人体生理学教学课件：第8章 尿的生成和排出-1

第八章尿的生成和排出

(1)泌尿:---保持内环境的稳定①排除代谢终产物②调节水、电解质、酸碱平衡维持体液量渗透压酸碱度

(2)内分泌:①对血容量和血压起调节作用的肾素②刺激骨髓造血的促红细胞生成素③调节钙的吸收和血钙1,25-二羟维生素Ｄ３促红细胞生成素尿的生成过程：三个环节肾小球滤过

肾小管和集合管的选择性重吸收肾小管和集合管的分泌

第一节肾的功能解剖和肾血流量２００万个肾单位一、肾的功能解剖（一）肾单位的构成肾小体结构示意图皮质肾单位80-90％髓质肾单位10-15％

皮质肾单位近髓肾单位肾小球体积小大肾小球分布皮质外1/3~2/3皮质内1/3肾单位数量多（85%~90%）少（10%~15%）髓袢长度短（不到外髓）长（达内髓）血循环特点入球小A口径>出球小A入球小A口径≤出球小A

出球小A→毛细血管网网形血管、U形直小血管肾素含量较多少机能尿生成尿的浓缩和稀释

球外系膜细胞

（二）球旁器（二）球旁器球旁细胞肌上皮样细胞，细胞内分泌颗粒含肾素球外系膜细胞具有吞噬功能致密斑感受小管液中NaCl含量的变化，调节肾素的释放球外系膜细胞

（二）球旁器（三）滤过膜的构成

(三)滤过膜的构成内层(CP内皮C):窗孔(最大)

三层都覆盖着中层(基膜):网孔机械屏障＋

电学屏障外层(囊上皮C):裂孔(最小)带负电荷蛋白

１.机械屏障:分子有效半径2.0-4.2nm2.电学屏障:带负电荷的物质不易滤过,带正电荷的物质较易滤过血浆蛋白3.6nm不滤过机械屏障--主要作用电学屏障--次要作用分子电荷的选择性滤器(thefilterabilityofsolutesisrelatedtotheirelectricalcharge)右旋糖酐dextran(+)——易通过滤过膜右旋糖酐(-)——难通过滤过膜（四）肾的神经支配和血管分布肾交感神经支配肾动脉肾小管球旁细胞无副交感肾脏血管分布小小叶间动脉弓状动脉入球小动脉小叶间动脉1200ml1/5-1/4重量0.5%耗氧量10%肾皮质94%外髓5%内髓1%二、肾血流量及其调节（一）肾脏血流的自身调节：自身调节：动脉血压在80~180mmHg范围内变化时，肾脏血流维持不变。肌原学说：肾A灌注压↑→血管收缩→血流阻力↑→肾血流量↓→肾血流相对恒定。管球反馈(tubulogomerularfeedback)：（二）神经体液调节：肾神经：属交感神经NA、AD、升压素、血管紧张素等。球外系膜细胞

球管反馈（一）肾脏血流的自身调节：自身调节：动脉血压在80~180mmHg范围内变化时，肾脏血流维持不变。肌原学说：肾A灌注压↑→血管收缩→血流阻力↑→肾血流量↓→肾血流相对恒定。管球反馈(tubulogomerularfeedback)：（二）神经体液调节：肾神经：属交感神经NA、AD、升压素、血管紧张素等。尿的生成过程：三个环节肾小球滤过

