生理学教学讲解课件Chapt 8

尿的生成和排出Chapter8前言(Introduction)排泄(excretion)途径:

肺、肠、皮肤、肾(最主要)尿生成基本过程:肾小球滤过(filtration)、(urineformation)肾小管与集合管重吸收与分泌

(reabsorption&secretion)肾的功能:排泄(代谢终产物、过剩物质和异物)

维持内环境稳态(水、盐、渗、酸碱)

内分泌:

肾素、EPO、PGs、激肽、

1,25-(OH)2-D3

糖异生(gluconeogenesis)的场所尿的生成和排出Chapter8前言(Introductiafferentarteriolefiltrationsecretionreabsorptionexcretionofurineefferentarteriole尿生成和排出的基本过程afferentarteriolefiltrationse§1.肾的功能解剖和肾血流量1.肾的功能解剖

肾小体肾小球肾小囊近端小管髓袢细段远端小管降支细段升支细段升支粗段远曲小管近曲小管降支粗段肾小管

●肾单位(nephron)§1.肾的功能解剖和肾血流量肾小体肾小球肾小囊近端小管髓袢Glomerulus

肾小球Afferentarteriole入球小动脉Bowman’scapsule肾小囊LoopofHenle髓袢Vasarecta直小血管

Collectingduct集合管肾单位(nephron)Glomerulus肾小球RenalcortexRenalmedullaCorticalnephron

JuxtamedullarynephronVasarecta两类肾单位RenalcortexRenalmedullaCorti皮质肾单位近髓肾单位分布部位外、中皮质层内皮质层数量和体积多(约占90%)而小少(约占10%)而大入球与出球小动脉口径之比2∶11∶1小动脉出球后形成的血管几乎全部包绕在皮质部分的肾小管不仅包绕近端、远曲小管周围，还形成直小血管髓袢短，只达外髓质层长，深入内髓质层肾素含量多几乎不含功能侧重于滤过和重吸收侧重于尿的浓缩与稀释表1.两类肾单位的比较皮质肾单位近髓肾单位分布部位外、中皮质层内皮质层数量和体积多●球旁器(juxtaglomerularapparatus)

球旁细胞(juxtaglomerularcells)

入、出球小动脉中的肌上皮样细胞,

内含分泌颗粒,颗粒内含肾素(renin)

致密斑(maculadensa)可感受小管液中NaCl含量的变化,

传递给球旁细胞,调节肾素的释放

球外系膜细胞(extraglomerularmesangialcell)

入、出球小动脉和致密斑之间

具有吞噬和收缩等功能●球旁器(juxtaglomerularapparatusefferentarterioleefferentarterioleJuxta-glomerularcellsvascularsmoothmusclemaculadensaextraglomerularmesangialcellcapillarypodocyteBowman’scapsule球旁器示意图efferentarterioleefferentart2.

肾的血液循环特征

●两次形成毛细血管网

肾小球毛细血管网(glomerularcapillaries)毛细血管血压较高,

有利于肾小球滤过

管周毛细血管网(peritubularcapillaries)

毛细血管血压较低,

有利于肾小管重吸收

●肾血流量(renalbloodflow,RBF)及其分布(20%~25%)心输出量肾血流量皮质层(94%)外髓(5%)内髓(<1%)2.肾的血液循环特征(20%~25%)3.肾血流量的调节(regulation)●自身调节(autoregulation)动脉血压在80~180mmHg范围内变动,肾血流量相对稳定

意义:

一般情况下,

保证泌尿功能正常进行●神经和体液调节(neuro-&humoral~)肾交感神经、E、NE、ANG等均可收缩

肾血管,使肾血流量减少

意义:

紧急情况下,血量重新分配,

保证心、脑等重要器官的血供3.肾血流量的调节(regulation)§2.肾小球滤过(glomerularfiltration)功能1.肾小球滤过的实验证明微穿刺(micropuncture)技术和原尿(primaryurine)成分分析原尿血浆超滤液§2.肾小球滤过(glomerularfiltratio2.滤过膜及其通透性

●

滤过膜(filtrationmembrane)的构成内:

毛细血管内皮细胞:

窗孔(fenestration)中:内皮下基膜(basementm.):

网孔外:肾小囊脏层足细胞足突裂隙膜和裂孔血管内皮内皮下基膜足细胞足突2.滤过膜及其通透性血管内皮fenestrationslitmembranefootprocesspodocytefenestrationslitmembranefoot●滤过膜的通透性(permeability)机械屏障(mechanicalbarrier):决定于:分子量大小结构基础:基膜(最重要)和裂隙膜孔径

分子

4.0~8.2nm,随增大,滤过量减少电学屏障(mechanicalbarrier):

决定于:滤过膜所带电荷正常时:

滤过膜通透性稳定肾小球肾炎:

屏障减弱,出现多尿、少尿、无尿蛋白尿、血尿等●滤过膜的通透性(permeability)机械屏障示意图机械屏障示意图电学屏障示意图outsideofcapillaryinsideofcapillary电学屏障示意图outsideofcapillaryins3.肾小球滤过率和滤过分数

