动物的排泄和体内水盐平衡

关于动物的排泄和体内水盐平衡第一页，共五十九页，2022年，8月28日第一节概述第二节无脊椎动物的排泄和水盐平衡器官及其机能第三节脊椎动物的排泄系统第四节脊椎动物的特殊排泄器官第二页，共五十九页，2022年，8月28日第一节概述Ø排泄和水盐平衡Ø主要代谢终产物Ø排泄途径Ø排泄器官第三页，共五十九页，2022年，8月28日第一节概述一、排泄和水盐平衡（一）概念排泄(excretion)——指机体代谢过程中产生而不为机体所利用或有害的一些代谢终产物、多余的水份和无机盐以及进入机体的异物（如药物）等排出体外的过程。生理学中，排泄是通过某些排泄器官将上述物质从循环血液向体外转运过程。水盐平衡——指体内水分和盐类含量的稳定。（二）排泄的意义1、排除体内代谢废物2、调节水盐平衡，维持内环境稳定第四页，共五十九页，2022年，8月28日第一节概述（二）含氮废物的排泄NH3——毒性高、通透性高、易溶于水尿素——毒性较低、易溶于水尿酸——毒性低、微溶于水二、主要代谢终产物（一）三大营养物质代谢终产物完全氧化糖类、脂类CO2+H2O蛋白质氨基酸H2O+CO2+NH2核酸尿酸、尿素、NH3等NH3NH2尿素尿酸第五页，共五十九页，2022年，8月28日第一节概述三、排泄途径（一）体表或皮肤排出（二）由消化道随粪便排出（三）由呼吸表面或肺排出（四）排泄器官四、排泄器官（一）一般排泄器官无脊椎动物——伸缩泡、肾器官、马氏管、触角腺脊椎动物——肾脏（二）特殊排泄器官鳃、直肠腺、盐腺第六页，共五十九页，2022年，8月28日第二节无脊椎动物的排泄和水盐平衡器官及其机能伸缩泡（contractilevacuole）原肾型（pronephridiumtype）

后肾型（ｍetanephridiumtype）

马氏管（malpighiantubules）第七页，共五十九页，2022年，8月28日一、伸缩泡主要机能——调节水盐平衡其次——排除代谢废物（主要由体表排除）二、原肾型特点——多分支细管、分支末端有焰细胞主要机能——保持水盐平衡其次——排除代谢废物（主要由体表排除）三、后肾型特点——不分支、两端开口，有丰富的血管网包绕排泄物来源——体腔液、血液四、马氏管特点——细管末端封闭，基端开口于消化管。机能——回收水分及盐分，排尿酸第八页，共五十九页，2022年，8月28日

体液：细胞内外的液体统称为体液。渗透压：溶液的渗透压是指溶液中溶质颗粒吸取膜外水分子的一种力量。渗透压的大小主要取决于体液中各种盐类的总浓度。渗透压调节：主要是指动物体内的水盐平衡。体液中含有各种不同的离子。体液的离子浓度组成和渗透压的稳定保证了动物体内的水盐平衡。第九页，共五十九页，2022年，8月28日

第二节无脊椎动物的排泄器官及机能一、伸缩泡是原生动物调节水盐平衡，同时也是排泄代谢废物的细胞器。伸缩泡主要功能是调节胞内水分，废物的调节主要通过体表排除的。多细胞动物中，只有淡水海棉的变形细胞和领细胞中存在伸缩泡第十页，共五十九页，2022年，8月28日伸缩泡伸缩泡周围有数条收集管，与内质网相通，通过内质网收集细胞多余的水分和代谢产物，送入伸缩泡经开口排出体外。第十一页，共五十九页，2022年，8月28日二、原肾型排泄器官

扁形动物、假体腔动物的排泄方式为原肾型排泄器官。原肾型排泄器官的特点：（1）由外胚层内陷形成。（2）排泄系统的开口旨在体表，体内没有开口。（3）排泄管在排泄的过程中，回收其中的K+、CL-，排出从体表渗入体内的过多水分，以保持体液的稳定，保持动物体内水盐平衡。（4）原肾系统：由外胚层形成的排泄管分布在身体两侧，排泄管有许多分支构成网状。排泄管末端代谢产物和水进入排泄管，由排泄管在体表的开口排到体外

帽状细胞（有若干鞭毛不停摆动）管状细胞（有很多微孔）第十二页，共五十九页，2022年，8月28日原肾系统原肾管是由身体两侧外胚层陷入形成的，通常由具许多分支的排泄管和焰细胞构成，由排泄孔通体外。焰细胞鞭毛管状细胞第十三页，共五十九页，2022年，8月28日三、后肾型排泄器官

