第十章尿的生成和排出

第十章泌尿系统

泌尿系统构成:肾,输尿管,膀胱,尿道.功能:1.泌尿

排代谢终产物;

调节体液量和渗透压;

维持电解质、酸碱平衡.尿生成过程:肾小球滤过;

肾小管和集合管的重吸收及分泌.

2.内分泌:对血容量和血压起调节作用的肾素;

刺激骨髓造血的促红细胞生成素;

羟化VitD3;

具有强烈舒血管作用的前列腺素、激肽等。第一节肾的功能解剖与血液供应一.肾的功能解剖肾单位---肾结构和功能的基本单位.分为皮质肾单位和近髓肾单位.100万个/肾.

肾小体

近端（近球）小管（髓袢）细段远端（远球）小管

近曲小管，髓袢降支粗段

降支细段，升支细段

远曲小管，髓袢升支粗段肾小管肾单位肾小囊结构1.肾小体的结构:(肾小球;肾小囊)肾小管结构近曲小管远曲小管髓袢2.肾小管和集合管的结构:

近曲小管;

髓袢降支和升支;

远曲小管;

集合管.3.近球小体（肾小球旁器）:(1)球旁细胞（颗粒细胞）:*入球A膜内的肌细胞呈上皮样变，内含分泌颗粒(肾素)；*对牵张刺激敏感的感受器；*肾交感N支配.(2)致密斑:髓袢升支粗段与远曲小管联接处，细胞呈立柱样变、斑状突起.对远曲小管中的[Na+]、[Cl-]敏感，并将信息经间质细胞传递至颗粒细胞，调节肾素的释放.(3)系膜细胞(间质细胞):位于入球A和出球A之间,有吞噬、分泌等功能.二.肾的血液循环及其功能特点1.肾的血液循环途径:肾A叶间A---(肾锥体底部)---

弓状A(髓,皮质交界)小叶间A(肾皮质)→入球小A入肾小体成血管球出球小A球后capillary(供应近,远曲小管血液);

肾皮质处capillary小叶间V弓状V叶间V肾V下腔V.

PPT-3,4弓形A分支入髓质形成直小血管;近髓肾小球出球小A另分出血管束在髓质形成U形直小血管袢.(调节血流量，参与尿液浓缩和稀释。)2.肾血液循环的功能特点:肾血流量:大,分布不均(皮质∶外髓∶内髓=1.00∶0.25∶0.06);肾小球内血压:高,利于滤过;肾小管周围毛细血管压:血压低,渗透压高,利于重吸收.第二节尿生成过程三过程:滤过;重吸收;分泌.一.滤过功能滤过：肾小囊内液为超滤液:

证明：极微量蛋白质;

与血浆相同浓度的小分子和离子;

分子量小于一定限度的物质有相同滤过速度.1.滤过器解剖学:滤过膜:三层膜构成.

内层:内皮细胞(有窗孔);

中层:基膜(带网孔)---主要屏障外层:肾小球囊的上皮细胞(有足突,之间形成裂隙.)2.滤过膜的分子通透性:滤过能力决定于：

1)分子大小（存在机械屏障）

所带电荷.(正电荷易透过)（存在电学屏障）有效半径:<2nm2-4.2nm>4.2nm3.滤过的动力:有效滤过压=毛细血管压-(血浆胶体渗透压+

囊内压)4.肾小球滤过率(GFR)GFR=流经两肾原尿量(ml)/min.滤过分数(FF)=肾小球滤过率/每分钟肾血浆流量FF=GFR/RPF.5.影响肾小球滤过的因素:A.滤过膜的通透性和面积;*（如：肾炎时因免疫反应蛋白分解酶的释放导致滤过膜孔、裂增大—血尿;肾炎时带负电荷的糖蛋白减少或消失---蛋白尿）*(正常时肾小球滤过面积=1.5m2,急性肾炎→毛细血管腔狭窄或阻塞→滤过面积↓→GFR↓→尿量↓)肾小球Cap.血压