肾小球滤过率

(glomerularfiltrationrate,GFR)

定义(definition)

正常值:125ml/min

意义:衡量肾功能的指标

滤过分数(filtrationfraction,FF)定义:GFR/RPF(renalplasmaflow)

正常值:≈19%

意义:急性肾小球肾炎时,RPF,GFR↓,FF↓

心力衰竭时,RPF↓,

GFR,FF↑3.肾小球滤过率和滤过分数4.有效滤过压(effectivefiltrationpressure,EFP)

EFP=肾小球毛细血管静水压

－(血浆胶体渗透压+肾小囊内压)

前者是滤过动力;后两者是重吸收动力入球端:有滤液生成EFP=45－(25+10)=10mmHg滤过平衡(filtrationequilibrium)点:

滤过停止EFP=45－(35+10)=0mmHg4.有效滤过压(effectivefiltrationafferentarterioleefferentarteriolebloodintracapsularhydrostaticpressureintracapillaryhydrostaticpressureplasmacolloidosmoticpressure肾小球毛细血管静水压是液体滤出的动力血浆胶体渗透压和囊内压是液体重吸收的动力afferentarterioleefferentart5.影响肾小球滤过因素

滤过系数(filtrationcoefficient,Kf)

定义(definition)

度量:

Kf=ks

滤过膜有效通透系数(k):

正常时稳定

异常(如肾炎)时增高或降低:

多尿、少尿、无尿或蛋白尿、血尿等

有效滤过面积(s):

正常(两肾)约1.5m2

异常(如高血压晚期)时减少:少尿、无尿5.影响肾小球滤过因素有效滤过压(effectivefiltrationpressure,EFP)

肾小球毛细血管静水压(intracapillaryhydrostaticpressure)

正常时稳定大失血→动脉血压降低(80mmHg以下)或高血压晚期→入球小动脉狭窄↓肾小球毛细血管血压↓↓有效滤过压↓↓肾小球滤过率↓有效滤过压(effectivefiltrationp有效滤过压(EFP)囊内压(intracapsularhydrostaticpressure)

正常时稳定肾盂、输尿管结石或肿瘤压迫→尿路梗阻或溶血性疾病→血红蛋白堵塞肾小管↓囊内压↑↓有效滤过压↓↓肾小球滤过率↓有效滤过压(EFP)有效滤过压(EFP)血浆胶体渗透压(plasmacolloidosmoticp.)

正常时稳定肝、肾疾病→血浆蛋白减少或快速i.v.大量生理盐水→血浆蛋白稀释↓血浆胶体渗透压↓↓有效滤过压↑↓肾小球滤过率↑有效滤过压(EFP)GICHP肾血浆流量(renalplasmaflow,RPF)

GICHPPCOPICHPThelengthofcapillaryEFPFE严重缺氧、中毒性休克、交感兴奋和CA↑→RPF↓→GFR↓FE:滤过平衡EFP:有效滤过压PCOP:血浆胶体渗透压GICHP:肾小球毛细血管静水压ICHP:肾小囊内静水压GICHP肾血浆流量(renalplasmaflow§3.肾小管和集合管的物质转运功能

1.Na+、Cl和水的重吸收

近端小管(proximaltubule):

重吸收量:

约70%(2/3)

机制:前半段和后半段不同

前半段:

Na+与葡萄糖或氨基酸同向转运

Na+与H+逆向转运(Na+-H+交换)

Cl不被重吸收

后半段:

NaCl—细胞旁路和跨细胞转运

水:

随溶质重吸收—等渗性重吸收§3.肾小管和集合管的物质转运功能glucoseaminoacidsISFepithelialcellslumenHPO42近端小管前半段glucoseaminoacidsISFetightjunctionH2OlumenepithelialcellsISFsolutes近端小管后半段tightjunctionH2Olumenepitheli髓袢(loopofHenle):

重吸收量:

NaCl约20%,

水约15%

机制:髓袢升支粗段:Na+-K+-2Cl同向转运

呋喃苯胺酸(呋塞米,furosemide)可抑制此转运体髓袢(loopofHenle):呋喃苯胺酸(呋远端小管(distaltubule)和集合管(connectingduct):

重吸收量:

NaCl约12%,水不等(可调)

Na+受醛固酮(aldosterone)调节,

水受血管升压素(vasopressin)调节

机制:

多属主动转运

远曲小管始段:

Na+-Cl同向转运

远曲小管后段与集合管:

主细胞:

Na+通道(+基侧膜钠泵)

抑制剂:

氨氯吡咪(阿米洛利,amiloride)

闰细胞:

质子泵(H+-K+ATP酶)

集合管:

水孔通道(aquaporin)远端小管(distaltubule)和lumenbloodprincipalcellintercalatedcell远曲小管和集合管lumenbloodprincipalcellinterc2.HCO3的重吸收和H+的分泌

