生理学教学课件：肾小管和集合管的物质转运功能

1、肾小管和集合管的物质转运功能Function of renal tubules and collecting ducts重吸收 肾小管上皮细胞将物质从肾小管液中转运至血液中分泌 肾小管上皮细胞将自身产生的物质或血液中的物质转运至小管液 原尿180L/日 重吸收reabsorption 分泌 secretion 终 尿 1.5L/日一、肾小管和集合管物质转运的方式跨细胞转运途径细胞旁转运途径transcellular pathwayparacellular transport 原发性主动转运 继发性主动转运 主动转运 Na+-K+逆向转运 Na+-K+- 2Cl- 被动转运 钙 泵 Na+-K+

2、泵 质子泵 Na+-葡萄糖 Na+-氨基酸 Na+-H+逆向转运 渗透 扩散 易化扩散 溶剂拖曳二、肾小管和集合管中各种物质的重吸收与分泌NaCl和水的重吸收近端小管60 % 70%的NaCl、水髓袢20%的NaCl、15%的水远端小管、集合管10%NaCl Na+的重吸收醛固酮调节 水的重吸收血管升压素调节主动转运被动转运钠的重吸收在其他物质的重吸收及分泌过程中起着关键的作用 髓袢:降支细段- 水 （通透性高）升支细段- Na+和Cl-（顺浓度差）升支粗段- Na+：2Cl- ：K+（钠泵和转运体）重吸收部位 近端小管 70% 髓袢 20%远曲小管、集合管 10%跨细胞 细胞旁 降支细段 升

3、支细段 升支粗段 远曲小管始段远曲小管后段、集合管 顶端膜基底侧膜 顶端膜基底侧膜 顶端膜基底侧膜 顶端膜基底侧膜 细胞旁Na+Na+ H+Na+ XNa+ 泵顺电势差扩散不易通透Na+ 泵 易化扩散Na+ 泵通透性低Na+ Cl- 同向转运 Na+ 泵Na+ -K+ 2Cl- 同向转运扩散重吸收部位 近端小管 后半段70% 髓袢 20% 远曲小管、集合管 10% 跨细胞 细胞旁 降支细段 升支细段 升支粗段 远曲小管始段远曲小管后段、集合管 顶端膜基底侧膜 顶端膜基底侧膜 顶端膜基底侧膜 顶端膜基底侧膜 细胞旁Cl-Cl-HCO3-Cl-K+同向转运顺浓度扩散不易通透Cl- 通 道顺电势扩散

4、Na+ Cl- 同向转运 Cl- 通 道Na+ -K+ 2Cl- 同向转运扩散重吸收部位 近端小管 65% 髓袢 15%远曲小管、集合管跨细胞 细胞旁 降支细段 升支细段 升支粗段 远曲小管始段远曲小管后段、集合管 顶端膜基底侧膜 顶端膜基底侧膜 顶端膜基底侧膜 顶端膜基底侧膜 细胞旁H2O 渗透渗透渗透渗透AQP-2AQP-3 AQP-4不通透不通透不通透葡萄糖、氨基酸的重吸收 近端小管全部继发性主动转运易化扩散至管周组织肾糖阈 renal threshold for glucose尿中开始出现葡萄糖时的血糖浓度血糖浓度：200 mg/100ml 糖尿病：病人“多尿、多饮、多食，体重减轻”蛋

5、白质的重吸收： 正常生理情况下，肾小球滤液中蛋白质在近端小管完全被重吸收，所以排出的尿液中不含蛋白质。尿素的重吸收与排出： 机制：被动重吸收HCO3-的重吸收近端小管约 80%小管上皮细胞分泌H+（钠与氢交换）与小管液中的HCO3生成CO2和H2OCO2扩散入上皮内 碳酸酐酶又催化 H2CO3 解离成 H+ 、 HCO3HCO3的重吸收重吸收部位 近端小管 髓袢远端小管、集合管跨细胞 细胞旁 降支细段 升支细段 升支粗段 远曲小管始段远曲小管后段、集合管 顶端膜基底侧膜 顶端膜基底侧膜 顶端膜基底侧膜 顶端膜基底侧膜 细胞旁碳酸氢根 CO2单纯扩散与其他离子联合转运CO2单纯扩散与其他离子联合

