生理学课件-泌尿

1、第八章 尿的生成与排出Excretive Function of Kidney尿的生成过程： 1.肾小球的 滤过作用2.肾小管和 集合管的重吸收作用3.肾小管和 集合管的 分泌作用第二节 肾小球的滤过功能第一节 肾的功能解剖和血流量第六节 清 除 率第四节 尿的浓缩和稀释第五节 尿 生 成 的 调 节第三节 肾小管和集合管的物质转运第七节 尿 的 排 放第一节 肾的功能解剖和血流量Function of Kidney 一、肾脏的结构特征Characteristic of Renal Structure(一)肾单位Nephron-肾脏的基本功能单位肾小体：肾小球 肾小囊(脏层、囊腔、壁层)肾小管

2、：近端小管 近曲小管 髓袢降支粗段 髓袢 髓袢降支细段 髓袢升支细段 远端小管 髓袢升支粗段 远曲小管近曲小管髓袢降支粗段髓袢降支细段远曲小管髓袢升支粗段髓袢降支细段髓袢升支细段皮质肾单位和近髓肾单位Cortical nephron and juxtamedullary nephron皮质肾单位近髓肾单位数 量多(85-90%)A口径少(10-15%)体 积较大较小A入 A出 21A入 A出A出后的毛细血管髓袢长度分布于皮质部的肾小管周围 毛细血管网形成U形的直小血管肾素短长多少生理作用有利于肾小球滤过和肾小管重吸收有利于尿浓缩稀释(二)球旁器:球旁细胞，球外膜细胞，致密斑致密斑：感受小管液中

3、 NaCl含量变化近球细胞：分泌肾素 受肾交感神经支配(三)滤过膜 Filtration Membranenephrin 缺乏,出现蛋白尿外层中层内层水分子阳离子葡萄糖小分子阴离子白蛋白蛋白质组成机械屏障：由滤过膜的三层组织各种孔、裂构成。电学屏障：由各层含有带负电荷的糖蛋白构成。 机械屏障对分子的半径大小的选择性 2.0nm自由通过2.0-4.2nm部分通过4.2nm不能通过 电学屏障对分子电荷的选择性半径II 电荷通透性Permeability： 滤过膜屏障：机械屏障：分子大小电学屏障：含有带负电荷的物质不易通过； (含糖蛋白) 带正电荷的物质较易通过 神经支配: 肾交感神经（+）（去甲肾

4、上腺素）肾血供有两级毛细血管网： 肾小球毛细血管网压力较高-利于滤过 肾小管周围毛细血管网压力较低-利于重吸收(三)肾神经支配和血管分布：二、肾血流量的调节Regulation of blood flow in kidney （一）自身调节 Autoregulation：血流量大：安静时1200ml/min = l5 l4心输出量分布不均：肾皮质-94 外髓- 56 内髓-1（二）神经和体液调节 Neuro-humoral regulation：肾动脉灌注压在80160mmHg 范围内变化，肾血流量保持相对稳定肌源学说管-球反馈自身调节机制：实验：离体肾（一）自身调节 Autoregulati

5、on：意义：使肾血流量稳定适应于肾脏的泌尿功能 肌源学说BpA入球小A灌流压牵张刺激增强入球小A平滑肌的紧张性入球小动脉口径血流阻力Bp 血管口径血量肾血流量稳定血管收缩血管舒张收缩极限舒张极限收缩极限舒张极限肾血流量和肾小球滤过率恢复当肾血流量和肾小球滤过率致密斑感受远曲小管液Na+Cl-致密斑将此信息反馈至肾小球管-球反馈(tubuloglomerular feedback,TGF)：入球小动脉收缩，出球小动脉舒张神经调节：交感N（+）肾血管收缩肾血流量体液调节：肾上腺素与去甲肾上腺素血管收缩 肾血流量 其它如AngII、NO等等意义：紧急情况下(如大失血、缺氧、剧烈运动等)，血液重分布，