近端小管

约80%~85%HCO3重吸收

以CO2的形式单纯扩散,优先于Cl

受碳酸酐酶(carbonicanhydrase,CA)催化

乙酰唑胺(acetazolamide)可抑制此酶

与泌H+(Na+-H+交换)有关

髓袢升支粗段

HCO3重吸收机制与近端小管相同

远端小管和集合管

闰细胞主动泌H+(H+-K+ATP酶)2.HCO3的重吸收和H+的分泌近端小管重吸收HCO3和泌H+的机制lumenepithelialcellsISF近端小管重吸收HCO3和泌H+的机制lumen3.NH3的分泌与H+、HCO3转运的关系

NH3的分泌

部位:

肾小管各段、集合管

来源:

谷氨酰胺脱氨基

机制:

单纯扩散

与H+、HCO3转运的关系:

NH3+H+→NH4+(lumen)NH4++Cl→NH4Cl

(lumen)

分泌1

NH3和1

H+,

可回收1Na+和1HCO3

∴泌NH3具有调节酸碱平衡的重要意义3.NH3的分泌与H+、HCO3转运的关系lumenepithelialcellsISF肾小管泌NH3与转运H+、HCO3的关系lumene4.K+的重吸收和分泌

重吸收(reabsorption)

近端小管65%~70%,

髓袢25%~30%,

远端小管和集合管不定(受调节)

分泌(secretion)

部位:主要在远端小管和集合管

机制:

主细胞(顺电-化学梯度扩散)

闰细胞(可能H+-K+交换)

刺激因素:细胞外液K+浓度↑

醛固酮分泌↑

小管液流量↑

反之或酸中毒时则K+分泌↓4.K+的重吸收和分泌5.钙的重吸收和排泄

重吸收(reabsorption)

近端小管机制:约80%经细胞旁途径,约20%跨细胞膜

髓袢升支粗段:

可能为被动机制

远端小管和集合管:跨细胞膜主动转运

排泄(excretion)

影响:主要受PTH调节(见内分泌章)5.钙的重吸收和排泄6.葡萄糖和氨基酸的重吸收

葡萄糖(glucose)

部位:

近端小管(主要前半段)

重吸收量:100%

机制:继发性主动转运

肾糖阈(renalthresholdforglucose):

血糖浓度达180mg/100ml血液时

葡萄糖最大转运率

(maximalrateoftransportofglucose)

男性375mg/min;女性300mg/min

氨基酸(aminoacids):与葡萄糖基本相同6.葡萄糖和氨基酸的重吸收§4.尿液的稀释和浓缩

尿液的渗透浓度(osmolality):

50~1200mOsm/(kgH2O)

∴

肾脏具有稀释和浓缩尿液的作用表2.肾小管各部对水、钠和尿素的不同通透性肾小管各部水Na+尿素髓袢降支细段易通透不易通透不易通透髓袢升支细段不易通透易通透中等通透髓袢升支粗段不易通透易通透不易通透远端小管有ADH时易通透易通透不易通透集合管有ADH时易通透易通透内髓质易通透§4.尿液的稀释和浓缩肾小管各部水Na+尿素髓袢降支细段易髓袢升支粗段远曲小管和集合管低渗小管液低渗尿对水不通透主动重吸收NaCl抗利尿激素释放减少,水重吸收减少NaClH2ONaCl其他溶质1.尿液的稀释(dilution)

发生部位和原理:

髓袢升支粗段对水不通透+主动重吸收NaCl

ADH释放↓→远端小管和集合管水重吸收↓髓袢升支粗段远曲小管和集合管低渗小管液低渗尿对水不通透主动重髓袢升支粗段远曲小管和集合管低渗小管液对水不通透主动重吸收NaClNaClNaCl其他溶质高渗尿H2O渗透压梯度抗利尿激素释放增加和髓质高渗环境使水重吸收2.尿液的浓缩(concentration)

发生部位和原理:

肾髓质间质高渗(见下一页图)

ADH释放↑→远端小管和集合管水重吸收↑髓袢升支粗段远曲小管和集合管低渗小管液对水不通透主动重吸收N肾髓质渗透压梯度(间质高渗)方法:

冰点降低法肾皮质:

与血浆相同内髓质:

为血浆4倍由外向内:

呈梯度与肾髓质厚度有关人类:4~5倍沙鼠:可达20倍尿浓缩的必备条件肾髓质渗透压梯度(间质高渗)方法:冰点降低法逆流倍增(countercurrentmultiplication)——肾髓质高渗梯度的形成机制

条件:U形结构(逆流系统),

溶质或水的单向通透

肾逆流倍增的条件和特点:

U形髓袢,肾小管各部通透性差异(见表2)

特点:

髓质间质高渗肾髓质渗透梯度的形成机制:

外髓部:髓袢升支粗段主动重吸收NaCl

内髓部:尿素由集合管进入间质和再循环

髓袢升支细段重吸收NaCl逆流倍增(countercurrentmultipli逆流倍增现象示意图逆流倍增现象示意图cortexoutermedullaInnermedulla髓袢在形成肾髓质渗透梯度中的作用

