生理学课件 第八章尿的生成和排出

FormationandExcretionofUrine

第八章尿的生成和排出12023/2/19第一节肾的功能解剖和肾血流量一、肾的功能解剖（一）肾单位和集合管（nephronandcollectingduct）肾单位

肾小体肾小管肾小球肾小囊近端小管髓袢远端小管近曲小管髓袢降粗降细升细髓袢升粗远曲小管22023/2/19

皮质肾单位和近髓肾单位corticalnephrons

juxtamedullarynephrons

数量肾小球体积髓袢出球A特点肾素功能多少小大短长入球＞出球，形成肾小管周围毛细血管网多分泌少原尿生成尿液稀释、浓缩分布中外皮质层内皮质层入球≤出球，形成肾小管周围毛细血管网和U形直小血管网RenalcortexRenalmedullaCorticalnephron

JuxtamedullarynephronVasarecta32023/2/19（二）球旁器Juxtaglomerularapparatus

球旁细胞Juxtaglomerularcells

致密斑maculadensa

球外系膜细胞extraglomerularmesangium

分泌肾素reninNa+感受器，调节renin分泌具有吞噬功能

受交感肾上腺素能纤维支配efferentarterioleefferentarterioleJuxta-glomerularcellsvascularsmoothmusclemaculadensaextraglomerularmesangialcellcapillarypodocyteBowman’scapsule42023/2/19（三）滤过膜及其通透性结构毛细血管内皮层基膜肾小囊上皮层窗孔50~100nm网孔4~8nm裂孔4~14nmglomerular

filtration

membrane是滤过的结构基础52023/2/19机械屏障(mechanicalbarrier)

有效半径＜2.0nm的物质，完全被滤过有效半径＞4.2nm的物质，完全不被滤过有效半径在2.0—4.2的物质，随半径的增加而滤过量减少

分子量＜

6.9万正电易通过负电不易通过电中性居中通透性：滤过物通过滤过膜的能力取决于该物质的有效半径和所带电荷电化学屏障(electrochemicalbarrier)62023/2/19（四）肾的神经支配二、肾的血流量及其调节交感神经肾上腺素能纤维，支配肾动脉、肾小管及球旁细胞2、两个毛细血管网肾小球毛细血管血压高有利于原尿形成。肾小管周围毛细血管血压低有利于重吸收进行。1、肾血流量：量大、分布不均心输出量的20~25%流经肾(1200ml/min)，其中94%分布于皮质，5~6%供应外髓，内髓不到1%（一）肾的血液循环特征72023/2/192、管-球反馈（二）肾血流量的调节1、自身调节2、神经、体液调节交感神经兴奋肾血管收缩肾血流量↓

Adr、NA机制:1、肌源性学说A血压在80—180mmHg范围内变化时，肾血流量和肾小球滤过率保持相对稳定。82023/2/19第二节肾小球的滤过功能肾小球滤过液是血浆的超滤液证据：微穿刺，微量分析

滤过率（glomerularfiltrationrateGFR）单位时间内两肾生成的滤液量。滤过分数（filtrationfraction）肾小球滤过率与肾血浆流量的比值生理意义：表明流经肾脏的血浆中约有1/5由肾小球滤出到囊腔形成原尿。正常值：125ml/min正常值：19%92023/2/19（二）有效滤过压（effectivefiltrationpressure）有效滤过压=肾小球毛细血管血压

–

（血浆胶体渗透压+肾小囊内压）入球小动脉端=6–(3.3+1.3)=1.4KPa出球小动脉端=6–(4.7+1.3)=0KPa滤过的动力有效滤过压＝0时为滤过平衡filtrationbalance

一但达到滤过平衡，滤过停止102023/2/19二、影响肾小球滤过的因素（一）肾小球毛细血管血压

Glomerularcapillarypressue80~180mmHg，随Bp↑RBF(-)GFR(-)Urine(-)＞180mmHg，随Bp↑RBF↑GFR↑Urine↑80~50mmHg，随Bp↓RBF↓GFR↓Urine↓<40～50mmHg，随Bp↓RBF↓↓GFR0Urine0112023/2/19（二）血浆胶体渗透压

