生理学课件：8-第八章 肾的排泄功能

第八章

肾脏的排泄功能Chapter8ExcretoryFunctionoftheKidneys扁豆兄弟的故事排泄途经肾脏：机体主要的排泄器官

呼吸系统：CO2、H2O和一些挥发性物质消化系统：汞、铅，胆色素、钙、镁、铁等皮肤：不感蒸发、汗液（水、无机盐和尿素等）排泄(excretion):

机体将代谢终产物、进入机体过剩的物质和异物等经血液循环由相应途经排出体外的过程。血液透析血液净化/Soft/ShowSoft.asp第一节概述第二节肾小球的滤过功能第三节肾小管与集合管的重吸收和分泌功能第四节尿液的浓缩和稀释第五节尿生成的调节第六节血浆清除率第七节尿的排放

内容简介第一节概述尿液生成的部位/health-dictionary/nephron-function-kidney-definition.htm（一）肾单位（nephron）一、肾的结构特征肾脏基本的结构、功能单位，每肾约100万个。肾小体肾小管集合管（二）球旁器

(juxtaglomerularapparatus)组成：球旁细胞、球外系膜细胞、致密斑http://virtual.yosemite.cc.ca.us/rdroual/Lecture%20Notes/Unit%206/urinary_system%20Spring%202007%20with%20figures.htm肾素吞噬、收缩氯化钠Mesangialcells（二）球旁器

(juxtaglomerularapparatus)InterlobararteryInterlobarvein（一）肾的血液供应二、肾的血液循环的特点流经肾脏的血液1200ml/min（占心输出量？）；肾脏重量仅占体重1％。皮质94%

分布外髓5%～6%

内髓<1%（二）血流量大且血流分布不均匀二、肾的血液循环的特点肾脏供血很丰富：/detail/82844878

肾小球毛细血管网

血压高，与肾小球的滤过有关；

肾小管周围毛细血管网

血压低，胶体渗透压高，与肾小管的重吸收有关。（三）两套毛细血管网二、肾的血液循环的特点/bio/humananat/excretoryvocab.htm（四）肾血流量的自身调节概念：在没有外来神经支配的情况下，动脉血压在一定范围内变动时，肾血流量通过调节仍然保持相对恒定。入球小动脉阻力6.6713.320.026.7021肾容积流量（ml/min.g）肾血流量(RBF)肾小球滤过率(GFR)小管液流量变化影响GFR和肾血流量的现象。——肌源学说（入球小动脉平滑肌紧张性)——管-球反馈(Tubuloglomerularfeedback)

（致密斑小管液流量变化）意义：在安静情况下维持肾小球滤过率相对恒定。（四）肾血流量的自身调节机制：

肾交感神经兴奋→肾血管收缩→肾血流量↓

NE、VP、AT-Ⅱ、内皮素→肾血管收缩→肾血流量↓

NO、PG、缓激肽→肾血管舒张→肾血流量↑（五）肾血流量的神经和体液调节

只在失血、剧烈运动等紧急情况下起作用，使肾血流量与全身血液循环相配合，引起血液重新分配，保证心、脑、骨骼肌等器官血液供应。三、尿生成的基本过程肾小球的滤过肾小管与集合管的选择性重吸收肾小管与集合管的分泌入球小动脉肾小球Cap.第二节肾小球的滤过功能一、肾小球的滤过概念二、滤过膜三、有效滤过压四、肾小球滤过功能的评价五、影响肾小球滤过的因素一、肾小球的滤过成分血浆（%）原尿（%）终尿（%）水90-939995-97蛋白质7-9----------葡萄糖0.10.1-----尿素0.030.032尿酸0.0020.0020.05氯化物0.370.370.6钠0.320.320.35钾0.020.020.15氨0.00010.00010.14一、肾小球的滤过二、滤过膜（一）滤过膜的面积正常人体两肾全部肾小球毛细血管总面积≥1.5m，利于血浆的滤过。eg.急性肾小球肾炎外层中层内层水分子阳离子葡萄糖小分子阴离子白蛋白蛋白质（二）滤过膜的通透性1.物质分子的大小

