生理学-肾脏生理(八年制)

肾脏生理

RenalPhysiology

----肾脏的排泄功能

ExcretoryFunctionoftheKidney1机体通过(皮肤-呼吸-肝脏-消化道)

肾脏排出代谢终产物及异物保持内环境的稳定Overview:RenalFunction2Thekidneyperformsthefollowingfunctionbyformationandexcretionofurine

肾脏通过尿的生成和排泄，执行以下主要功能

1.调节水电解质平衡Na+,K+,Cl-,H+,HCO3-.Regulationofwaterandinorganic-ionbalance2.排泄机体代谢终产物及药物和毒物.Removalofwasteandforeignchemicalsfromblood3.SecretionofHormones:Renin,activeVitD3,促红细胞生成素Erythropoietin(EPO),postglandins. 肾衰，肾透析,贫血,补EPO;补钙与VitD33本章重点内容1.GlomerularFiltration肾小球过滤2.Re-absorptionandSecretionintheRenalTubuleandCollectingDuct肾小管和集合管的重吸收及分泌3.UrineConcentration尿的浓缩

也是本章难点内容4概 述Introduction一、肾的功能解剖和肾血流量（一）

肾单位和集合管（二）

皮质肾单位和近髓肾单位（三）

近球小体二、肾血液循环特征（一）

自身调节80-180mmHg机理不清（二）

神经和体液调节5肾的功能解剖6一.肾的功能解剖和肾血流量(一)肾单位和集合管(NephronandCollectingDuct)肾脏的基本功能单位是肾单位(Nephron),包括肾小体(renalcorpuscle)和肾小管(renaltubule)每侧肾有~100万个肾单位,~40万个肾单位即可维持正常泌尿功能.不能再生.40岁后,数量随年龄增加而递减,每10年约减少10%.80岁余40%肾单位,功能代偿增加.思考:为什么老年人易肾功能受损?易见药物肾毒性?7肾单位和集合管肾小囊Bowmancapsule肾小体(renalcorpuscle):肾小球glomerulus肾单位

(nephron)肾小管(renaltubule):近球小管proximaltubule髓袢细段(thinsegmentofLoopofHenle)远球小管distaltubule集合管collectingduct:与多个肾单位的远曲小管相连,尿浓缩和稀释功能Summary:NephronandCollectingDuct8肾单位(肾小球,肾小管)和集合管示意图9髓袢的组成（StructureofLoopofHenle)ThickDescendinglimb髓袢(LoopofHenle)10肾小体结构(Structureofrenalcorpuscle):

肾小囊Bowmancapsule+肾小球glomerulus11Majorstructuralcomponentsoftheglomerulus,thefilteringunitofthekidneyPozzi&Zent.JCI201212Glomerulus,magnified~1440times13肾小球扫描电镜图14(二)皮质肾单位和近髓肾单位执行不同的功能皮质肾单位corticalnephron：占85-90%,入球小动脉与出球小动脉口径之比约为2:1.髓袢短.主要功能:尿的初始过滤Question1:入球小动脉口径粗于出球小动脉之意义？Question2:但其入球和出球动脉压却相差无几？

近髓肾单位juxtamedullarynephron： 占10-15%,髓袢长,

可深入到内髓.有U型直小血管.主要功能:尿的浓缩与稀释Question２：皮质肾单位形成的尿液如何被浓缩？15近髓肾单位负责尿浓缩与稀释皮质肾单位负责尿液初始滤过Henle’sloopHenle’sloop16CorticalandJuxtamedullaryNephrons髓质的U型小血管vasarecta17Juxtaglomerularcells(球旁细胞,入球小动脉上皮样细胞)—secretethehormonereninMaculadensa(致密斑,远曲小管起始部分)—specializedsensorcells(sodiumand/orchloride,etc.)近球小体18二、肾血液循环特征1.腹主动脉→肾动脉，1200ml/min

占心输出22%.94%在皮质(Why?!),

5-6%在外髓<1%在内髓2.髓质的U型小血管vasarecta(Function?)

