第八章-尿的生成和排出

1、第八章 尿的生成和排出,第一节 肾的功能解剖和肾血流量 第二节 肾小球的滤过功能 第三节 肾小管和集合管的物质转运功能 第四节 尿液的浓缩和稀释 第五节 尿生成的调节 第六节 血浆清除率(自学） 第七节 尿的排放,内容提要,排泄,机体将代谢的终产物和进入体内的异物以及过剩的物质，经血液循环有相应的途径排出体外的过程。 尿生成的基本过程： 1.肾小球的滤过超滤液（原尿） 2.肾小管和集合管的重吸收 3.肾小管和集合管的分泌（终尿）,排泄的途径,、呼吸器官：CO2、水、挥发性物质； 、消化器官：唾液腺排出铅、汞，消化管排出胆色素和无机盐；（粪便不属于排泄） 、皮肤：水、无机盐、尿素、尿酸； 、肾：

2、通过尿生成排出代谢终产物和过剩的物质；内分泌器官：促红素、肾素； 最重要的排泄器官,肾脏功能: (一)、泌尿: 、排除代谢终产物、过剩的电解质及进入体内的异物; 、调节细胞外液量和血液的渗透压; 、调节水、电解质和酸碱平衡。 (二)、内分泌: 、对血容量和血压起调节作用的肾素; 、刺激骨髓造血的促红细胞生成素; 、具有强烈舒血管作用的前列腺素等。,第一节肾的功能解剖和肾血流量,一、肾的功能解剖,肾单位,肾小体,肾小球,肾小囊,肾小管,近球小管,髓袢细段,远球小管,袢升细段,袢升粗段,远曲小管,袢降粗段,近曲小管,袢降细段,皮质肾单位和近髓肾单位的结构及特点比较,集合管,集合管并不包括在肾单位中

3、，但其功能与肾单位密切相关，对浓缩尿和稀释尿的形成起 着重要作用。许多肾单位的远曲小管都汇集于一条集合管。许多集合管汇合于肾。,（二）球旁器,1、球旁细胞：是入球小动脉中层的肌上皮样细胞 ，细胞内含分泌颗粒，分泌颗粒中含肾素(renin)。 2、致密斑：位于远曲小管起始部，贴近入球小动脉的上皮细胞变为高柱状。（感受小管液中NaCl,调节肾素得分泌） 3、球外系膜细胞：是入球小动脉和出球小动脉之间的一群细胞，具有吞噬功能。,（三）滤过膜的构成,毛细血管内皮细胞 基膜层（最致密) 肾小囊脏层上皮细胞,1、机械屏障,2、电学屏障：带负电荷的涎蛋白,最重要,滤过膜滤过结构基础,机械屏障：由滤过膜的三层

4、组织各种孔、裂构成。,静电屏障：由各层含有带负电荷的糖蛋白构成。,（四）肾的神经支配和血管分布 1.交感神经：胸12至腰2脊髓节段腹腔神经丛肾动脉、肾小管、球旁细胞NE 调节血流量、肾小球滤过率、肾小管的重吸收、肾素释放。 一般认为无副交感神经分布,2.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小动脉肾小球毛细血管网出球小动脉肾小管毛细血管网小叶间静脉弓形静脉叶间静脉肾静脉,二、肾脏血液循环的特点及其调节,1、血流量大，主要分布在皮质 1200ml/min 占心输出量1/51/4 皮质外髓内髓 94% 5% 不到1%,2.两套毛细血管网的血压差异大 肾小球毛细血管网高利于滤过

5、； 肾小管毛细血管网低利于重吸收,一、肾血流量的自身调节,1、自身调节：在全身动脉血压由2.7kPa(20mmHg)逐渐提高到10.7kPa (80mmHg)的过程中，肾血流量随血压的升高而增加；当动脉血压在80180mmHg范围变动时，肾血流量却保持稳定；动脉血压进一步升高，肾血流量又随之增加 。,自身调节的作用机制： 、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； 、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。,(二)肾血流量的神经体液调节： 交感神经兴奋时，肾神经传出冲动增加，肾血管收缩

6、，肾血流量减少 。 体液因素中，肾上腺素、去甲肾上腺素、升压素、血管紧张素等均使肾血管收缩，肾流量减少，而前列腺素则使肾血管舒张。,尿液形成的三个步骤,、肾小球的滤过作用 、肾小管和集合管的重吸收作用 、肾小管和集合管的分泌作用,第二节 肾小球的滤过作用,肾小球的滤过作用：血液流经肾小球时，在有效滤过压的驱动下，血浆中的水和小分子物质经滤过膜进入肾小囊形成原尿的过程。,：,肾小球滤过率（GFR）：单位时间内两肾生成的原尿量。 正常人安静时约为125ml/min 滤过分数：肾小球滤过率于每分钟的肾血浆流量的比值。 正常值为19%,一、有效滤过压,肾小球有效滤过压肾小球毛细血管血压（血浆胶体渗透压

