泌尿系统解剖与生理

1、泌尿系统解剖与生理,1,第九章 泌尿系统的解剖与生理,组成,肾 输尿管 膀胱 尿道,第一节 泌尿系统的解剖,泌尿系统解剖与生理,2,泌尿系统解剖与生理,3,第二节 肾的功能解剖与血液供应,一、肾的功能解剖,泌尿系统解剖与生理,4,（一） 肾单位的构成,肾单位,肾小体,肾小球,肾小囊,肾小管,近端小管,细段,远端小管,近曲小管,髓袢降支粗段,髓袢降支细段,髓袢升支细段,髓袢升支粗段,远曲小管,皮质,外髓,内髓,泌尿系统解剖与生理,5,（1）肾小体,肾小球：由毛细血管盘曲而成的血管球,入球小A 出球小A,肾小球高压,肾小囊：,内层：脏层（足C）,外层：壁层（与近曲小管上皮相连）,肾小囊腔,泌尿系统

2、解剖与生理,6,（2）肾小管,（3） 皮质肾单位与近髓肾单位,远曲小管,皮质,外髓,内髓,近曲小管,髓袢,降支粗段,细段,升支粗段,泌尿系统解剖与生理,7,（1）皮质肾单位：,特点：肾小球小，髓袢短；入球小动脉口径大于出球小动脉,（2）近髓肾单位：,特点：肾小球大，髓袢长；出球小动脉可形成直小血管,泌尿系统解剖与生理,8,（二）集合管的结构,不属于肾单位，由皮质走向髓质。,泌尿系统解剖与生理,9,（三） 近球小体 肾素产生的主要部位,球旁细胞： 入球小A中层特殊分化的C,分泌肾素,致密斑：,感受小管液中NaCl含量的变化,调节肾素释放,球外系膜细胞,主要分布在皮质肾单位,泌尿系统解剖与生理,1

3、0,球旁复合体的结构模式图,泌尿系统解剖与生理,11,（四）肾脏的神经支配,一般认为，肾只接受交感神经支配。,二、肾的血液循环及其功能特点,（一）肾的血液循环途径,泌尿系统解剖与生理,12,泌尿系统解剖与生理,13,泌尿系统解剖与生理,14,泌尿系统解剖与生理,15,泌尿系统解剖与生理,16,3）肾小管周围毛细血管血压低且血浆胶体渗透压高,（二）肾血液循环特点,1）血流量大（1200 ml/min血液流经肾，约占心输出量的1/4，其中90进入皮质）流速快。,4）肾血流量自身调节,2）肾小球毛细血管血压高,机制：肌源学说、管-球反馈 意义：肾小球滤过功能相对稳定，尿量不发生太大变化,血压在一定范

4、围波动时（80-180mmHg），肾血流量保持稳定,泌尿系统解剖与生理,17,方式： 1. 排出机体大部分的代谢终产物和异物。 2. 调节细胞外液量与渗透压。 3. 维持电解质与酸碱平衡。,第三节 尿的生成过程,意义：维持机体内环境相对稳定。,泌尿系统解剖与生理,18,肾小球的滤过,原尿,重吸收,分泌,终尿,尿生成的基本过程,泌尿系统解剖与生理,19,尿生成的过程,泌尿系统解剖与生理,20,一、肾小球的滤过功能,肾小球滤过（glomerular filtration)：当血液流经肾小球毛细血管时，血液中的水和小分子溶质，透过肾小囊的囊腔形成超滤液的过程。,血浆超滤液（原尿）,泌尿系统解剖与生理

5、,21,（一）滤过膜的解剖学,泌尿系统解剖与生理,22,（二）滤过膜的通透性：物质通过滤过膜能力的大小,（1）物质分子的大小,R 4.2nm，不能滤过,泌尿系统解剖与生理,23,（2）物质所带电荷,正电荷易滤过,原因：滤过膜各层中含有很多带负电荷的物质，主要为糖蛋白。,通透性改变,蛋白尿、血尿,泌尿系统解剖与生理,24,不同的分子有效半径和带不同电荷右旋糖酐的过滤能力 滤过能力的值为1.0：表示能自由滤过；0则表示不能滤过,泌尿系统解剖与生理,25,（三）滤过的动力有效滤过压,有效滤过压=,滤过的动力 ,滤过的阻力,肾小球毛细血管血压-,（血浆胶体渗透压+囊内压）,滤过平衡(filtratio