具有真体腔的无脊椎动物，如软体动物、环节动物和节肢动物等都有体腔和循环系统。体腔和循环系统都参与排泄废物的活动。他们的排泄器官称为肾管或后肾管。（1）后肾型排泄器官的特点：①结构与原肾不同，肾管不是由管细胞和帽细胞构成，而是由中胚层和外胚成构成。②后肾一端开口在体腔内，另一端开口在体表

第十四页，共五十九页，2022年，8月28日③如软体动物：肾基本是管状构造，由中胚层和外胚层共同发生。后肾一端开口在围心腔，称为肾口或内肾口；另一端开口在外套腔，称为肾孔或外肾孔。肾口具纤毛，可收集体腔中的代谢产物。肾口之后是肾脏的腺体部分，有很多血管，血液中的代谢产物可通过渗透作用进入肾脏，经膀胱由排泄孔排出体外。软体动物的肾一般是成对出现，但腹足类的肾脏不对称。第十五页，共五十九页，2022年，8月28日④节肢动物：有些种类的排泄器官是与后肾同源的腺体结构，这些腺体一般为囊状结构，一端是排泄孔，开口在体表与外界相通，另一端是盲端，相当于体腔囊与体腔（见节肢动物门）。如甲壳类的绿腺、腭腺，蛛形纲的基节腺等都属于这类结构的排泄器官。第十六页，共五十九页，2022年，8月28日肾内肾孔外肾孔开口于外套腔第十七页，共五十九页，2022年，8月28日后肾型绿腺第十八页，共五十九页，2022年，8月28日4.马氏管马氏管是节肢动物中昆虫纲、多足纲中存在的排泄器官，在蛛形纲中，除基节腺外也有马氏管。（1）特点：与后肾管不同，马氏管是发生在终肠和回肠交界处的单层细胞的盲管。分布在血淋巴液的混合体腔中，马氏管的渗透作用使水通过管壁与代谢产物形成尿，同时又可以在马氏管的后端对水分和离子进行重吸收，代谢产物最终形成尿酸，经后肠从肛门排出体外。昆虫对水分的充分利用和主要以尿酸为主排泄的形式，是对陆地生活环境的高度适应。第十九页，共五十九页，2022年，8月28日第二十页，共五十九页，2022年，8月28日第三节脊椎动物的排泄系统脊椎动物的排泄系统

脊椎动物的肾脏

尿的生成

肾脏对水盐平衡的调节

尿液的排出第二十一页，共五十九页，2022年，8月28日一、脊椎动物的排泄系统1、大体结构泌尿器官肾脏输尿器官输尿管膀胱尿道（哺乳类）2、泄殖腔（cloaca）——肠末端略膨大处，输尿管和生殖管均开口于此腔，故此腔是粪、尿和生殖细胞共同排出的地方，以单一的泄殖腔孔开口于体外。3、泄殖窦（urogenitalsinus）——输尿管和生殖管汇合的略膨大处，以泄殖孔开口于体外，肠管单独以肛门开口于体外。第二十二页，共五十九页，2022年，8月28日第三节脊椎动物的排泄系统二、脊椎动物的肾脏（一）功能1、泌尿排除代谢废物及进入体内有害物质2、维持内环境的相对稳定3、分泌生物活性物质肾素、红细胞生成素、VD3、前列腺素第二十三页，共五十九页，2022年，8月28日二、脊椎动物的肾脏（二）结构1、内部结构肾实质2、组织结构皮质

髓质肾锥体、肾乳头、肾小盏、肾大盏、肾孟肾实质皮质髓质集合管：重吸收、分泌、浓缩尿、原尿终尿肾单位肾小体肾小管肾小球（血管球）

肾小囊（鲍氏囊）脏层囊层

壁层近曲小管远曲小管髓袢第二十四页，共五十九页，2022年，8月28日第三节脊椎动物的排泄系统二、脊椎动物的肾脏（三）肾血液循环特点1、肾血流量大——生成尿的物质基础2、肾小球毛细血管压较高——利于血浆成分的滤出3、肾小管周围毛细血管网是低压系统——利于肾小管的重吸收作用第二十五页，共五十九页，2022年，8月28日三、尿的生成（一）肾小球的滤过作用1、肾小球滤过膜

