肾脏的排泄功能

肾脏的排泄功能第一节概述一、排泄的概念和途径排泄(excretion)是指机体将物质代谢的最终产物、进入机体内环境的异物和有害物质以及摄入的过剩物质，经血液循环通过一定途径排出体外的过程。

但是，未经体内代谢和血液循环的排出物如未被消化吸收的食物残渣，由大肠排出不属于排泄的范畴。

机体排泄的途径：【1】随呼吸排出CO2和少量水分；【2】由皮肤通过汗腺分泌汗液，排出一部分水分、尿素和盐类；【3】由消化道排出的主要是经肝代谢产生的胆色素和肠粘膜排出的无机盐（如钙、镁、铁等）；【4】由肾脏以尿液的形式排泄。

二、肾脏功能概述:(一)泌尿功能:①排除代谢终产物、过剩的电解质及进入体内的异物;②调节细胞外液量和血液的渗透压;③调节水、电解质和酸碱平衡。

少尿的定义24小时尿量少于400ml；每小时尿量少于15ml。多尿的定义24小时尿量大于2500ml。无尿的定义24小时尿量小于100ml。(二)内分泌功能:

肾素（renin）前列腺素（prostaglandin，PG）促红细胞生成素（erythropoietin，EPO）活性维生素D3［1，25-（OH）2-D3］功能：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具有强烈舒血管作用的前列腺素调节钙磷代谢的活性维生素D3

（一）肾单位（nephron）和集合管三、肾脏的功能解剖及血液循环特征一、肾的基本结构

Renalcorpusclenephron

Renaltubules肾单位肾小体肾小管肾小球肾小囊近曲小管降支粗段降支细段升支细段髓袢远曲小管升支粗段近球小管远球小管肾单位是肾脏结构和功能的基本单位。滤液(原尿)滤过肾小管集合管重吸收分泌与排泄终尿

Corticalnephron皮质肾单位Juxtamedullarynephron近髓肾单位两种肾单位比较皮质肾单位近髓肾单位数量多(85-90%)A口径少(10-15%)肾小球体积较大较小A入∶A出＝2∶1差异甚小出球小A后的毛细血管髓袢长度分布于皮质部的肾小管周围还形成U形的直小血管肾素含量短（只达外髓层）长（深入内髓层）多少主要功能尿液生成尿的浓缩和稀释（二）球旁器(近球小体):

（juxtaglomerularapparatus)主要分布在皮质肾单位

球旁（颗粒）细胞

Juxtaglomerularcells

是一种牵张感受器，能够分泌肾素致密斑Maculadensa

是钠离子浓度感受器球外系膜（间质）细胞Extraglomerularmesangialcells（三）集合管收集多个肾单位远曲小管的尿液，将尿液输送至肾盂。二、肾血液循环特征

characteristicofrenalcirculation1、血液供应极丰富：1200ml/min占心输出量的1/5~1/4左右。2、血液分布不均：皮质94%外髓5-6%内髓1%3、形成两套毛细血管网（一）肾的血供特点腹主动脉下腔静脉肾动脉肾静脉叶间动脉叶间静脉弓形动脉弓形静脉小叶间动脉小叶间静脉入球小动脉肾小球毛细血管网肾小管毛细血管网

出球小动脉‧肾小球毛细血管内血压较高，有利于肾小球的滤过作用。（2：1）‧肾小管周围毛细血管内的血压较低有利于肾小管的重吸收。

（二）肾血流量的调节1、自身调节（autoregulation)

使肾血流量与肾脏泌尿机能相适应。动脉血压:80-180mmHg,肾血流量相对恒定。肾血流GFR动脉血压(mmHg)血流量(ml/min/g肾重)“肌源学说”：动脉血压入球小动脉血管壁受到牵张刺激血管平滑肌紧张性血管口径血流阻力血流量肾血流量相对恒定动脉血压<80mmHg平滑肌已达舒张极限动脉血压>180mmHg平滑肌已达收缩极限80mmHg以下，180mmHg以上：肾血流量随动脉血压的变化而变化。肾交感N球旁细胞肾素血管紧张素肾血管收缩肾血流量NEE血管紧张素血管升压素前列腺素NO（+）（–）紧急情况下，通过神经体液的作用，肾血流量减少，全身血液重新分配，保证心、脑等器官的血供，“移缓济急”。在一般的血压变动范围内，肾脏依靠自身调节来保持肾血流量相对稳定，维持正常的泌尿机能；第二节尿的生成过程肾小球的滤过Glomerularfiltration肾小管和集合管的重吸收Tubularreabsorption肾小管和集合管的分泌排泄Tubularsecretion一、肾小球的滤过功能