外髓:髓袢升支粗段

主动重吸收NaCl

内髓:集合管释放尿素及尿素再循环,

髓袢升支细段

重吸收NaClcortexoutermedullaInner髓袢在形成肾逆流交换(countercurrentexchange)—肾髓质高渗梯度的维持机制

肾逆流交换的条件和特点:类似逆流倍增

意义:留住溶质,带走水份逆流交换(countercurrentexchangecortexoutermedullaInnermedullavasarecta直小血管在维持

髓质高渗中的作用降支:

溶质进,

水出升支:

溶质出,

水进越往底部,溶质越多

∴

留住溶质,

带走水份cortexoutermedullaInnervasar§5.影响和调节尿生成的因素

1.肾小球滤过量的调节(见前)2.影响肾小管和集合管重吸收和分泌的因素

小管液中溶质浓度——渗透性利尿(osmoticdiuresis)

机制:小管液中溶质浓度↑→小管液渗透压↑→阻止水重吸收→尿量↑

实例:

糖尿病多尿,

甘露醇脱水

球-管平衡(glomerulotubularbalance)

定比重吸收(constantfractionreabs.)

机制和意义(保持尿量和尿钠相对稳定)§5.影响和调节尿生成的因素3.神经调节(neuroregulation)

肾交感神经(renalsympatheticnerve)的作用

支配肾血管平滑肌(受体)→

血管收缩→肾血流量↓→滤过↓

支配近球细胞(受体)→肾素释放↑→

血管紧张素Ⅱ和醛固酮↑→保钠排钾

支配肾小管(近端小管和髓袢)→Na+、Cl、水重吸收↑

影响肾交感神经的因素血容量改变→心肺感受器反射→

血压改变→压力感受性反射→3.神经调节(neuroregulation)4.体液调节(humoralregulation)血管升压素(vasopressin,VP)

又称抗利尿激素(antidiuretichormone,ADH)

来源:下丘脑视上核、室旁核

储存:

神经垂体

作用:↑远曲小管和集合管的水通透性,

↑水的重吸收,使尿液浓缩,

尿量↓

机制:

作用于小管上皮细胞膜上V2受体,

↑膜上水孔通道数量,

使水通透性↑

分泌调节:

血浆晶体渗透压、循环血量、

动脉血压、恶心、疼痛、应激等4.体液调节(humoralregulation)PVNSONcollectingductH2Oneuro-hypophysisdistaltubulePVNSONcollectingductH2Oneuro-血浆晶体渗透压(plasmacolloidosmoticpressure)血浆晶体渗透压刺激渗透压感受器ADH合成、释放

循血液作用于肾脏远曲小管和集合管重吸收水尿量血浆晶体渗透压降低？血浆晶体渗透压血浆晶体渗透压刺激渗透压感受器ADH合成、释排尿率（ml/min）血浆晶体渗透压（mOsm/L）时间（min）口服生理盐水1000ml尿量轻度↑排尿率（ml/min）血浆晶体渗透压（mOsm/L）时间（min）血浆晶体渗透压不变快速口服清水1000ml血浆晶体渗透压↓尿量明显↑水利尿(waterdiuresis)如果ADH完全缺乏,

发生尿崩症(diabetesinsipidus),

情况将如何?饮盐水与清水的区别排（ml/min）血浆晶体渗透压（mOsm/L）时间（min大失血？循环血量↑刺激心肺容量感受器迷走神经传入ADH合成、释放↓循血液作用于肾脏远曲小管和集合管重吸收水↓尿量↑排出多余水分恢复循环血量循环血量(circulatory

bloodvolume)大失血？循环血量↑刺激心肺容量感受器迷走神经传入ADH合成、肾素-血管紧张素-醛固酮系统(renin-angiotensin-aldosteronesystem,RAAS)来源:肾上腺皮质球状带(指醛固酮)

作用:↑远曲小管和集合管重吸收Na+,

排出K+(保钠排钾),水随Na+重吸收,

尿量↓(钠水潴留)

机制:

作用于小管上皮细胞内受体,

产生多种醛固酮诱导蛋白(aldosterone-inducedprotein)

分泌调节:

RAAS、血K+和血Na+水平

肾素-血管紧张素-醛固酮系统aldosterone醛固酮诱导蛋白(aldosterone-inducedprotein)的作用

生成管腔膜Na+通道

↑ATP的生成量

↑基侧膜Na+泵活性aldosterone醛固酮诱导蛋白(aldosterone球旁细胞肾素血管紧张素原血管紧张素Ⅰ血管紧张素Ⅱ血管紧张素Ⅲ醛固酮肾上腺皮质球状带保钠排钾保水血K+↑血Na+↓入球小动脉牵张感受器兴奋致密斑感受器激活交感神经兴奋动脉血压降低循环血量减少肾上腺素、去甲肾上腺醛固酮(aldosterone)的分泌调节球旁细胞肾素血管紧张素原血管紧张素Ⅰ血管紧张素Ⅱ血管紧张素Ⅲ

心房钠尿肽(atrialnatriureticpeptide,ANP)

来源:

心房肌细胞合成和分泌

作用:

舒张入球小动脉,滤过率↑

抑制集合管重吸收NaCl

抑制肾素、醛固酮、ADH分泌

分泌调节:

心房壁受牵拉

其他活性物质(如ACh,NE,CGRP,

ADH,

高血K+等)

其他活性物质:

如缓激肽、NO、PGE2、PGI2等心房钠尿肽(atrialnatriureticpep§6.肾清除率(renalclarance,C)1.肾清除率的定义

2.肾清除率的计算方法

3.测定肾清除率的意义

测定肾小球滤过率(GFR)

测定肾血浆流量(RPF)和肾血流量(RBF)

推测肾小管的功能Cx=Ux

VPx§6.肾清除率(renalclarance,C)Cx§7.尿的排放(micturition)

1.

