生理学教学课件：尿生成

总结

尿的生成与排出

第一节

肾脏的功能解剖

和肾血流量一肾单位和集合管（一）肾单位(nephron)1概念：单独完成泌尿功能的基本单位（肾结构和基本功能单位）2构成：肾小球(滤过膜)

肾小体肾小囊近曲小管（重吸收）近端小管肾单位髓袢降支粗段肾小管髓袢髓袢降支细段髓袢细段髓袢升支细段髓袢升支粗段远端小管远曲小管集合管CorticalandJuxtamedullarynephron（二）肾单位类型

皮质肾单位近髓肾单位部位肾皮质部中层和外层肾皮质部内层数量多，85-90%少10-15%肾小球体积小大入球出球直径比2：11：1出球的去向管周毛细血管网管周毛细血管网

U型直小血管髓袢不发达，短发达，长功能尿生成；分泌肾素尿液的浓缩和稀释（三）球旁器（又叫近球小体）(juxtaglomerularapparatus)1概念：入球小动脉和远曲小管特殊分化成的颗粒细胞、致密斑和球外系膜细胞构成，感受小管液钠的变化并释放肾素的结构。细胞来源功能球旁入球小动脉中层膜合成储存和释放肾素细胞平滑肌细胞特异分化的肌上皮样细胞。致密远曲小管起始段上感受小管液中钠的变化斑皮细胞与入球小动脉接触后变成高柱状斑形隆起。系膜位于入球和出球小功能不明（吞噬作用）细胞动脉之间，来源不明。（四）肾脏的血液供应及特点血液供应：特点：1血供丰富且分布不均匀。（1）丰富：1200ml/min，心输出量的1/4-1/5。（2）不均匀：皮质：94%（尿生成）外髓：5-6%（尿浓缩）内髓：小于1%2两套毛细血管网（1）肾小球毛细血管网（高压床，60-65mmHg）成因：腹主动脉分出。入球和出球直径比2：1。作用：超滤过。（2）球后毛细血管网（管周毛细血管网）（低压床，13mmHg）成因：肾小球滤出。作用：选择性重吸收。（五）肾血流量的调节１自身调节：没有外来神经和体液因素影响时,当肾动脉灌注压在80－180mmHg范围内变动时，肾血流量仍保持相对恒定（一般指皮质肾单位，又叫皮质肾血流量的自身调节）。生理意义：血压波动，但肾血流量保持相对稳定。

例子：血压原尿重吸收终尿

(mmHg)(L/d)(L/d)(L/d)正常时100180178.51.5无自身调节125225178.545.5有自身调节80-180180178.51.52神经调节（1）神经：交感神经。（2）分布：入球和出球小动脉平滑肌；肾小管上皮细胞；球旁细胞。（3）作用：调节肾血流量、肾小管重吸收和肾素分泌。生理情况下，主要是自身调节；应激时主要通过交感,以适应血液重分配。3体液调节：减少肾血流量:E、NE、Ang-II、ADH、内皮素等。增多肾血流量:PGs、NO等。第二节

肾小球的滤过功能

尿生成：（1）肾小球滤过（2）肾小管和集合管的重吸收（3）肾小管和集合管的分泌。1肾小球的滤过（超滤过）（１）概念：（２）动力：有效滤过压。（３）特点：非常高的滤过率。选择性滤过（机械屏障、电荷屏障）2肾小球滤过率（glomerularfiltrationrate,GFR）：单位时间内两肾生成的原尿量（125ml/min）。3肾血浆流量：单位时间内，流过两肾的血浆量（660ml/min）。(肾血流量1200ml/min,RBC比容45％)。4滤过分数（fildtrationfraction）：肾小球滤过率与每分种肾血浆流量的比率（19%）。（一）滤过膜及其通透性构成：肾小球毛细血管内皮细胞层。基膜层。肾小囊脏层上皮细胞层。足细胞目前是一个研究热点药理系易凡教授面积：1.5m2作用：选择性滤过。机械屏障。MW<5500DaMW>80000Da5500Da<MW<80000Da化学屏障（唾液蛋白）。ConstituentMol.Wt.FilterationratioUrea601.00Glucose1801.00Inulin5,5001.00Myoglobin17,0000.75Hemoglobin64,0000.03Serumalbumin69,0000.01Filterablilityofplasmaconstituentsvs.waterStantonBA&KoeppenBM:

‘TheKidney’inPhysiology,

Ed.Berne&Levy,Mosby,19982934Dextranfilterability（二）有效滤过压（effectivefiltrationpressure）：存在于肾小球毛细血管与肾小囊腔之间、促进血浆成分滤过到肾小囊腔的压力差。计算：肾小球毛细血管压-（血浆胶体渗透压+囊内压）。例子肾小球毛细血浆胶体囊内压有效血管压渗透压滤过压

(mmHg)(mmHg)(mmHg)(mmHg)入球45251010

出球4535100滤过平衡（filtrationequilibrium）：当有效滤过压降为0时，滤过停止。(三)影响肾小球滤过的因素1滤过膜（1）通透性。（2）面积。2有效滤过压（1）肾小球毛细血管血压