r﹤2.0nm（分子量﹤1000）中性物质，eg葡萄糖自由滤过

r﹥4.2nm（分子量﹥70000）不能滤过

2.0﹤r﹤4.2nm滤过量∝1/半径(右旋糖酐)（二）滤过膜的通透性——机械屏障作用基膜、脏层为主

滤过膜的结构毛细血管内皮细胞层（-）：窗孔50－100nm

基膜层（-）：微纤维网孔4-8nm

肾小囊脏层足细胞足突层：滤过裂隙膜孔4-14nm（二）滤过膜的通透性机械屏障物质分子量有效半径（nm）滤过能力水180．101．0钠230．141．0尿素600．161．0葡萄糖1800．361．0蔗糖3420．441．0菊粉55001．480．98肌球蛋白170001．950．75卵白蛋白430002．850．22血红蛋白680003．250．03血浆白蛋白690003．55<0．01（二）滤过膜的通透性2.物质带电性质——电荷屏障3.6白蛋白

血管内皮细胞表面：唾液酸蛋白（负电荷）

基膜层：硫酸肝素和蛋白聚糖（负电荷）肾病综合征免疫介导炎性损害电学屏障，血浆白蛋白大量渗出，形成蛋白尿，导致低白蛋白血症和水肿。三、有效滤过压——滤过的动力。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。血浆胶体渗透压囊内压毛细血管血压入球小动脉出球小动脉Effectivefiltrationpressure有效滤过压囊内压10203040500毛细血管长度入球端出球端10020304050血压(mmHg)滤过平衡毛细血管血压胶体渗透压滤过平衡：有效滤过压下降为零四、肾小球滤过功能的评价肾小球滤过率(glomerularfiltrationrate,GFR)

单位时间（min)两肾生成的超滤液(原尿)量。

正常值：125ml/min滤过分数（filtrationfraction，FF)

肾小球滤过率与肾血浆流量的比值。

正常值：125/660×100%≈19%

⑵面积:⑴通透性机械屏障作用↓→血尿（如：肾炎时导致滤过膜孔、裂增大）静电屏障作用↓→蛋白尿（如：肾炎时带负电荷的糖蛋白减少或消失）急性肾炎→毛细血管腔狭窄或阻塞→

滤过面积↓→GFR↓→尿量↓

五、影响肾小球滤过的因素1.滤过膜的面积和通透性

1.滤过膜的面积和通透性2.有效滤过压①肾小球毛细血管血压（80-180mmHg）②血浆胶体渗透压③囊内压五、影响肾小球滤过的因素有效滤过压肾小球Cap.血压血浆胶体渗透压囊内压有效滤过压→GFR→尿量=––※如：大失血→交感N+、NE↑→Cap.收缩

高Bp病晚期→肾A入硬化而缩小如：快速大量输液→稀释胶渗压如：结石、肿瘤※※

五、影响肾小球滤过的因素1.滤过膜的面积和通透性2.有效滤过压①肾小球毛细血管血压②血浆胶体渗透压③囊内压3.肾血浆流量

滤过平衡有效滤过压囊内压毛细血管血压胶体渗透压10203040500毛细血管长度入球端出球端10020304050血压(mmHg)滤过平衡入球小动脉肾小球Cap.终尿分泌(secretion)重吸收(reabsorption)第三节肾小管与集合管的重吸收和分泌功能超滤液进入肾小管后，性质、成分改变，改称小管液(tubularfluid)转运途径肾小管和集合管的物质转运方式上皮细胞小管腔血管跨细胞细胞旁转运方式肾小管和集合管的物质转运方式上皮细胞小管腔血管被动转运(passivetransport)2.继发性主动转运1.原发性主动转运主动转运(activetransport)（一）Na＋、Cl-