尿量(urinevolume)

正常成人尿量1~2L/d,平均1.5L/d尿量超过2.5L/d,为多尿尿量少于400ml/d,为少尿尿量不足100ml/d,为无尿

2.尿的理化性质(略)3.膀胱和尿道的神经支配(见图)

盆神经:

副交感神经,有传入、传出纤维

腹下神经:

交感神经,有传入、传出纤维

阴部神经:

躯体神经,有传入、传出纤维§7.尿的排放(micturition)盆神经:

传入膀胱充胀感、

传出支配膀胱逼

尿肌(收缩)和

内括约肌(舒张)腹下神经:

传入膀胱痛觉、

传出支配膀胱逼

尿肌(舒张)和

内括约肌(收缩)阴部神经:

传入尿道感觉、

传出支配外括约

肌(收缩)盆神经:4.

排尿反射(micturitionreflex)当尿量增至400~500ml,产生尿意并发动反射初级中枢在骶段脊髓高级中枢在大脑皮质高级中枢对初级中枢具有控制作用排尿反射存在正反馈5.排尿异常(abnormalityofmicturition)

无张力膀胱(atonicbladder)

溢流性尿失禁(overflowincontinence)

尿潴留(urineretention)

尿失禁(urineincontinence)4.排尿反射(micturitionreflex)尿潴留尿失禁炎症或结石尿频尿潴留尿失禁炎症或结石尿频生理学教学讲解课件Chapt8生理学教学讲解课件Chapt8生理学教学讲解课件Chapt8生理学教学讲解课件Chapt8生理学教学讲解课件Chapt8生理学教学讲解课件Chapt8生理学教学讲解课件Chapt8生理学教学讲解课件Chapt8生理学教学讲解课件Chapt8生理学教学讲解课件Chapt8生理学教学讲解课件Chapt8生理学教学讲解课件Chapt8生理学教学讲解课件Chapt8生理学教学讲解课件Chapt8生理学教学讲解课件Chapt8生理学教学讲解课件Chapt8生理学教学讲解课件Chapt8尿的生成和排出Chapter8前言(Introduction)排泄(excretion)途径:

肺、肠、皮肤、肾(最主要)尿生成基本过程:肾小球滤过(filtration)、(urineformation)肾小管与集合管重吸收与分泌

(reabsorption&secretion)肾的功能:排泄(代谢终产物、过剩物质和异物)

维持内环境稳态(水、盐、渗、酸碱)

内分泌:

肾素、EPO、PGs、激肽、

1,25-(OH)2-D3

糖异生(gluconeogenesis)的场所尿的生成和排出Chapter8前言(Introductiafferentarteriolefiltrationsecretionreabsorptionexcretionofurineefferentarteriole尿生成和排出的基本过程afferentarteriolefiltrationse§1.肾的功能解剖和肾血流量1.肾的功能解剖

肾小体肾小球肾小囊近端小管髓袢细段远端小管降支细段升支细段升支粗段远曲小管近曲小管降支粗段肾小管

●肾单位(nephron)§1.肾的功能解剖和肾血流量肾小体肾小球肾小囊近端小管髓袢Glomerulus

肾小球Afferentarteriole入球小动脉Bowman’scapsule肾小囊LoopofHenle髓袢Vasarecta直小血管

Collectingduct集合管肾单位(nephron)Glomerulus肾小球RenalcortexRenalmedullaCorticalnephron

JuxtamedullarynephronVasarecta两类肾单位RenalcortexRenalmedullaCorti皮质肾单位近髓肾单位分布部位外、中皮质层内皮质层数量和体积多(约占90%)而小少(约占10%)而大入球与出球小动脉口径之比2∶11∶1小动脉出球后形成的血管几乎全部包绕在皮质部分的肾小管不仅包绕近端、远曲小管周围，还形成直小血管髓袢短，只达外髓质层长，深入内髓质层肾素含量多几乎不含功能侧重于滤过和重吸收侧重于尿的浓缩与稀释表1.两类肾单位的比较皮质肾单位近髓肾单位分布部位外、中皮质层内皮质层数量和体积多●球旁器(juxtaglomerularapparatus)

球旁细胞(juxtaglomerularcells)

入、出球小动脉中的肌上皮样细胞,

内含分泌颗粒,颗粒内含肾素(renin)

致密斑(maculadensa)可感受小管液中NaCl含量的变化,

传递给球旁细胞,调节肾素的释放

球外系膜细胞(extraglomerularmesangialcell)

入、出球小动脉和致密斑之间

具有吞噬和收缩等功能●球旁器(juxtaglomerularapparatusefferentarterioleefferentarterioleJuxta-glomerularcellsvascularsmoothmusclemaculadensaextraglomerularmesangialcellcapillarypodocyteBowman’scapsule球旁器示意图efferentarterioleefferentart2.