肾小管和集合管的选择性重吸收肾小管和集合管的分泌

肾小球滤过第二节肾小球的滤过功能滤过:是指当血液流过肾小球时,血浆中水分和小分子物质通过滤过膜进入肾小囊形成原尿的过程滤过率:单位时间内两肾生成的超滤液量

GFR＝两肾原尿ml/min＝125ml/min滤过分数：肾小球滤过率与肾血浆流量之比

＝GFR/肾血浆流量×100％＝125/660×100％＝19％

肾小球滤过率与滤过分数为衡量肾功能的重要指标(尤其前者)。原尿：180L/d；终尿：1-2L/d一、有效滤过压有效滤过压=(肾小球毛细血管血压+囊内胶体渗透压)-(血浆胶体渗透压+肾小囊内压)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)=45-(25+10)=10mmHg滤过平衡①有效滤过压为正值有滤出,为O则无滤出即：Cap前段有滤过作用,后段无滤过作用(为储备面积)②有效滤过压数值主要取决于肾小球Cap内胶渗压的变化二、影响肾小球滤过的因素肾小球毛细血管血压囊内压血浆胶体渗透压肾血浆流量滤过系数单位有效滤过压驱动下，单位时间内通过滤过膜滤过的液体量Ｋf=k×s＝有效通透率×滤过面积肾小球Cap压－(血浆胶渗压＋囊内压)＝有效滤过压→GFR│10.7-24.0kPa:自身调节

(1)↓(大失血→交感+NE→Cap缩→Cap压↓)↓↓

↓(高BP晚期→入球A狭窄→Cap压↓)↓↓│(2)↓(快速输液→稀释血浆蛋白)↑↑

↑(脱水)↓↓│(3)↑(尿路梗阻)↓↓１有效滤过压有效滤过压是滤过的动力,其构成因素中的任一因素发生变化,均会影响滤过率。影响滤过的因素肾小球Cap压－(血浆胶渗压＋囊内压)＝有效滤过压→GFR│10.7-24.0kPa:自身调节

(1)↓(大失血→交感+NE→Cap缩→Cap压↓)↓↓

↓(高BP晚期→入球A狭窄→Cap压↓)↓↓│(2)↓(快速输液→稀释血浆蛋白)↑↑

↑(脱水)↓↓│(3)↑(尿路梗阻)↓↓１有效滤过压有效滤过压是滤过的动力,其构成因素中的任一因素发生变化,均会影响滤过率。影响滤过的因素２肾小球血浆流量改变滤过平衡点肾小球血浆流量大→有效滤过面积大→GFR↑

小→有效滤过面积小→GFR↓∵血浆流过Cap时→水+小分子物质滤出↓血浆胶体渗透逐渐↑│其上升的速度取决于肾小球血浆流量２肾小球血浆流量改变滤过平衡点肾小球血浆流量大→有效滤过面积大→GFR↑

小→有效滤过面积小→GFR↓∵血浆流过Cap时→水+小分子物质滤出↓血浆胶体渗透逐渐↑│其上升的速度取决于肾小球血浆流量

３滤过膜

(1)滤过膜的通透性某些肾病：滤过膜上的带负电的唾液蛋白减少或消失,

电屏障作用减弱→蛋白尿。肾小球肾炎：因免疫反应使肾小球Cap局部蛋白分解酶大量释放→机械屏障破坏→血尿。

(2)滤过膜的面积正常时:人的肾小球都活动,有效滤过面积＝1.5m2

急性肾炎:Cap腔狭窄或完全阻塞,有效滤过面积减小,滤过率降低,导致少尿或无尿。

滤过膜的构成内层(CP内皮C):窗孔(最大)

三层都覆盖着中层(基膜):网孔机械屏障＋

电学屏障外层(囊上皮C):裂孔(最小)带负电荷蛋白

１.机械屏障:分子有效半径2.0-4.2nm2.电学屏障:带负电荷的物质不易滤过,带正电荷的物质较易滤过血浆蛋白3.6nm不滤过机械屏障--主要作用电学屏障--次要作用

３滤过膜

(1)滤过膜的通透性某些肾病：滤过膜上的带负电的唾液蛋白减少或消失,

电屏障作用减弱→蛋白尿。肾小球肾炎：因免疫反应使肾小球Cap局部蛋白分解酶大量释放→机械屏障破坏→血尿。

(2)滤过膜的面积正常时:人的肾小球都活动,有效滤过面积＝1.5m2

急性肾炎:Cap腔狭窄或完全阻塞,有效滤过面积减小,滤过率降低,导致少尿或无尿。尿的生成过程：三个环节肾小球滤过

肾小管和集合管的选择性重吸收肾小管和集合管的分泌

第三节肾小管和集合管的物质转运功能第三节二、肾小管和集合管的重吸收与分泌重吸收概念:

肾小管和集合管上皮细胞将原尿中某些成分重新摄回血液的过程重吸收证据:

比较原尿与终尿的质和量:

量:原尿180L/d→终尿1.5L/d

质:原尿中的葡萄糖、氨基酸浓度与血浆相同,终尿中几乎没有葡萄糖、氨基酸。重吸收部位：

近球小管是重吸收的主要部位，刷状缘、酶近球小管结构远球小管结构（一）Na+、Cl-和水的重吸收在前半段，Na+主要与HCO3-和葡萄糖、氨基酸一起被重吸收在近端小管后半段，Na+主要与Cl-一起被重吸收水随NaCl等溶质重吸收而被重吸收1、近端小管

在近端小管前半段，Na+进入上皮细胞的过程或与H+的分泌或葡萄糖、氨基酸的转运相耦联

HCO3-的重吸收和H+的分泌

在近端小管后半段，NaCl主要通过细胞旁路和跨上皮细胞两条途径而被重吸收Cl-顺浓度梯度Na+顺电位梯度

水的重吸收被动渗透作用在渗透作用下，水从小管液通过紧密连接和跨上皮细胞两条途径不断进入细胞间隙，造成细胞间隙静水压升高，进入毛细血管而被重吸收2、髓袢

约20%的Na+、Cl-和15%水被重吸收Na+：2Cl-：K+的同向转运模式

速尿K+则顺浓度梯度经管腔膜而返回管腔内，再与同向转运体结合，继续参与Na+：2Cl-：K+的同向转运，循环使用

K+返回管腔内，导致管腔内出现正电位，由于管腔内正电位，使管腔液中的Na+等正离子顺电位差从细胞旁路进人组织间液3、远端小管和集合管

在远曲小管初段，Na+-Cl-同向转运

12%Na+、Cl-重吸收噻嗪类远曲小管和集合管主细胞重吸收Na+和水，分泌K+闰细胞分泌H+阿米洛力K+的分泌动力在远曲小管和集合管的小管液中，Na+通过主细胞的管腔膜上的Na+通道进入细胞，然后由基侧膜上的Na+泵将细胞内的Na+泵至间隙而被重吸收因而是生电性的，使管腔内带负电位，这种电位梯度成为K+从细胞内分泌至管腔的动力在远曲小管后段和集合管的主细胞内的K+浓度明显高于小管液中的K+浓度，K+便顺浓度梯度从细胞内通过管腔膜上的K+通道进入小管液Na+进入主细胞后，可刺激基侧膜上的Na+泵，使更多的K+从细胞外液中泵入细胞内，提高细胞内的K+浓度，增加细胞内和小管液之间的K+浓度梯度，从而促进K+分泌2.水的重吸收重吸收部位:全长(除髓襻升支粗、细段外)

近端小管65-70％髓袢降支细段10％远曲小管10％集合管10-20％

①等渗透性重吸收:近端小管髓袢降支细段属等渗重吸收,与水调节无关，固定的②调节性重吸收:远曲小管和集合管根据机体水平衡的需要,由体液因素（血管升压素）调控

重吸收方式：被动重吸收（二）HCO3-的重吸收和H+的分泌

1、近端小管乙酰唑胺泌H+与重吸收HCO3-呈正相关有助于排酸保碱调节机体酸碱平衡2、远曲小管和集合管闰细胞主动分泌H+质子泵、H+-K+ATP酶(三)NH3的分泌与H+、HCO3-转运的关系机制:

被动(易化扩散)

NH3的分泌与泌H+密切相关小管上皮细胞内谷氨酰氨脱氨↓脱氨

NH3(氨)↓脂溶性单纯扩散进入肾小管管腔：NH3＋H+↓

NH4+(铵)＋Cl-→NH4Cl(铵盐)

(3)意义:泌NH3促进H+-Na+交换，促进排酸保碱,调节机体酸碱平衡(三)K+的重吸收和分泌(1)重吸收部位:全程(2)分泌部位:远端小管和集合管(以远为主)

