尿的生成和排出

第七章尿的生成和排出概述Formationandexcretionofurine组成：肾--泌尿输尿管膀胱贮尿、排尿尿道功能：排泄调节水、电解质平衡调节酸碱平衡分泌生物活性物质一、排泄:机体将代谢终产物、过剩的物质以及进入体内的异物通过血液循环从不同的途径排出体外的过程。━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

排泄器官排泄物───────────────────────

肾脏（主要）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━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━二、肾脏的功能

泌尿:

排除代谢终产物、过剩的电解质及进入体内的异物。

内分泌:

肾素、促红细胞生成素、激肽、前列腺素、1，25－二羟VitD3。（一）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（二）尿的理化性质：

1、尿量：正常约1000---2000ml/d

少尿:100—500ml/d

无尿:100ml/d以下多尿:2500ml/d以上

三、尿液

2、尿的化学成份水分：95％~97％固体物：3％~5％无机物：氯化钠、硫酸盐、磷酸盐，钾盐、铵盐等有机物：尿素、肌酐、马尿酸、尿胆素3、尿的理化性质淡黄色比重：1.015~1.025pH值：5.0~7.0渗透压：50~1200mOsm／L第一节肾脏的结构

和血液循环特点

一、肾的功能结构(一)肾单位和集合管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入球微动脉出球微动脉血管球肾小囊壁层近曲小管

肾小体模式图血管极尿极（二）两类肾单位

1、皮质肾单位与肾素合成分泌和肾脏滤过功能有关2、近髓肾单位与尿的浓缩稀释功能有关两种肾单位比较皮质肾单位近髓肾单位数量多(85-90%)A口径少(10-15%)体积较大较小A入∶A出＝2∶1A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功能生成尿液参与尿液浓缩与稀释球旁细胞球外系膜间质细胞(三)球旁器(三)球旁器1、球旁细胞：●内含分泌颗粒可分泌肾素。●肾交感N支配。2、致密斑

对远曲小管中的[Na+]敏感，将信息传递至近球细胞，调节肾素的释放。

3、间质细胞

肾交感神经：递质是ＮＥ，调节肾血流量、肾小球滤过率、肾小管的重吸收和肾素释放。未发现肾有副交感神经支配。肾的各种感受器可经肾神经传入脊髓，并从脊髓投射到中枢的不同部位。(四)肾脏的神经支配及其作用

二、肾脏血流特点及其调节（一）肾的血液供应特点

1、血流量大，但分布不均匀

1200ml/min,占心输出量的1/5-1/4

皮质∶外髓∶内髓=94∶5∶12.两套毛细血管网

腹主A→叶间A→弓形A→小叶间A→入球小A→肾小球Cap网→出球小A→肾小管周围毛细血管网或直小血管→小叶间V→弓形V→叶间V→肾V肾血液循环模式图2、两套毛细血管网肾小球毛细血管网特点：血压高，利于滤过。肾小管周围毛细血管网特点：血压低，利于重吸收。（二）肾血流量的调节方式1、自身调节：动脉血压在一定范围（80mmHg—180mmHg）变动时，肾血流量仍然保持相对恒定。

（二）肾血流量的调节方式①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。意义：在安静情况下维持肾血流量的相对稳定和正常的泌尿功能。

②管-球反馈：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。

2、神经-体液调节：

①神经因素应急反应时交感N兴奋→NE释放↑→肾血管收缩→肾血流量↓。

②体液因素应急反应时NE、Ad、AⅡ、VP、

ET等体液物质分泌↑→肾血管收缩→肾血流量↓。

PGI2、PGE2、NO和缓激肽等→肾血管舒张→肾血流量↑。

在通常情况下通过自身调节保持肾血流量的相对稳定，在紧急情况下，通过交感神经及Ad使血液重新分配，肾血流量↓，脑、心血流量↑。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二节肾小球的滤过功能肾小球的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。原尿=血浆的超滤液。血浆、原尿主要成分比较(g/L)

