尿的生成和排出医学生理学

关于尿的生成和排出医学生理学肾脏的功能排泄代谢产物和摄入体内的异物调节体内水和电解质的平衡调节酸碱平衡调节动脉血压肾脏的内分泌功能糖原异生作用第2页,共80页，2024年2月25日，星期天肌体的排泄途径第3页,共80页，2024年2月25日，星期天第一节肾脏的功能解剖第4页,共80页，2024年2月25日，星期天一、肾单位一）、肾单位的组成和功能第5页,共80页，2024年2月25日，星期天二）近髓肾单位和皮质肾单位皮质肾单位近髓肾单位肾单位数量多85%~90%少肾小球分布皮质外1/3~2/3皮质内1/3出球小动脉特点一支,分布于远端和近端肾小管周围

一支同前一支U形直小血管髓襻长度短(到外髓）长（进内髓）球旁器有无肾素颗粒多少交感神经入球小动脉出球小动脉血流量多90%少功能特点原尿的形成和肾素分泌尿的浓缩和稀释第6页,共80页，2024年2月25日，星期天三）滤过膜的结构EndothelialcellBasementmembranepodocyte滤过屏障filtrationbarrrier第7页,共80页，2024年2月25日，星期天滤过系数：filtrationcoefficient通透性滤过面积分子大小分子所带的电荷第8页,共80页，2024年2月25日，星期天二、集合管皮质集合管外髓部集合管内髓部集合管第9页,共80页，2024年2月25日，星期天三、近球小体

juxtaglomerularapparatus组成管球反馈tubulo-glomerularfeedback第10页,共80页，2024年2月25日，星期天四、肾的神经支配交感神经入球小动脉出球小动脉肾小管

颗粒细胞（近球细胞）肾素分泌重吸收肾血流量和滤过率滤过一）从中枢到肾的传出神经第11页,共80页，2024年2月25日，星期天二）肾的传入神经机械刺激化学刺激传入纤维神经中枢肾-肾反射

renorenalreflex

第12页,共80页，2024年2月25日，星期天第二节肾脏功能的研究方法一、肾清除率的测定一）肾清除率的定义Cx=UxPx*VCx:物质x的清除率Ux：物质x在尿液中的浓度Px：物质x在血浆中的浓度V：尿量第13页,共80页，2024年2月25日，星期天二）用肾清除率测定肾小球滤过率条件：不与血浆蛋白结合,能自由滤过肾小球在肾小管中不被合成和分解在肾小管中不被重吸收和分泌在体内不能生成,不被破坏,无生理功能能准确测定其血浆浓度和尿浓度标准物－－菊糖inulinGlomerularfiltrationrate,GFR第14页,共80页，2024年2月25日，星期天三）用肾清除率方法测定肾血浆流量和推算肾血流量条件：一次循环，把血浆中的某种物质清除即只有滤过和分泌，没有重吸收标准物--对氨基马尿酸PAH肾血浆流量renalplasmaflow,RPF=CPAH肾血流量renalbloodflow,RBF=CPAH/(1-红细胞比容）第15页,共80页，2024年2月25日，星期天四）用清除率方法推测肾小管功能CX>CInCX<CIn净分泌净重吸收五）自由水清除率freewaterclearance无溶质水自由水清除率的意义自由水清除率的计算CH20=V-COSMCOSM=UOSM*V/POSM第16页,共80页，2024年2月25日，星期天二、微穿刺和微灌注技术微穿刺--收集肾小管内液体，测定小管液流量和物质成分比较不同段小管液成分的差异微灌注--判断某段肾小管的物质转运功能三、细胞内微电极记录四、膜片箝五、分子生物学技术第17页,共80页，2024年2月25日，星期天第三节肾小球的滤过功能超滤肾小球滤过率glomerularfiltrationrate,GFR正常值125ml/min,180L/day滤过分数

