生理学尿的生成和排出

1,第八章 尿的生成与排出 (urine formation and excretion),2,目的要求 （一）掌握: 尿生成的过程(肾小球的滤过、肾小管和集合管重吸收与分泌）及影响因素， 尿生成的调节，排尿反射。（二）熟悉: 尿液的浓缩与稀释（三）了解: 肾脏在机体排泄中的地位，在维持内环境相对稳定中的意义。,3,概 述肾脏是机体主要的排泄器官之一。排泄：机体将代谢的终产物、过剩的物质和进入体内的异物经血液循环由排泄器官排出体外的过程。,4,肾脏的生理功能：1.排泄功能,维持内环境的相对稳定: 水、电解质平衡 酸碱平衡 血浆渗透压2.肾脏也是一个内分泌器官： 合成分泌肾素、促红细胞生成素； 1，25-二羟维生素D3，前列腺素等。,5,肾尿生成的过程： 肾小球滤过(filtration) 肾小管和集合管重吸收(reabsorption) 肾小管和集合管分泌(secretion),6,一、肾的功能解剖,第一节 肾的功能解剖和肾血流量,7,(一)肾单位(nephron)构成,肾小体,肾小球,肾小囊,肾小管,近端小管,髓袢细段,远端小管,升支细段,髓袢升支粗段,远曲小管,髓袢降支粗段,近曲小管,降支细段,集合管(collecting duct)：,肾单位,肾单位：尿液生成的基本功能单位,1.肾单位的结构,8,2.肾单位分类：二种肾单位,皮质肾单位：外皮质和中皮质近髓肾单位：内皮质,9,两种肾单位比较,皮质肾单位,近髓肾单位,数 量,多(80-90%),小A口径,少(10-15%),肾小球体积,较大,较小,A入 A出 2:1,差异甚小1:1,出球小A分支,髓袢长度,形成的毛细血管网几乎全部缠绕皮质部的肾小管周围,形成肾周围cap网和U形的直小血管,短，只达外髓层,长，深入内髓层,功 能,尿液的生成,尿液的浓缩与稀释,分布,外、中皮质层,内皮质层,10,（二）球旁器：三种细胞组成，皮质肾单位,1.球旁细胞(颗粒细胞或近球细胞)：入球小A中特殊分化的平滑肌细胞，内含分泌颗粒，合成储存和分泌肾素。,11,2.致密斑 远曲小管起始部,特殊分化的高柱状上皮细胞；能感受小管中的Na+含量变化，并将信息传递至球旁细胞调节肾素的释放。,Na+,12,3.球外系膜细胞位于出、入球小动脉和致密斑之间的一群细胞有吞噬和收缩功能。,13,(三) 肾脏的神经支配,肾交感神经 来源:胸12 - 腰2 支配范围: 肾动脉、肾小管、 球旁细胞 兴奋效应: 调节肾血流量、 GFR、肾小管重吸收和 肾素释放等,副交感神经 至今未发现有支配,14,(四) 肾的血管分布,来源:腹主A肾A叶间A-弓状A小叶间A - 入球小A特点: 经过两次毛细血管网 肾小球毛细血管网 出球小A 肾小管周围毛细血管网,15,二、肾血流量的特点及其调节概念：安静状态下，每分钟两肾的血流量 肾的血液循环特点血流量大，一定范围内相对稳定： 流量心输出量1/41/5；1200ml/min 是体内血循环最丰富的器官。血液分布不匀： 皮质94%；外髓5%；内髓1%两套毛细血管网，压力高低不同： 肾小球毛细血管网压力高利于滤过； 肾小管毛细血管网压力低利于重吸收,16,(一) 肾血流量的自身调节(auto-regulation),定义：在没有外来神经支配的情况下，肾动脉血压在一定范围内(80-180mmHg)变动时,肾血流保持相对恒定的现象。意义：正常安静条件下，通过自身调节使RBF, GFR相对稳定，泌尿活动正常进行。,肾血流的调节,17,1.肌源性学说：血压在80-180mmHg升高时，入球小动脉血管平滑肌紧张性增加，会自动的引起其平滑肌收缩,维持肾血流量相对稳定，相反也成立。80mmHg，平滑肌舒张达极限 180mmHg，平滑肌收缩达极限 肾血流量随血压的波动而变化。,18,2.管-球反馈：（肾小管肾小球反馈）定义：肾小管内液体的流量变化影响肾小球滤过率和肾血流量的现象。当RBF和GFR时，到达远曲小管致密斑处的小管液量，致密斑发出信息，通过某种信号转导至肾小球，使入球小动脉和出球小动脉收缩，使RBF和GFR恢复至正常。否则，相反。