生理关于尿生成的相关问题

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,一、肾的功能解剖 二、肾血流量及其调节,肾脏功能: 1.泌尿：排除代谢产物、异物；调节体液平衡等。 2.内分泌：肾素、促红细胞生成素、1-羟化酶、 前列腺素等。 尿生成的三个基本过程： 1.肾小球的滤过(filtration)； 2.肾小管和集合管的重吸收(reabsorption)； 3.肾小管和集合管的分泌(secretion)。,*肾实质分为皮质(cortex)和髓质(medulla)两部分,一、肾的功能解剖,两种肾单位比较,(二)球旁器(近球小体):,主要分布于皮质肾单位,(三)滤过膜的构成：,肾小球毛细血管内的血浆与肾小 囊内

2、滤过液之间的屏障。,2.滤过膜通透性的影响因素： 半径大小：机械屏障 4.2nm 不能滤过 2.04.2nm 有效半径， 滤过量 电荷性质：静电屏障 正电荷中性负电荷 如:右旋糖酐(-)不易通过 右旋糖酐(+)易通过,(四)肾的神经支配和血管分布：,肾交感神经：NE,1.N支配：,一般认为无副交感神经支配,2.血管分布：,重吸收,滤过,有两套相互串联的毛细血管网,二、肾血流量的特点及其调节,(一)肾血流量的特点： 1.供血丰富： RBF(1.2L)约为心输出量的1/5-1/4，而肾重仅为 体重的0.5% 2.供血不均： 约94%供皮质，约5%供外髓，不足1%供内髓,(1)肌源学说： 肾血管灌注

3、压入球小A血管受牵张刺激Ca2+入胞 入球小A收缩血流阻力肾血量；反之亦然。 * 160mmHg平滑肌达收缩极限 (2)管-球反馈(TGF)： RBF和GFR流经致密斑的小管液中NaCl含量信息反 馈至肾小球入球小A和出球小A收缩RBF和GFR恢复正 常；反之亦然。,(二)肾血流量的自身调节 1.肾血流量的自身调节： 在没有外来N支配的情况下，RBF 在A血压一定的变动范围内(80-160 mmHg)保持相对恒定的现象，称。,课后作业,1. 定义： 食物的热价；,食物的氧热价；,2. 影响能量代谢的因素？,呼吸商,2.肾血流量的神经和体液调节：,(1)N调节： 肾交感N(+)NE+受体肾血管强

4、烈收缩肾血 流量； (2)体液调节： NE、E、ANG、内皮素肾血管收缩肾血流量； PGI2、PGE2、NO、缓激肽 肾血管舒张肾血流 量。,课前提问,2.球旁器的组成？,1.尿生成的基本过程？,4.影响物质通过滤过膜的因素？,3.滤过膜的组成？,第二节 肾小球的滤过功能,一、有效滤过压 二、影响肾小球滤过的因素,原尿 = 血浆的超滤液 = 180L/d,滤过： 血液流过肾小球时，血浆中成分通过滤过膜进入肾小囊形成原尿的过程。,肾小球滤过率(glomerular filteration rate,GFR)： 单位时间内(每分钟)两肾生成的超滤液量称GFR。 GFR两肾原尿量 ml/min125

5、ml/min 滤过分数(filtration fraction,FF)： 肾小球滤过率与肾血浆流量的比值称FF。 FFGFRRPF100 125ml/min660 ml/min100 19,1.定义：有效滤过压是指促进超滤的动力与对抗 超滤的阻力之间的差值。 2.公式：有效滤过压 =(肾小球毛细血管静水压+ 囊内胶体渗透压)-(血浆胶体渗透压+囊 内压) 3.特点：肾小球毛细血管不同部位的有效滤过压 是不相同的，越靠近入球小A端,有效滤 过压越大。,一、有效滤过压 (effective filtration pressure, EFP),有效滤过压 =6-(2.67+1.33) =2kPa(1

