尿的生成和排出

1、尿的生成和排出排泄是指机体在新陈代谢过程中所产生的代谢产物以及多余的水分和进入机体的各种异物向体外输送的过程。在生理上，只把物质经过血液循环通过某些排泄器官向体外排出的过程称为排泄。主要排泄器官和排泄物排泄器官 排泄物 肾 水、盐、代谢产物和异物 肺 二氧化碳、水、挥发性异物 汗腺 水、盐、尿素 消化系统 肝脏代谢产物、肠粘膜排出 无机盐等The kidney serve multiple functions Excretion of metabolic waste products and foreign chemicals . Regulation of water and electro

2、lyte balances. Regulation of body fluid osmolality. Regulation of acid-base balance. Regulation of arterial pressure. Secretion ,metabolism, and excretion of hormonesGluconeogenesisNephron is the functional unit of the kidney集合管(collecting duct)肾单位示意图Each kidney in the human contains about 1 million

3、 nephrons, each capable of forming uring.The kidney cannot regenerate new nephron. After age 40, the number of the functioning nephrons usually decreases about 10 percent This loss is not life-threatening because adaptive changes in the remaining nephrons allow them to excrete the proper ammouts of

4、water, electrolytes, and waste products. 肾单位示意图 皮质、髓旁肾单位比较肾单位 部位 入：出球小A 出球小动脉 肾小管袢 功能 皮质 皮质外层2/3 2：1 肾小管周形成 不发达 滤过 血管网髓质 皮质1/3 1：1 U型直小血管 发达 髓质 渗透压 梯度形成 球 旁 器(juxtaglomerular apparatus) 球旁细胞：颗粒细胞致密斑：感受NaCl的变化 间质细胞(球外系膜细胞)：吞噬功能球旁器的结构模式图肾脏神经支配特点只有交感神经支配支配部位：肾动脉、入出球小动脉、肾小管和释放肾素的颗粒细胞释放递质：去甲肾上腺素传入神经为肾神经肾

5、脏血液供应的特点肾血流量：1300 ml/min，400 ml/100g肾脏各部的血流量分布不均匀肾小球内血压较高（60 mmHg）-高压床肾小管周围血压较低（13 mmHg）-低压床体液和神经因素参与肾血流的调节肾血流量的自动调节肾动脉压的变化对肾血流量的影响肾血流量的自动调节范围：80-180 mmHg机理：肌源学说实验证明：血管平滑肌的收缩改变第二节 尿的生成过程Urinary excretion rate Filtration rate：滤过 Reabsorption rate：重吸收 Secretion rate：分泌Excretion = Filtration Reabsorpti

6、on + Secretion一、肾小球的滤过作用 滤过的形式单纯滤过(simple filtration):滤过有形成分超滤过（ultrafiltration）：大分子Glumerular filtration -the first step in urine formation肾小球滤过器的解剖学 滤过膜的组成内层内皮细胞：孔径 70-90 nm, 有形成分中层非细胞性的基底层：2-8 nm，主要屏障外层上皮细胞层 411 nm 滤过膜比毛细血管壁的通透性好是由于孔多并不是孔大的缘故肾小球滤过膜结构示意图肾小球膜的分子通透性分子量的大小：透过的界限为分子量80000电荷：正电子易通过，负电子

7、难通过临床意义：代用血浆血浆增容剂微穿刺技术(micropuncture)： 有形成分 蛋白质 晶体物质原尿 / 极其微量 相同血液 RBC等 有 原尿是超滤液的证明滤过的动力有效滤过压动力：肾小球毛细血管血压阻力：血浆胶体渗透压+囊内压有效滤过压示意图球旁器的结构模式图1. 肾小球滤过率：每分钟双侧肾产生的原尿量(glomerular filtration) (125ml/min)2. 肾小球滤过分数:肾小球滤过率与肾血浆流量的比值 滤过分数=125/660=19%肾小球滤过的功能指标3. 肾血浆清除率：肾在单位时间内（MIN）能将多少毫升血浆中所含的物质完全清除出去，这个被完全清楚了的某物