（与肾脏局部的肾素-血管紧张素以及局部产生 的腺苷，NO和前列腺素也可能参与调节）,19,（二）肾血流量神经-体液调节：神经支配：肾交感神经兴奋 肾血管收缩肾血流体液因素：NE、E、VP、A分泌肾血管收缩RBF。肾组织生成的PG、NO、缓激肽引起肾血管舒张意义：运动或异常（如高温、出血缺氧时）：通过神经、体液调节使血流量减少，保证重要器官的血流供应。,20,总 结通常情况下，在一般的血压变动范围内，肾主要靠自身调节来保持血流量的相对稳定，维持正常的泌尿功能。紧急情况下，全身血液重新分配，通过交感神经及交感肾上腺素等的作用来减少肾血流量，使血液分布到心脑等重要器官。,21,第二节 肾小球的滤过功能,滤过：指血液流过肾小球时,血浆中水和小分子溶质及少量小分子蛋白质通过滤过膜进入肾小囊形成原尿的过程。,22,滤过的实验证据: 肾小囊微穿刺抽取液体分析发现,除蛋白质含量甚少外，所含的其他成分及其浓度与血浆基本一致,而且渗透压和pH值也与血浆近似。,原尿=血浆的超滤液,23,成分 血浆(g/L) 滤液 (g/L)水 900 980 蛋白质 7090 0.3葡萄糖 1.00 1.00Na+ 3.30 3.30K+ 0.2 0.2 Cl- 3.70 3.70H2PO4-HPO42- 0.04 0.04尿素 0.30 0.30尿酸 0.04 0.04肌酐 0.01 0.01氨 0.001 0.001,血浆、肾小球滤液成分的比较,24,肾小球滤过功能的度量指标,1.肾小球滤过率（glomerular filtration rate,GFR) 单位时间内两肾生成的超滤液量。 GFR两肾生成的原尿量 ml/min 125ml/min = 180L/d,2.滤过分数(filtration fraction GFF) 概念：GFR与每分钟肾血浆流量的百分比。 GFF GFR肾血浆流量100 125660 100 19,25,影响肾小球滤过率的两个因素: 滤过系数Kf(滤过膜面积和膜通透性) 有效滤过压（PUF) 肾小球滤过率KfPUF,26,一、滤过的结构基础滤过膜P214滤过膜是肾小球毛细血管腔与肾小囊腔之间的结构。,三层构成：1、毛细血管内皮细胞层2、基膜层3、肾小囊脏层足细胞的足突,血管内皮内皮下基膜足细胞足突,27,三层滤过膜:Cap内皮细胞层： 窗孔70-90nm基膜层： 网孔2-8nm肾小囊足细胞层：裂孔4-11nm,28,两种屏障使滤过膜对血浆中物质通过具有高度选择性，对原尿的质量起着决定作用。,三层滤过膜:Cap内皮细胞层： 唾液酸蛋白基膜层： 硫酸肝素/蛋白聚糖肾小囊足细胞层： nephrin,29,决定物质通过滤过膜的因素:1.物质分子有效半径大小：中性物质有效半径小于2nm自由滤过；2-4.2nm随半径增加，滤过降低；大于4.2nm不能滤过2.物质所带电荷：在有效半径相同的条件下，正电荷易通过，负电荷不易通过。主要限制带负电荷的大分子蛋白通过，而其他带负电荷的微小物质如Cl- HCO3- HPO42- SO42-也可顺利通过。,30,31,机械屏障：由滤过膜的三层组织各种孔、裂构成。,静电屏障：由各层含有带负电荷的糖蛋白构成。,32,二、滤过的动力-有效滤过压是指促进超滤的动力和阻碍超滤的阻力的差值,有效滤过压=(毛细血管压+囊内液体胶体渗透压) -（血浆胶体渗透压+囊内压）=毛细血管压 -（血浆胶体渗透压+囊内压）,33,入球端有效滤过压=45 (25+10) =10(mmHg）0有滤液生成,出球端 有效滤过压 =45 (35+10) = 0(mmHg) 0无滤液生成,有效滤过压=毛细血管压-（血浆胶体渗透压+囊内压）,34,由图可见：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。,滤过平衡：当滤过阻力等于滤过动力时，有效滤过压为0。滤过停止。,35,三、影响肾小球滤过的因素,(一) 肾小球毛细血管压全身血压在 80180 mmHg范围内, 滤过率保持不变。血压低于80mmHg, 随血压,有效滤过压, 滤过减少。血压降至40 50mmHg, 有效滤过压为零, 无尿生成。