6、n equilibrium)：当有效滤过压下降到零时，达到滤过停止状态,PGC: 肾小球毛细血管血压 GC：血浆胶体渗透压 PBS：囊内压,泌尿系统解剖与生理,26,泌尿系统解剖与生理,27,（四）肾小球滤过率（GFR）和滤过分数 （FF）,GFR:肾小球滤过率单位时间内（每分钟）两肾生成 的超滤液量。,19,FF=,泌尿系统解剖与生理,28,（五）影响肾小球滤过的因素,1. 滤过膜的面积和通透性,2.有效率过压,3.肾血浆流量,肾血浆流量大 GFR,有效滤过压GFR,滤过膜的面积和通透性GFR,泌尿系统解剖与生理,29,二、肾小管和集合管物质转运功能,原尿量：180 L/d 终尿量：1.5L

7、/d 原尿与终尿的成分比较,结论,重吸收：上皮细胞将物质从肾小管液中转运至血液 分泌：上皮细胞将本身长生的物质或血液中的物质 转运至肾小管腔内。,降低或消失,浓缩,重吸收和分泌,重吸收的百分率不同,泌尿系统解剖与生理,30,皮质,外髓,内髓,小管液,细胞,细胞间隙,细胞,泌尿系统解剖与生理,31,（一）肾小管和集合管物质转运方式与途径,原发性：,继发性：,主动转运,被动转运,ATP，如Na+泵,Na+顺电化学梯度释能,溶剂拖曳,单纯扩散,易化扩散,渗透,跨细胞途径,细胞旁途径,方式,途径,泌尿系统解剖与生理,32,（二）各段肾小管和集合管物质转运,1. 近端小管（近曲小管和髓袢降支粗段）：重吸

8、收的主要部位,全部：Glu、AA、蛋白质、维生素等 部分：6567（水、Na+） 80% 85%（Cl- 、 HCO3-等）,重吸收,分泌：异物（青霉素、酚红等）、H+,水在此是等比例等渗强制性重吸收,泌尿系统解剖与生理,33,Na+ 的重吸收是溶质和水重吸收的主要动力,前半段：主动重吸收 后半段：被动重吸收，细胞旁途径,（1）Na+ 、 Cl-和水的重吸收,Na+和水的吸收在近曲小管有回漏。,Na + -G（AA）同向转运,Na + -H+逆向交换,泌尿系统解剖与生理,34,主动重吸收,Na+-H+交换,Na+泵,Na+-H+交换,Na+的重吸收： 近端小管前半段,Na+-葡萄糖（氨基酸）同

9、向转运体,Na+-葡萄糖同向转运体,泌尿系统解剖与生理,35,被动重吸收：,近曲小管后半段,Na+顺电位差,（细胞旁途径）,动力：Cl- 顺浓度梯度被重吸收时，产生小管内外的电位差,泌尿系统解剖与生理,36,水,顺渗透压梯度，被动重吸收,强制性吸收：与机体缺水与否无关。,转运方式,10 扩散,85 细胞膜上的水通道,近曲小管 （6567）,有回漏,Cl-,近曲小管 （6567）,前半段：无,后半段：被动重吸收（顺浓度差）,泌尿系统解剖与生理,37,（2） HCO3-重吸收与H+的分泌,与Na+-H+交换有密切关系,以CO2形式，被动扩散,比Cl-优先重吸收,H+,CO2,HCO-3,近曲小管：

