第八章尿的生成和排出

第八章尿的生成和排出FormationandExcretionofUrine汪鹏生理教研室stockerm@版权所有：广医生理教研室许小洋肾脏的功能:(一)泌尿:①排出代谢终产物及进入体内的异物;③调节水和电解质平衡，调节体液渗透压、体液量和电解质浓度；②调节酸碱平衡。＊尿液生成：肾小球滤过、肾小管和集合管的重吸收及分泌三过程(二)内分泌:①肾素：调节血容量和血压;②促红细胞生成素：刺激骨髓造血;③1α-羟化酶：25-羟维生素D3转化成1,25-二羟维生素D3。

④前列腺素、激肽等。版权所有：广医生理教研室许小洋第一节肾的功能解剖和肾血流量版权所有：广医生理教研室许小洋一、肾的功能解剖(一)肾单位的构成

肾小体近端小管髓袢细段远端小管肾小管肾单位nephron肾小球肾小囊近曲小管髓袢降支粗段髓袢降支细段髓袢升支细段髓袢升支粗段远曲小管版权所有：广医生理教研室许小洋皮质肾单位和近髓肾单位示意图

版权所有：广医生理教研室许小洋两种肾单位的比较

皮质肾单位

近髓肾单位分布皮质外2/3皮质内1/3

肾小球体积小大髓袢短(只达外髓)长(达内髓)数量85%-90%10%-15%

入球A口径＞出球A入球A口径≤出球A出球A分支成cap后分布在皮质肾小管周围U型直小血管缠绕髓袢周围生理机能

含肾素颗粒多含肾素颗粒少

血流量大,占94%血流量少,仅占6%(外髓5%,内髓<1%)与尿滤过功能有关与尿浓缩有关出球A分支成cap后分布在近曲小管周围血液循环版权所有：广医生理教研室许小洋

(二)球旁器

(juxtaglomerularapparatus)1.颗粒细胞(球旁细胞)

(juxtaglomerularcells)

内含分泌颗粒,分泌肾素●对牵张刺激敏感≈感受器

●肾交感神经支配

2.致密斑(maculadensa)感受小管液中NaCl含量的变化，调节肾素的释放

3.球外系膜细胞(extraglomerularmesangialcells)具有吞噬、收缩功能版权所有：广医生理教研室许小洋(三)滤过膜的构成内层:毛细血管内皮细胞中间层:非细胞性基膜外层:肾小囊脏层足细胞-窗孔，70-90nm，带负电，小分子溶质及小分子蛋白质能通过，RC不能通过。由基质和带负电蛋白质构成，有网孔(2-8nm)。决定可滤过分子的大小,是阻碍血浆蛋白滤过的主要屏障。足细胞的足突之间构成滤过裂隙膜，膜上有小孔(slitpores,4-11nm)。滤过膜的最后一道屏障。含nephrin，防止蛋白质漏出。版权所有：广医生理教研室许小洋两肾全部肾小球毛细血管总面积达1.5m2以上不同物质通过肾小球滤过膜的能力取决于被滤过物质的大小及其所带的电荷

＜2.0nm能自由通过

Ⅰ.有效半径

＞4.2nm完全不能通过

2.0-4.2nm能部分通过

Ⅱ.分子量＜69000单体可通过

Ⅲ.被滤过物质所带电荷:带正电荷易被滤过带负电荷较难被滤过在某些病理情况下负电荷减少或消失，使带负电荷的血浆白蛋白可以被滤过，出现蛋白尿或白蛋白尿。版权所有：广医生理教研室许小洋王小丫慢性肾炎版权所有：广医生理教研室许小洋管型尿版权所有：广医生理教研室许小洋管型尿版权所有：广医生理教研室许小洋肾炎患者导致的眼睑浮肿版权所有：广医生理教研室许小洋血尿（酸性尿呈棕红色，中性或碱性尿呈鲜红或洗肉水样）版权所有：广医生理教研室许小洋(四)、肾脏的神经支配和血管分布

肾交感神经支配脊髓胸12~腰2中间外侧柱节前纤维腹腔神经节节后纤维肾动脉肾小管球旁细胞递质:NE调节肾血流量、肾小球滤过率、肾小管的重吸收和肾素释放。版权所有：广医生理教研室许小洋肾脏血管分布的特点:有两套相互串联的毛细血管网：(1)肾小球毛细血管网：

压力高利于肾小管的重吸收而生成终尿利于肾小球的滤过而生成原尿(2)肾小管周围毛细血管网：压力低版权所有：广医生理教研室许小洋

二、肾血流量的特点及其调节

肾脏的血液供应特点：1、血流量大：相当于心输出量的1/4-1/52、分布不均匀：皮质94%，外髓5%，内髓1%3、两次形成毛细血管网版权所有：广医生理教研室许小洋(一)肾血流量的自身调节(autoregulation)

