第13章 排泄系统课件

第十三章

泌尿系统

urinarysystem第13章排泄系统一、排泄的概念及途径第一节概述排泄（excretion）是机体内溶于水的代谢产物、多余的物质以及被破坏的激素、毒素和药物等经血液循环排出体外的过程。破坏的激素、毒素和药物：代谢产物：如尿素、尿酸、胆色素、氨、H+等。多余的物质：水分、过多的无机离子、CO2等。第13章排泄系统排泄器官（

excretion

organ）有哪些？机体的皮肤、肺、肠管和肝脏也兼有排泄功能。皮肤的汗腺能够排泄少部分尿素、钠盐及水分；肺能够排出CO2和水蒸气；大肠粘膜能够排出一些无机盐如钙、镁及铁等；由肝脏排出的胆色素也经肠管而排出体外。泌尿系统是最主要的排泄途径。排出的废物不仅量大，种类多，而且尿的成分和尿量经常随着机体内环境的变化而发生改变。第13章排泄系统二、泌尿系统的组成与功能分泌生物活性物质。如肾脏可产生肾素、前列腺素和红细胞生成素等。调节机体水盐代谢平衡和酸碱平衡。这有赖于肺与肾的共同作用。泌尿系统由肾、输尿管、膀胱及尿道组成，其主要功能是排泄代谢废物。但还有其它的功能：第13章排泄系统排泄功能对调节机体内环境的稳定和电解质平衡起着重要作用。如果肾功能障碍，代谢产物蓄积而破坏内环境的相对稳定，引起新陈代谢紊乱，严重时将危及生命。这就是肾功能衰竭病人必须进行透折治疗的原因。第13章排泄系统泌尿生殖的关系肾、输尿管、膀胱、尿道第13章排泄系统第二节肾的构造一、肾的位置与形态第13章排泄系统（一）肾的位置肾脏是实质器官，位于腹后壁，脊柱之两旁。新鲜肾呈红褐色。肾的大小各人不同，正常成年男性肾重约134～148g，男性略大于女性肾。第13章排泄系统肾的内侧缘中部凹陷，称肾门。肾门向肾内部凹陷成一个较大的腔隙，称肾窦，窦内含有肾动脉、肾静脉的主要分支。（二）肾的外形与被膜肾的表面自内向外有三层被膜：纤维膜、脂肪囊和肾筋膜。第13章排泄系统（三）肾的额状切面在肾的额状切面上，肾实质可分为：肾皮质：肾皮质富有血管，呈红褐色，占实质的1/3；肾髓质。肾髓质有许多小管，色较淡，占实质的2/3。髓质由15～20个肾锥体所组成，基底朝向皮质，尖端朝向肾窦，2～3个肾锥体合成肾乳头。肾乳头顶端有许多乳头孔为肾集合管的开口，尿液由此孔流入肾小盏。

第13章排泄系统肾小盏、肾大盏、肾盂、输尿管在肾窦内约有7～8个呈漏斗状的肾小盏，2～3个肾小盏合成一个肾大盏。2～3个肾大盏再集合成一个前后扁平、漏斗状的肾盂。肾盂出肾门后，向下弯行，逐渐变细移行为输尿管。第13章排泄系统二、肾脏的组织结构第13章排泄系统（一）肾单位

第13章排泄系统肾单位及尿生成的流向肾小体肾小球（毛细血管球）肾小囊近球小管肾小管细段远球小管近曲小管近球小管粗段远曲小管远球小管细段髓袢肾单位第13章排泄系统1肾小体肾小体是由肾小球和肾小囊组成。肾小球是由毛细血管盘曲而成的血管球。肾小体的大小不等，直径约150～250μm。肾小囊包在肾小球外面；肾小囊有内外两层上皮细胞，两层细胞之间为肾小囊腔。肾小囊外层细胞与近曲小管上皮相连，肾小囊腔与近曲小管管腔相通。第13章排泄系统肾小球的血管肾动脉进入肾后，反复分支，最后形成入球小动脉。入球小动脉进入肾小球后，再反复分支，最后分成许多袢状毛细血管小叶，毛细血管各分支间又有相互吻合支形成血管球。最后各小叶的毛细血管再汇合成出球小动脉离开肾小球。一般出球小动脉较入球小动脉细，因而在血管球内形成较高的压力。第13章排泄系统2肾小管肾小管平均长约30～50mm，均由单层上皮构成，各段形态特点如下：（1）近曲小管：连接肾小囊腔，是肾小管中最粗的一段，盘曲在所属肾小体周围。管壁由单层立方上皮细胞组成，细胞的游离面有刷毛缘，是肾小管重吸收功能的重要部分。第13章排泄系统近曲小管上皮细胞超微结构模式图第13章排泄系统（2）髓袢降支和升支：