filtrationfraction,FF=----------------------------肾小球滤过率(GFR)肾血浆流量(RPF)正常值15~20%第18页,共80页，2024年2月25日，星期天一、决定肾小球滤过的因素一）有效滤过压effectivefiltrationpressure1.跨毛细血管静水压差毛细血管血压肾小囊内压2.跨毛细血管胶体渗透压差毛细血管血浆胶体渗透压肾小囊内液体的胶体渗透压=0第19页,共80页，2024年2月25日，星期天有效滤过压=毛细血管血压-肾小囊内压-血浆胶体渗透压毛细血管血压-肾小囊内压肾血浆流量增大滤过平衡第20页,共80页，2024年2月25日，星期天二）滤过系数filtrationcoefficient,Kf滤过膜的通透性滤过膜的面积三）各种因素的改变对肾小球滤过率的影响GFR=滤过系数*有效滤过压1.肾小球血浆流量2.滤过系数3.有效滤过压第21页,共80页，2024年2月25日，星期天肾小球血浆流量影响因素GFR滤过系数孔径负电荷滤过面积有效滤过压毛细血管血压肾小囊内压血浆胶体渗透压入球小动脉出球小动脉(<80mmHg)蛋白尿血尿收缩收缩双向,先升后降第22页,共80页，2024年2月25日，星期天二、肾血流量和肾小球滤过率的自身调节第23页,共80页，2024年2月25日，星期天一）肌源性机制myogenicmechanism动脉压下降,循环血量减少入球小动脉壁张力血管平滑肌舒张入球小动脉阻力毛细血管血压肾小球血流量维持相对恒定GFR维持稳定第24页,共80页，2024年2月25日，星期天二）管球反馈tubulo-glomerularfeedback,TGF肾小管中Na,Cl,K致密斑系膜细胞收缩入球小动脉收缩出球小动脉收缩滤过面积下降

血流量下降毛细血管血压下降滤过下降第25页,共80页，2024年2月25日，星期天三、肾血流量和肾小球滤过率的神经体液调节一）神经调节入球小动脉出球小动脉肾血流量和滤过率滤过交感神经二）体液调节1.血管紧张素IIangiotensinII第26页,共80页，2024年2月25日，星期天ANGII低浓度出球小动脉GFR变化不显著ANGII高浓度入球小动脉GFR下降2.前列腺素前列腺素E2前列环素小动脉舒张系膜细胞收缩RBF增加Kf下降第27页,共80页，2024年2月25日，星期天3.NO4.内皮素endothelin5.缓激肽bradykinin6.心房钠尿肽ANP入球和出球小动脉舒张入球和出球小动脉收缩舒血管，刺激NO和前列腺素生成入球小动脉舒张出球小动脉收缩系膜细胞舒张GFR增加第28页,共80页，2024年2月25日，星期天第四节肾小管和集合管的物质转运功能肾小球滤过肾小管重吸收分泌尿的排出重吸收reabsorption分泌reabsorption排出量=滤过+分泌-重吸收第29页,共80页，2024年2月25日，星期天一、肾小管和集合管的物质转运方式一）被动转运passivetransport扩散diffusion渗透osmosis易化扩散facilitateddiffusion溶剂拖拽solventdrag单一转运uniport第30页,共80页，2024年2月25日，星期天二）主动转运activetransport钠-钾-ATP酶sodiumpump氢泵

H-ATPase,protonpump钙泵

Ca-ATPase钠-葡萄糖同向转运体sodiumglucosecontransporter钠-氨基酸同向转运体sodiumglucosecontransporter钠-氢逆向转运钠-钾逆向转运继发性主动转运同向转运逆向转运联合转运=第31页,共80页，2024年2月25日，星期天三）物质通过肾小管上皮细胞转运的途径1.形态结构上皮细胞间----紧密连接tightjunction

上皮细胞顶端膜--刷状缘brushboard

转运体基底侧膜basolateralmembrane钠泵2.转运途径跨细胞转运途径transcellulartransport细胞旁转运途径paracellulartransport第32页,共80页，2024年2月25日，星期天第33页,共80页，2024年2月25日，星期天二、肾小管集合管中物质的转运一）Na，Cl和水的重吸收1.近球小管的重吸收吸收的量--70%吸收途径--跨细胞转运2/3