10、,重吸收HCO3-，分泌H+,泌尿系统解剖与生理,38,泌尿系统解剖与生理,39,（3）K+的重吸收,滤出的K绝大部分在近端小管被重吸收，余下小部分在其后各段重吸收，而终尿的K+肾小管分泌的。,近端小管主动重吸收：,电位：管腔内-4 mv 浓度：管腔内（4 mmol/L） 细胞内（150 mmol/L）,泌尿系统解剖与生理,40,（4）葡萄糖的重吸收,部位：仅限于近端小管（主要在近曲小管）,方式：继发式主动转运,伴随Na+的继发性主动转运（协同转运）,泌尿系统解剖与生理,41,肾糖阈（renal glucose threshold）：,尿中不出现葡萄糖的最高血糖浓度,原因: 葡萄糖载体的数量是

11、有限的。即部分近曲小管吸收葡萄糖的能力已达到饱和。,泌尿系统解剖与生理,42,葡萄糖转运极限量： 肾小管的重吸收达到它的最大限度,原因：所有近曲小管重吸收葡萄糖的能力都达到饱和,（5）其它物质的重吸收,氨基酸、SO42-、HPO42-：伴随Na+的主动重吸收,蛋白质：吞饮,泌尿系统解剖与生理,43,2.髓袢降支细段和升支,降支细段：溶质不通透，水通透，以渗透方式重吸收水,升支细段：对水不通透，NaCl通透， NaCl 被动重吸收,升支粗段：对水不通透，溶质通透,重吸收25%的溶质和20%的水,溶质的转运,泌尿系统解剖与生理,44,髓袢升支粗段主要溶质吸收的示意图,泌尿系统解剖与生理,45,3.

12、远曲小管和集合管: 起始段和后半段, 受醛固酮的调节,重吸收9%NaCl,分泌不同量的H+和K+, 受ADH调节,重吸收不同量的水,泌尿系统解剖与生理,46,远曲小管起段：,Na+ - Cl-同向转运体,主动重吸收NaCl ，对H2O没有通透性,（1）NaCl的重吸收,泌尿系统解剖与生理,47,主C：重吸收Na+和水，分泌K+,远曲小管后段和集合管 ：主细胞和闰细胞,Na+-K+交换,泌尿系统解剖与生理,48,闰C：分泌H+（重吸收HCO3-）,泌尿系统解剖与生理,49,（2）水的重吸收,远曲小管起始段：无,远曲小管后段和集合管：取决VP水平,（3）K+的分泌,Na+-K+交换,主细胞基膜Na

13、+泵,主细胞管腔膜Na+通道开放,主细胞管腔膜K+通道开放,主细胞内Na+激活基膜Na+泵,受醛固酮的调节,泌尿系统解剖与生理,50,泌尿系统解剖与生理,51,Na K交换 Na H交换,原因：动力都来源于Na泵,高K血症 酸中毒 低K血症 碱中毒,竞争性抑制作用,泌尿系统解剖与生理,52,（4）H+的分泌（闰细胞）,H+,HPO42-,H2PO4-,NH3,NH4+,尿液的酸碱度,泌尿系统解剖与生理,53,H的分泌意义：,排酸保碱 酸化尿液 促进NH3 / NH4+的分泌,泌尿系统解剖与生理,54,泌尿系统解剖与生理,55,(5) NH3/NH4+的分泌,来源：1个谷氨酰胺 2分子NH4+,

14、近曲小管（分泌）,逆向交换：Na+-H+逆向转运体（ NH4+替代H+）,单纯扩散：取决于膜两侧的pH值（NH3）,泌尿系统解剖与生理,56,小管液,泌尿系统解剖与生理,57,NH4代替Na、K，由Na+- K+- 2Cl-同向转运体,细胞膜对NH3高通透，对NH4的通透性差，对NH3的分泌与近曲小管的单纯扩散相似。,意义：促进H+分泌,利于Na+-H+交换 促进NaHCO3的重吸收,排酸保碱，维持体液酸碱平衡,髓袢（重吸收）：,集合管（分泌）：,泌尿系统解剖与生理,58,近曲小管,重吸收,分泌,H：Na - H逆向交换,NH3 / NH4+： Na+-NH4+逆向交换；单纯扩散,泌尿系统解剖