和水的重吸收髓袢细段近曲小管髓袢降支粗段近端小管集合管远曲小管髓袢升支粗段肾小体肾小球肾小囊上皮细胞小管腔毛细血管Na+XNa+H+Na+K+XH2OH2O[Cl-]↑HCO3-1.近端小管中的重吸收（65-70％）前半段(跨细胞)（一）Na＋、Cl-

和水的重吸收后半段（细胞旁为主）1.近端小管中的重吸收（65-70％）（一）Na＋、Cl-

和水的重吸收上皮细胞小管腔毛细血管＋Cl-Cl-Na+Na+上皮细胞小管腔毛细血管H2ONaCl2.髓袢中的重吸收（

NaCl20％，H2O15％）

——

髓袢细段（一）Na＋、Cl-

和水的重吸收上皮细胞小管腔组织间隙Na+K+1Na+、1K+2Cl-2Cl-H2O＋K+Na+呋塞米——髓袢升支粗段2.髓袢中的重吸收（

NaCl20％，H2O15％）（一）Na＋、Cl-

和水的重吸收——髓袢升支粗段2.髓袢中的重吸收（

NaCl20％，H2O15％）（一）Na＋、Cl-

和水的重吸收上皮细胞小管腔组织间隙Na+K+Na+Cl-2Cl-H2O噻嗪类利尿剂3.远曲小管和集合管中的重吸收（

NaCl12％，H2O不定）远曲小管初段（一）Na＋、Cl-

和水的重吸收上皮细胞小管腔组织间隙Na+K+Na+主细胞闰细胞3.远曲小管和集合管中的重吸收（

NaCl12％，H2O不定）远曲小管后段和集合管（一）Na＋、Cl-

和水的重吸收K+Na＋主动转运Cl-被动转运H+H+HCO3-H2OCO2Cl-Cl-（二）HCO3

-的重吸收

重吸收HCO3

-，分泌H+

肾脏分泌NH3，回收HCO3

-

维持体内酸碱平衡上皮细胞小管腔毛细血管Na+H+（二）HCO3

-的重吸收近端小管80%-85%Na+HCO3-HCO3-H2CO3CO2CO2H2O+CAH2OCAH2CO3H+HCO3-

近端小管65－70％髓袢25－30％远端小管后半段和集合管(闰细胞)少量且受调节比例固定（三）K＋的重吸收重吸收分泌远端小管和集合管钾的分泌量——尿钾排出量上皮细胞小管腔毛细血管Na+K+Na+SGGluGluGGlu近端小管（前半段）100%（四）葡萄糖的重吸收肾糖阈(renalglucosethreshold)：

当血糖浓度达到180mg/100ml（即葡萄糖的滤过量达220mg/min）时，部分肾小管对Glu吸收已达极限，尿中开始出现葡萄糖，此时的血糖浓度为肾糖阈。葡萄糖的最大转运率(maximalrateoftransport,Tm)：血糖浓度升至300mg/100ml(375mg/min)时，全部肾小管对Glu吸收均已达极限。此时葡萄糖的滤过量即为Tm。（四）葡萄糖的重吸收二、肾小管和集合管的分泌功能H＋H＋K＋NH3H＋K＋NH3（一）H+的分泌近端小管上皮细胞小管腔毛细血管Na+H+Na+HCO3-Na+K+CO2HCO3-H2CO3CO2H2O+CAH2OCAH2CO3H+HCO3-（一）H+的分泌远端小管和集合管上皮细胞小管腔组织间隙闰细胞H+HCO3-H2OCO2CAH+H＋的缓冲剂：HPO42-NH3（二）NH+的分泌远曲小管和集合管上皮细胞小管腔组织间隙NH4+谷氨酰胺谷氨酸根NH4+a酮戊二酸NH3HCO3-NH3H++Cl－NH4Cl泌NH3与泌H+、HCO3-转运的关系肾脏分泌H+的50%由NH3缓冲※泌NH3与泌H+相互促进※泌NH3与泌H+促进HCO3-重吸收酸中毒H+→谷氨酰胺代谢→NH4+