Plasmacolloidosmoticpressure

Iv生理盐水20ml稀释血浆蛋白浓度血浆胶体渗透压↓有效滤过压↑GFR↑尿量↑（三）肾小囊内压

Capsularpressure肾小囊内压↑有效滤过压↓GFR↓尿量↓122023/2/19（四）肾血浆流量renalplasmaflow

A：肾血浆流量正常B：肾血浆流量↓C：肾血浆流量↑具有滤过作用的肾小球毛细血管的长短取决于血浆胶体渗透压上升的速率肾血浆流量通过影响血浆胶体渗透压上升的速率来影响滤过平衡的位置0血浆胶体渗透压

肾小球毛细血管长度ABC35mmHg132023/2/19（五）滤过系数滤过系数(Kf)是在单位有效滤过压的驱动下，单位时间内经滤过膜滤过的液体量。K：滤过膜的有效通透系数PermeabilityofglomerularfiltrationmembranceS：滤过膜面积AreasofglomerularfiltrationmembraneKf=K*S影响尿液成分影响尿量142023/2/19第三节肾小管和集合管的转运功能转运功能包括重吸收和分泌重吸收:物质从肾小管中转运到血液中

分泌:上皮细胞将细胞本身产生的物质或血液中的物质转运至肾小管腔内

选择性重吸收（reabsorption）原尿终尿量180升/天1.5升/天GS、aa有无Na+500g/d3-5g/d肌苷（+）（++）152023/2/19转运方式主动转运

被动转运

逆电化学梯度跨膜转运耗能原发性主动转运能量由ATP水解提供继发性主动转运能量由其他物质顺电化学梯度跨膜转运时释放顺电化学梯度跨膜转运不耗能转运途径跨细胞途径小管液→上皮细胞→组织液→血液旁细胞途径小管液→细胞间隙→组织液→血液水:逆渗透压剃度被动重吸收162023/2/19二、肾小管与集合管中各种物质的重吸收与分泌（一）Na+、Cl-和水的重吸收部位：近端小管60—70%远端小管、集合管10%机制：近端小管前半段：近端小管后半段：Na+、Cl-被动重吸收伴随Na+主动重吸收，HCO3-和水被动重吸收，Gs、AA主动重吸收。髓袢升支粗段：1Na+：2

Cl-：1K+同向转运远端小管、集合管：伴随Na+主动重吸收，Cl-被动重吸收,K+分泌除髓袢降支细段外，其余各段肾小管、集合管均可吸收Na+172023/2/19Summary：Na+：除髓袢降支细段外，其余各段肾小管、集合管均可吸收Na+除近端小管后半段被动重吸收Na+，其余各段均主动重吸收Na+。Cl-:

除髓袢升支粗段和远曲小管初段是主动重吸收外,其余各段均为被动重吸收182023/2/19H2O：由溶质吸收后造成的渗透压差导致其被动重吸收

proximaltubuledistaltubuleandcollectingduct

吸收量大67%量小，10~30%吸收百分比较稳定，与体内是否缺水无关

变化大。吸收量由机体是否缺水而定，若缺水，重吸收↑，反之↓不受ADH调节受ADH调节伴溶质吸收而等渗性重吸收

非等渗性重吸收,与溶质吸收无关

与尿的稀释浓缩无关

与尿稀释浓缩有关192023/2/19㈡HCO3-

的重吸收与H+的分泌HCO3-

的重吸收机制：以CO2的形式被吸收近端小管细胞通过Na+-H+交换分泌H+远端小管和集合管通过H+泵泵出H+肾小球滤过的HCO3-

几乎全被肾小管、集合管吸收。约80%的HCO3-

在近端小管被吸收。肾脏排酸保碱的方式：1，分泌H+，重吸收HCO3-

；2，分泌NH3，重吸收HCO3-

202023/2/19（三）NH3的分泌与H+、

HCO3-的转运关系铵盐的形成不仅可促进H+和NH3的分泌，还可促进NaHCO3的重吸收。lumenepithelialcellsISF212023/2/19（四）K+的重吸收与分泌H＋-Na+交换、Na+

-K+交换竞争性抑制原尿中K+来自血K+滤过，几乎全被重吸收。其中67%左右的K+在近端小管被重吸收；尿中的K+主要是由远曲小管和集合管分泌；酸中毒时常伴有高血钾症K+的分泌意义：维持血[K+]抑制排酸保碱222023/2/19葡萄糖和氨基酸的吸收机制：与Na+一道进行协同转运（六）葡萄糖和氨基酸的重吸收部位：仅有近端小管特别是近端小管前半段具有重吸收葡萄糖的能力肾糖阈：尿中不出现Gs的最高血糖浓度特征:有限重吸收正常值:160~180mg/100ml(200-220mg/min)232023/2/19GS的最大吸收限量：男性:375mg/min女性:300mg/min重吸收量=滤过量-尿中排出量18018002202200250240103503005037030070葡萄糖吸收极限：是指全部近端小管对葡萄糖的吸收均已达到极限的量。