髓袢为一U字形小管，由三段组成：第一段为降支粗段；第二段为细段呈U形；第三段为升支粗段。从而下降的部分构成髓袢降支，上升的部分构成髓袢升支。不同部位的肾单位髓袢的长度不同。皮质肾单位的髓袢较短；近髓肾单位的髓袢则较长，一直深入髓质可达锥体乳头，这类髓袢对尿的浓缩有特殊的功能。第13章排泄系统（3）远曲小管：

较短，迂曲盘绕在所属肾小体附近，与近曲小管相邻。管壁由立方形上皮细胞组成，管腔大而规则。其末端与集合管相连。第13章排泄系统1皮质肾单位：分布在肾皮质的中外层，占总数的90%，髓袢较短。（二）皮质肾单位与髓旁肾单位2髓旁肾单位：髓袢较长，一直深入髓质内部，有的可达锥体乳头，这类髓袢对尿的浓缩有特殊的功能。来自肾小球的出球小动脉离开肾小体后，分成两种小血管：一种是在邻近的近曲小管和远曲小管周围形成毛细血管网；另一种是与髓袢伴行的直小血管。这种结构对于尿的浓缩有重要意义。第13章排泄系统皮质肾单位髓旁肾单位第13章排泄系统（三）集合管集合管是由皮质走向髓质锥体乳头孔的小管，沿途有许多肾单位的远曲小管与它相连，管径逐渐变粗，管壁逐渐变厚。过去认为集合管只有运输尿液的作用，现在已知集合管亦有与远曲小管同样具有重吸收作用还具有分泌的功能。第13章排泄系统（四）肾小球旁器肾小球附近有三种特殊细胞群，叫做肾小球旁器或近球小体：1球旁细胞：内有分泌颗粒，是分泌肾素的细胞；2致密斑：是一种化学感受器，能感觉小管液中钠离子浓度的变化，并调节肾素的释放。3球外系膜细胞：具有吞噬功能。第13章排泄系统肾段动脉模式图三、肾脏的血液循环特点第13章排泄系统其分支经叶间动脉→弓形动脉→小叶间动脉→入球小动脉。由小叶间静脉→弓形静脉→叶间静脉→肾静脉第13章排泄系统2．肾内血液经过两次小动脉和两套毛细血管网。血管球的毛细血管两端皆连于动脉，因此，血管球毛细血管压比一般毛细血管高，有利于滤过。球后毛细血管因滤出大量水分，故胶体渗透压高。有利于重吸收。直小血管与髓褶伴行，有利于肾单位和集合小管重吸收水和尿液浓缩。1．肾动脉血管粗，血流量大，肾血液供应丰富。平均每分钟有约1200ml血液流经双肾，相当于心输出量的20～25％，这有利于排出废物。肾的血液循环的功能特点第13章排泄系统肾内血液经过两次小动脉和两套毛细血管网示意图肾内血液供应第13章排泄系统第三节尿的生成过程一尿的化学成分与理化特性第13章排泄系统（一）尿的化学成分尿中水点95-97%，3-3.5%是溶质,溶质中以电解质和非蛋白含氮化合物为主:电解质：氯、钠、钾离子较多，硫酸盐、磷酸盐次之；非蛋白含氮化合物：以尿素最多，肌酐、尿酸、氨较少。第13章排泄系统尿量

正常人每昼夜排出的尿量在1000～2000ml之间，一般为1500ml左右。在异常情况下，每昼夜的尿量可显著增多或减少，甚至无尿。每昼夜尿量长期保持在2500ml以上情况，称为多尿。每昼夜在100～500ml范围，则称为少尿。如果每天尿量不到100ml，可称为无尿。这些异常情况都不同程度的损害机体的健康。第13章排泄系统滤出物经过肾小管及集合管时，由于肾小管能将原尿中某些物质吸收入血（重吸收）或将血中某些物质排泌到肾小管中去（排泄或分泌），故当肾小管液离开集合管，其成份已有很大改变，这种离开集合管而进入肾盏的液体，称为终尿。

