第八章 排泄课件5

第八章排泄excretion第八章-排泄2学习要点：1.了解肾脏的解剖功能特点；2．掌握尿生成的基本过程及其影响因素；3．掌握尿液的浓缩和稀释基本原理；4．掌握肾脏泌尿功能的调节；5．熟悉脊椎动物其它的渗透调节器官。第八章-排泄2排泄：指机体将代谢产物、多余的水以及进入机体的异物(包括药物等)，通过一定的途径排出体外的过程。排泄途径：①肺：排出CO2和少量水；②消化道：排出代谢产物；③汗腺:水,尿素和盐类；④肾脏：尿第八章-排泄2第一节肾脏的功能解剖学一、肾脏的结构特征1.肾单位和集合管第八章-排泄2第八章-排泄2项目皮质肾单位近髓肾单位肾单位数量多（约占80~90%）少（约占10~15%）肾小球分布外、中皮质层内皮质层肾小球体积小大血管口径入球小A＞出球小A入球小A＜出球小A出球小动脉特点分布在近、远曲小管周围形成网状小血管、直小血管髓襻长度短（只达外髓质层）长（可达外髓质层）近球小体有无含肾素颗粒多少交感神经主要分布于入球小A主要分布于出球A血流量多（＞90%）少（＜10%）功能特点与尿生成和肾素分泌有关主要与尿的浓缩和稀释有关

2.皮质肾单位与近髓肾单位第八章-排泄2

3.肾小球旁器——近球小体：第八章-排泄2

3.肾小球旁器——近球小体：细胞位置功能近球细胞入球动脉中膜内分泌肾素致密斑细胞远曲小管起始部（入、出球动脉之间）Na+感受器，调节近球细胞分泌肾素间质细胞入、出球动脉、致密斑之间与传递信息有关第八章-排泄2第一节

肾脏的功能解剖学

二、肾脏血液循环的特征

1.肾脏血液供应的特点：

(1）血流量大:1200ml/min,占心输出量的1/4,90%供应于皮质，血管血压高，利于泌尿。（2）双重毛细血管网：肾小球毛细血管网：压力高，利于滤过生成原尿肾小管毛细血管网：压力低，利于重吸收第八章-排泄2二、肾脏血液循环的特征肾脏血液供应的特点：(1)血流量大:1200ml/min,占心输出量的1/4,90%供应于皮质，血管血压高，利于泌尿。(2)双重毛细血管网：肾小球毛细血管网：压力高，利于滤过生成原尿肾小管毛细血管网：压力低，利于重吸收第八章-排泄2第二节尿的生成

尿生成的过程包括三个环节:(1)肾小球滤过作用(2)肾小管和集合管重吸收(3)肾小管和集合管的分泌第八章-排泄2一、肾小球滤过作用肾小球滤过：指血液流经肾小球时,血浆中的水分和小分子溶质，从毛细血管到达肾小囊囊腔，形成肾小球滤液(原尿)的过程。1.滤过的实验证据：为血浆的超滤液。第八章-排泄2第二节尿的生成

一、肾小球滤过作用肾小球滤过：指血液流经肾小球时,血浆中的水分和小分子溶质，从毛细血管到达肾小囊囊腔,形成肾小球滤液(原尿)的过程。1.滤过的实验证据：为血浆的超滤液。第八章-排泄22.滤过结构基础——滤过膜：由肾小球毛细血管内皮细胞、基膜和肾小囊脏层细胞组成.肾小球滤过膜的通透性具有两个特征：分子粒径不同，通透性不同——机械屏障所含电荷不同，通透性不同——电学屏障因此，滤过膜起选择性过滤器作用。第八章-排泄2第八章-排泄2

3.通透性：用允许通过的物质分子量大小来衡量。原尿：由肾小球滤过产生的血浆超滤液，不含有形成分和大分子蛋白。第八章-排泄2第二节尿的生成4.滤过的动力第八章-排泄2第二节尿的生成4.肾小球滤过的动力：使肾小球能不断生成原尿。肾小球有效滤过压＝肾小球毛细血管血压－(血浆胶体渗透压+囊内压)有效滤过压由A端→V端逐渐降低，当有效滤过压降至0时，则达滤过平衡。部位肾小球毛细血管血压血浆交体渗透压肾小囊内压有效率过压结果入球端