机制:Na+-K+交换

K+的分泌是顺电位差扩散的被动转运过程。

Na+的主动重吸收↓小管内外建立了管外为正、管内为负的电位差↓

K+的分泌是顺电位差扩散分泌入小管腔

（六）葡萄糖和氨基酸的重吸收

(1)重吸收部位:仅限于近端小管内(主要在近曲小管内)(2)重吸收机制:逆浓度差的主动过程(继发性)

①经管腔膜的主动转运:

↓(协同转运)

葡萄糖和Na+转运至细胞内│↓│管周膜与管侧膜的钠泵泵Na+出细胞│↓│钠泵活动造成的[Na+]差为GS提供了主动转运的原动力↓

②经侧、周膜的被动转运:进入细胞内的葡萄糖顺浓度差经葡萄糖转运体2易化扩散进入组织间隙

葡萄糖＋载体蛋白＋Na+

在近端小管前半段，Na+进入上皮细胞的过程或与H+的分泌或葡萄糖、氨基酸的转运相耦联(3)重吸收限度:葡萄糖的重吸收有一定的限度,

可能与转运葡萄糖的载体数量有限有关。

肾糖阈:尿中刚刚出现糖时的血糖浓度

(或不出现尿糖的最高血糖浓度)

正常肾糖阈为160-180mg％。吸收极限量:当全部肾小管对葡萄糖的吸收能力都达到极限的量一般男性为375mg/min,女性为300mg/min。

第四节尿液的浓缩和稀释肾脏通过排出浓缩尿和稀释尿，维持体液的渗透压和机体的水平衡尿液的浓缩和稀释是以尿液的渗透压与血浆的渗透压相比较而确定的高渗尿：缺水（高温、沙漠地带）尿浓缩。低渗尿：水过剩（尿崩症）尿稀释如何实现：ADH血管升压素、抗利尿激素1、低渗液--髓袢粗段2、肾髓质高渗梯度3、ADH的作用--集合管肾髓质渗透压梯度示意图线条越密，表示渗透压越高

具体机制:

髓袢升支粗段对NaCl主动重吸收而对水不重吸收↓髓袢升支粗段及远曲小管内为低渗液↓当低渗液流经集合管时受管外组织液的

高渗梯度影响水有被重吸收趋势

_____________↓_______________↓↓

机体饮水过多机体缺水ADH释放↓管壁对水通透性↓ADH释放↑管壁对水通透性↑↓↓集合管对水重吸收↓集合管对水重吸收↑↓↓低渗尿(尿稀释)高渗尿(尿浓缩)1、低渗液--髓袢粗段2、肾髓质高渗梯度3、ADH的作用--集合管

肾髓质渗透梯度的形成和保持

尿浓缩和稀释的基本条件是肾髓质高渗梯度和ADH的作用那么，肾髓质高渗梯度是如何形成和维持的?(一)外髓质高渗梯度的形成(二)内髓质高渗梯度的形成

(三)肾髓质高渗梯度的维持

(一)外髓质高渗梯度的形成

∵髓袢升支粗段对水几乎不通透,主动重吸收NaCl↓

一者使小管液成为低渗液,

二者使外髓质组织液形成高渗梯度。∴外髓质高渗梯度主要是由NaCl重吸收形成的

（二）内髓梯度形成远曲小管皮质外髓部集合管ADH作用，水扩散尿素不通透，管内尿素内髓部集合管对尿素通透性尿素扩散至间质间质渗透压尿素扩散升支细段远曲小管集合管尿素再循环建立内髓梯度髓袢NaCl不通透升支细段降支管内渗透压NaCl扩散至间质细段水抽吸

NaCl通透、水不通透NaCl（二）内髓梯度形成远曲小管皮质外髓部集合管ADH作用，水扩散尿素不通透，管内尿素内髓部集合管对尿素通透性尿素扩散至间质间质渗透压尿素扩散升支细段远曲小管集合管尿素再循环建立内髓梯度髓袢NaCl不通透升支细段降支管内渗透压NaCl扩散至间质细段水抽吸