原尿、终尿肾单位的所有部分均参与尿的生成。通过肾小球滤过，血浆中液形成分及可透过肾小球毛细血管的物质滤出到肾小球囊腔内，在肾小球囊腔内的滤出物称为原尿。

第13章排泄系统（二）尿的理化特性尿的比重：尿的比重随尿量而变动，一般介于1.015～1.025之间，最大变动范围为1.001～1.035。尿的颜色：呈淡黄色。尿量减少时，颜色变深；尿量增加时，颜色变浅。尿的酸碱度：在5.0-7.0的范围间变动，肉食多时，酸性增加；杂食时偏酸性；完全素食的人，尿成弱碱性。第13章排泄系统二肾小球的滤过功能第13章排泄系统（一）肾小球滤过膜及通透性肾小球滤过器由20～40个毛细血管袢及覆盖其上的肾球囊的内层所组成。人的肾小球毛细血管总表面面积超过1.5m2。第13章排泄系统血管球毛细血管内皮很薄。电镜下可见毛细血管内皮细胞的胞体有许多圆形小孔，称为窗孔，孔径约50～100nm。毛细血管内皮细胞和肾小囊足细胞之间有一层基膜，它由粘多糖和网状纤维组成，状如滤纸。基膜的外面是足细胞。足细胞的小突起相互交错而形成许多裂孔，裂孔大小约20～40nm。足细胞突起的收缩或胀大，可以改变裂孔的大小，从而调节肾小体对过滤物质的通透性。第13章排泄系统滤过膜模式图

第13章排泄系统滤过膜或滤过屏障血液内的物质流经血管球毛细血管时，必需通过毛细血管有孔的内皮、基膜、足细胞小突起间的裂孔，才能到达肾小囊，上述三层膜构成滤过膜或滤过屏障。血液经滤过膜滤出，到达肾小囊腔的液体称为原尿或肾小球滤过液。第13章排泄系统肾小球滤过膜的分子通透性

小分子直至相当于菊粉分子大小（分子量5500）的物质可不受限制地滤过。这些物质在滤液中的浓度与血浆中所含的浓度相同。不同物质通过滤过膜的通透性取决于被滤过物质的分子大小及其所带的电荷：免疫球蛋白等大分子不能通过；带负电荷的难以透过，中性次之，带正电荷的易于透过。第13章排泄系统尿生成的第一步是血液流经肾小球的超滤过。超滤过指的是经滤过不仅可以去除血液中的离子和小分子有机物，而且连血浆中的较大分子，亦可绝大部分滤除的滤过过程。第13章排泄系统原尿是超滤液的证明

穿刺抽出囊内液，它符合超滤液的特点：①滤液（原尿）中只含有极微量的蛋白质；②滤液（原尿）中主要含有小分子或离子，例如葡萄糖、氨基酸、尿素、肌酐、钠、钾、氯等，並且这些物质在原尿中的浓度与血浆中的浓度完全一样；③分子量小于一定限度的物质，不论其大小都以同样的浓度出现于滤液中。第13章排泄系统（二）有效滤过压

因为：滤过的动力=肾小球毛细血管血压滤过的阻力=血浆胶体渗透压+囊内压所以：有效滤过压=肾小球毛细血管血压-（血浆胶体渗透压+囊内压）第13章排泄系统肾小球滤过率和滤过分数的概念

肾小球滤过率（

Glomerularfiltrationrate，GFR）是指一分钟内经两肾所生成的原尿量，每分钟约为125ml左右。GFR和肾血浆流量比值的百分数叫做滤过分数（Filtrationfraction）。如GFR为125ml，肾血浆流量（RPF）为660ml分，那么：第13章排泄系统影响肾小球滤过的因素

