第七章 尿的生成和排出ppt课件

1、第七章 肾脏生理,第一节 肾的功能解剖和肾血流量 第二节 尿的生成 第三节 肾小管和集合管的转运 第四节 尿生成的调节 第五节 尿液的浓缩和稀释 第六节 尿的排放,概述 排泄：是指机体通过某些器官把体内的代谢产物、多余的水分、无机物和进入机体的异物等排出的生理过程。 排泄途径：肾脏为主，呼吸器官、皮肤（汗腺）以及消化道亦有排泄功能。,第一节 肾的功能解剖和肾血流量,一、肾脏的功能 尿的生成与排出由肾脏完成，包括肾小球滤过、肾小管和集合管的重吸收及分泌三过程。肾脏通过泌尿过程排泄大量代谢终产物。,肾脏是机体最重要的排泄器官，也是维持内环境相对稳定的最重要器官之一，因为，通过泌尿，肾脏可以：,肾脏

2、的功能主要是： 1、排出机体的大部分代谢终产物以及进入体内的异物； 2、维持内环境自稳态 （1） 调节细胞外液量和渗透压； （2）保留体液中的重要电解质，排出氢，维持酸碱平衡。,3、内分泌功能： 可产生多种生物活性物质，如肾素、促红细胞生成素、前列腺素及羟化VitD3等，可参与血压调节、红细胞生成和骨骼发育等过程。,二、尿的组成和理化特性,水9597% 尿 电解质 溶质35% 非蛋白氮：尿素、肌酐、尿酸、氨 尿量：1000-2000ml/日，平均1500ml 多尿：2500，少尿：100-500，无尿： 100ml 尿液比重：1.011.025 尿液PH：5.07.0,三、肾脏的结构 （一）

3、肾单位和集合管,皮质肾单位和近髓肾单位 皮质肾单位:主要分布于外皮质层和中皮质层。 占肾单位总数的85%-90%。 肾小球体积较小；入球小动脉与出球小动脉口径为2：1。出球小动脉进一步再分为毛细血管后，几乎全部分布于皮质部分的肾小管周围。这类肾单位的髓袢甚短，只达外髓质层，有的甚至不到髓质。 近髓肾单位：分布于靠近髓质的内皮质层，占肾单位的10%-15%。肾小球体积较大；其髓袢甚长，可深入到内髓质层，有的甚至到达乳头部。出球小动脉不仅形成缠绕邻近的近曲小管或远曲小管的网状毛细血管，而且还形成细而长的U字形直小血管，在尿的浓缩与稀释过程中起着重要作用。,（二）肾小球旁器 1、球旁细胞 分泌肾素

4、2、致密斑 钠感受器 3、球外系膜细胞 （间质细胞）不明,（三） 肾的神经调节 肾交感神经（胸12-腰2脊髓节段） 腹腔神经节 NE 肾动脉（尤其是入、出球小动脉的平滑肌） 肾小管和球旁细胞 调节肾血流量、肾小球滤过率肾小管的重吸收和肾素释放。,肾的各种感受器 肾神经 脊 髓 中枢 调节血压和水盐平衡。 肾至今未发现副交感神经支配。,四、肾脏血液循环特点 （一）肾的血液供应 腹主动脉 肾动脉 叶间动脉 弓形动脉 小叶间动脉 入球动脉 肾小球毛细血管网 出球小动脉 肾周毛细血管网 小叶间静脉 弓形静脉 叶间静脉 肾静脉,肾小球毛细血管网血压较高，有利于肾小球的滤过。 肾周毛细血管网血压较低，可促

5、进肾小管的重吸收。 肾脏血流特点：血流量大 两套毛细血管网 多种调节机制,（二）肾血流量及其调节 肾的血供非常丰富，其中94%供应肾皮质，故肾血流量常指肾皮质血流量。,1、肾血流量的自身调节 肾血流量的自身调节表现为动脉血压在一定范围内变动时，肾血流量仍保持相对恒定。 自身调节的机制： 肌源学说 管-球反馈：指小管液流量变化影响肾血流量和肾小球滤过率的现象。,2、肾血流量的神经体液调节 神经调节 肾交感神经 肾血管收缩 肾血流量 体液因素 Ad、NE、AVP/ADH、血管紧张素 、内皮素 肾 血管收缩 肾血流量 ； NO、PG、Ach、ANP 舒张肾血管 肾血流量 。, 肾小球滤过是指当血液流