242023/2/19第四节尿的浓缩与稀释尿渗透压＞血浆渗透压，称浓缩尿尿渗透压＜血浆渗透压，称稀释尿尿渗透压＝血浆渗透压，称等渗尿尿的浓缩与稀释与下列因素有关：1、肾小管各段对水和溶质的通透性不同2、肾髓质渗透压梯度现象浓缩能力决定尿液的浓缩或稀释程度3、ADH对集合管水的重吸收的调节作用浓缩动力252023/2/19一、尿液的稀释部位:在远曲小管和集合管进行。

原理:髓袢升支粗段对水不通透+主动重吸收NaCl→低渗小管液;

ADH释放↓→远端小管和集合管水重吸收↓→低渗尿尿液稀释程度与ADH的分泌多少有关。ADH分泌越少尿越稀释；缺乏ADH每天尿量可达20L，形成尿崩症.262023/2/19二、尿液的浓缩

肾髓质渗透压梯度的形成：两个因素逆流倍增现象主要在集合管内进行，与ADH分泌量和肾髓质渗透压梯度有关肾内尿素循环272023/2/19外髓部渗透压梯度形成:髓袢升支粗段主动重吸收Na+和Cl－内髓部渗透压梯度形成:与尿素的再循环和NaCl重吸收有关282023/2/19直小血管是U形管，U形的直小血管也是逆流系统，有逆流倍增和交换现象直小血管对水和溶质都有很高的通透性当升支离开外髓时,带走的溶质＜水，从而保持肾髓质的组织液渗透浓度相对稳定降支升支三、直小血管在保持肾髓质高渗中的作用在同一水平管内溶质浓度大于组织间液在同一水平管内溶质浓度小于组织间液292023/2/19第五节尿生成的调节包括肾内自身调节、神经调节和体液调节一、肾内自身调节㈠小管液中溶质的浓度eg：iv20%GS10ml血糖浓度↑小管液糖浓度↑渗透压↑水重吸收↓尿量↑渗透性利尿（Osmoticdiuresis）小管液中溶质所形成的渗透压，是对抗肾小管重吸收水分的力量由于小管液中溶质浓度增加而使尿量增加的现象称如：糖尿病人的多尿；临床上用甘露醇利尿。302023/2/19近端小管重吸收率始终占肾小球滤过率的65~70%，这种现象称为球一管平衡（glomerulotubularbalance）

即近端小管的重吸收是定比重吸收生理意义：使尿中排出的溶质和水不会因肾小球滤过率的增减而有大幅度变化。GFR近端小管重吸收量余下量125ml/min87.5ml/min37.5ml/min100ml/min70ml/min30ml/min150ml/min105ml/min45ml/min312023/2/19二、神经和体液调节（一）肾交感神经的作用交感神经通过释放NA；与α1受体结合从三方面影响尿生成①入球小动脉收缩:肾血流量↓→GFR↓②球旁细胞释放肾素↑→肾小管对NaCl,水重吸收↑③促进近球小管和髓袢上皮C重吸收NaCl、水尿量↓322023/2/19（二）抗利尿激素（antidiuretichormoneADH）合成部位：视上核、室旁核储存部位：神经垂体后叶生理作用：增加远曲小管、集合管对水的通透性，促进水的重吸收，减少尿量下丘脑病变累及视上核和室旁核或下丘脑－垂体束时，ADH合成，释放障碍→尿量↑↑(可达20L/d)，此时称尿崩症。332023/2/192、分泌调节（1）血浆晶体渗透压（2）循环血量血浆晶体渗透压↑渗透压感受器（+）ADH释放促进水的重吸收尿量↓↓（—）抑制抑制↑循环血量↑容量感受器（+）抑制ADH释放水的重吸收↓尿量↑↓（—）促进↑↓342023/2/19(3)其它因素●牵拉颈总A颈A窦压力receptor（+）抑制ADH释放●疼痛，情绪紧张

