(glomerular filtration rate, GFR)： 单位单位时间内时间内(

15、(每分钟每分钟) )两肾所生成的肾小球滤液量称为肾小两肾所生成的肾小球滤液量称为肾小球滤过率。球滤过率。 125ml125mlminmin 肾血浆流量肾血浆流量(renal plasma flow(renal plasma flow， RPF): RPF): 660mL/min660mL/min滤过分数滤过分数(filtration fraction(filtration fraction， FF):FF): 肾小球滤过率与肾血肾小球滤过率与肾血浆流量的百分比值称为滤过分数。浆流量的百分比值称为滤过分数。 125/660125/660100%=19%100%=19%说明肾脏的血浆约有说明肾脏的

16、血浆约有 1 15 5由肾小球滤出，进入肾小囊。由肾小球滤出，进入肾小囊。衡量肾小球滤过功能的指标肾小囊脏层足细胞的足突肾小囊脏层足细胞的足突一、滤过膜的构成机械屏障机械屏障（一（一) )滤过膜的两种屏障滤过膜的两种屏障 滤过膜所带的电荷形成的电屏障滤过膜所带的电荷形成的电屏障电学屏障电学屏障毛细血毛细血管内皮管内皮基膜基膜肾小囊肾小囊脏层脏层 机械屏障机械屏障-有效半径小有效半径小于于2.0nm2.0nm的中性物质或带的中性物质或带正电的物质可自由通过，正电的物质可自由通过，有效半径大于有效半径大于4.2nm4.2nm的物的物质不能通过。质不能通过。 电学屏障电学屏障-带正电荷的带正电荷的物

17、质易于通过，而带负电物质易于通过，而带负电荷的血浆白蛋白荷的血浆白蛋白(3.6nm)(3.6nm)滤过很困难滤过很困难。“小通大阻小通大阻” “正通负阻正通负阻”（二）滤过膜的通透性（二）滤过膜的通透性水分子水分子阳离子阳离子葡萄糖葡萄糖小分子小分子阴离子阴离子白蛋白蛋白质蛋白质各种物质通透性不同各种物质通透性不同自由通过自由通过不能通过不能通过部分通过部分通过小分子多肽等小分子多肽等肾小囊超滤肾小囊超滤液的胶体渗液的胶体渗透压透压(0mmHg)(0mmHg)肾小球有效滤过压肾小球有效滤过压= = 肾小球毛细血管血压肾小球毛细血管血压- -（血浆胶体渗透压（血浆胶体渗透压+ +肾小囊内压）肾小

18、囊内压） 二、有效滤过压特点：特点：正常时，毛细血管压和囊内压基本不变，胶体渗透正常时，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）。压易变（胶体物质滤不出）。滤过平滤过平衡点衡点0 0有滤液生成有滤液生成 = 0 = 0无滤液生成无滤液生成出球小动脉端出球小动脉端45-(45-(3535+10)+10)0mmHg0mmHg入球小动脉端入球小动脉端45-(45-(2525+10)+10)10mmHg10mmHg滤过平衡（滤过平衡（filtration equilibrium filtration equilibrium ）：有效滤过压）：有效滤过压=0=0三，影响肾小球滤过的因

19、素1，有效滤过压2，肾血浆流量3，滤过系数（一）有效滤过压（一）有效滤过压 1 1、肾小球毛细血管血压：、肾小球毛细血管血压：动脉血压变动于动脉血压变动于8080180mmHg180mmHg时，时， 肾血流量保持不变，肾小球滤过率保持不变。肾血流量保持不变，肾小球滤过率保持不变。动脉血压动脉血压80mmHg80mmHg时，肾血流量减少，尿量减少，时，肾血流量减少，尿量减少，动脉血压动脉血压40mmHg40mmHg时，肾小球滤过率急剧下降，无尿。时，肾小球滤过率急剧下降，无尿。2 2、肾小囊内压：、肾小囊内压： 如果尿路发生阻塞，则囊内压增高，如果尿路发生阻塞，则囊内压增高，有效滤过压下降，肾小

20、球滤过减少。有效滤过压下降，肾小球滤过减少。如如 ：肾盂或输尿管结石、肿瘤。：肾盂或输尿管结石、肿瘤。3 3、血浆胶体渗透压：、血浆胶体渗透压： 当血浆蛋白的浓度减小时，血浆胶当血浆蛋白的浓度减小时，血浆胶体渗透压下降，有效滤过压增加，肾小体渗透压下降，有效滤过压增加，肾小球滤过增多。球滤过增多。 如静脉大量快速注射生理盐水时，肾小如静脉大量快速注射生理盐水时，肾小球滤过率明显增加，其原因之一是血浆胶体渗球滤过率明显增加，其原因之一是血浆胶体渗透压下降。透压下降。（二）肾血浆流量（二）肾血浆流量 血浆流量大血浆流量大血浆胶体渗透压上升的速度血浆胶体渗透压上升的速度滤过平衡的滤过平衡的位置靠近出

21、球小动脉端，有效滤过的血管段延长位置靠近出球小动脉端，有效滤过的血管段延长GFRGFR在失血性休克、缺在失血性休克、缺O O2 2等病理情况下，由于交感神经强烈兴等病理情况下，由于交感神经强烈兴奋，肾血浆流量急剧减少，肾小球滤过率明显下降。奋，肾血浆流量急剧减少，肾小球滤过率明显下降。 肾血浆流量的增减，主要影响滤过平肾血浆流量的增减，主要影响滤过平衡的位置。衡的位置。肾血浆流量增至正常的3倍则肾小球毛细血管全长都有滤过。 （三）滤过系数（三）滤过系数(Kf)vKf 指在单位有效滤过压的驱动下，单位指在单位有效滤过压的驱动下，单位时间内通过滤过膜的液量。时间内通过滤过膜的液量。vKfks (K是有效通透系数；是有效通透系数；s是滤过面积。是滤过面积。)S,S,面积面积 机械屏障作用机械屏