NaCl通透、水不通透（二）内髓梯度形成远曲小管皮质外髓部集合管ADH作用，水扩散尿素不通透，管内尿素内髓部集合管对尿素通透性尿素扩散至间质间质渗透压尿素扩散升支细段远曲小管集合管尿素再循环建立内髓梯度髓袢NaCl不通透升支细段降支管内渗透压NaCl扩散至间质细段水抽吸NaCl通透、水不通透

(一)外髓质高渗梯度的形成

∵髓袢升支粗段对水几乎不通透,主动重吸收NaCl↓

一者使小管液成为低渗液,

二者使外髓质组织液形成高渗梯度。∴外髓质高渗梯度主要是由NaCl重吸收形成的

（二）内髓梯度形成远曲小管皮质外髓部集合管ADH作用，水扩散尿素不通透，管内尿素内髓部集合管对尿素通透性尿素扩散至间质间质渗透压尿素扩散升支细段远曲小管集合管尿素再循环建立内髓梯度髓袢NaCl不通透升支细段降支管内渗透压NaCl扩散至间质细段水抽吸

NaCl通透、水不通透NaCl2.水的重吸收重吸收部位:全长(除髓襻升支粗、细段外)

近端小管65-70％髓袢降支细段10％远曲小管10％集合管10-20％

①等渗透性重吸收:近端小管髓袢降支细段属等渗重吸收,与水调节无关，固定的②调节性重吸收:远曲小管和集合管根据机体水平衡的需要,由体液因素（血管升压素）调控

重吸收方式：被动重吸收1、逆流倍增和逆流交换：结构基础：髓袢的“U”型结构；直小血管的发卡样排列；从皮质到髓质走向的集合管。功能基础：髓袢、远曲小管和集合管对水和溶质。通透性的差异、重吸收溶质能力的差异。从皮质到髓质存在的渗透压梯度。甲管内液体向下流乙管内液体向上流丙管内液体向下流M1膜能将液体中Na+由乙管泵入甲管，且对水不易通透M2膜对水易通透三、直小血管在维持肾髓质高渗中的作用－逆流交换直小血管与髓袢平行,管壁通透性高降支升支↓↓同水平组织间液的渗透压∨∧直小血管直小血管↓↓尿素和NaCl入血管尿素和NaCl出血管水出血管水入血管↓↓髓质的溶质不被血流大量带走,

而将重吸收的水分送回体循环小结

①结构条件:逆流倍增系统②透性条件:③物质条件:ADH的有无、尿素量、NaCl髓袢升支粗段转运外髓质高渗梯度：NaCl内髓质高渗梯度：NaCl＋尿素尿浓缩机制示意图

尿的生成过程：三个环节肾小球滤过

肾小管和集合管的选择性重吸收肾小管和集合管的分泌

第五节尿生成的调节（一）肾脏血流的自身调节：P219自身调节：动脉血压在80~180mmHg范围内变化时，肾脏血流维持不变。肌原学说：肾A灌注压↑→血管收缩→血流阻力↑→肾血流量↓→肾血流相对恒定。管球反馈(tubulogomerularfeedback)：球外系膜细胞

（二）球旁器一、肾内的自身调节

1.小管液中溶质的浓度小管液溶质浓度决定小管液渗透压的高低,而小管液渗透压的高低又影响着肾小管、集合管对水的重吸收。因一般排出1g溶质约需溶解于15ml溶剂才行。

[溶质]↑→渗透压↑→水重吸收↓→尿量↑(渗透性利尿)

如:甘露醇→渗透压↑→水重吸收↓→尿量↑糖尿病↓↑破坏球-管平衡─┘

2.重吸收率/滤过率重吸收率/滤过率＝65-70％——球－管平衡

球-管平衡现象：

当肾血流量不变而滤过率↑↓近端小管旁毛细血管血流量↓胶体渗透压↑↓小管旁组织间液进入毛细血管量↑↓小管旁组织间液的静水压↓↓

Na+、H2O回漏↓而重吸收↑↓

Na+、H2O的重吸收率/滤过率＝65-70％二、神经和体液调节：（一）肾交感神经的作用：入球收缩>出球→肾小球血浆流量↓肾小球毛细血管血压↓→GFR↓近球细胞→肾素→血管紧张素、醛固酮→Na+水重吸收近球小管、髓袢细胞膜上α受体→Na+、Cl-