6、经肾小球毛细血管时，血液中的水分和小分子溶质透过肾小球滤过膜而进入肾小囊腔形成肾小球滤液（即原尿）的过程。,第二节 肾小球的滤过功能,微穿刺实验证明，肾小球滤过液就是血浆的超滤液。 肾小球滤过率（GFR）：指单位时间内（每分钟）两肾生成的超滤液量。正常成人为125ml/min。,滤过分数：是指肾小球滤过率与肾血浆流量的比值 正常值约为125/660100%=19%; 表明流经肾的约有1/5由肾小球滤出而形成原尿。 GFR = Kf PUF Kf：滤过系数，即滤过膜的面积及其通透性的状态； PUF：有效滤过压。,一：滤过的结构基础滤过膜 1、滤过膜的组成 滤过膜是指肾小球毛细血管内的血液与肾小囊

7、中超滤液之间的隔膜。 三层结构： 内层是毛细血管的内皮细胞。 上面有许多直径50-100nm的窗孔，可防血细胞通过。,中间层是非细胞的基膜层，是滤过膜的主要屏障。 基膜层是由水合凝胶构成的微纤维网结构，有许多 4-8nm的多角形网孔，可决定通过基膜的分子大小， 大分子的蛋白质很难通过基膜。,外层是肾小囊的上皮细胞。 上皮细胞具有足突，足突间有小的裂隙，裂隙上有滤过裂隙膜，膜上有直径4-14nm的孔，是滤过的最后一道屏障。 2、滤过膜的通透性 是指物质通过滤过膜的能力大小。, 影响因素 1、溶质的分子大小 一般来讲，有效半径小于2nm的中性物质可以自由滤过；有效半径大于4.2nm的大分子物质则不

8、能滤过；有效半径在2.0-4.2nm之间的各种物质分子，随着有效半径的增加，它们被滤过的量逐渐降低。,2、溶质的带电情况 滤过膜各层均含有许多带负电荷的物质（主要是糖蛋白），由于同性电荷相斥作用，可限制带负电的分子（如血浆白蛋白）的滤过，促进正电荷分子滤过。,3、滤过面积： 成人两肾总的滤过面积约为1.5。 正常情况下，两肾全部肾小球都起滤过作用，滤过 面积保持相对稳定；急性肾小球肾炎时，有效滤过面积下降，GFR降低，结果出现少尿或无尿。,二、滤过的动力有效滤过压 = 肾小球毛细血管血压-（血浆胶压+肾小囊内压） 微穿刺法测的大鼠肾小球有关压力值(mmHg)如下：,肾小球毛细血管血压 血浆胶压

9、 肾小囊内压 有效滤过压 入球端 45 25 10 10 出球端 45 逐渐加大 10 逐渐下降, 滤过平衡：指有效滤过压为零时滤过停止的状态。 有效滤过长度/面积：指从入球小动脉端到滤过平衡点的肾小球毛细血管长度/面积。 动画尿液滤过.swf,三、影响肾小球滤过的因素 （一）、滤过膜的面积和通透性 滤过膜的面积（见前述） 滤过膜的通透性的变化可致尿液性质出现异常。 如肾脏疾病时，可因滤过膜的通透性增加，使正常 不能被滤过的大分子蛋白质甚至红细胞被滤出而出 现蛋白尿或血尿。,（二）有效滤过压 1、肾小球毛细血管血压（Bpcap） BP在80-180mmHg范围内时， Bpcap相对稳定， GF

10、R基本不变。 BP80mmHg时， Bpcap下降，GFR BP40-50mmHg时，GFR=0，无尿。,2、囊内压 正常时比较稳定 结石、肿瘤压迫等 输尿管阻塞 肾盂内压 囊内压 有效滤过压 GFR,3、血浆胶体渗透压 正常时变动不大； 营养不良、实验中快速注射NS 血浆蛋白浓度 血浆胶压 有效滤过压 GFR,（三）肾血浆流量 肾血浆流量对GFR有很大影响，主要影响滤过平 衡点的位置。 肾血浆流量 血浆胶压上升速度慢 滤过平衡 靠出球端 有效滤过长度 GFR ；反之，GFR 严重缺氧等 交感神经 肾血浆流量 GFR 尿量,第三节 肾小管和集合管 的转运功能 肾小球滤过生成的滤过液进入肾小管后

11、称为小管液 小管液中99%的水、100%的G及不同量的钠、尿素等被重吸收；肌酐、尿酸、钾等被分泌入小管腔。, 重吸收：指物质从肾小管液中转运至血液中。 分泌：上皮细胞将本身产生的物质或血液中的物质转运至肾小管腔内。 转运方式：被动转运，主动转运（原发性、继发性）,一、近端小管中的物质转运 近端小管重吸收67%的Na+、Cl-、K+、H2O；85%的HCO3-；100%G、AA；同时分泌H+入肾小管。 重吸收的关键动力是上皮细胞基侧膜上的Na+泵。,（一）Na+、Cl- 和H2O的重吸收 近端小管前半段， Na+主要与HCO3-、G、AA一起被重吸收，以跨上皮细胞主动重吸收为主；并与H+分泌相耦