如：大失血→交感N+、NE↑→Cap.收缩高血压病晚期→肾A硬化而缩小*血浆胶体渗透压

如：快速大量输液→稀释胶体渗透压慢性肾炎囊内压如：结石、肿瘤2.滤过膜的分子通透性:滤过能力决定于:

分子大小;

所带电荷.(正电荷易透过)*肾血浆流量如：重度缺氧，中毒性休克→交感N（+）→血管收缩肾血流量和肾小球滤过率的自身调节

RPF：肾血浆流量；GFR：肾小球滤过率机制:肌源学说----肾灌注压增高时，血管平滑肌因灌注压增加而受到牵张刺激，这使得平滑肌的紧张性加强，血管口径相应地缩小，血流的阻力便相应地增大，保持肾血流量稳定；而当灌注压减小时则发生相反的变化。在灌注压低于10.7kPa(80mmHg)时，平滑肌已达到舒张的极限；而灌注压高于24kPa(180mmHg)时，平滑肌又达到收缩的极限。

二.肾小管重吸收和分泌重吸收：分泌：1.转运方式:

1）被动转运;2）主动转运:原发性和继发性.3）溶剂拖曳：有的物质分子可随水分子的渗透性重吸收而被转运。

4）电中性转运：转运体上所带正负电荷代数和为零的同向或逆向装运，不会造成管内外电位差的变化。5）生电性转运：转运体上所带正负电荷代数和不为零的同向或逆向装运，造成管内外电位差的变化。

6）跨细胞途径7）细胞旁途径2.肾小管和集合管中物质的转运:近曲小管:重吸收和主动排泌功能.65-67%，85%髓袢：20%远曲小管：12%，受醛固酮，血管升压素调节重吸收:营养物、矿物、水、尿素等。2.1Na+,Cl-,H2O的重吸收:近曲小管:2/3Na+主动重吸收(与glucose协同转运、与H+逆向转运;1/3细胞旁路被动重吸收。Na+主动重吸收的过程:

小管液的Na+Na+glu同向转运↓Na+-H+逆向转运

Na+入管腔上皮细胞（顺电化学梯度）↓（1）管腔上皮细胞基侧膜的钠泵泵Na+入间隙,

间隙渗透压↑,静水压↑↓

Na+,H2O：入血;

通过紧密连接回漏至管腔液内

.近曲小管前半段Sodium,chlorideandwater

reabsorptionintheproximaltubule.

-4mV近曲小管后半段：被动重吸收--Na+顺电位差经旁路重吸收（与Cl-重吸收有关）水:被动渗透.(跨细胞及细胞旁路途径，多由水孔蛋白介导；因钠重吸收使间隙渗透压↑)，并以溶剂拖曳带动Ca2+,K+吸收。氯离子：近曲小管前半段不重吸收；后半段被动重吸收(以浓度差为动力，通过细胞旁路途径，生电性，并导致Na+顺电位差经旁路重吸收)髓袢20%物质重吸收●髓袢降支细段：对尿素、Na+不通透；对水高度通透：水经水通道以渗透方式重吸收→管内渗透压渐↑。●髓袢升支细段：对水不通透；对尿素中等通透；对Na+高度通透：顺浓度差被动重吸收→渗透压渐↓。

髓袢升支粗段：

对水、尿素不通透；对Na+通透性低；但能以Na+∶2Cl-∶K+同向转运体方式的继发主动转运(50%)故：物质重吸收主要发生于升支粗段.Na+-2Cl-—K+

(顺转运体受速尿抑制);Na+-H+交换;