在80-180mmHg范围内，肾血流量能保持相对稳定机制：①肌源性学说②管-球反馈版权所有：广医生理教研室许小洋在可调节的范围内,肾动脉压↑→入球小动脉平滑肌紧张性↑而收缩→血流阻力↑→肾血流量保持稳定。

1、肌源性机制：

≤80mmHg时,管径舒张已达极限，≥180mmHg时,则收缩已达极限,以上两者都将丧失调节血流量稳定的能力。肾动脉压版权所有：广医生理教研室许小洋1.使肾血流量与泌尿机能相适应；2.使GFR不会因血压波动而改变；3.有利于维持肾小球滤过率的相对稳定.

生理意义：版权所有：广医生理教研室许小洋2、管-球反馈(tubuloglomerularfeedback，TGF)当肾血流量和肾小球滤过率↑→致密斑感受到远曲小管液流量↑，Na+、K+、Cl-↑→致密斑将此信息反馈至肾小球→使入、出球小动脉收缩，肾血流量和肾小球滤过率恢复。版权所有：广医生理教研室许小洋（二）肾血流量的神经和体液调节1.肾交感神经兴奋时，肾血管收缩，肾血流量减少。2.肾交感神经活动减弱时，肾血管舒张，肾血流量增加。3.AD、NE、ANGII、血管升压素、腺苷也能引起肾血管收缩。4.前列腺素、Ach、NO、心房利尿钠肽、缓激肽则可舒张肾血管。版权所有：广医生理教研室许小洋第二节肾小球的滤过功能尿生成的过程：肾小球的滤过、肾小管和集合管的重吸收及分泌版权所有：广医生理教研室许小洋微穿刺实验证明，肾小球滤过液是血浆的超滤液版权所有：广医生理教研室许小洋衡量肾小球滤过速率的指标肾小球滤过率1.肾小球滤过率(glomerularfiltrationrate,GFR)GFR=单位时间内(每分钟)两肾生成的原尿(超滤液)量

正常成人GFR为125ml/min,即180L/d。2.滤过分数(filtrationcoefficient)：肾小球滤过率和肾血浆流量的比值称为滤过分数。

例如,滤过分数为：125/660×100%=19%表明，流经肾的血浆约有19%成为滤过液进入肾囊腔中。3.滤过率的大小取决于：有效滤过压和滤过系数版权所有：广医生理教研室许小洋一、有效滤过压(effectivefiltrationpressure)滤过动力：有效滤过压当有效滤过压＝0时，即达到滤过平衡。版权所有：广医生理教研室许小洋肾小球毛细血管血压，胶体渗透压和囊内压对肾小球滤过率的影响版权所有：广医生理教研室许小洋二、影响肾小球滤过的因素有效滤过压、滤过系数和滤过平衡的血管长度1.肾小球毛细血管血压

动脉血压﹤80mmHg→滤过↓→尿少

动脉血压40-50mmHg→滤过为0→无尿2.囊内压

输尿管阻塞→囊内压↑→滤过↓→尿少3.血浆胶体渗透压

大量注射生理盐水→血浆胶渗压↓→滤过↑→尿多4.肾血浆流量－影响滤过平衡点

中毒性休克→交感神经兴奋→肾血浆流量↓→血浆胶体渗透压上升↑→有效滤过率↓→滤过↓→尿少5.滤过系数(filtrationcoefficient,Kf＝有效通透系数×面积)

急性肾小球肾炎→肾小球毛细血管阻塞→滤过面积↓→滤过↓→尿少

肾病→滤过膜糖蛋白↓→血浆蛋白滤过↑→蛋白尿版权所有：广医生理教研室许小洋第三节肾小管和集合管的物质转运功能超滤液中的水分99%被重吸收（180L→1.5L）一、肾小管和集合管中物质转运的方式（一）被动转运：扩散、渗透、易化扩散、溶剂拖曳。（二）主动转运：1、原发性主动转运：钠钾泵、氢泵、钙泵2、继发性主动转运：