12、联，吸收量占总量的2/3。 近端小管后半段， Na+主要与Cl-一起被重吸收，以细胞旁路被动重吸收为主，吸收量占总量的1/3。, 水是靠渗透作用进行被动重吸收的。,（二）HCO3-的重吸收和H+的分泌 HCO3-的重吸收与Na+- H+交换密切相关（见下图） 肾小管重吸收HCO3-是以的形式进行，速度大于 Cl- 的转运速度；因此HCO3-的重吸收率明显大于Cl- 的重吸收率。, 乙酰唑胺可抑制CA活性，使Na+- H+交换减少，Na+、 HCO3-重吸收减少，NaHCO3、NaCl和水的排出增多，引起利尿。,（三）K+的重吸收 小管液中67% K+被重吸收，尿中的K+主要是远曲小管和集合管分

13、泌的。 K+的重吸收是主动转运过程，机制未明。,（四）葡萄糖的重吸收 100%葡萄糖被重吸收，部位仅限于近端小管，尤其是其前半段； 是一种继发性主动转运； 近端小管对葡萄糖的重吸收有一定限度, 肾糖阈：指尿中刚开始出现葡萄糖时的血浆葡萄糖浓度。一般为180mg/100ml。 葡萄糖吸收极限量：指全部肾小管对葡萄糖的吸收均已达到极限时小管液中的葡萄糖滤过量。 成年男性为375mg/min；女性300mg/min。, 葡萄糖吸收具有极限量，可能与近端小管Na+- 葡萄糖同向转运体数目有限有关。 （五）其他物质的重吸收和分泌,二、髓袢中的物质转运 髓袢重吸收20%的Na+、Cl-、K+。 髓袢升支粗

14、段以Na+：2Cl-：K+同向转运模式继发性主动重吸收NaCl。（具体过程见下图）, 速尿、利尿酸等可抑制Na+：2Cl-：K+同向转运体的功能，管腔正电位消失，NaCl的重吸收受抑制从而干扰尿的浓缩机制，导致利尿。 髓袢升支粗段对水的通透性很低，水重吸收量很少，造成小管液低渗，组织间液高渗，有利于尿液的浓缩和稀释（后述）。,三、远端小管和集合管中的物 质转运 可根据机体需要重吸收约12%的NaCl、不同量的水；分泌不同量的K+ 、H+。, 远端小管和集合管对水盐的转运是可调节的。水的重吸收主要受ADH，而Na+、K+的转运主要受醛固酮的调节。 远端小管初段： 通过Na+-Cl-同向转运体，在

15、Na+泵供能下，主动重吸收NaCl。噻嗪类药物可抑制Na+-Cl-同向转运体，导致利尿。（图8-10A）, 对水的通透性很低，水重吸收量很少，但其仍重吸收NaCl，故而继续保持小管液低渗状态。 远端小管后段和集合管： 主细胞重吸收Na+和H2O，分泌K+ ；闰细胞主要分泌H+。 （图8-10B）, K+的分泌与Na+的重吸收密切相关 ，见图8-10B 其动力有： 管腔膜两侧的电位梯度； 管腔膜两侧的浓度梯度； Na+泵功能增强可K+的浓度梯度。, H+的分泌 近端小管通过 Na+- H+交换泌H+； 远端小管和集合管的闰细胞通过H+泵泌H+。, 泌H+的生理意义： 促进HCO3-的重吸收，排酸

16、保碱，维持体内酸 碱平衡； 可调节尿液酸碱度。 NH3的分泌促进排H+及HCO3-的重吸收 NH3由谷氨酰胺脱氨而来 NH3可自由扩散，扩散量取决于管腔膜两侧的PH值,第四节 尿生成的调节 机体对尿生成的调节是通过对滤过和重吸收、分泌的调节来实现的。 本节主要讨论肾小管和集合管重吸收和分泌的调节，包括肾内自身调节和神经、体液调节。,一、肾内自身调节 （一）小管液中溶质浓度 小管液中溶质所形成的渗透压，是对抗肾小管重吸收水分的力量。 溶质浓度 渗透压 水、NaCl的重吸收 利尿 渗透性利尿：通过提高小管液中溶质的浓度来达到利尿消肿目的的利尿方式。,（二）球-管平衡 定义：是指不论肾小球滤过率增大

17、或减小，近端小管小管都是定比重吸收，其重吸收率始终为肾小球滤过率的6567%左右（即重吸收百分率为6567%）的现象。 生理意义：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。, 定比重吸收的机制与管周毛细血管血压和胶体渗透压的改变有关。 球-管平衡在某些情况下可能被打乱： 渗透性利尿，重吸收百分率小于6567%； 充血性心力衰竭，重吸收百分率将超过6567%，导致水肿。,二、神经和体液调节 （一）肾交感神经的作用 肾交感神经兴奋，可致尿量减少，机制如下： 入、出球小动脉收缩，肾小球毛细血管血浆流量减少，肾小球毛细血管血压下降，肾小球有效滤过压下降，肾小球滤过率降低；,刺激球