+6.00－2.67－1.33+2.00血浆滤出出球端

+6.00－4.67－1.330停止滤出第八章-排泄2

5.肾小球滤过率(glomerularfiltrationrate,GFR)

肾小球滤过率GFR：在单位时间内两侧肾脏生成的超滤液的量（即每分钟滤过的血浆量）。肾小球滤过率的大小取决于滤过系数（Kf，即滤过膜面积及其通透性的状态）和有效滤过压PUF，即：肾小球滤过率=Kf×PUF

6.滤过分数:

滤过分数=肾小球滤过率/肾血浆流量安静时，滤过分数约为19％，表明流经肾的血浆约1/5由肾小球滤出生成原尿。肾小球滤过功能在肾的排泄功能占有重要地位。通常用肾小球滤过率和滤过分数作为衡量肾功能的重要指标。

第八章-排泄2第二节尿的生成7.影响滤过的因素

(1)滤过膜：①滤过膜的通透性。②滤过膜的面积。

(2)有效滤过压：①肾小球毛细血管血压。②肾小囊内压。③血浆胶体渗透压。

(3)肾小球血浆流量：肾血流量↑→血浆胶体渗透压上升速度↓→肾小球滤过率↑第八章-排泄2第二节尿的生成影响肾小球滤过率的因素第八章-排泄2小結1.尿液的生成首先通过肾小球的滤过作用形成原尿。2．肾小球滤过作用的结构基础是滤过膜，它通过机械性屏障和电学屏障进行选择性滤过。3。滤过的动力是：有效滤过压=

肾小球毛细血管血压－(血浆胶体渗透压+囊内压)4．凡能影响肾小球有效滤过压、改变肾血浆流量及滤过膜面积和通透性的因素均可影响肾小球的滤过作用。第八章-排泄2第二节尿的生成

二、肾小管和集合管的物质转运功能（一）肾小管和集合管的重吸收功能重吸收(reabsorption):指物质从肾小管液转运到血液中的过程；分泌(secretion)

:指上皮细胞将自身产生的物质/血液中的物质转运到肾小管液内的过程。

比较原尿和终尿的质与量：生成量葡萄糖、氨基酸原尿125ml/min（+）与血浆相同终尿1ml/min（－）说明，原尿在经过肾小管和集合管时有99℅的水和全部葡萄糖被重吸收。第八章-排泄2第二节尿的生成肾小管、集合管物质转运的方式

被动重吸收：单纯扩散易化扩散

主动重吸收：原发主动转运、继发主动转运-协同转运第八章-排泄2（二）、近球小管的物质转运重吸收：Na+、Clˉ、K+、H2O（60-70%）

HCO3ˉ（80%）

glucose、AA（100%）分泌：H+第八章-排泄21、近曲小管的物质转运(1)Na+和Cl-的重吸收

前半段:主动过程(泵-漏模式)①管腔膜：Ⅰ.Na+分别与glucose、AA、HCO3-、PO43-等同向转运；

Ⅱ.Na+-H+逆向转运。②管周膜：Na+-K+泵。后半段：被动过程。由于Cl-顺浓度差经紧密连接处被动重吸收→造成小管腔带正电、管外带负的电位差→Na+顺电位差经紧密连接处被重吸收。第八章-排泄2Na+-H+逆向转运第八章-排泄2Na+重吸收特点：泵-漏模式。

(即：净Na+重吸收量＝主动重吸收量－回漏量)细胞间隙内[Na+]↑→渗透压↑细胞间隙内静水压↑部分Na+和H2O回漏入管腔内上皮细胞的紧密连接被撑开管腔膜Na+易化扩散入上皮细胞内管周膜Na+泵将Na+泵出上皮细胞H20顺渗透压进入上皮细胞间隙管腔膜Na+易化扩散入上皮细胞内管周膜Na+泵将Na+泵出上皮细胞管腔膜Na+易化扩散入上皮细胞内管周膜Na+泵将Na+泵出上皮细胞第八章-排泄2

Cl-的重吸收机制:被动过程（除髓袢升支粗段外）。

由于Na+、G、AA等已在近曲小管前半段主动重吸收→后半段管内外Cl-浓度差↑→Cl-顺浓度差经紧密连接处(细胞旁路途径)进入细胞间隙。由于Cl-被动重吸收→后半段管内外电位差↑→Na+顺电位差被动重吸收。第八章-排泄2第二节尿的生成