6、5mmHg) 0有滤液生成,有效滤过压 =6-(4.67+1.33) =0kPa(0mmHg) 0无滤液生成,当血液由入球端流向出球端时不断的生成超滤液血浆中Pr浓度逐渐滤过阻力逐渐有效滤过压,当滤过阻力等于滤过动力时有效滤过压降低为0 达“滤过平衡”点滤过停止,二、影响肾小球滤过的因素,第三节 肾小管与集合管的 物质转运功能,一、肾小管和集合管中物质转运 的方式 二、肾小管和集合管中各种物质 的重吸收与分泌 三、影响肾小管和集合管重吸收 与分泌的因素,一、肾小管和集合管中物质转运的方式,1.转运功能： 重吸收(reabsorption)、分泌(secretion),2.转运方式：,顶端膜(管

7、腔面）,基底侧膜,3.转运途径：,二、肾小管和集合管中各种物质的 重吸收与分泌,(一)Na、Cl-和水的重吸收,后半段： 1/3 C旁途径,1.近端小管：约70%吸收 前半段： 2/3 跨C途径,H2O：渗透(全段),G/aa,Na+-H+交换,Cl-HCO3-交换,K+,Cl-,“等渗重吸收”,2.髓袢：约20%NaCl、约15%水重吸收,(1)降支细段： Na+不通透，水 通透，小管内 渗透压。 (2)升支细段： 水不通透，Na+、 Cl-通透，NaCl 扩散入组织间 液，小管内渗 透压。,皮质,外髓,内髓,NaCl,NaCl,H2O,(3)升支粗段：NaCl重吸收的主要部位，对水不通透。

8、 管腔膜：Na+:K+:2Cl-同向转运体同入细胞内； 去向：Na+由钠泵泵至组织间液,Cl-经通道入组织间液， K+顺浓度差返回小管液（循环使用）； Cl-,K+转运致管腔内呈正电位Na+,K+,Ca2+等正离子 顺电位差经细胞旁途径被动转运。,3.远曲小管和集合管： 重吸收约12%NaCl，不同量的水。Na+受醛固酮调节，水受抗 利尿激素(ADH)调节。 (1)远曲小管始段： 对水仍不通透，主动重吸 收NaCl管内渗透压； Na+-Cl-同向转运入细胞 Na+由钠泵泵出,Cl-扩散入 组织间液。,(2)远曲小管后段和集合管： 有两类细胞：主细胞、闰细胞。主细胞重吸收Na+和水， 泌K+；闰

9、细胞泌H+。 钠泵致胞内低钠Na+扩散入 细胞小管液呈负电位Cl- 顺电位差经C旁途径被动重吸 收，K+泌入管腔。,Na+通道可被氨氯吡咪/阿米洛利抑制,集合管对水的重吸收量取决于集合管主细胞对水的通透性 (即，水孔蛋白AQP2插入顶端膜的多少)，受ADH调控。,课前提问,1.尿生成的基本过程？,2.滤过膜的组成及其影响因素？,3.名词解释：GFR；滤过分数,5.影响肾小球滤过的因素？,4.近端小管是如何重吸收Na+、Cl-、 水的？,(二)HCO-3重吸收与H+的分泌,(1)H+HCO3-H2O+CO2 (2)HCO3- (CO2)的重吸收 优先于Cl-。 (3)H+：Na+-H+交换(主)

10、 H+-ATP酶,2.髓袢：,1.近端小管：80%HCO3-,主要发生在髓袢升支 粗段，机制同近端小 管。,H+的分泌,1.近端小管、髓袢升支粗段、远端小管： 谷氨酰胺谷氨酸根+NH4+ 入小管液 -酮戊二酸+NH4+ 亦可单纯扩散 2HCO3-（机体重获） 2.集合管： (1)对NH3高度通透，对NH4+通透性低。 (2)细胞内NH3(脂溶性)扩散入小管液，与H+结合生成NH4+ 随尿排出体外。 (3)尿中每排1个NH4+就有1个HCO3-被重吸收。 (4)肾脏分泌的H+约50%由NH3缓冲。,(三)NH3和NH4+的分泌与H+、HCO3-的转运的关系,(四)K+的重吸收和分泌,(3)小管液

11、流量增加：加快带走K+的速度,(2)醛固酮分泌增加：保钠排钾,3.刺激主细胞泌K+的因素：,1.葡萄糖均在近端小管，特别是前半段被重吸收； 2.Na+_葡萄糖同向转运入C与基底侧膜上葡萄 糖转运体2结合入C间隙； 3.近端小管对葡萄糖的重吸收是有一定限度的； 肾糖阈：180mg/100ml (每个肾单位的肾糖阈不同) 葡萄糖重吸收极限量(300mg/100ml)： 男性375mg/min，女性300mg/min 4.aa主要在近端小管重吸收(Na+-aa同向转运)。,(五)葡萄糖和氨基酸的重吸收,(六)钙的重吸收和排泄,70%在近端小管被重吸收、20%在髓袢、9%在远 端小管和集合管被重吸收、