15、与生理,59,Na Cl K HCO3 水 NH4+,降支 升支细段 被动 被动 升支粗段 主动 主动 主动 被动,以CO2形式被动重吸收,被动重吸收 ,NH4+ -2Cl同向转运体,髓袢：重吸收20水、Na+、Cl-、K+等,重吸收,分泌作用较弱,泌尿系统解剖与生理,60,Na 水 Cl HCO3,远曲小管起始段 远曲小管后段和集合管,以CO2形式被动重吸收,主动（Na+ -Cl-同向转运体）,主动（Na+ -K+交换）, 被动,主动 被动,* Na+的重吸收受醛固酮的调节；H2O的重吸收受VP的调控,分泌：,1、H+: 闰细胞，H+泵 2、K+：主细胞，Na+ -K+交换，受醛固酮的调节

16、3、NH3 NH4+：集合管，主要以NH3的形式，单纯扩散,远曲小管和集合管,重吸收,泌尿系统解剖与生理,61,（三）影响肾小管功能的因素 1.小管液的溶质浓度,渗透性利尿(osmotic diuresis)：肾小管中溶质浓度增加，则小管液渗透压升高，导致水的重吸收受阻，较多的水随终尿排出。,例如：甘露醇 利尿 消除水肿 糖尿病 多尿,泌尿系统解剖与生理,62,意义: 维持尿量变化不至于太大,近曲小管对Na+ 、水保持相对恒定的重吸收比例（6567GFR）,球-管平衡：,肾小球的滤过和肾小管的重吸收保持着一个平衡状态,2.GFR对肾小管功能的影响,泌尿系统解剖与生理,63,机制：,GFR,出球

17、小A,血浆蛋白浓度,血量,近曲小管旁Cap,血压,胶渗压,组织间隙静水压,Na+、水重吸收,小管液,（Na+,水）,百分率恒定,3.肾小管上皮功能的变化（见肾对机体水盐代谢的调节）,泌尿系统解剖与生理,64,第四节 尿液的浓缩和稀释,终尿的渗透浓度 血浆渗透浓度, 浓缩尿, 稀释尿,= 等渗尿,一、 肾髓质渗透浓度梯度及其形成,意义：维持体液平衡和渗透压的稳定。,泌尿系统解剖与生理,65,肾髓质渗透浓度梯度,泌尿系统解剖与生理,66,髓袢升支粗段,NaCl、K主动重吸收,H2O不通透,高渗,渗透浓度梯度,尿素再循环,NaCl重吸收,高渗,渗透浓度梯度,髓袢降支细段和升支细段的逆流倍增作用,髓袢

18、降支、升支细段，集合管,（一）外髓部渗透浓度梯度形成,（二）内髓部渗透浓度梯度形成,泌尿系统解剖与生理,67,外髓,内髓,ADH,泌尿系统解剖与生理,68,皮质,外髓,内髓,泌尿系统解剖与生理,69,逆流倍增系统,髓袢降支细段：对水通透，对NaCl不通透渗透压 髓袢升支细段：对水不通透，对NaCl通透渗透压,H2O,NaCl,NaCl,皮质,外髓,内髓,泌尿系统解剖与生理,70,结构基础：髓袢结构及其功能特性 主要溶质：NaCl和尿素,髓质渗透浓度梯度的形成：,泌尿系统解剖与生理,71,三、直小血管在保持肾髓质渗透浓度梯度 中的作用,功能：,（1）使髓质的溶质不易被血流带走,（2）将重吸收的水

19、分运回循环系统,泌尿系统解剖与生理,72,泌尿系统解剖与生理,73,二、尿液浓缩和稀释的过程,调节因素：血压升压素（VP）,过程:,VP分泌,远曲小管,集合管,上皮C对H2O的通透性,H2O被重吸收,尿渗透压,高渗尿,渗透浓度梯度,尿量,H2O不被重吸收,NaCl主动重吸收,尿渗透压,低渗尿,机体缺水,机体多水,泌尿系统解剖与生理,74,1. 髓袢的正常结构 2. 髓袢升支粗段主动重吸收NaCl 3. 直小血管的血流速度及其维持渗透压梯度的作用 4. 血液尿素浓度,（一）影响肾髓质渗透浓度梯度形成的因素,四、影响尿液浓缩和稀释的因素,（二）VP的分泌（见后述）,泌尿系统解剖与生理,75,第五节