细胞旁途径1/3第34页,共80页，2024年2月25日，星期天第35页,共80页，2024年2月25日，星期天1）钠和氯的重吸收近球小管前段：联合转运钠泵单一转运第36页,共80页，2024年2月25日，星期天近球小管后段：联合转运细胞旁途径第37页,共80页，2024年2月25日，星期天2）水的重吸收吸收动力：吸收途径：渗透压---Na,Cl建立跨细胞途径细胞旁途径水通道（AQP-1）吸收的意义：溶质拖拽第38页,共80页，2024年2月25日，星期天2.髓襻的重吸收（20%的NaCl）髓襻升支降支粗段粗段细段细段---Na,K,Cl等离子对水不通透---对水通透渗透，水通道襻利尿剂---速尿第39页,共80页，2024年2月25日，星期天第40页,共80页，2024年2月25日，星期天3.远球小管和集合管噻嗪类利尿剂吸收的量可变远球小管起始段：Na-Cl同向转运对水不通透第41页,共80页，2024年2月25日，星期天远球小管后段和集合管：主细胞--重吸收Na

分泌K闰细胞--分泌H基底侧膜AQP3,4--水进入细胞间隙顶端膜AQP2--水进入细胞受ADH调控第42页,共80页，2024年2月25日，星期天二）钾的重吸收和分泌重吸收：近球小管：70%髓襻： 20%分泌：远球小管和集合管主细胞顶端膜的钾通道第43页,共80页，2024年2月25日，星期天三）钙的重吸收重吸收：近球小管：

70%髓襻：

20%远球小管：

9%跨细胞途径

1/5细胞旁途径

4/5钙通道溶剂拖拽电位差浓度差升支粗段，细胞旁途径跨细胞途径钙通道第44页,共80页，2024年2月25日，星期天四）HCO3和H的转运意义：维持酸碱平衡参与的机制：HCO3的重吸收H的分泌NH4的分泌1.HCO3的重吸收和H的分泌HCO3的重吸收近球小管--80%髓襻升支--15%远球小管，集合管HCO3在肾中的生成第45页,共80页，2024年2月25日，星期天1)近球小管

carbonicanhydraseHCO3重吸收的机制第46页,共80页，2024年2月25日，星期天H的分泌：Na-H逆向转运质子泵--氢泵顶端膜2）髓襻--升支粗段顶端膜：Na-H逆向转运基底侧膜：Na-HCO3同向转运 钠泵第47页,共80页，2024年2月25日，星期天3）远球小管和集合管第48页,共80页，2024年2月25日，星期天2.NH3的分泌与H、HCO3转运的关系小管液中：H+HCO3HPO4NH3H2CO3H2PO4NH4H2O+CO2--2-++谷氨酰胺谷氨酸根+NH4酮戊二酸+NH42HCO3-++第49页,共80页，2024年2月25日，星期天五）葡萄糖和氨基酸的重吸收1.葡萄糖的重吸收重吸收部位---近球小管重吸收极限---肾糖阈renalthresholdforglucose静脉血中葡萄糖浓度180mg/dL产生肾糖阈的原因钠依赖性葡萄糖转运体sodium-dependentglucosetransporter,SGLT第50页,共80页，2024年2月25日，星期天重吸收机制SGLT2GLUT2第51页,共80页，2024年2月25日，星期天2.氨基酸的重吸收第五节尿液的稀释和浓缩近球小管----小管液与血浆等渗髓襻升支粗段----水和溶质分开处理第52页,共80页，2024年2月25日，星期天一、髓襻对小管液中水和溶质的重吸收髓襻降支细段髓襻升支细段H2OH2ONaCl髓襻升支粗段尿素H2ONaCl尿素NaCl尿素第53页,共80页，2024年2月25日，星期天二、尿液的稀释部位：机制：远球小管、集合管抗利尿激素antidiuretichormone血管加压素vasopressin*水利尿waterdiuresis第54页,共80页，2024年2月25日，星期天三、尿液的浓缩一）肾髓质渗透浓度梯度的形成第55页,共80页，2024年2月25日，星期天髓襻、远球小管和集合管对水和溶质的通透性小管段髓襻降支细段升支细段升支粗段NaCl水尿素备注远球小管集合管皮质髓质不通透不通透主动吸收通透不通透通透不通透中等通透不通透不通透不通透主动吸收不通透不通透不通透主动吸收不通透不通透不通透主动吸收