成分血浆原尿水900980蛋白质80微量葡萄糖11Na+3.33.3

Cl-3.73.7

K+0.20.2

尿酸0.020.02

尿素0.30.3

肌酐0.010.01

氨0.0010.001原尿中的化学成分除了大分子蛋白质外，都与血浆相近。其理化特性（渗透压和pH值）也与血浆类似。滤过率和滤过分数：滤过率：单位时间内两肾生成的超滤液（原尿）的量，正常成年人平均约为125ml／min。滤过分数：肾小球滤过率与每分钟肾血浆流量的比值称为滤过分数。正常成人滤过分数是：125÷650=0.19，约为20%。一、滤过膜及其通透性1、结构：肾小球滤过的结构基础是滤过膜。其膜有三层结构血管内皮细胞层基膜层肾小囊上皮细胞①毛细血管内皮细胞层--窗孔：阻挡血细胞②基膜—网孔（主要屏障）③肾小囊上皮细胞层—裂孔2、两种屏障：(1)滤过膜的机械屏障:各层均有大小不等的小孔，可以让水分子和其他小分子物质通过，但对血细胞和蛋白质分子不能通过。

＜2.0nm能自由滤过

2.0～4.2nm随半径↑→滤过↓

Ⅱ分子量＜69000单体可通过＞4.2nm完全不能滤过Ⅰ半径

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时则不能通过，∴正常无Hb尿；但当大量溶血时，游离的Hb↑→Hb尿（血尿）。临床(2)滤过膜的电学屏障:滤过膜上各层均有一种带负电荷的蛋白质，称唾液蛋白，能阻止带负电荷的血浆蛋白通过。二、滤过的动力DriveForceofFiltration---有效滤过压肾小球有效滤过压=肾小球毛细血管压-（血浆胶体渗透压+囊内压）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)滤过平衡肾小球有效滤过压=肾小球毛细血管压-（血浆胶体渗透压+囊内压）特点：①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：②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。滤过平衡：在肾小球滤过过程中，从入球端到出球端随着血浆胶体渗透压不断升高,有效滤过压降低,当有效滤过压为0时，滤过停止。三、影响肾小球滤过的因素1、滤过膜的通透性和面积

⑵面积⑴通透性静电屏障作用↓→蛋白尿（如：肾炎时带负电荷的糖蛋白减少或消失）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）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↓机械屏障作用↑→GFR↓→尿量↓（如：肾炎时因滤过膜增殖变厚）2、有效滤过压的变化肾小球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+、NE↑→Cap收缩高Bp病晚期→肾A入硬化而缩小肾小球毛细血管血压：

80~180mmHg(10.7~24kPa)，肾小球滤过不变动脉血压﹤80mmHg→滤过↓→少尿动脉血压40-50mmHg→滤过为0→无尿2、有效滤过压的变化肾小球Cap血压血浆胶体渗透压囊内压有效滤过压→GFR→尿量=––如：快速大量输液→稀释血浆蛋白→血浆胶体渗透压↓

肾病综合症→丢失血浆蛋白→血浆胶体渗透压↓

肝脏疾病→血浆蛋白合成↓→血浆胶体渗透压↓2、有效滤过压的变化肾小球Cap血压血浆胶体渗透压囊内压有效滤过压

→

GFR→

尿量=––如：尿路梗阻（结石、肿瘤）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)滤过平衡肾小球有效滤过压=肾小球毛细血管压-（血浆胶体渗透压+囊内压）3、肾小球血浆流量的变化3、肾小球血浆流量的变化沿着毛细血管全长，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：肾血浆流量↑→血浆胶体渗透压上升速度较慢→滤过平衡点靠近出球小A端→具有滤过作用的毛细血管段长→滤过面积↑→GFR↑→尿量↑；反之则滤过率↓。影响因素滤过率的变化①滤过膜滤过膜的孔径↑滤过率↑（血尿）滤过膜带负电荷↓滤过率↑（蛋白尿）滤过膜面积↓滤过率↓（肾炎）②有效滤过压毛细血管血压↓滤过率↓（大失血）血浆胶体渗透压↓滤过率↑（快速大量输液）囊内压↑滤过率↓（结石、肿瘤）③肾小球血浆流量↓滤过率↓（中毒性休克）小结：影响滤过的因素

第三节肾小管和集合管的重吸收功能重吸收Reabsorption:小管液中的成分经肾小管和集合管的上皮细胞重新回到血液中去的过程。

一、肾小管和集合管的重吸收机能(一)重吸收特点:1、选择性重吸收：葡萄糖、氨基酸等全部重吸收；水及电解质大部分被重吸收；尿素小部分被重吸收；肌酐完全不重吸收。原尿和终尿主要成分比较(g/L)