肾的血液循环特征

●两次形成毛细血管网

肾小球毛细血管网(glomerularcapillaries)毛细血管血压较高,

有利于肾小球滤过

管周毛细血管网(peritubularcapillaries)

毛细血管血压较低,

有利于肾小管重吸收

●肾血流量(renalbloodflow,RBF)及其分布(20%~25%)心输出量肾血流量皮质层(94%)外髓(5%)内髓(<1%)2.肾的血液循环特征(20%~25%)3.肾血流量的调节(regulation)●自身调节(autoregulation)动脉血压在80~180mmHg范围内变动,肾血流量相对稳定

意义:

一般情况下,

保证泌尿功能正常进行●神经和体液调节(neuro-&humoral~)肾交感神经、E、NE、ANG等均可收缩

肾血管,使肾血流量减少

意义:

紧急情况下,血量重新分配,

保证心、脑等重要器官的血供3.肾血流量的调节(regulation)§2.肾小球滤过(glomerularfiltration)功能1.肾小球滤过的实验证明微穿刺(micropuncture)技术和原尿(primaryurine)成分分析原尿血浆超滤液§2.肾小球滤过(glomerularfiltratio2.滤过膜及其通透性

●

滤过膜(filtrationmembrane)的构成内:

毛细血管内皮细胞:

窗孔(fenestration)中:内皮下基膜(basementm.):

网孔外:肾小囊脏层足细胞足突裂隙膜和裂孔血管内皮内皮下基膜足细胞足突2.滤过膜及其通透性血管内皮fenestrationslitmembranefootprocesspodocytefenestrationslitmembranefoot●滤过膜的通透性(permeability)机械屏障(mechanicalbarrier):决定于:分子量大小结构基础:基膜(最重要)和裂隙膜孔径

分子

4.0~8.2nm,随增大,滤过量减少电学屏障(mechanicalbarrier):

决定于:滤过膜所带电荷正常时:

滤过膜通透性稳定肾小球肾炎:

屏障减弱,出现多尿、少尿、无尿蛋白尿、血尿等●滤过膜的通透性(permeability)机械屏障示意图机械屏障示意图电学屏障示意图outsideofcapillaryinsideofcapillary电学屏障示意图outsideofcapillaryins3.肾小球滤过率和滤过分数

肾小球滤过率

(glomerularfiltrationrate,GFR)

定义(definition)

正常值:125ml/min

意义:衡量肾功能的指标

滤过分数(filtrationfraction,FF)定义:GFR/RPF(renalplasmaflow)

正常值:≈19%

意义:急性肾小球肾炎时,RPF,GFR↓,FF↓

心力衰竭时,RPF↓,

GFR,FF↑3.肾小球滤过率和滤过分数4.有效滤过压(effectivefiltrationpressure,EFP)

EFP=肾小球毛细血管静水压

－(血浆胶体渗透压+肾小囊内压)

前者是滤过动力;后两者是重吸收动力入球端:有滤液生成EFP=45－(25+10)=10mmHg滤过平衡(filtrationequilibrium)点:

滤过停止EFP=45－(35+10)=0mmHg4.有效滤过压(effectivefiltrationafferentarterioleefferentarteriolebloodintracapsularhydrostaticpressureintracapillaryhydrostaticpressureplasmacolloidosmoticpressure肾小球毛细血管静水压是液体滤出的动力血浆胶体渗透压和囊内压是液体重吸收的动力afferentarterioleefferentart5.影响肾小球滤过因素

滤过系数(filtrationcoefficient,Kf)

定义(definition)

度量:

Kf=ks

滤过膜有效通透系数(k):

正常时稳定

异常(如肾炎)时增高或降低:

多尿、少尿、无尿或蛋白尿、血尿等

有效滤过面积(s):

正常(两肾)约1.5m2

异常(如高血压晚期)时减少:少尿、无尿5.影响肾小球滤过因素有效滤过压(effectivefiltrationpressure,EFP)

肾小球毛细血管静水压(intracapillaryhydrostaticpressure)

正常时稳定大失血→动脉血压降低(80mmHg以下)或高血压晚期→入球小动脉狭窄↓肾小球毛细血管血压↓↓有效滤过压↓↓肾小球滤过率↓有效滤过压(effectivefiltrationp有效滤过压(EFP)囊内压(intracapsularhydrostaticpressure)

正常时稳定肾盂、输尿管结石或肿瘤压迫→尿路梗阻或溶血性疾病→血红蛋白堵塞肾小管↓囊内压↑↓有效滤过压↓↓肾小球滤过率↓有效滤过压(EFP)有效滤过压(EFP)血浆胶体渗透压(plasmacolloidosmoticp.)