紧急情况下，交感神经兴奋，肾血流量减少，肾小球毛细血管血压下降，肾小球滤过率降低,36,(二) 肾小球囊内压 一般较稳定, 各种原因引起的输尿管阻塞时可增高，有效率过压降低，肾小球滤过率降低。如肾盂和输尿管结石、肿瘤压迫、输尿管狭窄等,37,(三) 血浆胶体渗透压 全身白蛋白浓度明显时,血浆胶体渗透压, 有效滤过压。 静脉快速输液, 血浆胶体渗透压,有效滤过压。(四) 肾血浆流量 对GFR影响较大, 主要影响滤过平衡的位置。肾血浆流量, 毛细血管胶体渗透压减慢, 滤过平衡点靠近出球端。,38,（五）滤过系数：（filtration coefficient, Kf) 是指在单位有效滤过压的驱动下，单位时间内经过滤过膜的滤液量。 Kf=滤过膜的有效通透系数滤过膜面积,39,面积,通透性,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）,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）,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,40,肾尿生成的过程： 肾小球滤过(glomerular filtration) 肾小管和集合管重吸收(reabsorption) 肾小管和集合管分泌(secretion),41,物质转运功能：指其重吸收和分泌作用。,分 泌:指小管上皮细胞将自身代谢产物或血液中的某些物质排入小管液的过程。,重吸收:指小管上皮细胞将原尿中某些成分重新摄回血液的过程。,第三节 肾小管和集合管的物质转运功能,42,血浆 、肾小球滤液和尿液成分的比较成分 血浆(g/L) 滤液 (g/L) 尿(g/L) 尿中浓缩倍数水 900 980 960 1.1蛋白质 7090 0.3 微量 葡萄糖 1.00 1.00 极微量 Na+ 3.30 3.30 3.35 1.10K+ 0.2 0.2 1.5 7.5Cl- 3.70 3.70 6.00 1.60H2PO4-HPO42- 0.04 0.04 1.50 37.5尿素 0.30 0.30 18.00 60.00尿酸 0.04 0.04 0.50 12.5肌酐 0.01 0.01 1.00 100氨 0.001 0.001 0.40 400,43,重吸收和分泌的证据： 比较原尿与终尿中成分的质和量可见： 蛋白质、葡萄糖原尿中有终尿中无(重吸收)； 肌酐、氨原尿中微量终尿中大量(分泌)。,比较原尿与终尿量： 原尿量=125ml/min6024=180L/d 终尿量：1-2L/d（99水被重吸收）,44,一、肾小管和集合管物质转运的方式,被动： 单纯扩散 易化扩散 渗透 溶剂拖曳主动： 原发主动-泵 继发主动入胞：,45,重吸收途径：二条1、跨细胞转运途径：小管液溶质-小管上皮细胞-组织间隙液2、细胞旁途径：小管液H2O、Cl-、Na+-小管上皮细胞间的紧密连接-组织间隙肾小管上皮细胞顶端部分称顶端膜（管腔膜） 细胞侧面和基地部称基底侧膜,46,二、肾小管和集合管中物质的重吸收与分泌近端小管重吸收：65 Na+ Cl-、H2O，85HCO3-以及全部磷酸盐、葡萄糖、氨基酸及滤过的少量蛋白。髓袢、远曲小管和集合管也有重吸收功能。远曲小管和集合管还有分泌功能。,47,(一)Na+、Cl-、H2O的重吸收 1.近端小管：吸收65-70%（定比吸收，等渗） 前半段跨细胞主动重吸收过程：2/3 后半段细胞旁路被动重吸收：1/3,H2O随溶质重吸收。,基底侧膜：钠泵 管腔膜： .Na+分别与葡萄糖、氨基酸等同向偶联转运； .Na+与H+逆向偶联转运。,前半段重吸收机制：继发性主动转运,48,近端小管前半段NaCl重吸收示意图,H2O,X代表AA和葡萄糖,49,Cl-顺浓度梯度经紧密连接进入细胞间隙， Cl-被动重吸收Na+顺电位梯度经紧密连接进入细胞间隙，Na+被动重吸收,后半段：Na+、Cl-被动吸收（细胞旁途径）1/3,管腔膜Na+-H+和Cl-HCO3-逆向转运体？ Na+和Cl-进入细胞,H+和HCO3-进入小管液， 基底侧膜上的k+-Cl-同向转运体将Cl-转运至细 胞间隙，Na+泵转运Na+至细胞间隙。,H2O随着溶质通过紧密连接途径重吸收,50,近端小管后半段NaCl重吸收示意图,H2O,？,51,H2O,H2O,52,Na+K+Cl-,水,髓袢降支细段： 对Na+、 Cl-不通透对水高度通透：水经水通道以渗透方式重吸收小管内渗透压。,髓袢升支细段： 对水不通透对Na+、Cl-高度通透：顺浓度差被动重吸收小管内渗透压渐。,Na+,2.髓袢：约20%的Na+、Cl-被重吸收。伴随15%水被重吸收。,Cl-,53,髓袢升支粗段：小管液为低渗液。 是NaCl在髓袢重吸收的主要部位。能以Na+K+2Cl-同向转运体方式的继发主动转运。对水不通透。,54,同向转运体模式:,管腔膜：Na+-K+-2Cl-同向转运体。进入细胞内的：Na+由管周膜Na+泵泵出，Cl-经Cl-通道进入组织间液K+经管腔膜K+通道返回小管,Na+,Ca2+,K+,Cl-在髓袢升支粗段是逆电位差主动重吸收的。,55,影响同向转运体转运的因素: 应用哇巴因选择性阻断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）,呋塞米（速尿），高效利尿药，作用于髓袢升支粗段的同向转运体，即它们能与Cl-竞争结合位点，从而抑制Na+、Cl-、K+的同向转运，干扰尿浓缩机制，导致利尿。,56,因为髓袢升支粗段重吸收NaCl，但对水不通透，对NaCl和水重吸收的这种分离现象在尿浓缩稀释中有重要意义。,前述的近端小管NaCl和H2O的重吸收是必然的定比吸收，占肾小球滤过率65-70%，不随机体水盐平衡情况调节。而下述远曲小管和集合管的调节是调节性重吸收。,57,3.远曲小管和集合管 重吸收滤过的12% Na+、Cl-，重吸收不等量的水。（还分泌不同量的K+和H+）,此段为调节性重吸收：根据机体水盐平衡情况进行调节。Na+的重吸收受醛固酮调节，水的吸收受血管升压素调节。,58,远曲小管始段： 对水不透，主动重吸收NaCl Na+ -Cl-同向转运吸收，Na+经Na+泵泵出，Cl-经Cl-通道扩散进入组织间液。继续产生低渗液。噻嗪类利尿药（双氢克尿噻），中效利尿药，作用Na+-Cl-同向转运体，使NaCl重吸收少，排出时带走水分，利尿。,59,噻嗪类利尿药,60,远曲小管后段和集合管： 有两类不同的细胞：主细胞,闰细胞主细胞：主动吸收Na+，被动吸收Cl-，分泌K+。Na+经管腔膜上的Na+通道进入细胞,然后被Na+泵泵至细胞间液而被重吸收 Cl-经细胞旁途径，顺电荷梯度被动重吸收K+从主细胞分泌入小管腔。,闰细胞：主动分泌H+,重吸收K+。,61,Cl-,Na+的吸收和K+分泌受醛固酮的调节。,62,该段主细胞：对水的重吸收量，取决于对水的通透性（细胞膜水孔蛋白），受ADH的调节。,对水的重吸收,63,影响远曲小管和集合管重吸收的因素：1.氨氯吡咪（阿米洛利）：低效能利尿药，抑制远曲小管和集合管上皮细胞顶端膜的Na+通道，既减少Na+的重吸收，也减少Cl-的重吸收，减少K+的分泌。2.Na+和K+的转运受醛固酮（醛固酮诱导蛋白）调节，水的吸收受血管升压素调节(水孔蛋白）。,64,水的重吸收,99%重吸收，1%排出体外近球小管:6570%;髓袢:15%;远曲小管、集合管:不定近端小管：管壁对水通透性高，高远曲小管34倍，是一种等渗重吸收。伴溶质而重吸收，与体内是否缺水无关髓袢：降支细段重吸收水，整个升支对水不通透远曲小管和集合管：吸收量受调节，体内缺少水时重吸收多，体内不缺水时重吸收少。,65,肾小管和集合管Na+重吸收的总结部位 量 机制 特点近曲 65-70% 初段主动(管腔膜Na+-X 定比重吸收小管 偶联转运，管周膜Na+泵) 不受调节 后段被动(顺电位差经 细胞旁路) 髓袢 20% 细段被动(顺浓度差) 降支细段对Na+不通透 升支 粗段主动(Na+-K+-2Cl- 重吸收量与尿浓缩有关 同向转运体复合物) 远曲管 12% 管腔膜Na+-K+交换 受调节集合管 管周膜Na+泵,66,（二）HCO3-的重吸收与H+的分泌：调节酸碱平衡,1.HCO3-的重吸收：几乎全部被重吸收,近端小管：图8-10HCO3-高达80%：以CO2的形式重吸收，碳酸酐酶很重要。