同向转运：Na＋-葡萄糖、Na＋-氨基酸，Na＋-K＋-2Cl-

逆向转运：Na＋-H＋、Na＋-K＋3、入胞（三）物质通过肾小管上皮转运的途径：1、跨细胞转运途径——包含两个步骤2、细胞旁路转运途径

版权所有：广医生理教研室许小洋二、肾小管和集合管中各种物质的重吸收和分泌1、近端小管：70%被重吸收近端小管前半段－跨细胞转运途径（2/3）

Na+:Na+-H+交换、Na+-X同向转运；

动力:上皮细胞基底侧膜上的Na+泵。

水：因渗透梯度进入细胞间隙，并与Na+进入毛细血管(静水压升高所致)。

H2OCl-(一)、Na+、Cl-和水的重吸收+HCO3-H2CO3版权所有：广医生理教研室许小洋近端小管后半段－细胞旁路途径（1/3）Cl-↑约20-40%，顺浓度差进入细胞间隙，使Na+顺电势差进入。Na+-H+交换、Cl--HCO3-逆向转运，基底侧膜上K+-Cl-同向转运体。水顺渗透梯度进入细胞间隙(跨细胞和细胞旁路)近端小管为等渗重吸收Cl-H2CO3Cl-Na+Cl-K+HCO3-主要途径版权所有：广医生理教研室许小洋2、髓袢：20%NaCl、15%水被重吸收20髓袢降支：只对水通透，使渗透压逐渐升高髓袢升支：对水不通透升支细段：对Na+、Cl-通透，NaCl扩散进入组织间液。升支粗段：NaCl主动重吸收，是其在髓袢重吸收的主要部位。版权所有：广医生理教研室许小洋机制：

Na+-K+-2Cl-同向转运呋塞米利尿酸丁尿酸Na+顺电化学梯度进入细胞，同时将二者一同转运。K+扩散至管腔使小管液呈正电位，促进其它正离子重吸收水不被重吸收，渗透压逐渐降低版权所有：广医生理教研室许小洋3、远端小管和集合管：12%NaCl、不同量的水

(重吸收量视机体水盐平衡状况进行调节)远曲小管始段：对水不通透，NaCl逆化学梯度(主动转运)吸收：Na+-Cl-同向转运体，Na+泵噻嗪类版权所有：广医生理教研室许小洋远曲小管后段和集合管：氨氯吡咪氨苯喋啶安体舒通依普利酮主细胞主细胞：

Na+泵、Na+通道Na+重吸收造成管腔负电位，使Cl-重吸收(细胞旁路)、K+分泌入管腔。闰细胞：泌H+水的重吸收：与水孔蛋白(AQP，受ADH控制)有关Cl-版权所有：广医生理教研室许小洋(二)、HCO3-的重吸收和H+的分泌量：HCO3-大部分被重吸收机制：CO2形式，同H+、氨分泌密切关联意义：对调节机体酸碱平衡起重要作用1.近端小管80%和髓袢：乙酰唑胺-版权所有：广医生理教研室许小洋2.远端小管和集合管：两种主动泌H+机制H+小管腔闰细胞H+HCO3-K+Cl-细胞间隙HCO3-H+-K+ATP酶H2CO3H2O+CO2H+-ATP酶CO2+H2OH2CO3H++HCO3-CACA注：H+还可与HPO42-、NH3反应；管腔pH↓，泌H+↓；CA-pH↓时活性↑HCO3-版权所有：广医生理教研室许小洋(三)、NH3的分泌与H+、HCO3-转运的关系NH3+H+NH4+NH3+H+NH4+NH4+Na+NH4+小管腔细胞+NaClNH4Cl+Na+HCO3-H2CO3H+集合管分泌NH3，促进1个H+分泌，1个NaHCO3吸收入血Na+HCO3-集合管以此为主谷氨酰胺2NH4++2HCO3-谷氨酰胺酶版权所有：广医生理教研室许小洋(四)、K+的重吸收和分泌●小管液中65-70%K+在近端小管，25%-30%在髓袢重吸收；决定尿K+排出量最重要的因素是K+在远曲小管和集合管的分泌量（可调节）。●K+的重吸收（闰细胞）是主动转运过程，机制不甚明了。●远曲小管和集合管分泌K+主要是由主细胞完成（机制见下图）版权所有：广医生理教研室许小洋主细胞氨氯吡咪氨苯喋啶安体舒通依普利酮主细胞：Na+泵、Na+、K+通道Na+重吸收造成管腔负电位，使Cl-重吸收(细胞旁路)、K+分泌入管腔。Na+泵的作用使细胞内K+浓度升高版权所有：广医生理教研室许小洋影响主细胞泌K+的因素促进因素：细胞外液钾浓度升高醛固酮分泌增加，小管液流量增加