成分原尿终尿水980960蛋白质微量0葡萄糖10Na+3.33.5

Cl-3.76.0K+0.21.5

尿酸0.020.5

尿素0.320.0

肌酐0.011.5

氨0.0010.4原尿量180L/d；终尿量=1-2L/d2、不同肾小管段重吸收能力不同：近曲小管是最主要的重吸收部位。微绒毛刷状缘膜通透性大线粒体和酶类丰富载体和钠泵数量多决定重吸收的两个因素：动力与通透性3、重吸收的有限性近曲小管上皮细胞对葡萄糖的转运有一定限度，当原尿中葡萄糖含量过多时，超过了其转运能力，就有一部分葡萄糖不能被重吸收，从终尿中排出，形成糖尿。(二)重吸收方式1、被动重吸收：

HCO3-

、尿素、水、大部分Cl-、少部分Na+。2、主动重吸收：葡萄糖、氨基酸、K+、大部分Na+、少部分Cl-。（一）Na+的重吸收近端小管65-70%前半段主动过程Na+泵二、几种重要物质重吸收

①管腔膜：Ⅰ.Na+分别与葡萄糖、氨基酸、PO43-、等同向偶联转运；Ⅱ.Na+与H+逆向偶联转运。②管周膜：Na+-K+泵。（一）Na+的重吸收正负Na+近端小管后半段少部分被动过程

∵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。髓袢中Na+的物质转运●髓袢降支细段：对Na+不通透。●髓袢升支细段：对Na+高度通透：顺浓度差被动重吸收。●髓袢升支粗段：

主动转运。髓袢升支粗段Na+的转运：

主动转运远曲小管和集合管Na+的重吸收是主动重吸收过程

20mmol/l140mmol/l负①无泵-漏现象:上皮细胞的紧密连接对离子(如Na+、K+、Cl-)的通透性低。②重吸收的量可被调节：醛固酮可增加管腔膜上的Na+通道数目，促进Na+易化扩散进入细胞；还可增强管周膜Na+泵的活性。重吸收的特征:

方式：除髓袢升支粗段为主动重吸收外，绝大部分为被动重吸收。机制:小管液中Cl-比管周间质高1/3→Cl-顺浓度差通过细胞旁路途径进入细胞间隙。（二）Cl-的重吸收高低负同向协同转运Na+:2Cl-:K+髓袢升支粗段Cl-的物质转运：

（三）H2O的重吸收近曲小管（65%-70%）重吸收方式:被动过程（渗透作用）重吸收途径：细胞旁路；H2O通道重吸收特点：

①球-管平衡现象。②重吸收量不随机体的需要而被调节，对终尿量的影响不大。H2O的重吸收髓袢降支细段（10%）：对水高度通透,水经水通道以渗透方式重吸收→渗透压渐↑。髓袢升支细段和升支粗段：对水不通透。

速尿：抑制髓袢升支粗段Na+-2Cl--K+联合转运载体→Na+、Cl-的重吸收↓→水的重吸收量↓（干扰尿的浓缩）→尿量↑。临床H2O的重吸收远曲小管和集合管：对水的重吸收量根据机体的需要而被调节,变化较大，受ADH的调节，所以终尿量的多少取决于该部位对水的重吸收量。

近曲小管（85%）重吸收的方式：被动过程

重吸收的特点：1、不是以HCO3-的形式而是以CO2的形式重吸收的。2、优先于Cl-的重吸收。3、H+分泌↑→HCO3-重吸收↑。（四）HCO3-的重吸收CA（五）K+的重吸收原尿中的K+绝大部分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+重吸收的方式:主动过程。∵[K+]小管液∶[K+]细胞内∶

[K+]管周(4mmol/L)(150mmol/L)(4-5mmol/L)管腔膜管周膜（六）葡萄糖的重吸收1、部位:仅限于近曲小管(尤其前半段)。2、方式:继发性主动重吸收逆浓度顺浓度葡萄糖