髓袢：升支粗段HCO3-重吸收机制同近端小管。,67,小管上皮细胞分泌一个H+，可重吸收一个HCO3-和一个Na+。乙酰唑胺抑制碳酸酐酶， Na+-H+减少，,HCO3-的重吸收：,CA,68,HCO3-的重吸收特点：,不是以HCO3-的形式而是以CO2的形式重吸收的（回到血中的HCO3是细胞内产生的）；HCO3-的重吸收优先于Cl-的重吸收；HCO3-的重吸收与Na+-H+逆向交换呈正相关 (H+分泌重吸收HCO3-)。,69,远曲小管和集合管吸收：CO2的形式重吸收。,闰细胞,70,2.H+的分泌H+分泌机制:近端小管为主： Na+-H+交换远曲小管和集合管的闰细胞： 主动分泌H+： H+-ATP酶、 H+-K+-ATP酶,近端小管H+分泌,H+-ATPH+-K+-ATP,71,H+分泌特点:分泌1个H+，重吸收1个HCO3-和1个Na+ (泌H+促NaHCO3重吸收排酸保碱)。肾小管上皮细胞内碳酸酐酶的活性受PH值影响，PH降低时，活性增强，生成更多的H+，利于排酸保碱，碳酸酐酶抑制剂乙酰唑胺：抑制H+分泌泌H+是有限度的:当小管液pH值4.5时，泌H+则停止,72,（三）NH3的分泌与H+、HCO3-的转运关系1.近端小管、髓袢升支粗段、远端小管上皮细胞NH3的分泌机制：比较复杂。,1分子谷氨酰胺代谢生成2个NH4+ 和2个HCO3-,73,2.集合管NH3的分泌机制,小管上皮细胞内谷氨酰胺,NH3(氨),脂溶性高,肾小管腔：NH3H+,NH4+,单纯扩散,谷氨酰胺酶,74,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HCO3-重吸收,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。,75,（四）K+的重吸收和分泌1.K+重吸收：65-70在近端小管重吸收25-30%在髓袢被重吸收入血远曲小管和集合管可重吸收K+，也可分泌K+,终尿中的K+主要是由远曲小管和集合管分泌的。,76,2.K+分泌远曲小管和集合管上皮细胞管腔膜对K+有通透性，K+顺电化学梯度进入小管液。机制：Na+-K+交换远曲小管和集合管主动重吸收Na+，使肾小管腔呈负电位（Na+-K+交换）基底侧膜Na+泵的活动，K+管内K+管外。K+顺电-化学梯度分泌(易化扩散)入小管液醛固酮调节,77,K+排出量主要取决于主细胞的K+分泌量促进主细胞K+分泌的因素： .细胞外液K+浓度升高 刺激钠泵 增高小管顶端膜对K+通透性 刺激肾上腺皮质分泌醛固酮 .醛固酮分泌增加 .小管液流量增加:将分泌的K+加快带走,K+通道,Na+-K+泵,Na+通道,78,K+分泌特点:泌K+与泌H+呈负相关。 Na+-K+交换与Na+-H+交换具有竞争抑制。 酸中毒:Na+-H+,Na+-K+泌K+高血钾症 高血钾症:Na+-K+,Na+-H+泌H+酸中毒多吃多排、少吃少排、不吃也排。,当大量使用利尿药时,应注意适当补钾，以防止低血钾症的发生。,79,（五）钙的重吸收和排泄1、钙的重吸收：70%近端小管，20%髓袢， 9%远端小管。近端小管：80细胞旁途径：溶剂拖曳。 20跨细胞途径转运。 钙泵或钠钙交换。髓袢升支粗段：被动、主动远端小管集合管：跨细胞途径主动转运。,2、肾钙的排泄：1% 主要受PTH（甲状旁腺激素）的调节。PTH促进肾钙的重吸收，减少肾钙的排泄。,80,（六）葡萄糖和氨基酸的重吸收：全部重吸收1.重吸收部位:仅限于近端小管(尤其前半段)。2.重吸收机制:继发性主动吸收。,81,葡萄糖,3.葡萄糖重吸收的特点：具有一定的限度(与协同转运载体的数目有限有关)。肾糖阈(renal glucose threshold): 尿中刚刚开始出现葡萄糖时的最低血糖浓度。 值：180mg/100ml（血液）。 血糖浓度升至300mg/100ml时，全部肾小管对葡萄糖的重吸收均已达到或超过近球小管对葡萄糖的最大转运率（葡萄糖吸收极限量(TMG)）。