K+由于顶端膜（管腔膜）对其通透性大，又经此回到小管液中，致小管液正电位，又驱动阳离子经旁路重吸收（髓袢段50%Na+由此途径重吸收）。远曲小管和集合管12%紧密连接对离子通透性低，后者不易回漏到小管液，致管内外电化学差增大。水的重吸收:初段对水不通透，后段和集合管重吸收水受ADH调节;Na+,k+转运:受醛固酮调节.远曲小管初段:Na+-Cl-顺转运体(噻嗪类抑制之)，顺电化学梯度;远曲小管后段、集合管:

主细胞:主动重吸收Na+,被动重吸收Cl-,分泌K+（阿米洛利抑制管腔膜钠通道，抑制此过程）,

闰细胞:重吸收HCO3-,分泌H+.2.2HCO3-重吸收与H+的分泌----与机体酸碱平衡相关2.2.1HCO3-重吸收近曲小管：NaHCO3→Na++HCO3-

→Na+-H+

逆向装运体作用下，实现Na+-H+交换→生成

H2CO3（在碳酸酐酶作用下）→CO2+H2O→CO2弥漫到管壁细胞中，生成H2CO3（在碳酸酐酶作用下）→H+到管腔；HCO3-与Na+同转运回血。

HCO3-以CO2形式，优先于Cl-与Na+-H+交换关系密切。髓袢：主要在升支粗段，机制同近曲小管；远曲小管和集合管：与闰细胞顶端膜上的H+泵关系密切；H++NH3→NH4+;H++HPO42-→H2PO4-,决定尿液酸碱度Ｈ+分泌：

Na+-H+逆向交换方式

H+泵生理意义：

1）排酸保碱（分泌一个H+可同时回收一个碳酸氢盐和一个钠）；

2）酸化尿液

3）促进NH3/NH4+的分泌2.3NH3/NH4+的分泌NH4+由谷氨酰胺脱氨而来,与H+分泌密切相关.A.近曲小管.由胞内NH4+取代Na+-H+中的H+,与Na+交换入管腔;或NH4+

→NH3入小管液（NH3为脂溶性分子）

NH3+H+→NH4+→利于H+继续分泌;

B.髓袢升支粗段，可被重吸收:取代钠、钾由Na+-2Cl-_K+转运，与间隙的NH3处于动态平衡。

C.集合管：对NH3高度通透。对酸碱平衡维持有重要作用.2.4K的重吸收与分泌近曲小管：K+主动重吸收(逆电位差,逆浓度差)。机理不清.髓袢升支粗段：以Na+∶2Cl-∶K+同向转运重吸收

远曲小管和集合管：分泌K+,与Na+

重吸收伴随（Na+

重吸收致管腔液负电位,并入上皮细胞内刺激钠泵）钾分泌的主要部位。主细胞基底膜Na+-K+-ATP酶活性是维持Na+-K+交换的重要因素，其作用是保钠排钾。K+分泌特点:①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②多吃多排、少吃少排、不吃也排。2.5钙重吸收和分泌近曲小管：80%溶剂拖曳

20%电化学梯度扩散，再经钙泵和钠-钙交换泵入细胞间隙；髓袢升支粗段：被动及主动转运而重吸收远曲小管和集合管：主动转运(小管液位负电位）部位：限于近曲小管途径：与钠协同转运（继发性主动转运）入管腔上皮细胞,再易化扩散入细胞间隙,再入血。

2.6glucose重吸收肾糖阈---肾小管对glucose的重吸收有一定限度,超出这限度尿中则出现glucose.此时血糖的浓度称为肾糖阈(160—180mg/dl).肾小管glucose重吸收极限量(TmG)---若血糖水平继续高于肾糖阈,肾所有的近曲小管重吸收glucose的能力都达饱和,此时肾小管重吸收glucose达极限.(男：375mg/min,女：300mg/min)TmG随生理、病理情况而改变。氨基酸,SO42-,HPO42-:与钠伴随重吸收.蛋白质:上皮细胞吞饮.主动排泌异物:对氨马尿酸,X光造影剂,青霉素,酚红，多数利尿药等.