6、以保证心、脑等重要器官的血液供应（二）神经和体液调节Neuro-humoral regulation第二节 肾小球的滤过功能Function of Glomerular Filtration一、有效滤过压二、影响肾小球滤过的因素肾小球的滤过功能 滤过三要素: 屏障、 动力、 阻力滤过的实验证据: 肾小囊微穿刺抽取液体分析发现,除蛋白质，血细胞外，所含的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 = 血浆的超滤液原尿肾小球滤过率Glomerular filtration rate,GFR：单位时间内（每分钟）两肾生成的超滤液量 正常成人：125ml/min滤过分数Filt

7、ration fraction： 肾小球滤过率 / 肾血浆流量 比值 正常值：125/660=19%入球小A出球小A原尿 1/54/5(一)有效滤过压（滤过的动力）有效滤过压=毛细血管压-（血浆胶体渗透压+囊内压）451045351025滤过平衡 入球端有效滤过压= ( + ) =10mmHg)0有滤液生成 出球端 有效滤过压 = ( + ) = 0mmHg =0无滤液生成二、影响滤过的因素Factors Affecting Glomerular Filtration毛细血管血压囊内压血浆胶体渗透压肾血浆流量（一）有效滤过压（三）滤过膜（二）滤过平衡 的血管长度滤过系数（一）有效滤过压肾小球C

8、ap.血压血浆胶体渗透压囊内压)有效滤过压 GFR 尿量=(+1、eg.连续间断刺激迷走N外周端、iv 1:10000NE如：大失血交感N+、NE 血管收缩（入球小A出球） 高Bp病晚期肾A入硬化而缩小如：家兔，快速静脉注射37生理盐水 20ml 如：结石、肿瘤（尿路梗塞时）3、2、（超过自身调节范围）eg.连续间断刺激迷走N外周端、iv 1:10000NE如：大失血交感N+、NE 血管收缩（入球小A出球） 高Bp病晚期肾A入硬化而缩小如：家兔，快速静脉注射37生理盐水 20ml （二）肾血浆流量由图可见：三条曲线分别代表不同肾小球血浆流量(RPF)时血浆胶体渗透压(COP)上升的斜率。曲线A

9、: RPF COP速快曲线C: RPF COP速慢曲线B:正常RPF时 COP速由图可见：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。 肾血浆流量 血浆胶体渗透压上升速度减慢 滤过平衡位置近出球A端 有滤过作用的毛细血管段加长滤过率入球小A出球小A水（三）滤过膜 滤过系数：通透系数 * 滤过面积 2、面积1、通透性机械屏障作用血尿、蛋白尿电学屏障作用蛋白尿正常时肾小球都活动滤过面积=1.5m2滤过面积GFR尿量第三节 肾小管和集合管的 物质转运功能 Function of Urinary Formation for

10、Renal Tubules and Collecting Ducts一、小管液物质转运的途径转运的方式 主动：被动：单纯扩散易化扩散渗透原发主动:继发主动:泵协同转运溶剂拖曳（solvent drag）继发性主动转运：同向转运、逆向转运。K+Na+小管上皮细胞内基底膜二、肾小管和集合管中各物质重吸收和分泌Reabsorption and secretion of Renal Tubules and Collecting Ducts (一)Na+ 、Cl和水的重吸收(二)HCO3-的重吸收与H +分泌(三)NH3的分泌与H+、HCO3-的转运关系 (四)K+的重吸收与分泌(六)钙的重吸收和排泄(

11、五)葡萄糖的重吸收1、近端小管: 70%(一)Na+ 、Cl和水的重吸收前半段：2/3 主动重吸收 跨上皮细胞途径 （两种转运） 管腔膜：Na+-H+ 逆向转运体 Na+-G，AA 同向转运体基底膜：钠泵-G转运-AA转运机制：肾小管上皮细胞内的钠离浓度降低细胞内电位比膜外降低(基底膜Na +泵)钠-氢的逆向交换钠离子与葡萄糖，AA同向转运H+分泌细胞内Na+升高G，AA重吸收HCO3-重吸收钠离子泵到细胞间隙细胞间隙渗透压升高水进入细胞间隙（静水压升高）Na +泵钠重吸收水重吸收后半段：细胞旁路途径（为主），跨细胞途径，被动重吸收小管液中Cl-升高通过细胞旁路进入细胞间隙小管腔带正电位Na+