6、转运CO2单纯扩散分泌 H+近端小管上皮细胞分泌H+Na + H +交换分泌部位 近端小管 髓袢远端小管、集合管跨细胞 细胞旁 降支细段 升支细段 升支粗段 远曲小管 闰细胞 集合管 闰细胞顶端膜基底侧膜 顶端膜基底侧膜 顶端膜基底侧膜 顶端膜基底侧膜 细胞旁H+ Na+H+H+ATP酶H+K+ATP酶 H+K+ATP酶 分泌 NH3细胞内的氨主要来源于谷氨酰胺的脱氨反应 NH3是脂溶性物质，易于通过细胞膜扩散 谷氨酰胺谷氨酸根NH4+H+NH3NH4+酮戊二酸HCO3-分泌部位 近端小管 髓袢远端小管、集合管跨细胞 细胞旁 降支细段 升支细段 升支粗段 远端小管 集合管 跨细胞 跨细胞细胞旁

7、顶端膜基底侧膜 顶端膜基底侧膜 顶端膜基底侧膜 顶端膜基底侧膜 NH3 Na+NH4+NH3单纯扩散NH3单纯扩散NH3单纯扩散Na+NH4+NH3单纯扩散Na+NH4+NH3单纯扩散 NH3的分泌与H+ 的分泌密切相关 H+的分泌与小管 液的pH值相关 H+的分泌与血浆 的pH值相关 分泌NH3的同时,机 体获得HCO3- 近端小管 65%-70% 髓袢 25%-30% 远端小管、集合管闰细胞 K+的重吸收小管液中的K+绝大部分被重吸收入血只有极少部分从尿排出尿中的钾主要是由远端小管和集合管分泌K+的分泌K+通道Na+通道Na+-K+泵Na+-K+交换分泌部位 近端小管 髓袢远端小管、集合管

8、跨细胞 细胞旁 降支细段 升支细段 升支粗段 远端小管后半段和 集合管的主细胞 顶端膜基底侧膜 顶端膜基底侧膜 跨细胞 顶端膜基底侧膜K+ Na+ K+ ATP酶 K+通道 顺电化学 梯度扩散 体内的钾主要是肾排泄，多吃多排，少吃少排，不吃也排应用：临床上，不能进食的人适当的补钾，避免血钾降低肾功能不全的病人，排钾功能障碍，可发生高血钾症K+三、影响肾小管和集合管重吸收的因素 1.小管液中溶质的浓度 小管液中的渗透压水的重吸收糖尿病人的多尿、水肿病人的利尿 2. 球管平衡 glomerulotubular balance意义：减少因肾小球滤过率增减引起尿量的变化 渗透性利尿：球管平衡被打破第三

9、节 尿液的浓缩和稀释 尿渗压血渗压高渗尿尿浓缩 如：大量出汗、呕吐、腹泻缺水尿渗压血渗压低渗尿尿稀释 如：大量输液、饮水多水尿渗压血渗压等渗尿肾功 如：肾衰正常尿液的渗透压：501200mOsm/(KgH2O) 一、尿浓缩和稀释的基本过程 近端小管 等渗重吸收 髓袢、远端小管、集合管 浓缩、稀释尿液在逆流系统髓质高渗梯度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)ADHADH 二、肾髓质渗透压梯度的形成在外髓部-髓袢升支粗段对Na+和Cl-的主动重吸收在内髓部-尿素的再循环和NaCl的扩散共同形成髓袢降支细段：水高度通透NaCl不易通透尿素不

10、易通透水被重吸收管内浓度倍增 (管内为高渗梯度) 髓袢升支细段：对NaCl高度通透对尿素中等通透对水不通透NaCl向管外扩散尿素向管内扩散管内浓度倍减 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)尿素再循环远曲小管、皮质部和外髓部的集合管 尿素不通透内髓部集合管 尿素高浓度- 顺浓度差进入内髓部组织液髓袢升支细段 尿素通透性大-内髓部组织液中的尿素顺浓度差进入小管液尿素水 小结形成肾髓质高渗梯 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直小血管维持肾髓质高渗透压梯度水出钠进水进钠出肾髓质高渗梯度的维持 直小血管的逆流交换作用影响尿浓缩和稀释的因素 1. 髓袢的功能内髓受损逆流倍增减弱浓缩能力减弱髓袢升支粗段钠、钾、氯转运入上皮减弱使外髓高渗透压梯度下降 2. 直小血管的血流血流过快，管中的NaCl和尿素不能重回组织液，水也不能入血，影响渗透梯度形成，浓缩尿减弱 3. 尿素的含量蛋白质摄入不足-尿素生成减少-渗透压梯度降低-浓缩能力下降各段肾小管与集合管中的物质转运：近端小管对Na+、Cl、水、HCO3、K+和葡萄糖的重吸收，对H+的分泌肾糖阈的概念髓袢升支粗段对Na+、Cl和K+的重吸