3、葡萄糖重吸收的特点：

▲肾糖阈:尿中不出现葡萄糖的最高血糖浓度(或尿中刚刚出现葡萄糖时的最低血糖浓度)。正常值：160～180mg％（9～10mmol/L）

重点定义葡萄糖▲葡萄糖吸收极限量(TMG):肾小球滤出的葡萄糖量与尿中的糖量差值保持不变,全部肾小管对葡萄糖的吸收能力都达到极限。男性：375mg/min女性300mg/min其它物质的重吸收和分泌氨基酸的重吸收同葡萄糖。微量蛋白质通过肾小管上皮细胞的吞饮作用被重吸收。HPO42-、SO42-是与Na+同向转运重吸收的。进入体内的某些物质如青霉素、酚红和大多数利尿药等，由于与血浆蛋白结合而不能通过肾小球滤过，均在近曲小管被主动分泌。

肾小管和集合管物质重吸收的总结一、Na+重吸收部位量机制特点近曲小管65-70%①初段主动②后段被动③伴葡萄糖吸收、H+分泌①定比重吸收(泵-漏现象)②不受调节髓袢升支25-30%①升支细段被动(顺浓度差)②升支粗段主动(Na+-K+-2Cl-同向转运)①降支细段对Na+不通透②重吸收量与尿浓缩机制有关远曲管集合管10%①伴H+、K+分泌②管周膜Na+泵①无泵-漏现象②受调节

肾小管和集合管物质重吸收的总结二、H2O重吸收部位量机制特点近曲小管65%被动(渗透作用)①细胞旁路②水通道①球-管平衡②不受调节髓袢15%降支细段被动(渗透作用)升支对水不通透远曲管集合管10%9.3%被动(水通道)①远曲管初段水不通透②受ADH调节

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。分泌Secretion:

肾小管和集合管上皮细胞将血液中的某些物质或小管细胞新陈代谢所产生的物质排到管腔中去的过程。第四节肾小管和集合管的分泌功能一、H+的分泌1、部位：近曲小管（80%）、远曲小管和集合管。2、分泌机制:主动分泌①Na+-H+交换②H+泵3、意义：调节机体酸—碱平衡。二、NH3的分泌1、部位：远曲小管和集合管2、来源：谷氨酰胺脱氨3、特点：为脂溶性以单纯扩散方式转运。与H+的分泌密切相关。酸中毒时,近曲小管也分泌。

三、K+的分泌机制:1、部位：远曲小管和集合管2、特点：①Na+-K+交换K+顺电梯度分泌(易化扩散)入小管液。负正K+②体内唯一的既可以被重吸收，又可以被分泌的物质。③多吃多排、少吃少排、不吃也排。

大量使用利尿药时,应注意适当补钾，以防止低血钾症的发生。注意高血K+

→

K+-Na+交换↑

→H+-Na+交换↓→

酸中毒高血K+

←

K+-Na+交换↓←H+-Na+交换↑←酸中毒低血K+

→

K+-Na+交换↓→H+-Na+交换↑

→

碱中毒低血K+

←

K+-Na+交换↑←H+-Na+交换↓←碱中毒由于远曲小管和集合管均存在着H+—Na+交换和K+—Na+交换，故二者有竞争性抑制作用。当其中一个过程加强时，另一过程则减弱。

第五节尿生成的的调节

(一)小管液中溶质的浓度

水的重吸收是渗透性重吸收。一、肾内自身调节渗透性利尿：由于某种原因，使小管液某种溶质浓度过高，小管液渗透压升高，对抗了水的重吸收，终尿随之增多的现象。

重点定义糖尿病的多尿渗透性利尿剂-甘露醇、山梨醇临床注射25%葡萄糖（高渗糖溶液）尿量有何变化？解释其产生的机理。给家兔静脉注入高渗糖→血糖浓度↑超过肾糖阈→小管液中溶质浓度（葡萄糖）↑→小管液中渗透压↑→对抗水重吸收的力量↑→肾小管对水的重吸收↓→尿量↑（渗透性利尿）

(二)球-管平衡

1、定义：肾小球滤过率与近端小管的重吸收率之间存在着平行关系，即近端小管的重吸收的量总是等于肾小球滤过率的65—70％。这种现象称为球一管平衡。2、生理意义：

使终尿中的水和溶质的量不致因肾小球滤过率的增减而出现大幅度的变动。

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≈65～70％

（球-管平衡）胶体渗透压↑小管旁组织间液入毛细血管量↑3、球-管平衡打乱：（1）渗透性利尿的机制：（2）充血性心衰水肿的原因：(1)渗透性利尿的机制：

静脉输入甘露醇血容量↑GFR↑（但管周毛细血管的血流量与血压↓的程度以及血浆胶渗压↑的程度不明显）肾小管内溶质↑、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↑当动脉血压↓肾灌注压和血流量↓出球小动脉的代偿性收缩管周毛细血管血流量↓、血压↓、血浆胶渗压↑Na+、H2O重吸收↑Na+、H2O潴留→水肿(2)充血性心衰水肿的原因：小管旁组织间液入毛细血管量↑GFR仍能保持原水平(即滤过分数↑)临床