(2)HCO3-的重吸收（80-85%在近曲小管重吸收）

HCO3-的重吸收与肾小管的泌H+相耦联。

第八章-排泄2

(3)H2O的重吸收

重吸收机制:被动过程（渗透作用）。

重吸收途径：①细胞旁路；②H2O通道。

重吸收特点：①同Na+，具球-管平衡现象，即重吸收量始终为滤过量的65～70%（后述）。②重吸收量不随机体的需要而被调节，故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。第八章-排泄2由此可见：近端小管前半段：Na+为主动重吸收

HCO3ˉ、Clˉ、水为被动重吸收近端小管后半段：Na+与Clˉ则是被动重吸收近端小管液中水则伴随着溶质的重吸收而被动吸收因此，小管液与血浆渗透压相同，是等渗重吸收。

第八章-排泄2(4)K+的重吸收

原尿中70％的K+在近端小管被重吸收入血,终尿中的K+主要是由远曲小管和集合管分泌的。

K+的重吸收机制:主动过程(尚不清楚)。由于[K+]管内∶[K+]管外＝1∶40或

4mol/L

∶150mol/L因此，K+的重吸收是逆浓度差进行的，故认为主动过程。第八章-排泄2

(5)葡萄糖的重吸收

重吸收部位:仅限于近曲小管(尤其前半段)。重吸收机制:继发主动。⑴管腔膜：

glucose与Na+依赖同向偶联载体转运入细胞内。⑵管周膜：

glucose顺浓度差经载体易化扩散进入细胞间隙(单一转运)。管周膜Na泵将Na+泵出→[Na+]i↓→为管腔膜葡萄糖协同转运提供动力。因此，将管周膜Na+泵活动称原发主动；将glucose在管腔膜的协同转运称继发主动。

第八章-排泄2

葡萄糖重吸收的特点：肾小管对糖的吸收具有一定的限度(可能与协同转运载体的数目有限有关)。即载体转运糖有饱和现象。如果血糖增高超过转运极限时，则尿中可出现糖。肾糖阈(renalglucosethreshold):

指尿中不出现糖时的最高血糖浓度。葡萄糖吸收极限量(transportmaximum,Tm):指当全部肾小管对葡萄糖的吸收能力都达到极限，尿中的糖量与滤出的增多量相等时的血糖浓度。第八章-排泄2第八章-排泄22.髓袢的物质转运

(1)髓袢降支细段：

①对尿素、Na+不通透；②对水高度通透：水以渗透方式重吸收→渗透压渐↑

(2)髓袢升支细段：

①对水不通透；②对尿素中等通透；③对Na+高度通透：顺浓度差被动重吸收→渗透压渐↓

(3)髓袢升支粗段*：①对水、尿素不通透；②对Na+通透性低；③但能以Na+∶2Cl-∶K+同向转运载体方式的继发主动转运。第八章-排泄2同向转运模式:管腔膜上有Na+:2Cl-:K+同向转运体→Na+、Cl-顺电-化学梯度/K+逆电-化学梯度同向转运入细胞内。进入细胞后的去路：Na+由管周膜Na+泵泵出，Cl-经管周膜Cl-通道、K+经管腔膜K+通道顺浓度梯度易化扩散出细胞。第八章-排泄23.远曲小管和集合管的物质转运（重吸收和分泌）

(1)Na+的重吸收：机制：主动重吸收①远曲小管前段：

Na+在管腔膜由Na+-Cl-同向转运进入细胞内，后由管周膜Na泵泵出细胞。②远曲小管后段和集合管：Na+由管腔膜Na通道进入细胞内，后由管周膜Na+泵泵出细胞而被重吸收。第八章-排泄2⑵重吸收的特征:①无泵-漏现象：

因远曲小管和集合管上皮细胞的紧密连接对小离子(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。第八章-排泄2（2）水的重吸收（机制）:

①远曲小管初段：同髓袢升支一样，对水仍不通透。

②远曲小管后段和集合管：管腔膜有ADH调控的水通道——当ADH作用时，可增加其对水的通透性，促进对水的重吸收。特点:①重吸收量根据机体的是否缺水而被调节；②重吸收量对终尿量的影响很大。第八章-排泄2(二)肾小管和集合管的分泌1.K+的分泌