通透不通透VPVPVP第56页,共80页，2024年2月25日，星期天等渗液低渗液（1）（2）（3）尿素再循环（4）第57页,共80页，2024年2月25日，星期天直小血管的作用维持内髓部的高渗带走多余水和溶质二）尿液浓缩的过程第58页,共80页，2024年2月25日，星期天第六节尿生成的调节一、肾内自身调节一）渗透性利尿osmoticdiuresis肾小管中的溶质浓度二）球管平衡glomerulotubularbalance定比重吸收---70%原因：管周毛细血管血浆胶体渗透压意义：第59页,共80页，2024年2月25日，星期天二、神经调节入球小动脉出球小动脉球旁细胞肾小管肾小球血流量肾素滤过血管紧张素醛固酮重吸收(近球小管)重吸收Na、水+交感神经一）肾交感神经对肾脏的作用第60页,共80页，2024年2月25日，星期天二）肾交感神经参与的反射1.心肺感受器引起的反射血容量

容量感受器

volumereceptor心血管中枢交感活动抑制血压压力感受器2.肾--肾反射renorenalreflex第61页,共80页，2024年2月25日，星期天二、体液调节第62页,共80页，2024年2月25日，星期天一）肾素-血管紧张素-醛固酮系统1.肾素(renin)分泌的调节：作用：来源：球旁细胞

(近球细胞、颗粒细胞）血管紧张素原血管紧张素I肾素入球小动脉处的牵张感受器致密斑感受器血压下降Na量减少交感神经兴奋前列腺素、肾上腺素、去甲肾上腺素第63页,共80页，2024年2月25日，星期天2.血管紧张素血管紧张素原血管紧张素I血管紧张素IIangiotensinII血管紧张素III醛固酮aldosterone肾素血管紧张素转换酶血管紧张素酶A第64页,共80页，2024年2月25日，星期天血管紧张素生理作用血管平滑肌收缩血管--出球小动脉、系膜细胞肾小管刺激近球小管对Na的重吸收肾上腺刺激醛固酮的合成和分泌神经系统刺激ADH，ACTH的释放刺激交感神经活动加强引起渴觉和饮水行为--补充血容量第65页,共80页，2024年2月25日，星期天3.醛固酮aldosterone生理作用：来源：肾上腺皮质球状带远曲小管和集合管保钠排钾分泌调节：血管紧张素II、III低血钠、高血钾第66页,共80页，2024年2月25日，星期天第67页,共80页，2024年2月25日，星期天二）激肽释放酶--激肽系统肾小动脉舒张抑制集合管上皮对钠和水的重吸收三）心房钠尿肽atrialnatriureticpeptide,ANP分泌----心房肌调节----血容量增大，心房壁牵张第68页,共80页，2024年2月25日，星期天生理功能：肾小球入球小动脉舒张，GFR增大集合管抑制顶端膜钠通道,抑制水钠重吸收近球细胞抑制肾素释放，而抑制ANGII肾上腺抑制醛固酮分泌脑抑制ADH分泌第69页,共80页，2024年2月25日，星期天四）内皮素分泌：血管内皮分泌调节：血流对管壁的切应力ANGII，儿茶酚胺释放NO，ANP抑制功能：入球小动脉收缩RBF减小,GFR减小抑制集合管钠泵刺激ANP释放第70页,共80页，2024年2月25日，星期天五）一氧化氮分泌：血管内皮分泌调节：血流对管壁的切应力功能：入球出球小动脉舒张GFR增大