（三）肾小管上皮细胞的功能：

与细胞膜上的载体数目、泵的活动功能、细胞内酶系统的活动以及肾小管的血液循环供应等有密切的关系。（四）管——球反馈1、定义：小管液流量变化影响肾血流量和肾小球滤过率的现象。2、机制：肾血流量和肾小球滤过率↑→远曲小管致密斑小管液流量↑→致密斑发出信息→入球小A收缩→肾血流↓、肾小球滤过率↓。反之亦然。3、意义：保持肾血流、肾小球滤过率、小管液相对恒定。二、神经体液调节

(一)肾交感神经的作用:

肾交感N兴奋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↑（二）体液调节

1、抗利尿激素（ADH）（1）ADH的来源：

视上核合成神经贮存肾V2受体室旁核分泌垂体释放血管V1受体

下丘脑（2）作用机制:ADH+V2R（管周膜）→兴奋性G蛋白→腺苷酸环化酶（+）→cAMP↑→蛋白质磷酸化→管腔膜的水通道开放↑→水重吸收↑（3）生理作用：①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，使尿液浓缩，尿量减少，故称为抗利尿激素。②大剂量ADH可使血管平滑肌收缩，升高血压作用，故又称血管升压素。（4）ADH合成和释放的调节

刺激水血浆晶体渗透压下丘脑晶体渗透压感受器合成释放

下丘脑神经垂体束ADH远曲小管和集合管水重吸收尿量水心房容量感受器循环血量反射性抑制压力感受器动脉血压迷走神经窦神经保留多排水利尿Waterdiuresis：

大量饮清水引起尿量增多的现象。一次饮一升清水（实线）和饮一升等渗盐水（0.9%NaCl溶液）（虚线）后的利尿率箭头表示饮水时间其它：疼痛、情绪紧张、外科手术也可导致ADH合成和释放增多而使尿量减少。临床

远曲小管、集合管对ADH不敏感→水重吸收↓→尿液浓缩↓→肾性尿崩症。

ADH↓→远曲小管、集合管对水通透性↓→水重吸收↓→尿液浓缩↓→中枢性尿崩症。临床尿崩症ADH的作用特点:●高渗性脱水：⑴ADH的有效刺激主要是:晶体渗透压↑循环血量↓(尤为主)⑵循环血量与晶体渗透压可相互拮抗或协同：晶体渗透压↓晶体渗透压↑循环血量↓→ADH↑↑(协同)●低渗性脱水：循环血量↓→ADH↑

→ADH↓

循环血量↓

→ADH↑

失水＞失钠

(大量出汗、高热、甲亢、过度通气)失水＜失钠

(呕吐、腹泻、利尿剂、肾上腺皮质功能不全晶体渗透压不变先给高渗盐水再给右旋糖酐→ADH↑●等渗性脱水：

失水＝失钠晶体渗透压↑循环血量↑

→ADH↓→ADH↑→ADH↑给机体使用垂体后叶素后尿量有何变化？解释其产生的机理。尿量减少机理：①垂体后叶素中含有抗利尿激素(ADH)+肾远曲小管和集合管V2受体→该段对水的通透性↑→水的重吸收量↑→尿量↓。②抗利尿激素又称为血管升压素(AVP)+肾血管平滑肌V1受体→肾血管平滑肌收缩→肾血流量↓→肾小球滤过率↓→尿量↓。2、醛固酮的生理作用及分泌调节：

（1）来源和作用：

由肾上腺皮质球状带分泌。促进远曲小管和集合管对Na+的主动重吸收和K+的分泌。保Na+排K+，间接保水的作用。（2）醛固酮分泌的调节：①肾素—血管紧张素—醛固酮系统

(RAAS)循环血量↓等适宜刺激

↗交感神经兴奋↘如失血→牵张感受器+→球旁细胞释放肾素↑↘致密斑感受器+↗

肾素：由球旁细胞分泌作用：使血管紧张素原生成血管紧张素I

血管紧张素原肾素