7、肾小囊内压） 入球端6.0（2.67+1.33）2.0KPa 出球端6.0(4.67+1.33)=0KPa 肾小球毛细血管有效滤过压为一递降过程，在入球端为正值，有滤过作用；在出球端为零，达到滤过平衡，无滤液生成。,二、影响肾小球滤过的因素,（一）、有效滤过压滤过动力 、肾小球毛细血管血压 、血浆胶体渗透压 、肾小囊内压 （二）、肾浆血流量物质基础 （三）、滤过系数（滤过膜的面积和通透性） 结构基础,（一）有效滤过压滤过动力,肾小球毛细血管血压 毛细血管血压 有效滤过压 尿量 血浆胶渗压 血浆胶渗压 （如快速注射生理盐水、肝脏、肾脏 疾病等） 有效滤过压 尿量 囊内压：囊内压（输尿管阻塞） 有

8、效滤过压 尿量,（二）肾血浆流量物质基础,肾小球血浆流量主要影响血浆胶渗压上升速度、从而影响滤过平衡。 肾血浆流量增加，血浆胶渗压上升速度减慢，滤过平衡靠近出球端，毛细血管滤过长度延长，肾小球滤过率增加，尿量增多；反之，滤过平衡靠近入球端，则减少。 在严重缺氧、中毒性休克等病理情况下，交感神经兴奋，肾血浆流量减少，尿量减少。,（三）滤过膜结构基础 通透性 滤过面积 举例：肾小球肾炎,滤过量,第三节肾小管和集合管的转运功能,一、肾小管和集合管中物质转运的方式 包括：重吸收和分泌 肾小管和集合管的重吸收作用 小管液中物质被管壁细胞转运入血液的过程。 肾小管和集合管的分泌作用 肾小管上皮细胞将产生的

9、物质或血液中的物质转运至小管液的过程。,（一）重吸收的部位： 不同肾小管段的重吸收能力不同。 近曲小管是最重要的重吸收部位 葡萄糖、氨基酸、维生素全部被重吸收； 6570%Na+、CI-、K+和水被重吸收； 85%的HCO3-也被重吸收。 （二）转运的途径、方式与特点： 途径： 1、跨细胞途径 2、细胞旁途径 方式： 1、被动重吸收 2、主动重吸收 特点： 1、选择性重吸收 2、有限性重吸收,前段：主动重吸收：泵漏学说 后段：被动重吸收：,Na+重吸收,CI-靠浓度差向管外扩散 Na+靠电位差向管外扩散,小管液Na+,扩散,上皮细胞Na+,Na+泵,细胞间隙,Na+,水,压力差,血液,回漏,渗

10、透压差,水,压力差,泵漏学说,二、肾小管和集合管中各种物质的重吸收和分泌,(一)Na+、 Cl-和水的重吸收 1.近端小管（70%）,(即：净Na+重吸收量主动重吸收量回漏量),H2O的重吸收 重吸收机制: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： 类同Na+，具球-管平衡现象，即重吸收量始终为滤过量的6570%（后述）。 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。,Na+ K+ Cl-,水,髓,2、髓袢中的物质转运,髓袢降支细段： 对尿素、Na+不通透； 对水高度通透：水经水通道

11、以渗透方式重吸收渗透压渐。,髓袢升支细段： 对水不通透； 对尿素中等通透； 对Na+高度通透：顺浓度差被动重吸收渗透压渐。,Na+,尿素,Na+ K+ Cl-,水,髓,Na+,尿素,髓袢升支粗段： NaCl在髓袢重吸收主要部位 对水、尿素不通透； 对Na+通透性低； 但能以Na+2Cl-K+同向转运体方式的继发主动转运。,Cl-,K+,Na+,同向转运体模式:,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。 进入细胞内的：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。,影响同向转

12、运体转运的因素: 应用圭巴因选择性阻断Na+泵时，Cl-和Na+的重吸收就明显减少。说明管周膜Na+泵的活动对管腔膜同向转运体的转运具有重要作用。因此，将Na+泵的活动称原发主动，而将同向转运体的转运称继发主动；故Cl-在髓袢升支粗段的重吸收是主动的。 呋喃苯胺酸（呋塞米）抑制Na+、Cl-、K+的同向转运，干扰尿浓缩机制(后述)，导致利尿。因此，将速尿称髓袢利尿剂。,3、远端小管和集合管,1.Na+的重吸收 重吸收的机制：是主动重吸收过程。,远曲小管后段和集合管：Na+在管腔膜主要通过Na+通道进入细胞内，然后在管周膜由Na+泵泵出细胞而被重吸收。管腔膜的Na+通道可被氨氯吡咪(amilor