→ADH↑水重吸收↓尿量↑

水重吸收↑

尿量↓搏动性St

↑352023/2/19（三）肾素-血管紧张素-醛固酮（aldosterone）系统(RAAS)分泌部位：肾上腺皮质球状带作用：促进远曲小管和集合管对Na+的主动重吸收，同时促进K＋的排出(保钠排钾保水)1、醛固酮（aldosterone）362023/2/19入球小A牵张感受器兴奋致密斑感受器兴奋交感神经兴奋球旁细胞肾素分泌↑血管紧张素原血管紧张素Ⅰ血管紧张素Ⅱ血管紧张素Ⅲ肾上腺皮质球状带醛固酮↑保钠排钾保水①循环血量↓Adr、NA②血[K+]↑或血[Na+]↓2、分泌调节372023/2/19(四)心房钠尿肽(atrialnatriureticpeptide,ANP)产生部位：心房肌生理作用：促进钠和水的排出作用机理：①滤过增加（入球动脉舒张）②重吸收下降(抑制集合管重吸收NaCl)③抑制：肾素、醛固酮、ADH的分泌尿量↑382023/2/19392023/2/19谢谢！ThankYou!402023/2/19血管紧张素II对尿生成的调节①刺激醛固酮的合成和分泌③刺激垂体后叶释放ADH②直接刺激近球小管对NaCl的重吸收尿量↓412023/2/19顺浓度差顺电位差管腔膜管周膜细胞旁路途径近端小管前半段(A)

近端小管后半段(B)AB逆向转运：H＋

-Na+交换、Na+

-K+交换Na+的重吸收，伴HCO3－的重吸收。在近端小管，HCO3－的重吸收速率明显大于Cl-。细胞旁路:Na+与Cl-均为被动重吸收水随NaCl等溶质的重吸收而被重吸收。

[Cl-]同向转运：Gs、AA细胞内Na+被主动泵至细胞间隙，提高该处的渗透压，吸引小管液中水分移动近端小管后半段NaCl通过细胞旁路和跨上皮细胞两条途径被重吸收H2OH2O+—422023/2/19近端小管重吸收HCO3-

的机制Na+H++

HCO3-Na+HCO3-H2CO3H2O+CO2CO2+

H2OH2CO3管腔细胞管周碳酸酐酶乙酰唑胺可抑制碳酸酐酶的活性，使Na+

和HCO3-重吸收减少从而使水重吸收减少Na+HCO3-+H+432023/2/191Na+：2Cl-：1K+同向转运体的离子去向：

Na+泵泵出1Na+(Na+主动重吸收)1Na+等正离子顺电位差从细胞旁路进入组织间液(Na+被动重吸收)2Cl-通过通道进入组织间液1K+顺浓度梯度经管腔膜返回管腔内被动主动低渗高渗1Na+：2Cl-：1K+同向转运体的活动结果：继发性主动重吸收了2Cl－，同时伴有2Na+的重吸收(1个主动，1个被动)速尿（呋噻米）可抑制1Na+：2Cl-：1K+同向转运体442023/2/19远曲小管初段通过Na+-Cl-同向转运体重吸收Na+Na+-Cl-同向转运体可被噻嗪类利尿药抑制Na+-Cl-同向转运体远曲小管后段和集合管含有两类细胞主细胞：重吸收Na+和水，分泌K+闰细胞：分泌H+

452023/2/19H2PO4—

ACO2

＋

H2O

CAH2CO3H+＋

HCO3–HCO3-HPO4++＋H+

尿酸化

远曲小管、集合管的闰细胞

近

曲

小

管

CA

H2CO3Na+

Na+

H+

HCO3-

HCO3

—＋

H+

H2CO3H2O＋

CO2

CO2

HCO3-ATPNa+Na+ATP远球小管和集合管通过H+泵泵出H+机制：H+——Na+交换肾小管每分泌1个H+

，可促进一个NaHCO3重吸收462023/2/19证据：用冰点降低法测定鼠肾分层切片的渗透压表明：肾髓质部组织液是高渗的，而且越近乳头部渗透压越高肾髓质渗透压梯度的建立是形成浓缩尿的必要条件。髓袢是建立肾髓质渗透压梯度的重要结构472023/2/19肾小球的滤过作用是指当血液流经肾小球毛细血管时，血浆中的水分和小分子溶质透过肾小球滤过膜进入囊腔形成原尿的过程原尿是血浆的超滤液原尿血浆超滤液482023/2/19分泌机制：1、Na+泵活动造成细胞内K+可依其浓度差易化扩散进入小管液；2、小管