8、质的血浆毫升数。单位 ml/min 计算公式：C=U*V/P注：是一个推算的数值，是一个相当量1. 滤过膜的改变：通透性和滤过面积的变化 病理情况下：肾组织缺氧和急性肾炎 急性肾小球肾炎 2. 有效滤过压的变化 毛细血管血压：动脉血压的变化（80-180之外） 血浆胶体渗透压：蛋白质变化 囊内压：尿路梗阻，溶血等影响滤过作用的因素肾小管与集合管的物质转运1. 重吸收和分泌2. 被动转运和主动转运3. 原发性和继发性主动转运4. 同向和逆向转运5. 电中性和生电性转运各段小管物质转运示意图近球小管的转运功能 Na+的重吸收和分泌1. 转运方式：大部分是主动转运，近球小管后 半段被动转运；细胞旁路

9、和跨上皮细胞途径2. 转运特点：与GS、AA同向转运，与H+逆向3. CI-近球小管后半段被动吸收4. 水的转运是通过渗透作用被动吸收。钠主动重吸收泵-漏模式图HCO3-重吸收与H+的分泌1. 转运方式：Na+ H+交换以及水合作用2. 转运特点： HCO3-重吸收是以CO2的形式K+分泌特点: 泌K+与泌H+呈负相关。 Na+-K+交换与Na+-H+交换具有竟争抑制。 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。 Na+-K+交换与Na+-H+交换 H2O的重吸收 重吸收机制:被动过程（渗透作用）。 重吸收

10、途径： 细胞旁路； H2O通道:aquaporin(水孔蛋白)。 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%。 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。葡萄糖Glucose的重吸收1. 转运方式：继发性主动同向转运重吸收2. 转运特点： 与Na的转运密切相关3. 肾糖阈 Renal threshold of glucose （160180 mg/100 ml） 葡萄糖吸收极限量（300 mg/100 ml） To Note that this appearance of gl

11、ucose in the urine (at the threshold) occurs before the transport maximum is reached. One reason for the difference between threshold and transport maximum is that not all nephrons have the same transport maximum for glucose , and some of the nephrons excrete glucose before others have reached their

12、 transport maximum. The overall transport maximum for the kidneys is reached when all nephrons have reached their maximal capacity to reabsorb glucose. 髓袢的转运作用1. 少量物质重吸收2. 尿液浓缩和稀释3. 主动重吸收Cl-利尿剂：呋塞米远球小管和集合管的转运作用1. 少量物质重吸收2. 调节电解质和水的平衡3. K+、H+、NH3等物质的分泌特点远曲小管粗段远曲小管后段和集合管远球小管和集合管重吸收NaCl和分泌K+和H+的示意图噻嗪类利

13、尿阿米洛利尿液的浓缩和稀释 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：501200 mOsm/(KgH2O)尿液浓缩、稀释的过程和机制 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用）。Osmolality尿液的稀释1. 尿液的稀释是溶质吸收而水不易吸收2. 发生部位：髓袢的升支粗段3. 发生情况：体内水过剩和ADH的减少尿液的浓缩1. 尿液的浓缩是溶质不吸收而水易吸收2.