1肾小球滤过膜的通透性和滤过面积的改变；肾炎病人两者都有变化2通过影响以下三方面：肾小球毛细血管血压血浆胶体渗透压囊内压高血压病人的情况高脂血症病人的情况尿结石病人的情况第13章排泄系统三、肾小管与集合管的重吸收和分泌第13章排泄系统经肾小球滤过所生成的滤液，每天约为180升，但是排出体外的终尿不过1.5升，这必然是由于滤液经过肾小管及集合管时，被大量重吸收所造成的，也就是说在滤液经过肾小管和集合管时，约有99%的滤液被重新吸收回血液。比较原尿和终尿的形成，可发现各种物质在终尿中浓度与原尿不同。有些降低或消失；有些浓缩了，但浓缩倍数又不同。因此，原尿在流经肾小管和集合管时，肾小管和集合管具有重吸收和排泌的功能，而且肾管和集合管对各种物质的重吸收的百分率也不同。第13章排泄系统（一）重吸收的特点1.选择性重吸收肾小管和集合管对不同物质的重吸收有选择性。滤液中的葡萄糖全部被肾小管重吸收回血；水和电解质包括Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、K+等大部分被重吸收；而尿素、尿酸、SO42-、PO43-等代谢终产物仅少量被重吸收；肌酐等代谢产物和进入体内的异物（如药物），则不被重收而全部排出体外。第13章排泄系统2.有限性重吸收肾小管的重吸收功能有一定限度，当血浆中某物质浓度过高时，滤液中该物质含量超过肾小管的重吸收限度，尿中便出现该物质。如当血糖浓度过高，滤液中葡萄糖含量超过肾小管重吸收限度时，尿中即出现葡萄糖，称为糖尿。3.各段肾小管的重吸收能力不同近球小管重吸收的物质种类最多，数量最大，是重吸收的主要部位。近球小管上皮细胞的管腔膜有大量密集的微绒毛形成的刷状缘，使吸收面积大大增加；管腔膜对Na+、Cl-、K+等的通透性大；第13章排泄系统上皮细胞的管腔膜上有大量的载体，管周膜和基侧膜上的钠泵数量多，有利于物质的转运。正常情况下，小管液中的葡萄糖、氨基酸等营养物质，几乎全部在近球小管重吸收；绝大部分的Na+、Cl-、K+、HCO3-和水等也在此重吸收。余下的水和盐类的绝大部分在髓袢细段、远球小管和集合管重吸收，少量随尿排出；虽然在这些部位重吸收的量较近球小管少，但却与机体内水盐和酸碱平衡的调节密切相关。第13章排泄系统（二）重吸收的机制重吸收是肾小管与集合管腔液中的成份经小管上皮细胞吸收到管周毛细血管中去的过程。根据物质通过肾小管细胞的转运机制，肾小管对物质的重吸收作用可通过两种途径进行：被动重吸收和主动重吸收。第13章排泄系统1.被动重吸收对于溶质，浓度差和电位差是其重吸收的动力。溶质从浓度较高的小管腔侧通过扩散进入管周细胞外液而入管周毛细血管；或者管腔内电位较正，使小管液中带正电荷的离子如Na+，通过管壁细胞膜进入细胞内，从而导致带负电荷的离子如Cl-，因电位差也跟着扩散入管壁细胞内。正负离子扩散入细胞后，管腔液中的水分就依渗透压作用透入细胞内。而水分被重吸收的结果又会导致肾小管内一些物质（如尿素）的浓度升高，这些物质就会顺着浓度差从管腔向管外扩散，从而达到重吸收的目的。所有这些转运方式都是被动过程，不需要消耗细胞代谢的能量。第13章排泄系统2.主动重吸收主动重吸收是指肾小管液中的溶质逆浓度梯度或电化学梯度通过肾小管上皮细胞转运到小管外组织间液的过程。主动转运需要消耗能量，其动力来源于肾小管细胞膜上“泵”的作用。根据能量来源的不同，主动重吸收可分为原发性主动重吸收（primaryactivereabsorption）和继发性主动重吸收（secondaryactivereabsorption）。第13章排泄系统原发性主动重吸收所需的能量直接由ATP水解提供。例如，Na+的重吸收是靠细胞膜上的Na+泵水解ATP提供能量，属于原发性主动重吸收。而葡萄糖等物质的主动重吸收动力来自Na+顺电-化学梯度转运所释放的能量，属于继发性主动重吸收。当管腔内的Na+顺着细胞内外的浓度差（Na+细胞内浓度明显低于细胞外）转运到管壁细胞内后，细胞基侧膜上的Na+泵可将胞内的Na+不断泵出转运至小管外组织间液，从而维持细胞内外的Na+浓度梯度，确保Na+的重吸收。由于细胞对葡萄糖的转运与Na+共用同一载体，Na+的重吸收直接影响葡萄糖的重吸收（图13－9）。因此，葡萄糖重吸收所需的能量虽然不是直接来自ATP，而是来自Na+顺浓度梯度转运时释放的能量，第13章排泄系统第13章排泄系统（三）肾小管对几种主要物质的重吸收1.