尿中葡萄糖的排出量将随血糖浓度的升高而平行增加,82,成年人对葡萄糖的吸收极限量:正常值：成人男性为375mg/min 成人女性为300mg/min正常人血糖浓度稳定,一般不会达到肾糖阈,尿中不含葡萄糖,糖尿病病人,血糖水平高超过肾糖阈,尿中出现葡萄糖。,氨基酸的吸收与葡萄糖一样，也是继发主动转运。,83,1.熟悉尿液的浓缩机制及其过程。2.了解逆流倍增、逆流交换现象；尿液的稀释过程。,第四节 尿液的浓缩与稀释,84,第四节 尿液的浓缩与稀释 对尿液进行浓缩与稀释是肾脏的基本功能，在调节水平衡中有重要作用。等渗尿：尿的渗透压和血浆一样： 300mOsm/kg.H2O高渗尿：尿的渗透压比血浆高；尿被浓缩 12001400mOsm/kg.H2O低渗尿：尿的渗透压比血浆低：尿被稀释 4030mOsm/kg.H2O,85,尿液的渗透浓度可随着体内液体量的变化而发生较大幅度变化。机体缺水-排出高渗尿，保留水分机体水过多-排出低渗尿，排出多余水分正常尿液的渗透压：501200mOsm/ kg.H2O 说明肾脏有较强的浓缩和稀释的能力,86,87,一、尿液的稀释(urinary dilution)终尿的渗透浓度低于血浆的渗透浓度，为低渗尿，最低可至50 mOsm/kg.H2O部位：远曲小管和集合管机制：受抗利尿激素的调节。(vasopressin),如饮大量清水,血浆晶体渗透压降低,ADH释放减少远曲小管和集合管(低渗液)对水的通透性很低小管液中水不被重吸收, 尿液被稀释（低渗尿）-尿量增加。,尿崩症：ADH（或其受体）缺乏。低渗尿液20L/天,88,二、尿液浓缩(urinary concentration) 终尿的渗透浓度可至1200mOsm/ kg.H2O 发生部位：远曲小管和集合管 机制：,肾髓质部组织液的渗透压梯度的建立是尿液浓缩的关键,禁水、失水：血浆晶体渗透压,ADH释放远曲小管和集合管对水的重吸收 尿液被浓缩（低渗尿）-尿量减少。,89,（一）肾髓质渗透浓度梯度现象：由外髓到内髓组织液渗透浓度/血浆渗透浓度 分别为2.0、3.0、4.0，即整个髓质是一个高渗区，越向内髓渗透压越高，存在明显的渗透压梯度。肾皮质是等渗的。,90,研究发现，尿液的浓缩和稀释决定于：髓袢U形结构、集合管的逆流系统（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用）。,在肾脏中：髓袢和集合管的结构排列与逆流倍增模型很相似。,91,甲管、乙管、丙管并列。M1膜能将乙管中NaCl泵入甲管，但对水不通透。M2膜对水通透，对NaCl不通透。结果:甲、乙、丙管自上而下溶液的浓度逐渐升高形成梯度。,逆流倍增模型,92,93,（二）肾髓质高渗梯度形成机制,(1)髓袢升支粗段, 髓袢升支粗段对NaCl主动转运对水不通透,小管液渗透浓度自下而上逐渐降低,周围组织液渗透浓度升高,外髓高渗,利尿药：呋塞米,1.肾外髓高渗梯度形成,94,95,(1)髓袢降支细段：对水高度通透对NaCl不易通透,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),2.内髓高渗梯度形成机制,96,(2)髓袢升支细段：对NaCl高度通透对水不通透,由(1)(2)肾内髓高渗梯度形成,NaCl向管外扩散内髓部高渗梯度,97,(3)远曲小管和皮质、外髓质集合管：对尿素不通透对水有ADH时通透水向管外扩散 管内尿素浓度增加,ADH增加集合管对尿素的通透性,内髓部渗透压梯度是尿素和NaCl的扩散共同形成,(4)髓质集合管：对尿素易通透(尿素浓度高)尿素向管外扩散升高内髓部渗透压尿素进入升支细段形成肾内尿素循环,尿素循环进一步形成和增强肾内髓高渗梯度。,99,尿素,总结尿素循环：条件：.髓袢升支粗段、远曲小管、皮质与外髓集合管尿素均不通透；.髓袢升支细段对尿素中度通透.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)。,水,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。