14、 发生部位：远曲小管和集合管3. 机制：渗透压的梯度第四节 尿生成的调节The renal-body fluid system for arterial pressure control（Long-term （长期）arterial pressure control）Extracellular fluid：细胞外液Blood volume：血容量Blood pressure：血压Pressure diuresis 压力性利尿Autoregulation of kindey 肾小管内溶质的浓度 渗透压是对抗重吸收水的力量 渗透性利尿 (Osmotic diuresis) 糖尿病(Diabetes

15、)和甘露醇(Minnintol)球-管平衡（Glomerulotubular balance） 定义:65-70% 定比重吸收Constant fraction reabsorption 形成机制管周血压，胶体渗透压生理意义滤过率（ml/min）重吸收量（ml/min）排出量（远端）（ml/min）12587.537.5150105451007030生理意义：使尿中排出的溶质和水不致肾小球滤过率的增减而出现大幅度的变化在肾血流量不变的前提下：当GFR时管周Cap.血量Cap.压+胶体渗透压小管旁组织间液入Cap.量小管旁组织间液的静水压Na+、H2O回漏重吸收重吸收率/滤过率65-70 （球-

16、管平衡）Nervous regulation-sympathetic nerve 出入球小动脉的收缩 有效滤过压下降 刺激球旁细胞释放肾素 Ang、ALD的增加 促进肾小管对小管液（钠、水等溶质）的重吸收 释放递质：去甲肾上腺素抗利尿激素（antidiuretic hormone,ADH）血管升压素（arginin vasopressin, AVP）Two receptors：V1（血管）、V2（肾脏）Osmoreceptor-ADH feedback system 来源：下丘脑Supraoptic nuclei Paraventricular nuclei large neurons 组成：

17、九肽Osmoreceptor-ADH feedback systemADH的作用特点 增加远曲小管和集合管对水的重吸收 Aquaporin Moving Increasing the water permeability 提高髓质的渗透浓度，有利尿液浓缩抗利尿激素的作用机制Aquaporin影响ADH 释放的因素渗透压感受器的特点 下丘脑的室周器 （AV3V） 无血脑屏障： Lack blood-brain barrier 敏感性高 Na、Cl Either a decrease in effective blood volume or an increase in extracellular

18、 fluid Osmolarity stimulates ADH secretion. However, ADH is considerably more sensitive to small changes in osmolarity than to similar changes in blood volume. The usually day-to-day regulation of ADH secretion during simple dehydration is effected mainly by changes in plasma osmolarity.With severe

19、decreases in blood volume, the cadiovascular reflexes play a major role in stimulating ADHThirst thirst center ADHWater diuresis1.刺激ADH分泌的因素：血浆晶体渗透压(1-2)循环血量(5-10)ABpA、低血糖疼痛、应激中枢渗透压感受器心房容量感受器动脉压力感受器下丘脑 视上核(主) 室旁核 (次)中枢渗透压感受器血浆晶体渗透压(1-2)循环血量(5-10)心房容量感受器动脉压力感受器ABp心房钠尿肽+下丘脑-垂体束A D H垂体后叶 (二)抗利尿激素肾素-血管紧

20、张素-醛固酮系统Renin-Angiotensin-Aldosterone system,RAAs循环血量等适宜刺激肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS) 1. 肾素分泌的刺激因素； 2.血管紧张素对尿生成的调节； 3. 醛固酮分泌的刺激因素 4.醛固酮对尿生成的调节；血管紧张素的来源血管紧张素原（肾素底物，在肝合成）肾素（酶，由肾球旁细胞分泌）血管紧张素1（10肽）血管紧张素转换酶（主要在肺血管）血管紧张素（8肽）血管紧张素3（7肽）血管紧张素酶A刺激肾素释放的因素 1. 入球小动脉处的牵张感受器 2. 致密斑的化学感受器 3. 神经兴奋刺激球旁细胞 4. 体液因素(肾上腺素、去甲肾上腺素等) 失血导致肾素分泌少量失血 肾神经兴奋中等失血 牵张感受器 肾素 尿量大量失血 化学感受器血管紧张素的作用刺激近端小管对NaCl的重吸收刺激垂体后叶释放ADH刺激ALD的释放醛固酮 (Aldosterone） 1. 来源：肾上腺皮质球状带 2. 作用：促进远曲小管和集合管重吸收Na+、排K+ 3. 重吸收形式：中性NaCl的形式 Na+K+交换形式醛固酮