Figure3.肾血流量在动脉血压80-180mmHg范围内自身调节(生理意义?)，机理不清--肌源学说。

Figure 移植的肾脏,无神经支配,血流量的自动调节 其它:骨骼肌,心肌，脑血流量的自动调节神经和体液调节 肾交感神经—血管收缩、血流减少,去甲肾上腺素、血管紧张素II,副交感功能不详Question:失血性休克shock，肾血管代偿性收缩之意义？肾血管代偿性收缩过度之后果？19CorticalandJuxtamedullaryNephrons髓质的U型小血管vasarecta20GFRRBF03250408012016020024028060504030201006005004003002001000RENALARTERIALPRESSURE(mmHg)mlper100gkidneyperminGFRRBF(dog)Autoregulationoftherenalbloodflow,

whichaffectsglomerularfiltrationrateReturn21尿的生成UrinaryFormationPartI:肾小球滤过GlomerularFiltration221.GlomerularFiltration:肾小球过滤血浆中的大部分物质超滤液,原尿2.Re-absorptionintherenaltubuleandcollectingduct：肾小管和集合管重吸收原尿中的营养物质，水，电解质血浆3.Secretionintherenaltubuleandcollectingduct：肾小管和集合管分泌血浆中的物质尿液Overview:UrineFormation尿的生成23肾小球滤过是尿生成的第一步

GlomerularFiltrationIstheFirstStepinUrineFormation24GlomerulusFiltration:AHistoricalReviewHenle,J.ZurAnatomiederNiere.Abh.Ges.Wiss.Gttingen,Math.Physik.K1.10:223,1862.WilliamBowman.OnthestructureanduseoftheMalpighianbodiesofthekidneywithobservationsofthecirculationthroughthatgland.Phil.Trans.R.Soc.Lond.(Part1):57,1842.Concludedfiltrationmusttakeplaceinglomerulus.25ThreelayersofGlomerularFilterGlomerularcapillaryendotheliumBasementmembranePodocytes,withfiltrationslitsGlomerularFilter肾小球滤过膜26肾小球滤过膜GlomerularFilter肾小球27Glomerularcapillaryandfilter,magnified~36,000timesGlomerularFilter28Figure1.ThisschematicshowstwoadjacentpodocyteFPwiththeinterposedslitdiaphragm(SD)complex.ThelocalizationofNEPH-1attheSDanditsheterophilicinteractionwithnephrinremaintobeestablished.Theactincytoskeletonisthecommondownstreampathwayandreceivesinputformthreepodocytedomains:theapicaldomains,thelateralSD-containingdomain,andthebasaldomainoftheFPsoleplate,whichlinksthepodocytetotheGBM.InterferencewithanyofthethreedomainswillultimatelycauseFPeffacementandproteinuria/nephriticsyndrome.-act4,-actinin-4;31,31integrin;-DG,-dystroglycan;-DG,-dystroglycan;Na(+)/H(+)ERF2,Na(+)/H(+)exchangerregulatoryfactor2;P,paxillin;P-cad,P-cadherin;Synpo,synaptopodin;T,talin;V,vinculin.Molecularanatomyofthepodocytefootprocess(FP)actincytoskeleton.JAmSocNephrol.2002Dec;13(12):3005-15.29CD151-deficientpodocytesadherelesstightlytotheGBMthandowild-typepodocytesPozzi&Zent.JCI201230Nephringene-promoterdrivenLacZstainingwasspecifictopodocyteswithintransgenickidneys.JASN2004;15:2851-285631FiltrationthroughGlomerularFilterFiltrationisbasedonSIZEFiltrationisalsobasedonCHARGE,becausethebasementmembraneandthefiltrationslitsarerichinnegativelychargedproteinsForsamesize,anionicsubstancesareretainedbytheglomerulusfilter32Filtrate/FiltrandRatio33肾小球滤过膜的通透性----与溶质分子大小及电荷有关----大分子带负电者不易通过内层:肾小球毛细血管的内皮细胞 窗孔结构50-100nm,血细胞不能透过; 负电,蛋白质难以通过中层:基底膜,决定何种溶质可以通过 网状纤维结构,4-8nm,负电,蛋白质不能通过外层:肾小囊脏(内)层上皮细胞层,又称肾小球外层上皮

4-14nm,负电,蛋白质不能通过思考：基底膜肾小球肾炎:滤过膜电性受损，蛋白尿34GlomerularFiltrationWhatforcesfavororopposefiltration?351.Forcesfavororopposefiltration2.肾小球滤过率(Glomerularfiltrationrate,GFR):GFRisthevolumeoffluidfilteredfromtheglomeruliintoBowman’sspaceperunittime5815358Why?平均毛细血管压~35mmHg,肾小球毛细血管压~60mmHg36

肾小球滤过率影响因素滤过膜:通透性增加GFR增加,面积小GFR低,