,100,小结：肾髓质高渗的建立主要是由于NaCl和尿素在小管外的积聚。形成肾髓质高渗梯度的物质：外髓质：NaCl内髓质：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。,三、直小血管在维持肾髓质高渗梯度中的作用肾髓质高渗环境的维持与直小血管的逆流交换作用密切相关。,逆流交换模型：,102,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：,皮质,内髓,外髓,103,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),总结：尿液浓缩和稀释的过程,1.肾髓质高渗的形成：NaCl和尿素在小管外组织液的积聚2.肾髓质高渗的维持：直小血管的逆流交换作用,104,四、影响尿液浓缩和稀释的因素 (一)髓质高渗梯度的破坏 1.髓袢结构与功能： 慢性肾盂肾炎引起肾髓质纤维化 或 肾囊肿引起肾髓质萎缩时 髓袢的逆流倍增作用减弱破坏髓质高渗梯度尿液的浓缩能力降低 2.利尿药：,速尿抑制髓袢升支粗段对Na+和Cl-的主动重吸收髓质高渗梯度尿液的浓缩能力降低,105,3.尿素浓度： 营养不良,蛋白质摄入不足尿素生成量髓质高渗梯度尿液的浓缩能力。 老年人蛋白质代谢率降低,尿浓缩机能也会减弱。 4.直小血管的血流速：,高血压合并肾损害：血流速过快逆流交换所带走的溶质髓质高渗梯度尿液的浓缩能力。,106,(二)血液ADH的浓度 ADH远曲小管、集合管对水通透性远曲小管、集合管对水重吸收尿液浓缩垂体性尿崩症。,107,1.掌握影响肾小管和集合重吸收和分泌的因素2.掌握渗透性利尿的概念；球管平衡的概念及生理意义3.掌握肾素-血管紧张素-醛固酮系统在尿生成调节中的作用，肾素释放的调节及其调节的机制；血管升压素的生成部位、作用及其分泌的调节。4.熟悉水利尿的概念 5.了解肾内激肽释放酶-激肽系统、心房钠尿肽、内皮素、一氧化氮、儿茶酚胺、前列腺素对尿生成的调节。,第五节 尿生成的调节,108,第五节 尿生成的调节,尿的生成：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。 本节主要讨论影响肾小管、集合管重吸收和分泌的因素：即肾内自身调节和神经-体液调节。,109,一、肾内自身调节(一)小管液中溶质的浓度对肾小管功能的调节 小管液中溶质浓度所形成的渗透压,是对抗肾小管对水重吸收的力量。渗透性利尿：通过增加小管液中的溶质浓度和渗透压，防碍水和NaCl的重吸收，达到利尿目的利尿方式。如临床:糖尿病的多尿；20%甘露醇,110,（二）球管平衡： (glomerulotubular balance),近端小管对溶质和水的重吸收随肾小球滤过率的变化而改变这种现象称球管平衡无论肾小球滤过率增多或减少，近端小管重吸收Na+和水的量始终占滤过量的6570%定比重吸收机制：滤过率变化引起管周毛细血管血压、血浆胶渗压改变所致,111,当肾血流量不变、GFR时,管周毛细血管血压,组织液Na+、H2O重吸收,重吸收率/滤过率6570 （球-管平衡）,血浆胶体渗透压,进入近端小管周围毛细血管血量,近端小管对Na+、H2O重吸收,球-管平衡的机制：,112,GFR 近端小管重吸收 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,113,二、神经体液调节,当应激（急）；血容量减少；血压下降时，交感神经兴奋,肾交感神经的作用尿液生成减少肾动脉：入球与出球小A收缩(收缩A入A出)肾血浆流量、肾小球毛细血管血压GFR肾小管：刺激近端小管和髓袢重吸收NaCl和水球旁细胞：肾素血管紧张素，醛固酮促进Na+的重吸收、K+分泌。,114,(二)血管升压素（vasopressin, VP） 抗利尿激素(antidiuretic hormone，ADH)1.合成和释放的部位合成：下丘脑视上核和室旁核， 储存于神经垂体。