13、ide)抑制。,远曲小管初段：Na+在管腔膜由Na+-Cl-同向转运进入细胞内，然后在管周膜由Na+泵泵出细胞而被重吸收。Na+-Cl-的同向转运可被噻嗪类(thiazide)利尿剂所抑制。,重吸收的特征: 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。 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。,2.水的重吸收,特点: 重吸收量根据机体的需要而被调节； 重吸收量对终尿量的影响很大。,水通道,水通道,机制: 远曲小管后段和集合管：对水仍不通透，管腔膜有ADH调控的水通道(

14、当ADH作用时，水通道便从胞浆镶嵌到管腔膜上)，调节水的重吸收。,(二)HCO3-的重吸收和H+的分泌 1. HCO3-重吸收（近端小管） （1）机制：被动过程。 （2）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）HCO3-的重吸收优先于Cl-的重吸收； 3）HCO3-的重吸收与泌H+呈正相关(H+分泌重吸收HCO3-)。,HCO3-的重吸收,2.H+的分泌,H+分泌机制: 是主动分泌。 Na+-H+交换,H+,NH3 +,NH4+,H+的分泌,H+泵,=泌H+助碱贮(泌H+促HCO3-重吸收排酸保碱)。 泌H+与泌K+呈负相关(竞争抑制)。 泌H+是有限度的:

15、当小管液pH值4.5时,泌H+则停止。,H+分泌特点: 泌H+与重吸收HCO3-、Na+呈正相关,（三）NH3的分泌与H+、HCO3-的转运关系 机制:单纯扩散,小管上皮细胞内 谷氨酰氨,脱氨,NH3(氨),脂溶性,肾小管腔：NH3H+,NH4+Cl-NH4Cl,单纯扩散,脱氢酶,NH3分泌特点: 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。 NH3扩散的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。 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。,1.K+的重吸收 近端小管重吸收原尿中的K+绝大部分(657

16、0%),终尿中的K+主要是由远曲小管和集合管分泌的。 髓袢升支粗段重吸收少量的K+ 远曲小管和集合管继续重吸收K+ K+重吸收的机制:主动过程。 K+管内 K+管外140,(二)K+的重吸收和分泌,（五）钙的重吸收和排泄,1.重吸收 近端小管：溶剂拖曳方式以细胞旁途径（80%） 跨细胞途径（20%） 髓袢细段：不吸收；升支粗段：主动和被动 远端小管集合管：跨细胞途径主动转运 2.分泌 主要受甲状旁腺激素调节,(六)葡萄糖和氨基酸的重吸收 1.重吸收部位:仅限于近端小管(尤其前半段)。 2.重吸收机制:继发主动。,Na+被管周膜Na+泵泵出Na+i为管腔膜葡萄糖协同转运提供动力。 因此，将管周膜

17、Na+泵的活动称原发主动；将葡萄糖在管腔膜的协同转运称继发主动。,3.葡萄糖重吸收的特点： 具有一定的限度(可能与协同转运载体的数目有限有关)。,肾糖阈:尿中刚刚出现糖时的血糖浓度(或不出现尿糖的最高血糖浓度)。 正常值：160180mg/100ml（8.910.1mmol/L）。 葡萄糖吸收极限量(TMG):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。 正常值：成人男性为375mg(2.68mmol)/min/1.73m2, 成人女性为300mg(1.67mmol)/min/1.73m2。,附：尿糖相关因素: 血糖尿糖 如：型、型(胰岛素依赖、非依赖性

18、)糖尿病。 血糖无尿糖 如：糖尿病久肾小球损害GFR。 而当严重脱水糖尿病，虽出现糖尿性昏迷，但无尿糖，是GFR所致。 血糖正常尿糖 如：根皮苷中毒时它与协同转运载体结合，竞争抑制葡萄糖和氨基酸的重吸收。,(七)其它物质的重吸收和分泌 1.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。 2.HPO42-、SO42-是与Na+同向转运重吸收的。 3.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,肾小管和集合管物质重吸收的总结,二、H2O重吸收,近曲小

19、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。,第四节 尿的浓缩和稀释,高渗尿：尿的渗透压比血浆高；尿被浓缩 12001400mOsm/L 低渗尿：尿的渗透压比血浆低：尿被稀释 4030mOsm/L 等渗尿：尿的渗透压和血浆一样： 300mOsm/L,等渗液,尿液在逆流系统内流动,髓质高渗梯度,ADH,ADH,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,尿液渗透压的变化为：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