12、不足1%随尿排出。,调节：甲状旁腺素(PTH)最主要。,三、影响肾小管和集合管重吸收与分泌 的因素,(一)小管液中溶质的浓 度： 1.小管液中溶质浓度升 高是对抗肾小管水重 吸收的力量。 2.渗透性利尿： （osmotic diuresis) 如：葡萄糖、甘露醇,(二)球-管平衡: (glomerulotubular balance) 1.近端小管的定比重吸收： 近端小管重吸收/GFR=65%-70%,2.机制：主要与肾小管周围毛 细管血浆胶体渗透压 的变化有关。 3.意义：保持尿量和尿钠的相 对稳定。,第四节 尿液的浓缩和稀释 一、尿液的稀释 二、尿液的浓缩 三、直小血管在维持肾 髓质高渗中

13、的作用,肾小管不同部位的通透性,一、尿液的稀释机制,1.尿液的稀释： 是由于小管液中的溶质被重 吸收而水不易被重吸收造成 的。 2.发生部位： 主要发生在远端小管和集合 管。 3.低渗尿： 50mOsm/kgH2O 4.尿崩症：20L/天 (ADH完全缺乏或ADH受体缺乏),二、尿液的浓缩机制,逆流倍增现象,逆流系统,逆流倍增模型,M1能主动从乙管泵NaCl入甲管,且对水不通 透；M2仅对水通透,丙管渗透梯度低于乙管,1.外髓部：NaCl 髓袢升支粗段 2.内髓部：尿素、 NaCl (1)降支细段： (2)升支细段：NaCl (3)内髓集合管： 尿素 3.尿素的再循环： (urea recyc

14、ling) 髓袢升支细段、 内髓集合管,(一)肾髓质渗透浓度梯度的形成,皮质,外髓,内髓,NaCl,H2O,尿素,NaCl,H2O,NaCl转运,H2O转运,尿素转运,皮质,外髓,内髓,300mOsm/(kg.H2O),1200mOsm/(kg.H2O),1.直小血管： 逆流交换 2.降支：组织 间液渗透浓 度高于血浆 3.升支：血浆 渗透压高于 组织间液 4.直小血管仅 将髓质中多 余的溶质和 水带走。 5.ADH是决定 水通透性的 最重要因素,(二)直小血管在维持肾髓质高渗中的作用,三、影响尿液浓缩和稀释的因素,(一)影响肾髓质高渗形成的因素,1.逆流倍增的效率：髓袢长度、通透性、髓质的组

15、织结构 如：小儿髓袢较成人短，逆流倍增效率低，故尿量多 2.Na+和Cl-：凡能影响二者吸收的因素 如：呋塞米可抑制Na+-K+-2Cl-的转运，尿量增加 3.尿素：营养不良、长期蛋白质摄入不足等可使尿素生成 减少，影响内髓质高渗形成，降低尿浓缩功能， 尿量增加。 4.髓袢结构的完整性：内髓质髓袢受损时，如钙化、萎缩 等，逆流倍增效率减退而影响尿浓缩。,(二)影响远端小管末端和集合管对水通透 性的因素,(三)直小血管血流量和速度对髓质高渗维 持的影响,血管升压素：VP水重吸收尿液被浓缩,直小血管血流量和速度：当直小血管的血流量增加 和血流速度过快时，可从肾髓质组织中带走较多的 溶质，使肾髓质浓

16、度梯度下降，降低肾浓缩功能； 当血流量明显减少，血流速度变慢时，则可导致供 氧不足，TAL重吸收Na+和Cl-功能受损，降低肾浓缩 功能。,第五节 尿生成的调节,一、神经调节 二、体液调节,1.肾交感N主要释放NE。 2.机制： (1)NE受体肾血管收缩RBF； 入球小A比出球小A收缩明显GFR。 (2)NE受体肾素ANG、醛固酮 Na+、水 吸收，K+分泌。 (3)直接刺激近端小管、髓袢重吸收NaCl和水。 3.影响因素：血容量、血压。,一、神经调节,*肾交感神经,1.VP又称ADH，在下丘脑视上核和室旁核的N元胞体内合 成，经下丘脑-垂体束运输至垂体后叶储存。2.受体：V1、V2受体。V1