机制:Na+-K+交换。由于①[K+]管内＜[K+]管外②管周膜Na+-K+泵主动重吸收→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)入小管液第八章-排泄22.H+的分泌机制:主动分泌。①Na+-H+交换②H+泵分泌特点:①泌H+与重吸收HCO3-、Na+呈正相关(泌H+→促HCO3-重吸收→排酸保碱)②泌H+与泌K+呈负相关(竞争抑制)。③有限度泌H+:当小管液pH值＜4.5时,泌H+则停止H+H+的分泌H+泵第八章-排泄2

3.NH3的分泌

机制:单纯扩散小管上皮细胞内谷氨酰胺脱氨NH3(氨)脂溶性肾小管腔：NH3＋H+NH4+＋Cl-→NH4Cl单纯扩散脱氢酶第八章-排泄2NH3分泌特点:

①泌NH3与泌H+呈正相关：即泌NH3促进H+-Na+交换，促进排酸保碱,调节机体酸碱平衡。

②NH3扩散量决定于管腔液与管周液的pH值：管腔液pH值较低时，NH3较易扩散。

③正常时NH3只在远曲小管和集合管分泌;酸中毒时,近曲小管也分泌。第八章-排泄2

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60-70%①初段主动(管腔膜Na+-X偶联转运，管周膜Na+泵)②后段被动(顺电位差经细胞旁路)①定比重吸收(泵-漏现象)②不受调节髓袢升支25-30%①细段被动(顺浓度差)②粗段主动(Na+-K+-2Cl-同向转运体复合物)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管腔膜Na+-Cl-交换②管周膜Na+泵①无泵-漏现象②受调节第八章-排泄2

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。第八章-排泄2小结：肾小管和集合管的重吸收和分泌的物质第八章-排泄2第二节尿的生成3、影响肾小管和集合管物质转运功能的因素

(1)小管液中溶质的浓度：

(2)肾小球滤过率：无论肾小球滤过率↑/↓，滤液的重吸收率始终占肾小球滤过率的65～70％，这种现象称为球管平衡。生理意义：使终尿量不因肾小球滤过率的增减而出现大幅度变动。第八章-排泄2第二节尿的生成球管平衡的机制：当肾血流量不变时，肾小球滤过率↑→进入近曲小管旁毛细血管血量↓→毛细血管血压↓、血浆蛋白↑→胶体渗透压↑→小管间液进入毛细血管量↑→组织静水压↓→小管间隙Na+、水经基膜入小管间隙量↑→回漏↓→Na+、水重吸收↑→使重吸收仍为65～70％。第八章-排泄2第三节尿液的浓缩和稀释

尿液的浓缩与稀释是指尿液渗透压与血浆渗透压相比较而言。如：等渗尿、高渗尿、低渗尿水生动物与陆生动物维持渗透压和水平衡的主要措施？第八章-排泄2第三节尿液的浓缩和稀释一、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：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）。第八章-排泄2第三节尿液的浓缩和稀释

一、尿的稀释与浓缩过程

1.尿的稀释小管液中的溶质被重吸收而水不易被重吸收。

尿稀释的关键部位：髓袢的升支粗段。

产生机制：髓袢升支粗段对NaCl主动转运而对水不通透，使髓袢升支粗段小管液为低渗，管周肾髓质成为高渗环境（为尿浓缩过程提供动力），使尿稀释。

实现尿稀释的条件：集合管和远曲小管对水的通透性降低，并受ADH调节。

第八章-排泄2第三节尿液的浓缩和稀释

2.尿的浓缩小管液的水被重吸收而溶质仍留在小管液中。水重吸收的动力：是肾髓质渗透梯度的建立。尿浓缩的部位：在远曲小管和集合管内生成。尿浓缩的条件：远曲小管和集合管对水具有通透性。

抗利尿激素（ADH）的调节。第八章-排泄2第三节尿液的浓缩和稀释二、肾髓质高渗梯度现象肾髓质部组织液为高渗，而越近肾乳头部其渗透压越高，这一现象称为肾髓质高渗梯度现象。第八章-排泄2第三节尿液的浓缩和稀释三、肾髓质高渗梯度的形成原理——逆流学说