机制：刺激Na+-K+-ATP酶、刺激K+通道通透性、刺激醛固酮分泌抑制因素：酸中毒，细胞外液钾浓度降低小管液流量降低版权所有：广医生理教研室许小洋（五）钙的重吸收和排泄70%在近端小管，20%在髓袢，9%在远曲小管和集合管被重吸收，少于1%被排泄。近端小管80%—溶剂拖曳(细胞旁路)；20%—跨细胞途径髓袢升粗段—被动、主动重吸收远曲小管和集合管—主动重吸收(跨细胞途径)影响因素：PTH、血磷浓度、细胞外液量、血浆pH值版权所有：广医生理教研室许小洋（六）葡萄糖和氨基酸的重吸收●100%葡萄糖被重吸收，部位仅限于近端小管，尤其是其前半段；●是一种继发性主动转运；●近端小管对葡萄糖的重吸收有一定限度

当血糖浓度达180mg/100ml时，有一部分肾小管对葡萄糖的吸收已达极限，尿中开始出现葡萄糖，此时的血浆葡萄糖浓度为肾糖阈。氨基酸的重吸收与葡萄糖相似版权所有：广医生理教研室许小洋第四节尿液的浓缩和稀释●尿液的浓缩和稀释是根据尿渗透压与血浆渗透压（一般为300mOsm）相比较而确定的；●正常人尿液(1.5L/d)的渗透压变动在50-1200mOsm之间;机体缺水小管液中水被重吸收

尿量

，排高渗尿尿浓缩大量饮水小管液中水不易被重吸收

尿量

，排低渗尿尿稀释版权所有：广医生理教研室许小洋●尿液浓缩稀释部位、动力及调节因素

1．部位：远曲小管、集合管2．水重吸收动力：肾髓质的高渗梯度3．调节因素：ADH●如果不管机体缺水或水过剩，尿渗透压＝血浆渗透压，称为等渗尿，表明尿的浓缩和稀释功能减退。

版权所有：广医生理教研室许小洋ADH

一、尿液的稀释大量饮水不受肾髓质组织液本身高渗梯度影响远曲小管、集合管对H2O通透性

H2O的重吸收有动力但无通透性小管液中水不被重吸收尿量

，排低渗尿尿稀释版权所有：广医生理教研室许小洋机体缺水ADH

远曲小管、集合管对H2O通透性

H2O的重吸收既有通透性又有动力小管液中水被重吸收

尿量

，排高渗尿尿浓缩

肾髓质组织液本身存在高渗梯度

二、尿液的浓缩版权所有：广医生理教研室许小洋肾髓质组织液高渗梯度形成的过程及机制逆流倍增模型NaClH2O版权所有：广医生理教研室许小洋（一）外髓组织液高渗梯度的形成（二）内髓组织液高渗梯度的形成1．NaCl被动重吸收（髓袢升支细段）2．尿素的再循环NaCl主动重吸收（髓袢升支粗段）肾髓质组织液高渗梯度形成的过程及机制版权所有：广医生理教研室许小洋三、直小血管在维持肾髓质高渗中的作用直小血管壁对水和溶质都高度通透性直小血管逆流交换作用维持肾髓质组织液高渗梯度直小血管仅将髓质中多余的溶质和水带回血液循环(受血流量影响)版权所有：广医生理教研室许小洋进入集合管的尿液是低渗或等渗尿髓质高渗是水重吸收的动力水重吸收的量取决于远曲小管和集合管对水的通透性版权所有：广医生理教研室许小洋第五节尿生成的调节机体对尿生成的调节是通过对滤过和重吸收、分泌的调节来实现的，包括神经、体液和自身调节

滤过的调节见前文，以下仅讨论重吸收和分泌的调节版权所有：广医生理教研室许小洋一、肾内自身调节（一）小管液中溶质浓度溶质浓度↑渗透压↑水、NaCl的重吸收↓

利尿属渗透性利尿：葡萄糖、甘露醇等（二）球管平衡(glomerulotubularbalance)定义：是指不论肾小球滤过率增大或减小，近端小管都是定比重吸收，其重吸收率始终为肾小球滤过率的65-70%左右。生理意义：使尿中排出的溶质和水不致因肾小球滤过率的增减而出现大幅度的变动。版权所有：广医生理教研室许小洋机制:与管周毛细血管血压和胶体渗透压的改变有关。球-管平衡在某些情况下可能被打乱:＊渗透性利尿重吸收百分率小于65-67%；＊充血性心力衰竭因肾灌注和血流量下降，出球小动脉发生代偿性收缩，滤过率维持但滤过分数变大，管周毛细血管血压下降，胶体渗透压升高，重吸收百分率将超过65-67%，导致水肿。版权所有：广医生理教研室许小洋二、神经和体液调节(一)肾交感神经的作用

1、肾