17、分布在血管平滑肌，V2分布在远 端小管后段和集合管上皮细胞。 机制：VPV2受体激活腺苷酸环化酶cAMPPKA AQP2镶嵌形成水通道对水通透性3.作用：提高远曲小管和集合管上皮细胞对水的通透性,(一)血管升压素(VP)：,二、体液调节,(1)体液渗透压： 体液渗透压是调节VP分泌的最重要因素,通过对渗透压 感受器(下丘脑)的刺激实现；Na+和Cl-形成的渗透压是 引起VP释放的最有效刺激。 水利尿：饮用大量清水后引起尿量增多的现象。 (2)血容量、动脉血压： 通过心肺感受器和压力感受器完成。 (3)其他因素： 分泌：恶心、疼痛、应激刺激、ANG、低血糖、尼古 丁、吗啡等； 抑制：乙醇。,4.

18、影响因素：,附：一次大量饮清水与饮生理盐水尿量为何不同？,(1)大量饮清水后血液稀释血浆晶体渗透压对下丘脑渗透压感受器的刺激 ADH释放明显肾小管对水的重吸收尿量； 同时因血容量GFR尿量。 (2)饮等量的生理盐水后仅改变血容量，血浆晶体渗透压未发生改变对ADH释放抑制程度轻故尿量不会出现水利尿现象。,(二)肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)：,(1)肾内机制：感受器为入球小A的牵张感受器和致密 斑，感受肾A灌注压和Na+量。 (2)神经机制：肾交感N兴奋NE肾素释放 (3)体液机制：E、NE、PGE2、PGI2刺激肾素释放； ANG、VP 、ANP、内皮素、NO抑制 肾素释放。,3.肾

19、素分泌的调节：,(四)心房钠尿肽(ANP)：,1.合成部位：心房肌细胞 2.刺激因素：心房壁受牵拉 3.主要作用：血管平滑肌舒张和促进肾脏排钠 排水 (1)对GFR的影响：ANP入球小A舒张GFR (2)对集合管的影响：ANP管腔膜钠通道关闭抑制 NaCl重吸收水重吸收 (3)对其他激素的影响：ANP可抑制肾素、醛固酮、VP 的分泌,第六节 清除率,一、清除率的定义和计算方法 二、测定清除率的理论意义,一、清除率的概念及计算方法,1.定义： 清除率(C)：是指两肾在1min内能将多少毫升血 浆中的某一物质完全清除，这个被 完全清除了该物质的血浆的毫升数 就称为该物质的清除率。 2.公式： UV

20、=PC C = UV/P U：尿中该物质的浓度 mg/100ml V：每分钟尿量 ml/min P：血浆中该物质的浓度 mg/100ml,二、测定清除率的意义,(一)测定肾小球滤过率: UV=GFRPR+E GFR：肾小球滤过率 R：肾小管、集合管重吸收量 E：肾小管、集合管分泌量,Amount filtered = Amount excreted Pin x GFR = Uin x V,Uin V = GFR Pin = Pin Cin GFR = Cin = Uin V / Pin =125ml/min,1.菊粉清除率：,2.内生肌酐清除率：,内生肌酐清除率,=,尿肌酐浓度mg/L24小时

21、尿量L/24h,血浆肌酐浓度mg/L,= 128L/24h,注：由于肾小管和集合管能分泌少量肌酐，也可重 吸收小量肌酐，因此如果要准确地测定GFR,不 能直接用内生肌酐清除率的值来代替。,(二)测定肾血流量：,1.条件：这种物质经过肾循环一周后可以被完全清除 (经过滤过和分泌)，静脉端为0。 2.公式：UV = XP U：尿中某物质的浓度 mg/100ml V：每分钟尿量 ml/min P：血浆中某物质的浓度 mg/100ml X：每分钟通过肾的血浆量 ml/min 3.物质：碘锐特(diodrast)、对氨基马尿酸(PAH) 滤过分数=125/660=19% 肾血流量=660/55%=1200m