18、旁细胞释放肾素增多，导致循环血中的血管紧张素和醛固酮增多，使肾小管对NaCl和水的重吸收增多； 增加近端小管和髓袢上皮细胞重吸收NaCl和水。,（二）抗利尿激素/ADH/血管升压素/AVP 由下丘脑视上核和室旁核中的内分泌神经元释放； 作用：,提高远曲小管和集合管对水的通透性，增加水的重吸收，使尿液浓缩，尿量减少； 增加髓袢升枝粗段对NaCl的主动重吸收和内髓部集合管对尿素的通透性，从而增加髓质组织间液的溶质浓度，提高髓质组织间液的渗透浓度，有利于尿液浓缩。,作用机制： ADH+V2R GS AC cAMP PKA 增加管腔膜上的水通道 增加水的通透性（详见下图）, 调节因素：血浆晶压、循环血

19、量和动脉血压 大量出汗、严重呕吐或腹泻等 机体失水 晶体渗透压 下丘脑前部室周器渗透压感受器 抗利尿激素 肾小管对水的重吸收 尿液浓缩尿量。 大量饮清水 血浆晶压 ADH 肾对水的重吸收尿液稀释，尿量 。 水利尿（见下图）,血量 扩张左心房，刺激其中的容量感受器 迷走神经 中枢 下丘脑释放ADH 利尿。 动脉血压 刺激颈动脉窦压力感受器 ADH ANP抑制ADH分泌，而血管紧张素刺激其分泌。,水利尿,（三）肾素-血管紧张素-醛固酮系统 血管紧张素原 肾素 血管紧张素（十肽） 血管紧张素转换酶 血管紧张素（八肽） 醛固酮,BP ，循环血量 入球小动脉的压力 ，血流量 小动脉壁上牵张感受器所受刺激

20、 肾素释放； 入球小动脉的压力 ， 血流量 GFR 滤过的Na+量 到达致密斑的Na+量 激活致密斑感受器 肾素释放； 循环血量 肾交感神经兴奋 肾素释放, Ad、NE 刺激球旁细胞 肾素释放 。 血管紧张素对尿生成的调节 刺激醛固酮的合成与分泌，从而调节远曲小管和集合管上皮细胞对Na+和K+的转运； 直接刺激近端小管对NaCl的重吸收，使尿中排出 NaCl减少；, 使垂体后叶释放ADH增加，从而增加远曲小管和 集合管对水的重吸收，使尿量减少。 醛固酮对尿生成的调节 由肾上腺皮质球状带分泌，有保Na+排K+作用；, 作用机制： 醛固酮+胞浆受体 激素-受体复合物 进入细胞核 调节特异性mRNA

21、转录 合成多种醛固酮诱导蛋白，其有可能：, 是管腔膜的Na+通道蛋白，从而增加管腔膜的Na+通道数量； 增加线粒体中ATP的生成a，为上皮细胞活动（如Na+泵）提供更多的能量； 增强基侧膜的Na+泵活性，促进胞内的Na+泵回血液和K+进入细胞，提高细胞内K+浓度，有利K+分泌；,由于Na+重吸收增加，造成小管腔内的负电位，有利于K+的分泌和Cl-的重吸收。 作用结果： 远曲小管和集合管在对Na+重吸收增加的同时，对Cl-和水的重吸收也增加，故细胞外液量增多， K+ 的分泌量增加。, 醛固酮分泌的调节 血管紧张素 血K+、血Na+浓度： 血K+浓度 、血Na+浓度 醛固酮 ； 反之，减少。,（四）心房钠尿肽（ANP） 作用结果：明显促进NaCl和水的排出; 作用机制，可能包括： 抑制集合管对NaCl的重吸收；, 使出、入球小动脉（尤其是后者）舒张，增加肾血浆流量和肾小球滤过率； 抑制肾素的分泌； 抑制醛固酮的分泌； 抑制抗利尿激素的分泌。,第五节 尿液的浓缩和稀释 概述 1、尿液的浓缩和稀释是根据尿渗透压与血浆渗透压（一般为300mOsm）相比较而确定的；, 2、体内缺水时，尿渗透压血浆渗透压，称为高渗尿表明尿被浓缩； 3、体内水过剩时，尿渗透压血浆渗透压，称为低渗尿，表明尿被稀释；, 如果不管机体缺水或水过剩，尿渗透压血浆渗透压，称为等渗尿