Glomerularfiltration肾小球的滤过：指血液流过肾小球毛细血管时,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。滤过三要素:屏障、动力、阻力滤过的实验证据:肾小囊微穿刺抽取液体分析发现,除蛋白质外，所含的成分及其浓度与血浆基本一致,而且渗透压和pH值也与血浆近似。原尿(primaryurine)：肾小球滤液，除蛋白质含量极少外，其他成分与血浆基本一致，渗透压与酸碱度也相似,是血浆的超滤液。小管液(tubularfluid):进入肾小管的原尿。终尿(endurine)：小管液在流经肾小管和集合管时，经过肾小管和集合管的重吸收与分泌作用最终形成终尿。（一）肾小球滤过率与滤过分数1、肾小球滤过率（glomerularfiltrationrate,GFR)

单位时间内（min)两肾生成的超滤液量。1.73m2125ml/min

一昼夜超滤液量=180L2、滤过分数(filtrationfraction,FF)肾小球滤过率与肾血浆流量的比值。FF=GFR肾血浆流量=125660=0.19正常值:0.18~0.20表明:流经肾脏的血浆约1/5形成原尿。（二）滤过的结构基础（滤过膜）

1、滤过膜的组成

filtrationmembrane肾小球毛细血管内皮基膜肾小囊脏层上皮细胞

滤液(原尿)毛细血管内皮细胞基膜肾小囊内层上皮细胞裂孔窗孔1）机械屏障作用（mechanicalbarrier）滤过膜阻止分子量>70000、有效半径>4.2nm的大分子物质滤过。2）电学屏障作用（electricalbarrier）滤过膜的三层中，每层都有带负电的糖蛋白。阻止带负电的物质通过。2、滤过膜的通透性(permeability)（三）有效滤过压(effectivefiltrationpressure,EFP)EFP=动力–阻力EFP=（肾小球毛细血管压+囊内液胶体渗透压）

–（血浆胶体渗透压+肾小囊内压）EFP=肾小球毛细血管压

–（血浆胶体渗透压+肾小囊内压）毛细血管压glomerularcapillarypressure：(1)压力较高6.0kP(45mmHg)(2)入球端与出球端几乎相等囊内压capsularhydrostaticpressure:1.3kP(10mmHg)血浆胶体渗透压：plasmacolloidosmoticpressure入球端：3.3kP(25mmHg)出球端：4.7kP(35mmHg)入球端EFP=45–(25+10)=10(mmHg)出球端EFP=45–(35+10)=0在血液流经肾小球毛细血管时，不断生成滤过液，血浆蛋白浓度就会逐渐增加，血浆胶体渗透压也随之升高。因此，有效滤过压也逐渐下降。当有效滤过压下降到零时，就达到滤过平衡（filtrationequilibrium），滤过便停止了。（四）影响肾小球滤过的因素1、滤过膜（1）通透性permeability肾小球肾炎滤过膜结构受损机械屏障作用通透性红细胞进入滤液血尿带负电糖蛋白电学屏障作用通透性血浆白蛋白进入滤液蛋白尿（2）面积急性肾小球肾炎肾小球毛细血管口径血流量活动的肾小球数目滤过面积GFR尿量（少尿）2、有效滤过压effectivefiltrationpressure（1）肾小球毛细血管压glomerularcapillarypressure