肾小管和集合管物质重吸收的总结部位量机制特点近曲小管60-70%①初段主动(管腔膜Na+-glucose偶联转运，管周膜Na+泵)；Na+-H+交换*②后段被动(顺电位差经细胞旁路)①定比重吸收(泵-漏现象)②不受调节髓袢升支25-30%*①细段被动(顺浓度差)②粗段主动(Na+-K+-2Cl-同向转运体复合物)③Na+-H+交换①降支细段对Na+不通透②重吸收量与尿浓缩机制有关远曲管集合管10%①管腔膜Na+-Cl-顺转运②管周膜Na+泵①无泵-漏现象②受调节

一、Na+重吸收总结二、H2O重吸收部位量机制特点近曲小管65%被动(渗透作用):①细胞旁路(紧密连接)②水通道①球-管平衡②不受调节髓袢15%降支细段被动(渗透作用)升支对水不通透远曲管集合管10%9.3%被动(水通道)①远曲管初段水不通透②受ADH调节

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。三尿液的浓缩和稀释功能终尿渗透浓度变化在50-1200mOsM之间高渗尿(浓缩尿,concentratedurine)---如：大量出汗、呕吐、腹泻→缺水低渗尿(稀释尿,diluteurine)---如：大量输液、饮水→多水等渗尿(isotonicurine)---如：肾衰正常尿液的渗透压：50～1200mOsm/(Kg·H2O)（一）.肾髓质渗透压梯度的形成:1.渗透压梯度存在的证实:

皮质部组织间液渗透浓度与血浆相同；

髓质间渗透浓度由外向内逐渐提高：

1.0→2.0→3.0→4.0

髓袢是形成渗透梯度的重要结构。:2.渗透压梯度形成的原因:

逆流倍增作用：

U型管；隔膜对溶质的通透性；

与尿素再循环和氯化钠重吸收密切相关外髓部渗透压梯度的形成原因：

A、髓袢降支对水通透性较大，对溶质通透性小；B、升支粗段对水不通透，但NaCl可被主动重吸收至管外（Na-K-2Cl协同转运体），致间隙渗透压升高。越近髓质，间隙渗透压越高。所以，外髓部渗透压梯度的形成主要因升支粗段对NaCl重吸收形成。内髓部渗透压梯度形成原因：A、远曲小管和皮质、外髓部集合管对尿素不通透.ADH作用下重吸收水,小管液中尿素浓度升高;小管液流经内髓集合管时,管壁对尿素通透,因而小管液中高浓度尿素向组织液扩散,形成内髓高渗.B、髓袢降支和升支的逆流倍增作用:

降支对水通透对氯化钠不通透,流经此处时小管液水流出到组织间隙而管内氯化钠浓度倍增;

升支细段则相反,因而氯化钠进入组织间隙,进一步提高内髓渗透压.C、集合管内髓部和髓袢升支细段的尿素再循环:尿素浓缩：除集合管内髓部和髓袢升支细段，肾小管对尿素都不通透。在ADH作用下，皮质和外髓集合管对水通透，重吸收水，尿素浓缩。尿素扩散：内髓部集合管对尿素通透，在ADH作用下，通透性增大，高浓度尿素进入内髓致高渗。尿素再循环：升支细段对尿素通透,所以尿素可由组织液进入小管液,再流经远曲小管和集合管再利用.

结构基础：髓袢U型结构动力源：Na-K-2Cl协同装运溶质：NaCl和尿素（二）髓质渗透浓度梯度的保持直小血管与髓袢并行，亦为一逆流交换系统。降支，NaCl和尿素因浓度差而进入血管，水则由血管进入髓质，溶质浓缩；升支：NaCl和尿素扩散到组织间液，而水分则进入血管。意义：NaCl和尿素循环；带走大量水分。浓度梯度的维持：直小血管的逆流交换作用。（三）影响髓质渗透梯度形成的因素：髓袢结构；升支粗段对NaCl的重吸收；血中尿素浓度（四）.尿液浓缩和稀释的过程:与机体缺水或水过剩有关集合管处于渗透梯度中,与髓袢并行；远曲小管和集合管对水的通透性受ADH的调节；小管液流经远曲小管到集合管时,若体内ADH增多,管壁对水通透性增强,尿浓缩成高渗尿;无ADH作用时,则形成低渗尿。

两个决定因素：

1.髓质渗透压梯度的形成;

2.ADH的调节.