12、重吸收(顺电势梯度-被动)机制-G转运-AA转运Cl-Na+重吸收方式：跨细胞途径的主动转运(2/3)； 细胞旁路的被动转运(1/3)。特点：近端小管中物质的吸收是等渗重吸收近端肾小管重吸收 Cl- :顺浓度梯度被动扩散水（重吸收机制）：被动重吸收（渗透作用）Na+K+Cl-水髓2、髓袢髓袢降支细段： 对尿素、Na+不通透； 对水高度通透：水经水通道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：（主要部位） 对水、尿素不通透； 对Na+通透性低； 但能以Na+2Cl-

13、K+同向转运体方式的继发主动转运。 细胞内Cl-K+Na+同向转运体模式:肾小管上皮C内Na+ 细胞内电位比膜外降低，Na+:2Cl-:K+同向转运体Cl- 重吸收（继发性主动重吸收）Na+泵到C间隙细胞内高K+K+返回小管腔小管内正电位Na+、K +、 Ca 2 +进入细胞旁路（被动）C内Na+ K+进入细胞Cl-进入C钠泵活动Na+重吸收（主动）圭巴因速尿和利尿酸影响同向转运体转运的因素: 哇巴因 呋塞米(速尿)和利尿酸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。故Cl-在髓袢升支粗段的重吸收是主动的。同向

14、转运体对呋塞米(速尿)和利尿酸很敏感，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(后述)，导致利尿。因此，将速尿称髓袢利尿剂。3、远曲小管和集合管（调节） NaCl重吸收的机制：是主动重吸收过程。远曲小管初段：Na+由Na+-Cl-同向转运体进入细胞内，然后在管周膜由Na+泵泵出细胞而被重吸收。影响因素：塞嗪类利尿药 抑制钠-氯同向转运体 远曲小管，集合管对钠氯重吸收减少 尿量增多。远曲小管后段和集合管：主细胞 重吸收Na，水，分泌K+闰细胞 分泌H+，H+泵转运，不通过氢-钠交换。主细胞基底膜Na +泵活动，细胞内Na+降低Na+进入细胞内小管内负电

15、位Cl-细胞旁路吸收K+分泌水的重吸收机制:(3)重吸收的特征:远曲小管初段：同髓袢升支一样，对水仍不通透远曲小管后段和集合管：对水的通透性受ADH影响Na+的重吸收、K+分泌受醛固酮调节水的重吸收受血管升压素(抗利尿激素ADH)调节 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。水通道机制Na+-H+交换(近端为主)H+泵(远端、集合管 闰C)H+NH3 +NH4+H+泵泌H+与重吸收HCO3-、Na+ 呈正相关泌H+与泌K+呈负相关(竞争)泌H+是有限度的:当小管液pH值4.5时,泌H+则停止。H+分泌特点:(二)HCO3-的重吸收与H+分泌 排酸保碱 1、 H+的分泌H+

16、分泌机制: 主动2、HCO3-重吸收：被动以CO2的形式重吸收 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-)2）重吸收的特点：1）部位：近端小管 80%HCO3-的重吸收Na+的重吸收水的重吸收尿量增多影响因素：乙酰唑胺抑制碳酸酐酶氢离子的生成量减少氢离子的分泌减少钠-氢交换减少 (五)葡萄糖与氨基酸的重吸收1.重吸收部位: 仅限于近曲小管 (尤其前半段)。2.重吸收机制: 继发性主动转运葡萄糖最大转运率肾糖阈(renal threshold for glucose)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

17、常值：160180mg/100ml机制：转运体数量有限 肾小管和集合管物质重吸收的小结一、Na+重吸收部 位量机 制特 点60-70%初段主动(管腔膜Na+-X偶联转运，管周膜Na+泵)后段被动(顺电位差经细胞旁路)等渗性重吸收不受调节25-30%细段被动(顺浓度差)粗段主动(Na+-K+-2Cl- 同向转运体)降支细段对Na+不通透重吸收量与尿浓缩机制有关受调节管腔膜Na+-Cl-交换管周膜Na+泵10%近曲小管髓袢升支远曲管集合管 肾小管和集合管物质重吸收的小结二、H2O重吸收部位量机 制特 点 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。近曲