全身动脉BP自身调节范畴内自身调节范畴外出、入球小动脉口径入球小动脉收缩出球小动脉收缩（2）囊内压hydrostaticpressureinBowman’scapsule（3）血浆胶体渗透压Plasmaoncoticpressureinglomerularcapillary快速大量静脉注射生理盐水血浆蛋白浓度相对血浆胶渗压EFPGFR尿量3、肾血浆流量renalplasmaflow主要影响滤过平衡的位置

●由图可见：沿着毛细血管全长，随着水和溶质的滤出，胶体渗透压渐↑→有效滤过压渐↓(=0时称滤过平衡)→滤过平衡的位置决定着毛细血管滤过的长度。

●由图可见：三条曲线分别代表不同肾血浆流量(RPF)时血浆胶体渗透压(COP)上升的斜率。曲线A:RPF小时→COP↑速度快曲线C:RPF大时→COP↑速度慢曲线B:≈正常RPF时COP↑速度结论：RPF快→COP↑速慢→滤过平衡位置近出球A端→GFR↑；反之则GFR↓。

二、肾小管与集合管的重吸收Reabsorptionofrenaltubuleandcollectingduct重吸收（reabsorption):小管液中的物质通过小管上皮细胞进入管周毛细血管血液的过程称为肾小管和集合管的重吸收。（一）肾小管与集合管的转运方式1、被动转运passivetransport2、主动转运

Activetransport原发性主动转运

Primaryactivetransport继发性主动转运

Secondaryactivetransport{各种物质重吸收部位部位水的重吸收近曲小管65-70%髓袢10%远曲小管10%集合管10-20%各种物质的重吸收全部：G,aa大部：67%水，Na+,K+,Cl-,85%HCO3-部分：硫酸盐，尿素，尿酸部分：Na+,Cl-，水部分：Na+,HCO3-，水部分：水，钠盐，尿素（二）几种主要物质的重吸收1、Na+的重吸收滤液中Na+

99％以上可以被重吸收近端小管重吸收的能力最大在近端小管的重吸收属于原发性主动重吸收(1)近球小管前半段：Na+的重吸收机制:Na+和葡萄糖同向转运H+-Na+交换

泵–漏模式(pump-leakmodel)紧密连接Na+Na+Na+Na+Cl–H2O回漏泵泵泵葡萄糖泵泵泵泵(back-leak)H+Na+(2)髓袢升支粗段：

“Na+:2Cl–:K+同向转运模式”

Na＋重吸收是主动转运，Cl-和K+是继发性主动转运。水不被重吸收(小管液低渗)。在尿液的浓缩与稀释机制中起重要作用

2、Cl-的重吸收Cl-的重吸收特点：Cl-的重吸收量和各段肾小管对Cl-的重吸收能力都与Na+的相似

除髓袢升支粗段为继发性主动重吸收外，其余皆为被动重吸收。同向转运体symporter在髓袢升支粗段的管腔膜上存在着一种能同时、同方向转运Na+、Cl－、K+的载体蛋白，称为同向转运体，其转运的比例为Na+∶2Cl－∶K+

速尿和利尿酸等利尿剂可抑制同向转运体，从而抑制了Na+、Cl－、K+的转运，使NaCl的重吸收受到抑制，从而干扰了尿的浓缩机制，导致利尿。

3、H2O的重吸收●重吸收机制:被动过程（渗透作用）。

●重吸收特点：

①类同Na+，具球-管平衡现象，即重吸收量始终为滤过量的65～70%（后述）。②近端小管对重吸收水的量与机体是否缺水无关，属于一种必然性重吸收

近端小管⑵特点:①重吸收量根据机体的需要而被调节，因此属调节性重吸收；②重吸收量对终尿量的影响很大。⑴机制:受抗利尿激素的调节

管腔膜有ADH调控的水通道(当ADH作用时，水通道便从胞浆镶嵌到管腔膜上)，调节水的重吸收。远曲小管和集合管

4、HCO3¯重吸收80~85%在近球小管重吸收以CO2的形式进行的5、K+的重吸收67%在近端小管重吸收。是一个主动过程。150mmol/L4mmol/L–4mV0mV是逆电化学梯度重吸收。机理？6、葡萄糖的重吸收在近端小管全部重吸收。