80-180mmHg,无明显改变；

<80mmHg时,减少（少尿）。

<40-50mmHg时,降至零(无尿)。实验：动物放血。临床：大出血--交感兴奋--肾动脉收缩—肾血流量下降。高血压晚期--肾小动脉病变--狭窄--肾血流量下降--少尿.（2）血浆胶体渗透压：血浆蛋白--胶渗压--有效滤过压--滤过率。（3）囊内压：正常：比较稳定。病理：肾盂或输尿管结石、肿瘤。3肾血浆流量：影响滤过平衡点。肾血浆流量--滤过平衡点后移--滤过面积--滤过率。肾血浆流量--滤过平衡点后移--滤过面积--滤过率。第三节肾小管与集合管

的转运功能Filtration,reabsoption,andexcretionratesofsubstancesbythekidneys FilteredReabsorbed ExcretedReabsorbed (meq/24h)(meq/24h)(meq/24h)(%)Glucose(g/day) 180 180 0 100Bicarbonate(meq/day) 4,320 4,318 2 >99.9Sodium

(meq/day) 25,560 25,410 150 99.4Chloride(meq/day) 19,44019,260180 99.1Water (l/day) 169 167.51.5 99.1Urea(g/day) 48 2424 50Creatinine(g/day) 1.8 01.8 0一转运方式：1重吸收(reabsoption)：从肾小管转运入血，如：葡萄糖、氨基酸等。2分泌：上皮细胞的代谢废物或血液中的物质入肾小管腔，如：H+、K+、NH3等。3转运机制（１）被动转运简单扩散：如CO2，NH3。易化扩散：如水、Na+、Cl-（２）原发性主动转运:如Na+。（３）继发性主动转运：如葡萄糖。PrimaryActiveTransportSecondaryactivetransportNa+glucoseNa+H+outinoutinco-transportcounter-transport(symport)(antiport)Co-transporterswillmoveonemoiety,e.g.glucose,inthesamedirectionastheNa+.Counter-transporterswillmoveonemoiety,e.g.H+,intheoppositedirectiontotheNa+.TubularlumenTubularCellInterstitialFluidTubularlumenTubularCellInterstitialFluidTwopathwaysoftheabsorption:LumenPlasmaCellsTranscellularPathwayParacellulartransport二肾小管各段的转运功能1近端小管：重吸收（最主要部位）特点：量大种类多定比重吸收必然性重吸收等渗重吸收分泌：H+、SO42-、酚红、青霉素等。2Na+、Cl-、H2O的重吸收（1）Na+和Cl-重吸收近端小管：约65％-70％。髓袢：20%,远端小管和集合管：约12％。（2）近端肾小管前半段：

Na+主动重吸收，同时与H+的分泌、葡萄糖、氨基酸、HCO3ˉ及少量的

Cl-重吸收相耦联。过程：1基底膜Na+泵---胞内Na+浓度和电位下降。2小管液中Na+与葡萄糖或氨基酸主动转运。3小管液中的Na+和胞内的H+主动转运。4进入细胞的Na+又通过Na+泵出胞，周而复始。5入胞的葡萄糖和氨基酸易化扩散出胞并入血。6细胞间隙Na+增多，渗透压增大，水重吸收。7Na+和水通过基膜入血。8少量水从紧密连接处返回小管液。（2）近端小管后半段Na+主要与Cl-一起被重吸收。途径：细胞旁路途径（被动转运，1/3）。跨上皮细胞途径（主动转运，2/3）。过程：1前半段水、HCO3-重吸收多于Cl-。2到达后半段的小管液[Cl-]比间质高20-40%。

3Cl-经细胞旁路扩散入间隙（生电性）。4小管液电位变高（管腔内正电荷,管腔外负电荷）。5Na+顺电位梯度也通过细胞旁路被动重吸收。注意1Na+既有跨上皮细胞途径的主动重吸收（2/3），又有细胞旁路途径的被动重吸收（1/3）。2葡萄糖、氨基酸在近端小管前半段几乎都被吸收。3水的重吸收主要靠渗透压被动重吸收（细胞旁路和跨上皮细胞两途径）。4前半段：Na+的重吸收主动,HCO3ˉ、Clˉ、水的重吸收被动；后半段：1/3的Na+重吸收都被动，Clˉ的重吸收主要被动。5近端小管中，水伴随着溶质的重吸收吸收,因此,是等渗重吸收。2HCO3-的重吸收（与H+的分泌耦联）。几乎100%重吸收（80%在近段小管，15在髓袢升支粗段，其余在远曲和集合管）。近段小管过程：1Na+-H+交换使Na+入胞，H+出胞。2H+与原尿中HCO3-生成H2CO3和CO2。3CO2入胞。4重新生成H2CO3和HCO3-。5HCO3-与其它离子联合转运（大部1Na+-3HCO3-同向转运，少部1Cl--1HCO3-反向转运）.髓袢升支粗段过程与近段小管几乎一样。远曲小管和集合管闰细胞分泌H+时胞内生成的HCO3-