正常时稳定肝、肾疾病→血浆蛋白减少或快速i.v.大量生理盐水→血浆蛋白稀释↓血浆胶体渗透压↓↓有效滤过压↑↓肾小球滤过率↑有效滤过压(EFP)GICHP肾血浆流量(renalplasmaflow,RPF)

GICHPPCOPICHPThelengthofcapillaryEFPFE严重缺氧、中毒性休克、交感兴奋和CA↑→RPF↓→GFR↓FE:滤过平衡EFP:有效滤过压PCOP:血浆胶体渗透压GICHP:肾小球毛细血管静水压ICHP:肾小囊内静水压GICHP肾血浆流量(renalplasmaflow§3.肾小管和集合管的物质转运功能

1.Na+、Cl和水的重吸收

近端小管(proximaltubule):

重吸收量:

约70%(2/3)

机制:前半段和后半段不同

前半段:

Na+与葡萄糖或氨基酸同向转运

Na+与H+逆向转运(Na+-H+交换)

Cl不被重吸收

后半段:

NaCl—细胞旁路和跨细胞转运

水:

随溶质重吸收—等渗性重吸收§3.肾小管和集合管的物质转运功能glucoseaminoacidsISFepithelialcellslumenHPO42近端小管前半段glucoseaminoacidsISFetightjunctionH2OlumenepithelialcellsISFsolutes近端小管后半段tightjunctionH2Olumenepitheli髓袢(loopofHenle):

重吸收量:

NaCl约20%,

水约15%

机制:髓袢升支粗段:Na+-K+-2Cl同向转运

呋喃苯胺酸(呋塞米,furosemide)可抑制此转运体髓袢(loopofHenle):呋喃苯胺酸(呋远端小管(distaltubule)和集合管(connectingduct):

重吸收量:

NaCl约12%,水不等(可调)

Na+受醛固酮(aldosterone)调节,

水受血管升压素(vasopressin)调节

机制:

多属主动转运

远曲小管始段:

Na+-Cl同向转运

远曲小管后段与集合管:

主细胞:

Na+通道(+基侧膜钠泵)

抑制剂:

氨氯吡咪(阿米洛利,amiloride)

闰细胞:

质子泵(H+-K+ATP酶)

集合管:

水孔通道(aquaporin)远端小管(distaltubule)和lumenbloodprincipalcellintercalatedcell远曲小管和集合管lumenbloodprincipalcellinterc2.HCO3的重吸收和H+的分泌

近端小管

约80%~85%HCO3重吸收

以CO2的形式单纯扩散,优先于Cl

受碳酸酐酶(carbonicanhydrase,CA)催化

乙酰唑胺(acetazolamide)可抑制此酶

与泌H+(Na+-H+交换)有关

髓袢升支粗段

HCO3重吸收机制与近端小管相同

远端小管和集合管

闰细胞主动泌H+(H+-K+ATP酶)2.HCO3的重吸收和H+的分泌近端小管重吸收HCO3和泌H+的机制lumenepithelialcellsISF近端小管重吸收HCO3和泌H+的机制lumen3.NH3的分泌与H+、HCO3转运的关系

NH3的分泌

部位:

肾小管各段、集合管

来源:

谷氨酰胺脱氨基

机制:

单纯扩散

与H+、HCO3转运的关系:

NH3+H+→NH4+(lumen)NH4++Cl→NH4Cl

(lumen)

分泌1

NH3和1

H+,

可回收1Na+和1HCO3

∴泌NH3具有调节酸碱平衡的重要意义3.NH3的分泌与H+、HCO3转运的关系lumenepithelialcellsISF肾小管泌NH3与转运H+、HCO3的关系lumene4.K+的重吸收和分泌

重吸收(reabsorption)

近端小管65%~70%,

髓袢25%~30%,

远端小管和集合管不定(受调节)

分泌(secretion)

部位:主要在远端小管和集合管

机制:

主细胞(顺电-化学梯度扩散)

闰细胞(可能H+-K+交换)

刺激因素:细胞外液K+浓度↑

醛固酮分泌↑

小管液流量↑

反之或酸中毒时则K+分泌↓4.K+的重吸收和分泌5.钙的重吸收和排泄

重吸收(reabsorption)

近端小管机制:约80%经细胞旁途径,约20%跨细胞膜

髓袢升支粗段:

可能为被动机制

远端小管和集合管:跨细胞膜主动转运

排泄(excretion)

影响:主要受PTH调节(见内分泌章)5.钙的重吸收和排泄6.葡萄糖和氨基酸的重吸收

葡萄糖(glucose)

部位:

近端小管(主要前半段)

重吸收量:100%

机制:继发性主动转运

肾糖阈(renalthresholdforglucose):

血糖浓度达180mg/100ml血液时

葡萄糖最大转运率

(maximalrateoftransportofglucose)

男性375mg/min;女性300mg/min

氨基酸(aminoacids):与葡萄糖基本相同6.葡萄糖和氨基酸的重吸收§4.尿液的稀释和浓缩

尿液的渗透浓度(osmolality):

50~1200mOsm/(kgH2O)