继发性主动重吸收。与Na+同向转运密切相关。近端小管对葡萄糖的重吸收有一定度。[血糖]>160~180mg%200-230mg/min尿中见糖

肾糖阈(renalglucosethreshold)：尿中不出现葡萄糖时的最高血糖浓度。Theplasmaleverofglucoseatwhichglucosefirstappearsintheurine.葡萄糖吸收极限量：约300mg%同向转运体的结合位点达饱和时葡萄糖吸收极限量男性：375mg/min女性：300mg/min三、肾小管和集合管的分泌与排泄分泌(secretion)：肾小管上皮细胞通过新陈代谢，将所产生的物质排入到小管液中去的过程。排泄(excretion)：肾小管上皮细胞将血液中某种物质直接排入到小管液中去的过程。1、H+的分泌（1）在近端小管通过H+–Na+交换分泌H+每分泌一个H+,即有一个NaHCO3重吸收回血液。H+的分泌是肾脏排酸保碱的过程。2、K+的分泌在远曲小管和集合管K+的分泌与Na+的主动重吸收有密切关系，是顺电化学梯度的被动过程。

3.NH3的分泌

小管上皮细胞内谷氨酰胺脱氨NH3(氨)脂溶性肾小管腔：NH3＋H+NH4+＋Cl-→NH4Cl单纯扩散脱氢酶4、其它物质的排泄肌酐、对氨基马尿酸、青霉素、酚红、大部分利尿药都能由肾小管排泄。四、影响肾小管和集合管转运的因素1、小管液中溶质的浓度★渗透性利尿（osmoticdiuresis）通过增加小管液溶质浓度和渗透压使尿量增多的方式糖尿病diabetes临床上使用甘露醇等可被肾小球滤过而不被肾小管重吸收的物质，利用它来提高小管液中溶质的浓度，借以达到利尿的目的。2、近球小管的球—管平衡现象

★球—管平衡（glomerulotubularbalance）在正常情况下，不论肾小球滤过率有何变化，近球小管对Na+、水的重吸收总是稳定在滤过率的65%-70%（定比重吸收），这一现象称为球-管平衡。“定比重吸收”(constantfractionreabsorption)与管周毛细血管血压和胶体渗透压的改变有关。意义：使尿中排出的溶质和水不致因肾小球滤过率的增减而大幅度变动。渗透性利尿和充血性心力衰竭时，球-管平衡被打乱。

第三节尿液的浓缩和稀释

Urineconcentrationanddilution一、何谓浓缩尿和稀释尿？尿液渗透压血浆渗透压(300mOsm/kgH2O)>浓缩尿<稀释尿=等渗尿正常情况下:不同程度浓缩尿饮水过多:不同程度稀释尿肾功能损害时:排出等渗尿二、尿液浓缩、稀释的过程和机制髓质高渗梯度↓ADHADH↑集合管对水通透性↓集合管对水重吸收↓低渗尿(尿稀释)集合管对水通透性↑集合管对水重吸收↑高渗尿(尿浓缩)(一)尿液浓缩和稀释的过程流经髓袢升支粗段后低渗的小管液(二)浓缩尿和稀释尿是如何形成的？1、肾髓质的高渗2、管壁对水具有通透性两个条件形成肾髓质高渗梯度的结构基础:

近髓肾单位的髓质部分有两套“U”形结构。

（1）髓袢的降支和升支

（2）“U”形直小血管髓质渗透压梯度的形成机制：各段肾小管对水、NaCl和尿素的通透性不同。逆流倍增作用

(countercurrentmultiplication)水NaCl尿素髓袢降支细段高度通透不易通透不易通透髓袢升支细段不通透高度通透中等通透髓袢升支粗段不易通透不易通透但主动重吸收不易通透远曲小管有ADH时易通透不易通透但主动重吸收不易通透集合管有ADH时易通透不易通透但主动重吸收外髓部不通透内髓部易通透表8-1髓袢、远曲小管和集合管的通透性H2O不通透低渗液高渗液甲乙丙逆流倍增模型ADH从全过程看：外髓部(主动)：髓袢升支粗段NaCl主动重吸收(始动)内髓部(被动)：内髓集合管顺浓度差扩散出的尿素（尿素的再循环）髓袢升支细段顺浓度差扩散出的NaCl4.肾髓质渗透压梯度的保持—逆流交换作用(countercurrentexchange)U形直小血管的作用ADH第四节肾脏泌尿功能的调节Regulationoftherenalfunction肾内自身调节神经调节—交感神经系统体液调节肾小管液中的溶质浓度球-管平衡抗利尿激素肾素-血管紧张素-醛固酮系统心房钠尿肽一、神经调节肾交感神经NE入、出球小动脉收缩GFR球旁细胞肾素近端小管髓袢NaClH2O重吸收二、体液调节(一)抗利尿激素(antidiuretichormone,ADH)血管升压素(argininevasopressin,AVP)1、分泌和作用下丘脑视上核室旁核分泌下丘脑-神经垂体束神经垂体(储存)释放入血远曲小管集合管内髓部集合管促进水重吸收促进NaCl重吸收加强尿素通透性髓袢升支粗段提高组织间液溶质浓度尿量尿液浓缩2.ADH的作用机制3、影响ADH分泌与释放的因素（1）血浆晶体渗透压的改变大量出汗严重呕吐腹泻机体失水血浆晶体渗透压ADH分泌释放肾脏重吸收水尿量保留体内水大量饮清水排出多余水（–）（–）osmorecepter

大量饮清水后尿量增多的现象，称为水利尿(waterdiuresis)。(2)循环血量的改变血量左心房受到牵张刺激容量感受器迷走传入冲动下丘脑-神经垂体系统ADH尿量体内水血量大失血（–）（–）（+）（–）（+）（–）(3)其他因素动脉血压颈动脉窦压力感受器窦神经传入冲动ADH尿量痛刺激情绪紧张血管紧张素Ⅱ弱冷刺激心房利尿肽ADH尿量下丘脑病变累及下丘脑-神经垂体系统ADH尿量(30~35L/日)“尿崩症”(二)肾素-血管紧张素-醛固酮系统(renin-angiotensin-aldosteronesystem)1、系统的组成肝脏血管紧张素原血管紧张素Ⅰ(10肽)血管紧张素Ⅱ(8肽)血管紧张素Ⅲ(7肽)

肾素(蛋白水解酶)球旁器中球旁细胞转换酶(肺组织)血管紧张素酶A肾上腺皮质球状带细胞醛固酮2、血管紧张素Ⅱ和醛固酮的作用血管紧张素Ⅱangiotensin刺激醛固酮的合成与分泌刺激近球小管对NaCl的重吸收刺激ADH的释放远曲小管和集合管的主细胞醛固酮aldosterone重吸收Na+排出K+“保Na+、保水、排K+”3、醛固酮的作用机理调节肾素分泌的因素(1)与两种感受器有关：入球小动脉处的牵张感受器致密斑感受器(2)交感神经和儿茶酚胺的作用4、影响醛固酮分泌的因素血管紧张素（Ⅱ、Ⅲ）血K+浓度血Na+浓度肾上腺皮质球状带醛固酮分泌肾素（三）心钠素(cardionatrin)心房钠尿肽(atrialnatriureticpeptide,ANP)心房肌细胞合成释放，28个氨基酸残基构成。心钠素抑制集合管重吸收NaCl入球小动脉舒张肾血浆流量GFR抑制肾素分泌抑制醛固酮分泌抑制ADH分泌体内细胞外液量调节水盐平衡作用：促进NaCl和水的排出第五节血浆清除率一、什么是血浆清除率(肾清除率)？(plasmaclearance)血浆清除率实验是一种衡量肾功能的方法。血浆清除率：指单位时间内，从肾脏排出某一物质的总量与血浆中该物质浓度的比值Cx=V·UxPx单位时间内所排出的尿量(V)尿中某一物质的浓度(Ux)血浆中所含这一物质的浓度(Px)PI=1mg/100mlV=1ml/minUI=125mg/100mlV·UI=1ml/min×125mg/100ml=1.25mg/min1mg100ml