、

NH3分泌→HCO3-重吸收（三）K＋的分泌远端小管集合管通透性高负电位K+通道Na+通道Na+-K+泵主细胞Na+-K+泵上皮细胞小管腔组织间隙不食也排多食多排少食少排第四节尿液的浓缩和稀释机体水过剩低渗尿机体水过剩高渗尿机体水不足低渗尿机体水不足高渗尿正常人尿液的渗透压的变动范围50-1200mOsm/L机体根据水代谢，适当改变水的排出量，改变尿液渗透压第四节尿液的浓缩和稀释机体水过剩低渗尿机体水不足高渗尿正常人尿液的渗透压的变动范围50-1200mOsm/L机体根据水代谢，适当改变水的排出量，改变尿液渗透压一、尿液浓缩与稀释的机制（一）逆流倍增与逆流交换的概念（二）髓袢的结构、功能特点及髓质渗透压梯度（三）肾髓质渗透压梯度的形成（四）髓质渗透压梯度与尿液浓缩和稀释的关系（五）肾髓质高渗梯度的维持逆流系统1001030706050204080逆流交换NaClNaCl溶液逆流倍增（一）逆流倍增与逆流交换的概念（二）髓袢的结构、功能特点及髓质渗透压梯度

髓袢的结构及功能特点超滤液髓袢降支U形直小血管升支髓袢升支U形直小血管降支集合管远曲小管血液Urea（二）髓袢的结构、功能特点及髓质渗透压梯度/Photo/sl/dissection/urinarysystem/Index.html

肾髓质渗透压梯度外髓内髓皮质H2O尿素尿素尿素浓缩H2ONa＋Cl-Na＋Cl-Na＋Cl-Na＋Cl-尿素（三）肾髓质渗透压梯度的形成H2OH2ONa＋Na＋Na＋UreaUreaNaCl内髓皮质外髓H2OH2OH2O问题：1.形成肾髓质高渗梯度的物质：外髓：内髓：NaCl+尿素NaCl2.形成肾髓质高渗梯度的决定因素：逆流倍增

肾髓质高渗梯度是尿液浓缩的先决条件（四）髓质渗透压梯度与尿液浓缩和稀释的关系

ADH是决定尿液浓缩或稀释的关键因素尿液稀释H2OH2ONa＋Na＋Na＋UreaUreaNaCl内髓皮质外髓H2OH2OH2OADHH2OH2OH2OH2OH2O尿液浓缩水出钠进水进钠出

——直小血管的逆流交换（五）肾髓质高渗梯度的维持300mOsm/kg·H2ONaClH2O1200mOsm/kg·H2O300mOsm/kg·H2ONaClH2O1200mOsm/kg·H2O第五节尿生成的调节一、肾内自身调节二、神经体液调节二、神经调节——肾交感神经一、肾内自身调节小管液中溶质的浓度球-管平衡(glomerulotubularbalance)三、体液调节抗利尿激素(antidiuretichormone，ADH)醛固酮(aldosterone)心房钠尿肽（atrialnatriureticpeptide，ANP)一、肾内自身调节（一）小管液中溶质的浓度

——渗透性利尿（osmoticdiuresis）

小管液中溶质所产生渗透压是对抗肾小管重吸收的力量，可以妨碍水分和NaCl等溶质的重吸收，使得尿量增加。

如糖尿病病人的多尿；临床经常使用利尿剂：如甘露醇、山梨醇。一、肾内自身调节（二）球-管平衡机制：肾小管周围毛细血管内血浆胶体渗透压变化。意义：使尿中排出的钠和水不会随肾小球滤过率的增减而出现大幅度的变化，保持尿量和尿钠的相对稳定。125ml/min87.5ml/min37.5ml/min150ml/min105ml/min45ml/min100ml/min70ml/min30ml/minGFR近端小管重吸收远端部分的量概念：不论肾小球滤过率是增是减，近端小管的重吸收量总是占肾小球滤过率的65～70%。也叫定比重吸收。二、神经调节