*3.髓袢、集合管U形结构的逆流系统（结构基础）

第三节尿生成的调节自身调节神经庙节体液调节一、自身调节1、肾血流量的自身调节:概念---在无肾外神经支配及体液因素调节下,当动脉血压在一定范围内(80—100mmHg)变动时，肾血流量和滤过率仍然保持相对恒定.机制:肌源学说----肾灌注压增高时，血管平滑肌因灌注压增加而受到牵张刺激，这使得平滑肌的紧张性加强，血管口径相应地缩小，血流的阻力便相应地增大，保持肾血流量稳定；而当灌注压减小时则发生相反的变化。在灌注压低于10.7kPa(80mmHg)时，平滑肌已达到舒张的极限；而灌注压高于24kPa(180mmHg)时，平滑肌又达到收缩的极限。

*管-球反馈:当肾血流量和肾小球滤过率↑→致密斑感受到远曲小管液[Na+][Cl-]转运率↑→致密斑→肾素局部分泌↑→入球小A收缩→肾血流量和肾小球滤过率恢复。2、球-管平衡glomerulotubularbalance肾小管能根据肾小球滤过量对溶质和水和重吸收进行自身调节---近曲小管重吸收率为肾小球滤过率的65-67%（定比重吸收）机制：以管周毛细血管压与胶体渗透压解释。3、小管液中溶质浓度高，则尿量增多，反之则少。渗透性利尿：脱水药的利水消肿机制之一二、神经调节肾接受交感N支配肾血管（出、入球小A为主）肾小管近球小体N分布1、N调节：出、入球小A：NE+α-R→缩血管，入球小A更明显，致球内Cap.流量↓，压力↓，滤过率↓肾小管：NE+α-R→重吸收Na+↑近球小体：NE+β-R→肾素释放↑，AngII和醛固酮↑，重吸收Na+↑2、肾交感N参与的反射：心肺感受器反射：循环血量↑，容量感受器(+)，肾交感N活动抑制动脉压力感受反射：动脉压↑，压力感受器(+)，肾交感N活动抑制渗透压感受器反射：细胞外液渗透压↑，CNS渗透压感受器(+)，肾交感N活动抑制肾-肾反射：电刺激一侧肾N传入f.，致对侧肾交感N(+),水、钠重吸收↑三、体液调节1、ADH（抗利尿激素）下丘脑分泌的神经激素，在神经垂体储存。V1受体：血管平滑肌。V2受体：远曲小管和集合管上皮细胞。（1）机制：ADH+V2-R(管周膜)→(+)AC→cAMP↑→(+)PK→含有水通道的小泡由胞内移到管腔膜→↑对水的通透性.