水重吸收

（二）体液因素1.血管升压素（抗利尿激素ADH）：（1）ADH合成、释放、作用：合成：下丘脑视上核神经元合成，储存于神经垂体释放：神经垂体释放入血作用：V2受体-增加远曲小管和集合管上皮细胞对水的通透性，增加水的重吸收，使尿量减少；V1受体-血管收缩，血压升高1、低渗液--髓袢粗段2、肾髓质高渗梯度3、ADH的作用--集合管Facultativewaterreabsorption（2）ADH分泌调节：1）血浆晶体渗透压的改变：大量出汗、严重呕吐、腹泻血浆晶体渗透压

ADH

尿量↓大量饮水血浆晶体渗透压

ADH

尿量（水利尿）尿崩症2）循环血量：循环血量

心房胸腔大V容量感受器中枢

ADH

水重吸收

尿量

牺牲渗透压保血压，渗透压为血压服务血压降、调定点降（2）ADH分泌调节：1）血浆晶体渗透压的改变：大量出汗、严重呕吐、腹泻血浆晶体渗透压

ADH

尿量↓大量饮水血浆晶体渗透压

ADH

尿量（水利尿）尿崩症2）循环血量：循环血量

心房胸腔大V容量感受器中枢

ADH

水重吸收

尿量

牺牲渗透压保血压，渗透压为血压服务血压降、调定点降（2）ADH分泌调节：1）血浆晶体渗透压的改变：大量出汗、严重呕吐、腹泻血浆晶体渗透压

ADH

尿量↓大量饮水血浆晶体渗透压

ADH

尿量（水利尿）尿崩症2）循环血量：循环血量

心房胸腔大V容量感受器中枢

ADH

水重吸收

尿量

牺牲渗透压保血压，渗透压为血压服务血压降、调定点降

醛固酮

产生部位：肾上腺皮质球状带合成、分泌，是盐皮质激素（1）生理作用：促进远曲小管、集合管对Na+

的重吸收。保钠，排钾，保水（2）分泌的调节：肾素—血管紧张素—醛固酮系统：血Na+、K+浓度：血Na+↓，血K+↑

醛固酮↑；

（三）肾素-血管紧张素-醛固酮系统远曲小管和集合管主细胞重吸收Na+和水，分泌K+闰细胞分泌H+阿米洛力图８－１７醛固酮诱导蛋白增加管腔膜上的钠离子通道增加线粒体ATP的生成增强钠泵活性，有利于K+的分泌和Na+的重吸收球外系膜细胞

球管反馈

4、肾素分泌的调节→→↓＋球旁器细胞分泌肾素↓血管紧张素I──→促Ad分泌和ADH释放、缩血管↓血管紧张素II─-→口渴、缩血管、促ADH+ACTH释放│↓│血管紧张素III───→缩血管＋＋↓↓＋血[K+]↑、[Na+]↓──→ACTH───────→↓

醛固酮↓远曲小管和集合管管周膜上Na--K+交换↑↓排K+保Na+保H2O

血压↓血容量↓肾A压↓血流量↓肾交感神经兴奋、NE、PG入球小动脉处牵张感受器兴奋GFR↓→NaCl↓→致密斑感受器兴奋肾上腺皮质球状带

4、肾素分泌的调节→→↓＋球旁器细胞分泌肾素↓血管紧张素I──→促Ad分泌和ADH释放、缩血管↓血管紧张素II─-→口渴、缩血管、促ADH+ACTH释放│↓│血管紧张素III───→缩血管＋＋↓↓＋血[K+]↑、[Na+]↓──→ACTH───────→↓

醛固酮↓远曲小管和集合管管周膜上Na--K+交换↑↓排K+保Na+保H2O

血压↓血容量↓肾A压↓血流量↓肾交感神经兴奋、NE、PG入球小动脉处牵张感受器兴奋GFR↓→NaCl↓→致密斑感受器兴奋肾上腺皮质球状带临床:

降压药－－－卡托普利-血管紧张素转化酶抑制剂肝硬化病人出现腹水、水肿时,