1.逆流倍增和逆流交换：（M1膜可将Na+由乙管泵入甲管，对水不通透；M2膜对水易通透）第八章-排泄2第三节尿液的浓缩和稀释2.肾髓质高渗梯度的形成:髓袢的逆流倍增作用是因为从髓袢到集合管的各段对水和溶质有不同的通透性所致。第八章-排泄2外髓部：髓袢升支粗段对NaCl的主动重吸收。内髓部：髓袢降支细段对水通透。髓袢升支细段对水不通透；对Na易通透；髓袢升支细段对尿素中等通透。第八章-排泄2内髓部：小管液内存在高浓度尿素，内髓部集合管对尿素通透。第八章-排泄2逆流倍增作用第八章-排泄2第三节尿液的浓缩和稀释肾髓质高渗梯度的形成第八章-排泄2第三节尿液的浓缩和稀释

（1）外髓质高渗梯度的形成机制：髓袢升支粗段对Na+、Cl-主动重吸收。（2）内髓质高渗梯度的形成机制：由尿素和NaCl从小管内向组织间液扩散所形成。依靠髓袢逆流倍增作用建立髓质渗透压梯度；

尿素再循环进一步增强髓质渗透压梯度。第八章-排泄2尿液在逆流系统内流动髓质高渗梯度↓ADHADH↑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)尿液浓缩和稀释的过程尿液渗透压的变化：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→高渗；→髓质部集合管为递增式高渗。第八章-排泄2第三节尿液的浓缩和稀释四、维持髓质高渗的机制——直小血管逆流交换作用

1.通过逆流交换，使肾髓质的溶质不被血流大量带走；

2.将重吸收的水送回体循环，维持肾髓质渗透压梯度。第八章-排泄23.直小血管--逆流交换作用第八章-排泄2五、影响尿液浓缩的因素

1.髓襻升支粗段主动重吸收NaCl能力

2.内髓中尿素的浓度第八章-排泄2第四节

肾尿生成的调节

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。

一、肾内自身调节

1．小管液中溶质的浓度小管液中溶质浓度形成的渗透压,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)第八章-排泄2

2．球管平衡

概念：指无论GFR↑/↓→近曲小管对溶质、水的重吸收量与肾小球滤过量之间保持一定的平衡关系的现象。重吸收量/滤过量≈65～70%

生理意义：在于使尿中排出的溶质和水不致因肾小球滤过率的增减而出现大幅度的变动。其机制与管周毛细血管血压和胶体渗透压改变有关。机制：除与近曲小管对Na+、H2O重吸收的泵-漏现象有关外，主要与管周毛细血管压和胶体渗透压的改变有关。

第八章-排泄2在肾血流量不变的前提下：当GFR↑时管周毛细血管压↓→胶体渗透压↑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）小管旁组织间液入毛细血管量↑第八章-排泄2第四节

肾尿生成的调节二、神经和体液调节

1.交感神经系统兴奋：肾交感N兴奋→释放NE：①激活α受体→入、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对水和NaCl重吸收↑（直接支配作用）；③激活β受体→球旁细胞释放肾素→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↑。第八章-排泄22.抗利尿激素（ADH/AVP）抗利尿激素——分泌部位：下丘脑视上核和室旁核

化学本质：肽类激素第八章-排泄2血浆晶体渗透压↑(1-2％)循环血量↓(5-10％)A-Bp↓A-Ⅱ、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)中枢渗透压感受器血浆晶体渗透压↓(1-2％)循环血量↑(5-10％)心房容量感受器动脉压力感受器A-Bp↑心房钠尿肽

+++++++—

—

—

—

—

—

—

下丘脑-垂体束ADH垂体后叶（1）刺激ADH分泌的因素：第八章-排泄2（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G-蛋白及腺苷酸环化酶cAMP↑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↑小管液血液适宜刺激下丘脑释放ADHADH尿量↓第八章-排泄2第八章-排泄2血浆晶渗压↑(1-2％)循环血量↓(5-10％)A-Bp↓A-Ⅱ、低血糖疼痛、应激中枢渗感器心房容感器动脉压感器下丘脑:视上核(主)室旁核(次)++—

—

+ADH+下丘脑-垂体束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↓水重吸收↑+注：ADH缺乏↓垂体性尿崩症