无ADH时,水通道移入胞内,管腔膜对水不通透.水通道的发现：美国霍普金斯大学教授彼得·阿格雷洛克菲勒大学教授罗德里克·麦金农；

20世纪50年代中期，科学家发现，细胞膜中存在着一种只允许水分子出入的水通道；20世纪80年代中期，美国科学家彼得·阿格雷研究了不同的细胞膜蛋白；1988年，罗德里克·麦金农利用X射线晶体成像技术获得了世界第一张离子通道的高清晰度照片；2000年，阿格雷等公布了世界第一张水通道蛋白的高清晰度立体照片；2003年，双人获诺贝尔化学奖。（罗德里克·麦金农因研究离子通道结构和机制的研究而获奖）。（2）.ADH释放的调节----血浆晶体渗透压;细胞外液量;其他因素.A.血浆晶体渗透压的变化:渗透压感受器:位于视上核及其周围区;血浆渗透压增高,ADH分泌增多,保水;反之,排水.水利尿:检测肾脏稀释机能。B.细胞外液量的变化---反射性控制ADH释放:心房,大静脉存在容量感受器;血量过多,容量感受器兴奋,引发的冲动由迷走神经入中枢,抑制下丘脑ADH合成和释放,从而利尿排水;反之,促进ADH合成,增加水重吸收,利于血量恢复.C.其他:A压↑，窦压力感受器(+),(-)VP释放。疼痛、紧张致少尿,无尿

2、肾素-血管肾张素-醛固酮系统:renin分泌的调节:1）入球小A牵张感受器：循环血量下降→入球小动脉压力↓→激活牵张感受器2）致密斑感受器：Na,Cl↓→激活化学感受器3）交感兴奋其它：AngII,VP,NO(-)肾素释放BAngII的生理作用促醛固酮合成释放;促近曲小管重吸收NaCl;促VP释放;收缩入球小A和出球小A----总体效应:减少尿量C醛固酮对尿量的调节:机制:与胞浆R结合,复合物入核,与相应DNA序列相互作用,影响mRNA转录,合成多种Ald诱导蛋白.后者能:1)↑顶端膜Na+通道蛋白合成,促Na+重吸收,间接促K+分泌及Cl-重吸收;2)(+)钠泵,促Na+重吸收而排K+;3)促顶端膜K+通道开放;4)提高供能,↑H+泵活性而促进泌H+

总的效应：保钠排钾泌氢醛固酮分泌调节:AngII及血中K+,Na+浓度变化醛固酮对[K+]变化的敏感性明显高于对血[Na+]变化.3心房钠尿肽(ANP):促水钠排出由心房肌细胞合成，28肽。适应刺激：心房扩张（回心血量增多）机制:与R结合,(+)GC,↑cGMP,关闭顶端膜钠通道;舒张入球,出球小A(尤前者)(-)renin,Ald,VP分泌4.缓激肽激肽释放酶-激肽系统与肾素-血管紧张素系统相互拮抗。内皮素,NO,NE,Adr…第四节肾功能评价一.清除率的概念及其计算方法:清除率（clearance,C）---肾在单位时间（一般用每分钟，min）内能将多少毫升血浆中所含的某些物质完全清除出去，这个被完全清除了某物质的血浆毫升数就称为该物质的血浆清除率（ml/min）。清除率是一个抽象的概念；可评价肾从血浆清除某种物质的能力。具体计算需要测量三个数值：

U（尿中某物质的浓度，mg/100ml），

V（每分钟尿量，ml/min），

P（血浆中某物质的浓度，mg/100ml）。

U*V＝P*C即C＝U*V/P

例：甲：尿量1ml/min,尿中某物质浓度100mg/100ml,血浓１mg/100ml;乙：尿量0.8ml/min,尿中某物质浓度50mg/100ml,血浓0.32mg/100ml;则：排泄量Ｕ＊Ｖ／Ｐ甲1mg/min100ml/min

乙0.4mg/min125ml/min所以：乙肾清除能力＞甲肾二.测定血浆清除率的意义:1.测定GFR:肾每分钟排出某物质的量（U*V）应为肾小球滤过量与肾小管、集合管的重吸收量和分泌量的代数和。设肾小球滤过率为F；肾小囊囊腔超滤液中某物质（能自由滤过的物质）的浓度（应与血浆中的浓度一致）为P；重吸收量为R；分泌量为E。则U*V＝F*P-R+E.如果某物质可以自由滤过，而且既不被重吸收（R=0）也不被分泌（E=0），则U*V＝C*P=F*P，就可算出肾小球滤过率F=C。菊粉（inulin，也称菊糖）是符合这个条件的