∴

肾脏具有稀释和浓缩尿液的作用表2.肾小管各部对水、钠和尿素的不同通透性肾小管各部水Na+尿素髓袢降支细段易通透不易通透不易通透髓袢升支细段不易通透易通透中等通透髓袢升支粗段不易通透易通透不易通透远端小管有ADH时易通透易通透不易通透集合管有ADH时易通透易通透内髓质易通透§4.尿液的稀释和浓缩肾小管各部水Na+尿素髓袢降支细段易髓袢升支粗段远曲小管和集合管低渗小管液低渗尿对水不通透主动重吸收NaCl抗利尿激素释放减少,水重吸收减少NaClH2ONaCl其他溶质1.尿液的稀释(dilution)

发生部位和原理:

髓袢升支粗段对水不通透+主动重吸收NaCl

ADH释放↓→远端小管和集合管水重吸收↓髓袢升支粗段远曲小管和集合管低渗小管液低渗尿对水不通透主动重髓袢升支粗段远曲小管和集合管低渗小管液对水不通透主动重吸收NaClNaClNaCl其他溶质高渗尿H2O渗透压梯度抗利尿激素释放增加和髓质高渗环境使水重吸收2.尿液的浓缩(concentration)

发生部位和原理:

肾髓质间质高渗(见下一页图)

ADH释放↑→远端小管和集合管水重吸收↑髓袢升支粗段远曲小管和集合管低渗小管液对水不通透主动重吸收N肾髓质渗透压梯度(间质高渗)方法:

冰点降低法肾皮质:

与血浆相同内髓质:

为血浆4倍由外向内:

呈梯度与肾髓质厚度有关人类:4~5倍沙鼠:可达20倍尿浓缩的必备条件肾髓质渗透压梯度(间质高渗)方法:冰点降低法逆流倍增(countercurrentmultiplication)——肾髓质高渗梯度的形成机制

条件:U形结构(逆流系统),

溶质或水的单向通透

肾逆流倍增的条件和特点:

U形髓袢,肾小管各部通透性差异(见表2)

特点:

髓质间质高渗肾髓质渗透梯度的形成机制:

外髓部:髓袢升支粗段主动重吸收NaCl

内髓部:尿素由集合管进入间质和再循环

髓袢升支细段重吸收NaCl逆流倍增(countercurrentmultipli逆流倍增现象示意图逆流倍增现象示意图cortexoutermedullaInnermedulla髓袢在形成肾髓质渗透梯度中的作用

外髓:髓袢升支粗段

主动重吸收NaCl

内髓:集合管释放尿素及尿素再循环,

髓袢升支细段

重吸收NaClcortexoutermedullaInner髓袢在形成肾逆流交换(countercurrentexchange)—肾髓质高渗梯度的维持机制

肾逆流交换的条件和特点:类似逆流倍增

意义:留住溶质,带走水份逆流交换(countercurrentexchangecortexoutermedullaInnermedullavasarecta直小血管在维持

髓质高渗中的作用降支:

溶质进,

水出升支:

溶质出,

水进越往底部,溶质越多

∴

留住溶质,

带走水份cortexoutermedullaInnervasar§5.影响和调节尿生成的因素

1.肾小球滤过量的调节(见前)2.影响肾小管和集合管重吸收和分泌的因素

小管液中溶质浓度——渗透性利尿(osmoticdiuresis)

机制:小管液中溶质浓度↑→小管液渗透压↑→阻止水重吸收→尿量↑

实例:

糖尿病多尿,

甘露醇脱水

球-管平衡(glomerulotubularbalance)

定比重吸收(constantfractionreabs.)

机制和意义(保持尿量和尿钠相对稳定)§5.影响和调节尿生成的因素3.神经调节(neuroregulation)

肾交感神经(renalsympatheticnerve)的作用

支配肾血管平滑肌(受体)→

血管收缩→肾血流量↓→滤过↓

支配近球细胞(受体)→肾素释放↑→

血管紧张素Ⅱ和醛固酮↑→保钠排钾

支配肾小管(近端小管和髓袢)→Na+、Cl、水重吸收↑

影响肾交感神经的因素血容量改变→心肺感受器反射→

血压改变→压力感受性反射→3.神经调节(neuroregulation)4.体液调节(humoralregulation)血管升压素(vasopressin,VP)

又称抗利尿激素(antidiuretichormone,ADH)

来源:下丘脑视上核、室旁核

储存:

神经垂体

作用:↑远曲小管和集合管的水通透性,

↑水的重吸收,使尿液浓缩,

尿量↓

机制:

作用于小管上皮细胞膜上V2受体,

↑膜上水孔通道数量,

使水通透性↑

分泌调节:

血浆晶体渗透压、循环血量、

动脉血压、恶心、疼痛、应激等4.体液调节(humoralregulation)PVNSONcollectingductH2Oneuro-hypophysisdistaltubulePVNSONcollectingductH2Oneuro-血浆晶体渗透压(plasmacolloidosmoticpressure)血浆晶体渗透压刺激渗透压感受器ADH合成、释放

循血液作用于肾脏远