2、肾小球滤过作用的决定因素（1）滤过膜的通透性和总滤过面积选择性通透性——决定滤液性质很大影响尿量（2）有效滤过压肾小球有效滤过压=肾小球毛细血管血压–（肾囊内压+血浆胶体渗透压）入球小动脉端=45mmHg–(10mmHg+25mmHg)＝10mmHg出球小动脉端=45mmHg–(10mmHg+35mmHg)＝0mmHg毛细血管内皮层有50～100nm小孔基膜有微细纤维网孔肾小囊脏层上皮细胞突起间裂隙第二十六页，共五十九页，2022年，8月28日三、尿的生成（二）肾小管和集合管的重吸收作用滤液中的水分和各种物质全部或部分地被肾小管、集合管上皮吸收回血液的过程。1、特点选择性重吸收2、意义避免营养成分损失，减少代谢废物潴留（三）肾小管和集合管的分泌作用小管上皮细胞的主动活动过程1、分泌小管上皮细胞通过新陈代谢，将所产生的物质排放到小管液中的过程。如H+、NH32、排泄小管上皮细胞消耗能量将血液中的某些物质主动转运到小管液的过程。如某些药物、部分肌酐等第二十七页，共五十九页，2022年，8月28日第三节脊椎动物的排泄系统四、尿液的排出五、肾脏对水盐平衡的调节哺乳动物肾单位中髓袢长度与尿浓度相关鱼类淡水硬骨鱼——肾小体多、肾小球毛细血管压高、肾小管重吸收盐分鳃扩散排氨大量低渗尿海洋硬骨鱼——肾小球少或消失泌尿量极少海洋软骨鱼——血液中含2.5%尿素，肾结构同淡水硬骨鱼两栖类肾结构同淡水硬骨鱼相似第二十八页，共五十九页，2022年，8月28日第四节脊椎动物的特殊排泄器官一、特殊排泄器官的作用（肾外排盐器官）排出多余的盐类，维持渗透压的相对稳定二、种类鱼类海洋硬骨鱼鳃部泌盐细胞（氯细胞）海洋软骨鱼直肠腺爬行类和鸟类盐腺第二十九页，共五十九页，2022年，8月28日4.2.1.2脊椎动物的排泄器官排泄器官：由肾脏、输尿管、膀胱和尿道组成肾的结构：依次为皮质、髓质和肾盂三部分。肾单位：是肾的功能单位，位于肾的皮质和髓质内。肾单位肾小管集合小管集合管肾盂和输尿管肾小体肾小管肾小球

肾小囊第三十页，共五十九页，2022年，8月28日第三十一页，共五十九页，2022年，8月28日(一)肾单位和集合管肾小体肾小球肾小囊肾小管近球小管髓袢细段远球小管近曲小管袢降粗段袢降细段袢升细段袢升粗段远曲小管第三十二页，共五十九页，2022年，8月28日膀胱内尿量↑→内压骤然↑膀胱壁牵张感受器兴奋骶髓初级排尿中枢膀胱逼尿肌收缩膀胱颈和内括约肌松驰尿液进入尿道骶髓初级排尿中枢尿道外括约肌松弛尿液排出体外正反馈盆N盆N盆N盆N阴部N传出冲动↓脑桥、中脑和皮层排尿反射第三十三页，共五十九页，2022年，8月28日4.2.2排泄的一般机理排泄：是指排除代谢废物的过程。排泄与排遗不同。动物中一些过剩的离子是随粪便排出的，如Ca+、Fe+,但因为它们是细胞代谢过程产生的，所以也叫排泄，而不是排遗。动物代谢过程中，蛋白质等产生的含氮废物由排泄系统排出体外。第三十四页，共五十九页，2022年，8月28日4.2.2.1动物的排泄机理无脊椎动物后肾排泄（环节动物）马氏管排泄按体腔排列消化道中肠与后肠之间发出的许多单层细胞的盲管。肾管的一端开口于体腔，末端通到体表的排泄孔；肾管上密布毛细血管。马氏管浸在混合体腔的血淋巴液中，管外壁有肌纤维，可使马氏管蠕动。肾口的纤毛摆动可将尿素、氨等代谢废物的体腔液送入肾管；细管部分可与毛细血管直接进行物质交换。提高代谢废物的浓度。加上血液的回收作用，肾管与体腔液中的成分已大不相同马氏管能向管内分泌Na+、K+、Ca+、Mg+等离子和小分子的有机物，也能够主动吸收水、Na+、K+等，不能被吸收的大分子物质形成尿酸第三十五页，共五十九页，2022年，8月28日脊椎动物的排泄机理（以人为例）