20、 肾功能评价,肾在单位时间内能将多少毫升血浆中所含的某物质完全清除出去，这个被完全清除了某物质的血浆毫升数就称为该物质的血浆清除率（ml/min）。,概念：,一、清除率的概念和计算方法,计算：,C =,UV,P,某物尿排出量尿中某物质浓度每分钟尿量,U V,C 清除率 P 某物质血浆浓度,泌尿系统解剖与生理,76,二、测定清除率的意义,（一）测定肾小球滤过率,菊粉清除率,（二）推测肾小管的功能,碘锐特与对氨基马尿酸清除率,（三）肾血流量的测定,C 125，分泌 重吸收,例：某物尿排出量为10 mg/min；其血浆浓度为20 mg/100 ml，C=?,C=50 ml/min,泌尿系统解剖与生理

21、,77,第五节 尿的排放,一、膀胱与尿道的神经支配,泌尿系统解剖与生理,78,尿道内扩约肌,尿道外扩约肌,膀胱逼尿肌,P(膀胱和尿道的神经支配),膀胱和尿道的神经支配,泌尿系统解剖与生理,79,尿,盆神经(+),阴部神经(-),第五节 排尿,泌尿系统解剖与生理,80,二、排尿过程,（一）输尿管的运动（蠕动1-5次/分钟）,（二）排尿反射及其障碍,泌尿系统解剖与生理,81,膀胱尿液充盈,（500ml）,膀胱壁内,牵张感受器,脊髓腰骶段,（+）,（初级中枢）,大脑皮层,逼尿肌收缩,尿道内括约肌舒张,尿道外括约肌舒张,尿液排出,（+）,副交感N,盆N,（尿意）,盆N,阴部N,躯体N,尿道感受器,（+

22、）,阴部N,（+）,排尿反射：,排尿异常：尿频、尿潴留、尿失禁等,泌尿系统解剖与生理,82,第七节 肾对机体水盐代谢的调节,一、肾在保持水平衡中的作用,血管升压（VP），即抗利尿激（ADH）,机体水盐含量和种类的稳定是内环境稳态的重要因素,泌尿系统解剖与生理,83,垂体,下丘脑,VP分泌部位：下丘脑视上核室旁核,神经垂体,贮存释放,远曲小管、集合管,作用部位：,泌尿系统解剖与生理,84,提高远曲小管和集合管上皮细胞对水的通透性。,VP,V2-R,AC（+）,cAMP,（第二信使）,蛋白激酶(+),管腔膜上水通道,增加髓袢升支粗段对NaCl的主动重吸收和内髓部集合管对尿素的通透性有利于尿液的浓缩

23、,VP对肾的作用：,泌尿系统解剖与生理,85,1. 血浆晶体渗透压改变：,下丘脑合成,大量出汗,血浆晶体渗透压,感受器（+）,神经垂体释放,VP,入血,腹泻,肾远曲小管,集合管,H2O的重吸收,尿量,N,（-）,大量饮水,渗透压感受器：下丘脑视上核及其周围,VP（ADH)分泌的调节,（+）VP （-）VP,泌尿系统解剖与生理,86,细胞外液量,2. 细胞外液量（循环血量）的改变,容量感受器（+）,（血容量）,心房,大静脉,迷走N,下丘脑合成,神经垂体释放,ADH,入血,肾远曲小管,集合管,H2O的重吸收,尿量,（-）VP （+）VP,泌尿系统解剖与生理,87,肾对水排出量的其他影响因素,如：动脉Bp,肾交感神经活动受抑制,尿量尿钠排出,血容量,肾素分泌,肾素-血管紧张素-醛固酮系统,Na+、水排出,泌尿系统解剖与生理,88,（1）GFR自身调节：动脉血压10.6-24kPa 范围