以1Cl--1HCO3-方式转运入组织间隙。3K+的重吸收近曲小管：大部分（67%）；逆浓度和电位梯度的主动转运。机制：未明。髓袢：小部分（20%）；远曲小管和集合管：分泌K+。Potassiumreabsorptionandsecretion4葡萄糖和氨基酸的重吸收葡萄糖和氨基酸全部重吸收。部位：近端小管（尤其前半段）。过程：继发性主动转运。肾糖阈(renalthresholdforglucose)：不出现尿糖的最高血糖浓度（或出现尿糖的最低血糖浓度），正常值160-180mg%。肾葡萄糖重吸收极限量：全部肾小管对葡萄糖重吸收均达极限所需的最低血糖浓度，正常值：男性375mg%；女性300mg%。5水的重吸收近端小管：67%，等渗性重吸收。髓袢：20%；远曲小管和集合管：12%，受ADH的调节（调节性重吸收）。方式：被动重吸收（渗透作用）。（二）髓袢中的物质转运量：20%的Na+、Cl-、K+和水。部位：全程，特别是升支粗段。机制：1Na+:2Cl－:1K+同向转运。意义：与尿的浓缩、稀释密切相关。临床：速尿。（三）远曲小管和集合管的物质转运量：Na+、Cl-占12%，水占15%，分泌H+、K+、NH3。此处既有K+的重吸收，也有K+的分泌。其重吸收和分泌的速率可受多种因素干扰而改变。1远曲小管初段：（继发性主动转运）。机制：Na+与Clˉ同向转运体。临床：噻嗪类利尿剂。2远曲小管后半段和集合管（易化扩散）主细胞：重吸收水和Na+，分泌K+（保钠排钾，受ADH、Ald调节）。闰细胞：泌H+。NH3

的分泌OverviewofUrineFormation*总结*１H+的分泌：（1）近端小管和髓袢升支粗段：Na+-H+转运体。（2）远曲小管和集合管的闰细胞：H+泵（H+-ATPase）；H+-K+-ATPase反向转运。*2K+的分泌终尿中的K+主要由远曲小管和集合管分泌。机制是易化扩散，通过K+通道。*3NH3的分泌由谷氨酰胺脱氨基生成，脂溶性强，在小管内与H+结合生成NH4+。同时促进HCO3-的重吸收。第四节

尿液的浓缩和稀释第五节

尿生成的调节滤过水平的调节。小管重吸收和分泌水平的调节一肾小球滤过水平的调节1滤过膜通透性滤过面积2有效滤过压肾小球毛细血管压血浆胶体渗透压囊内压3肾血浆流量二重吸收和分泌水平的调节（一）肾内自身调节

1小管液中溶质的浓度：渗透性利尿（osmoticdiuresis）：小管液溶质浓度增大，渗透压升高，进而阻碍小管对水、NaCl等物质的重吸收，尿量增多。临床：糖尿病；颅内高压２球-管平衡（glomerulo-tubularbalance）（1）概念：在肾血流量恒定的条件下，无论肾小球滤过率增多或减少,近端小管对原尿中溶质和水的重吸收率始终保持在65％-70％（又叫定比重吸收costantfractionreabsorption）。（2）生理意义：保证终尿的量不随肾小球滤过率的变化而发生较大波动。肾小球近端小管流到远段滤过率最终增加滤过率重吸收小管的量增加ml/minml/minml/minml/minml/min12587.537.5001501054525+7.51007030-25-7.5机制：前提：生理情况下（肾血流量不变）。滤过率增加--管周毛细血管网内血压下降且胶渗压增加--组织间液进入毛细血管速度加快--静水压下降--Na+和水重吸收加快。反之亦然。（二）神经调节----肾交感神经（1）入球和出球小动脉平滑肌均收缩（），且入球小动脉更甚,导致滤过率降低。（2）球旁细胞分泌肾素（）--血管紧张素--醛固酮系统，肾小管和集合管对Na+、水重吸收增加。*（3）作用于肾小管,增加近端小管和髓袢对Na+、水的重吸收（）。注意：应急时才发挥作用。(三)体液调节1抗利尿激素(antidiuretichormone,ADH)SecretionofADHIncreasedosmolarityADHPost.PituitaryUrgetodrinkSTIMULUScAMP+（３）作用：加压：血管平滑肌收缩（V1-R）。抗利尿：作用于远曲小管和集合管(V2-R)。（4）释放的调节A血浆晶体渗透压升高下丘脑视上核及附近渗透压感受器(osmoreceptor)。补充；水利尿（waterdiuresis）B循环血量变化左心房和胸腔大静脉处容量感受器--迷走--中枢--抑制ADH的合成和释放。C血压变化压力感受器—反射--抑制ADH的合成和分泌。D其它因素：如低血糖、缺O2、紧张、激动、剧痛等，ADH释放增加。Facultativewaterrea