18、小管65%被动(渗透作用)球-管平衡不受调节髓袢15%降支细段被动(渗透作用)升支对水不通透远曲管集合管10%9.3%被动(水通道)远曲管初段水不通透 受ADH调节 肾小管和集合管物质重吸收的小结NaG,AAH+NH3HCO3H20KNaClNaClNa-Cl-KK+Na-Cl等渗高渗低渗主闰K+H+NH3HCO3ADH尿素肾衰，尿毒症患者透析治疗血液透析：人工肾 价格贵，时间长（一次300-400元，一周3次，每次4小时）肾衰，尿毒症患者透析治疗腹膜透析：利用人体自身的腹膜作为透析膜的一种透析方式。 操作方便，价格便宜第五节 尿生成的调节Regulation of Urine Formati

19、on in Kidney 尿的生成由：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。机体对尿生成的调节是通过上述三个环节实现的。 前文已述影响肾小球的滤过因素，本节主要讨论影响肾小管、集合管的重吸收和分泌因素：即肾内自身调节和神经、体液调节。一、神经调节二、体液调节（一）血管升压素（二）醛固酮二、神经调节肾交感神经的作用: 肾交感N兴奋(运动、高温、大出血、缺O2、 剧痛)释放NE：激活受体入球与出球小A收缩(收缩程度：A入A出)直接刺激近端小管和髓袢上皮细胞 重吸收水和NaCl激活受体近球细胞释放肾素 血管紧张素-醛固酮系统 远曲小管和集合管对水、NaCl的重吸收 肾血浆流量具滤过

20、作用血管段GFR肾毛细血管压有效滤过压GFR水的重吸收尿量2、生理作用： 远曲小管、集合管对水的通透性1、合成、贮存与释放： 视上核、室旁核下丘脑-垂体束神经垂体（一）血管升压素 (vasopressin，VP) 抗利尿激素 (Antidiuretic hormone, ADH)3、作用机制：ADH+V2R（管周膜） AC（+） cAMP蛋白质磷酸化 管腔膜的水通道开放 水重吸收水通道血管升压素释放的影响因素：体液渗透压（晶体渗透压）循环血量其他因素血浆晶体渗透压 下丘脑渗透压感受器（+） VP(或ADH)合成与释放远曲小管和集合管对水重吸收尿量1、体液渗透压（尤其是血浆晶体渗透压）：水利尿：

21、 Water diuresis大量饮清水引起尿量增多的现象意义：维持渗透压平衡（1）血容量心肺感受器(+)（2）动脉血压压力感受(+) 意义：利于血量恢复 2、循环血量ADH水的重吸收尿量血量3、其他 恶心、疼痛、情绪紧张：ADH释放 少尿或无尿 寒冷：ADH释放尿量尿崩症Diabetes insipidus：下丘脑视上核，室旁 核及下丘脑-垂体束病变 尿量(10L/天)下丘脑: 视上核 (主) 室旁核 (次)A D H血浆晶渗压(1-2)中枢渗感器+循环血量(5-10)心房容感器+下丘脑-垂体束与远曲小管和集合管的管周膜V2受体结合尿 量 Ang、低血糖疼痛、应激+ABp动脉压感器+激活腺苷酸环化酶c-AMP激活蛋白激酶A水通道从胞浆镶嵌到管腔膜上水重吸收内髓集合管尿素通透性袢升粗段主动重吸收NaCl内髓高渗梯度尿浓缩ADH缺乏尿崩症思考题循环血量等适宜刺激(二)肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS) 肾素2. 血管紧张素II 3. 醛固酮肾上腺皮质球状带血K+、Na+肾素.血管紧张素对尿生成的调节：血管紧张素原血管紧张素血管紧张素血管紧张素较低浓度较高浓度醛 固 酮ACTH肺血管紧张素转换酶Back、 醛固酮 Aldosterone（1）来源：肾上腺皮质球状带（2）作用： (保 Na+ 、排 K+ 、保水)促进远曲小管和集合管主动重吸收Na