血浆和尿成分比较成分血浆（g%)尿（g%)水90蛋白质8葡萄糖0.1Na+0.33K+0.02Cl-0.37H2PO4-0.004HPO4-尿素0.03尿酸0.004肌酐0.001氨0.000196000.350.150.60.151.80.050.10.04第三十六页，共五十九页，2022年，8月28日尿的生成过程：1.肾小球的滤过作用2.肾小管和集合管的重吸收作用3.肾小管和集合管的分泌作用第三十七页，共五十九页，2022年，8月28日肾小球的滤过功能第三十八页，共五十九页，2022年，8月28日滤过的结构基础：第三十九页，共五十九页，2022年，8月28日外层中层内层水分子阳离子葡萄糖小分子阴离子白蛋白滤过屏障——滤过膜第四十页，共五十九页，2022年，8月28日

入球端有效滤过压=6.0–(2.67+1.33)=2.0kPa(15mmHg)＞0有滤液生成

出球端

有效滤过压=6.0–(4.67+1.33)=0kPa(0mmHg)≤0无滤液生成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）第四十一页，共五十九页，2022年，8月28日三、肾小管与集合管的分泌和重吸收

●重吸收:指小管上皮细胞将原尿中某些成分重新摄回血液的过程。

●分泌:指小管上皮细胞将自身代谢产物排入管腔的过程。第四十二页，共五十九页，2022年，8月28日●重吸收和分泌的证据：①比较下表原尿与终尿中成分的质和量可见：

蛋白质、葡萄糖原尿中有→终尿中无(=重吸收)；

肌酐、氨原尿中微量→终尿中大量(=分泌)。②比较原尿与终尿量：原尿量=125ml/min×60×24=180L/d终尿量=1-2L/d(=重吸收)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第四十三页，共五十九页，2022年，8月28日●重吸收的方式

被动：单纯扩散易化扩散主动：(原发主动、继发主动)泵协同转运基侧膜第四十四页，共五十九页，2022年，8月28日尿液浓缩、稀释的过程和机制

研究发现，尿液的浓缩和稀释决定于：①髓袢、集合管U形结构的逆流系统（结构基础）；②肾髓质高渗梯度的状况(先决条件)；③血液ADH的浓度（对水重吸收的调节作用）。第四十五页，共五十九页，2022年，8月28日尿液生成的调节一、肾血流量的调节（一）肾血流量的自动调节（二）肾血流量的神经---体液调节二、肾小管活动的调节（一）抗利尿激素的作用（二）醛固酮的作用第四十六页，共五十九页，2022年，8月28日二、肾小管活动的调节

(一)抗利尿激素1.刺激ADH分泌的因素：血浆晶体渗透压↑(1-2％)中枢渗透压感受器循环血量↓(5-10％)ABp↓AⅡ、低血糖疼痛、应激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)中枢渗透压感受器血浆晶体渗透压↓(1-2％)心房容量感受器动脉压力感受器循环血量↑(5-10％)ABp↑心房钠尿肽ADH垂体后叶下丘脑-垂体束++--++--++--+—第四十七页，共五十九页，2022年，8月28日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↑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↓适宜刺激下丘脑释放ADH血液ADH第四十八页，共五十九页，2022年，8月28日(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；第四十九页，共五十九页，2022年，8月28日一、神经体液调节

(一)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NE：①激活α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↓；②激活α受体→近端小管和髓袢上皮细胞重吸收水和NaCl↑；③激活β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↑。第五十页，共五十九页，2022年，8月28日高渗尿与低渗尿高渗尿：尿的渗透压高于血浆渗透压时，称为高渗尿。低渗尿：尿的渗透压低于血浆渗透压时，称为低渗压。鸟类与哺乳类能够产生高渗尿。一般髓袢越长，伸入到肾髓质越深，则肾的浓缩能力也越强。沙漠中的哺乳动物髓袢很长，形成尿的浓度相当高。第五十一页，共五十九页，2022年，8月28日第五十二页，共五十九页，2022年，8月28日动物体内三大营养物质的代谢糖、脂肪CO2+H2O蛋白质完全氧化碳链CO2+H2O氨基转氨或脱氨

NH3、尿素、尿酸排出体外谷氨酸第五十三页，共五十九页，2022年，8月28日4.2.2.2水生动物的一般排泄方式水生动物代谢产生的NH3可直接通过细胞膜透过体表而溶于外界水中。有一部分NH3被水稀释，毒性减弱后从排泄系统排出。水生动物尿中含氮废物主要是NH3。NH3的排出必须相伴有大量的水。第五十四页，共五十九页，2022年，8月28日

陆生动物的一般排泄方式陆生哺乳动物代谢产生的氨主要以尿素形式排出，比NH3的