20、质部集合管由低渗高渗；髓质部集合管为递增式高渗。,一、尿液的稀释,尿稀释：当缺乏血管升压素时，因远曲小管和集合管对水的通透性降低，水重吸收减少，甚至不被重吸收，而一些溶质（如Na 等）仍继续重吸收，小管液渗透压降低，尿量增多，形成低渗尿。,二、尿液的浓缩 尿浓缩：低渗液从远曲小管进入集合管，并流向肾乳头方向时，处于肾髓质高渗环境中。在血管升压素的作用下，集合管壁对水的通透性提高，水被重吸收，小管液的水分越来越少，渗透压越来越高，形成高渗尿。,研究发现，尿液的浓缩和稀释决定于： 髓袢、集合管U形结构的逆流系统（结构基础）； 肾髓质高渗梯度的状况(先决条件）； 血液ADH的浓度（对水重吸收的调节作

21、用）。,二、肾髓质渗透压梯度的形成和保持 （一）、肾髓质渗透压梯度的形成 1.外髓部：由髓袢升支粗段主动重吸收NaCl形成原始动力 2.内髓部：NaCl、尿素扩散形成 （二）、肾髓质渗透压梯度的保持 直小血管作用,2.肾髓质高渗梯度形成机制,髓袢降支细段：对NaCl不易通透 对尿素不易通透 对水高度通透,水被重吸收 管内浓度倍增 (管内为高渗梯度) (钠盐管内 钠盐管外) (尿素管内 尿素管外,髓袢升支细段： 对NaCl高度通透 对尿素中等通透 对水不通透,由肾内髓高渗梯度已形成。,NaCl向管外扩散 尿素向管内扩散 管内浓度倍减 (但仍为高渗梯度) (管外为高渗梯度) (管内钠盐 渐) (管

22、内尿素 渐),髓袢升支粗段： 对NaCl主动转运 对尿素不通透 对水不通透 NaCl向管外扩散 管内浓度倍减 (管内为低渗液) (管外为高渗梯度) (钠盐管内钠盐管外),因此肾外髓高渗梯度已形成。,远曲小管和皮质集合管： 对NaCl主动转运 对尿素不通透 对水不通透 (有ADH时通透) NaCl向管外扩散 管内浓度倍减 (管内为低渗液) (管内尿素浓度增加),髓质集合管： 对NaCl主动转运 对尿素易通透 (尿素浓度高) 对水不易通透 (有ADH时通透) NaCl向管外扩散 尿素向管外扩散 形成肾内尿素循环 (管内外为高渗梯度),尿素循环进一步增强肾内髓高渗梯度。,尿素,肾内尿素循环： 条件：

23、 .髓袢升支粗段、远曲小管、皮质与髓质集合管尿素均不通透； .髓袢升支细段对尿素易通透； .内髓集合管对尿素易通透+尿素高(当ADH时远曲小管和集合管对水的通透性尿素)。 过程：尿素出内髓集合管入髓袢升支细段经髓袢升支粗段、远曲小管、皮质与外髓集合管内髓集合管。 作用：进一步增强肾内髓高渗梯度。,水,小结： 形成肾髓质高渗梯度的物质： 外髓质： 主要是NaCl。 内髓质： 主要是NaCl+尿素 形成肾髓质高渗梯度的决定因素： 逆流系统+各段对物质的选择性通透逆流倍增现象。,直小血管的逆流交换作用： 直小血管通透性高+降支与升支彼此靠得很近+与髓袢并行； 当直小血管的血液逆流时：,第五节 尿生成

24、的调节,一、 肾内自身调节 （一）、小管液溶质的浓度： 渗透性利尿：由于小管液中的溶质含量增多，渗透压增高，使水的重吸收减少而发生尿量增多的现象。 20%的甘露醇、25%山梨醇 渗透性利尿剂 糖尿病多尿?,（二）、球管平衡：,无论肾小球滤过率增多或减少，近球小管的重吸收量始终占滤过量的65 70 % GFR 近端小管重吸收率 流向远端的量 125 ml/min 87.5 37.5 150(+25) 105 45 (+7.5) 100(-25) 70 30(-7.5) 意义：维持终尿溶质和水相对稳定 机制：滤过率变化引起管周毛细血管血压、 血浆胶渗压改变所致,二、神经体液调节,（一）肾交感神经,

25、(NE),（一）、抗利尿激素的来源及作用 1、ADH的分泌：下丘脑视上核室旁核（合成） 垂体束 神经垂体 （释放） ADH 2 、 ADH的作用 提高远曲小管和集合管对水的通透性,（二）、抗利尿激素（血管升压素VP）,2 、 ADH的作用及机制,提高远曲小管和集合管对水的通透性, 水的重吸收增加，使尿液浓缩，尿量减少（抗利尿）。 此外，增加髓袢升支NaCI的吸收；提高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。,、ADH分泌和释放的调节,水利尿（water diuresis),1、大量饮清水（1000ml)尿量增多及机制 机制：饮水量突然 血浆晶体渗透压 ADH 合成和释放 远曲小管、集合管对水的 重吸收 尿量 2、大量出汗后尿量减少及机制 3、其他生理现