释放：神经垂体释放入血作用：血管平滑肌收缩（V1受体） 增强远端小管和集合管对水的通透性 （V2受体）,115,2.VP对尿生成的调节作用机制（主要）,ADH与远曲小管和集合管的V2受体结合,激活腺苷酸环化酶,CAMP,激活蛋白激酶A,水孔蛋白从胞浆镶嵌到管腔膜上,水重吸收,116,3.ADH分泌和释放的调节,大量饮水,体内缺水,水的重吸收,（1）血浆晶渗压改变：最重要,渗透压感受器：位于下丘脑第三脑室前腹侧部，对血浆晶体渗透压的改变非常敏感, 1-2%变化即能感受。,117,水利尿：饮用大量清水引起尿量增加的现象。,118,(2)血容量:心肺感受器:存在于心房/心室和肺循环大血管,(3)动脉血压,颈动脉窦压力感受器,ADH,（4）恶心、疼痛、Ang 低血糖、吗啡、尼古丁,乙醇,+,+,119,体液晶渗压(1-2),循环血量(5-10),ABp,A、低血糖疼痛、应激,中枢渗感器,心肺容感器,动脉压感器,下丘脑: 视上核 (主) 室旁核 (次),+,+,+,A D H,+,下丘脑-垂体束,与远曲小管和集合管的管周膜V2受体结合,水通道从胞浆镶嵌到管腔膜上,尿 量 ,水重吸收,+,注：ADH缺乏垂体性尿崩症,120,（三）肾素-血管紧张素-醛固酮系统,1. R-A-A-S,肾素,血管紧张素原,Ang,Ang ,Ang ,肺转换酶,氨基肽酶,肾上腺皮质球状带,醛固酮,121,2.血管紧张素对肾脏的作用:尿量GFR变化低浓度主要引起出球小A(敏感)收缩,肾血流虽减少,但肾小球毛细血管压升高，GFR变化不大;高浓度引起入球小A收缩,GFR减小。促进近端小管对Na+的重吸收刺激肾上腺皮质合成和释放醛固酮系膜细胞收缩，滤过系数（Kf）减小。,122,3.醛固酮对尿生成的调节作用:,保Na+、排K+、保H2O,管腔膜钠通道数量线粒体ATP 管周膜上Na+-K+泵活动,醛固酮,小管上皮细胞内,单纯扩散,胞质内形成激素-受体复合物,细胞核内调节特异mRNA转录,醛固酮诱导蛋白,123,4.肾素分泌的调节,(1)肾内机制,(2)神经机制：,(3)体液机制：,入球小动脉牵张感受器,致密斑感受器,肾交感神经,灌注压入球小A处的牵张感受器肾素释放GFR致密斑的化学感受器 Na+ 肾素释放,交感神经刺激球旁细胞受体肾素释放,促进因素：肾上腺素、去甲肾上腺素、PGE2、PGI2抑制因素：Ang、ADH、心房钠尿肽、内皮素、NO,124,（四）心房钠尿肽（ANP）,排水、钠增加 细胞外液量 舒张入球小动脉肾血浆流量和GFR抑制集合管对NaCl的重吸收抑制ADH的释放抑制肾近球细胞释放肾素抑制肾上腺皮质球状带释放醛固酮,血容量、ACh、NE、VP等,心 房 肌,合成释放,心 房 钠 尿 肽,125,(五)其他激素:缓激肽:肾小动脉舒张,抑制集合管对Na+和水的重吸收。NO:对抗Ang和去甲肾上腺的缩血管作用。PGE2和PGI2:舒张小动脉，增加肾血流量,126,1.掌握肾清除率的概念。2.熟悉肾清除率的测定方法及意义。3.了解自由水清除率的计算方式及意义。,第六节 清 除 率(clearance，C),127,第六节 清 除 率(clearance C),一、定义和计算： 两肾在1分钟内能将多少ml血浆中所含的某物质完全清除出去，这个被完全清除了的某物质的血浆毫升数，就称为该物质的清除率 也就是1分钟内所清除的该物质的量来自多少毫升血浆或相当于多少毫升血浆中所含的物质。,血浆清除率是评价肾对某一物质排泄功能的一个重要指标,128,测定三个数值： Ux =尿中该物质的浓度(mg/100ml) V = 尿量(ml/min) Px =血浆中该物质的浓度(mg/100ml) 尿中该物质(Ux)均来自血浆，血浆中该物质(Px)的量在一分钟内全部由尿排出，因此：,UxV = PxCx,129,二、测定清除率的意义测定肾小球滤过率条件：某物质可被肾小球自由滤过，因此该物质在肾小囊超滤液中的浓度与血浆中的浓度相等。,尿排出量 = 滤过量,UxV = CxPx=GFR Px,尿排出量 = 滤过量-重吸收量+分泌量,Cx= GFR= UxV / Px,130,计算：,C =,菊粉：,血浆浓度P ：1mg/100ml，尿量V ：1ml/min