肾交感神经的作用：

1、入球小动脉和出球小动脉血管平滑肌收缩

2、促进球旁细胞释放肾素→AT-Ⅱ、醛固酮↑→Na+重吸收

3、促进近端小管和髓袢对NaCl、H2O的重吸收2.生理作用：

远端小管和集合管对水的通透性↑,水分重吸收↑,使尿量↓（一）抗利尿激素（antidiuretichormone,ADH)

血管升压素（vasopressin,VP）V1受体（血管）V2受体（远端小管后段、集合管）三、体液调节1.合成、释放部位:九肽激素下丘脑视上核和室旁核神经元合成，神经垂体储存、释放。髓袢升支粗段对NaCl重吸收↑,内髓部集合管对尿素的通透性↑3.机制：第二信使学说，增加水通道数目。上皮细胞小管腔组织间隙ACATPcAMPProteinkinasePhosphoproteinH2OH2OH2OH2O4.ADH分泌的调节下丘脑前部室周器——

渗透压感受器血浆晶体渗透压

→(

)渗透压感受器→ADH分泌

(NaCl

)水利尿(waterdiuresis)：一次饮用大量清水后尿量增多的现象。（1）血浆晶体渗透压：（大量出汗、呕吐、腹泻等）↑↑↑+（大量饮清水）↓↓↓-一次饮1升清水或饮1升等渗盐水(0.9%NaCl溶液)后的利尿率饮清水饮等渗盐水（1）血浆晶体渗透压：下丘脑AV3V——渗透压感受器

（2）血容量和血压：心肺感受器、动脉压力感受器敏感性低：血容量和血压降低5～10％循环血量↓→(-)心肺感受器→(+)ADH释放动脉血压↓→(-)压力感受器→(+)ADH释放ADH4.ADH分泌的调节（1）血浆晶体渗透压：下丘脑AV3V——渗透压感受器

（2）血容量和血压：心肺感受器、动脉压力感受器

（3）其他:+:恶心、疼痛、应激、低血糖；吗啡

-:乙醇4.ADH分泌的调节

2.生理作用：促进远曲小管和集合管对对Na＋、H2O

的重吸收和K＋的排出，即保钠保水排钾。（二）醛固酮1.合成释放部位：肾上腺皮质球状带，属类固醇激素。3.作用机制：基因调节机制，醛固酮诱导蛋白质合成。

上皮细胞小管腔组织间隙Na+K+ATPNa+蛋白质mRNA（二）醛固酮1）肾素－血管紧张素－醛固酮系统4.分泌的调节循环血量↓等适宜刺激AngⅠAngⅡ醛固酮肾素ACEAngⅢ(1)肾内机制

①牵张感受器—入球小动脉壁的牵张程度②致密斑—流经该处小管液的钠含量肾素分泌的调节(3)体液机制

—E和NE、肾内PGE2和PGI2均可刺激球旁细胞释放肾素。

(2)神经机制

—肾交感神经兴奋-β受体-肾素释放量增加。2）血K+和血Na+的浓度血[K+]↑血[Na+]↓醛固酮合成分泌↑（保Na+排K+）血[K+]↓血[Na+]↑→4.分泌的调节→醛固酮的分泌对血K+浓度升高很敏感。（三）心房钠尿肽（atrialnatriureticpeptide，ANP）

部位：心房肌细胞合成释放的肽类激素作用：利尿、利钠、扩血管、降压机制：入球小动脉舒张→GFR↑集合管上皮细胞顶端膜Na＋通道减少→NaCl重吸收↓抑制肾素分泌，使ANGⅡ减少抑制醛固酮