Na+的重吸收每天从肾小球滤过的Na+可达500g以上，但每日由尿排出的Na+仅为3~5g，说明滤液中的Na+有99%以上被肾小管和集合管重吸收了。这对机体维持细胞外液中Na+浓度和渗透压的相对稳定起重要作用。肾小管各段和集合管对Na+的重吸收能力是不一样的。大约有70%的Na+在近球小管的前半段重吸收，约有20%在髓袢和集合管重吸收，约有10%在远曲小管重吸收。第13章排泄系统近球小管前半段对Na+的重吸收是个主动过程，需消耗能量。由于小管液中Na+浓度大大高于管壁细胞，且小管腔内的电位在－3～＋3mV，而细胞内电位为－70mV，Na+就从管腔顺着浓度差和电位差被动扩散进入细胞内。但Na+由小管细胞内透出到管周细胞间隙时，则是逆着电化学梯度，依赖细胞侧膜上的Na+泵主动转运。由于细胞间隙的紧密连接结构，Na+和水的进入使细胞间隙的压力升高，促使Na+及水通过基膜进入管周毛细血管；同时也可促使Na+和水通过紧密连接漏回小管腔内。这一现象称为回漏（backleak）。所以，Na+的重吸收量等于主动重吸收量减去回漏量。第13章排泄系统远曲小管对Na+的重吸收也是主动转运过程，靠小管细胞膜上的Na+泵将Na+主动重吸收回血，其重吸收量受肾上腺皮质激素（主要是醛固酮）的调节。由于远曲小管上皮细胞间隙的紧密连接对Na+的通透性较低，漏回管腔的Na+量少，使管内外Na+浓度差和电位差更大。在远曲小管，Na+的重吸收常伴有负离子的重吸收，还可以与H+或K+交换。肾小管髓袢各段和集合管对Na+的重吸收不尽相同。由于内髓组织间液的Na+浓度高，Na+可扩散进入髓袢降支细段的管腔内；而髓袢升支细段对Na+高通透，主要以顺浓度差被动扩散的方式重吸收。髓袢升支粗段对Na+及Cl-的重吸收机制比较复杂，为Na+泵参与的主动重吸收，将Na+从管腔转运至管周间隙。这一段的Na+重吸收与Cl-及K+协同转运。集合管也具有主动重吸收Na+的功能。第13章排泄系统第13章排泄系统2.Cl-的重吸收

Cl-的重吸收大部分是伴随着Na+的主动重吸收而被动重吸收回血。在近球小管，由于Na+的主动重吸收，肾小管内外形成了电位差，小管内比管外低4mV，Cl-就顺着电位差而被动重吸收；并且近球小管液中Cl-的浓度比管周组织间液高1.2~1.4倍，因此，Cl-还可顺浓度差而被动重吸收。在髓袢升支粗段，Cl-的重吸收是由于Na+主动重吸收导致的继发性主动重吸收过程。有证据表明，髓袢升支粗段管腔内为正电位（+2~+10mV），因此，Cl-的重吸收必然是逆电位梯度进行。Cl-进入管壁细胞后，由于浓度差经管周膜扩散到组织间液。第13章排泄系统

3.水的重吸收从肾小球滤过的原尿，在流经肾小管和集合管时有99%的水分被重吸收，仅有1%的水分被排出体外。如果水的重吸收减少1%，最后的尿量可增加1倍，说明水的重吸收直接关系到尿量的多少。肾小管各段和集合管对水的重吸收都是通过渗透作用，随溶质的吸收而被动重吸收，但各段管壁细胞对水的通透性不同。一般滤液中65％~70％的水分在近球小管重吸收，10％在髓袢，10％在远曲小管，10％～20％在集合管重吸收。第13章排泄系统

集合管对水的重吸收量变化最大。在近球小管，小管液中的Na+主动重吸收后，小管液的渗透压降低，水就不断从小管液渗透入上皮细胞，继而进入周围组织间隙，使组织间隙的静水压升高；加上管周毛细血管内胶体渗透压较高，促使水由组织间隙进入邻近的毛细血管而被重吸收。而远曲小管和集合管对水的重吸收，可因机体含水量的多少有所不同，机体缺水时重吸收增多，不缺水时重吸收减少。因此，远曲小管的重吸收作用对尿量的影响较大，脑垂体后叶释放的抗利尿激素（ADH）参与这一调节过程。第13章排泄系统

从肾小球滤过的原尿，仅有1%滤液的水分被排出体外。如果水的重吸收百分率减少1%，最后的尿量可增加1倍，说明水的重吸收与尿量关系很大。水分的重吸收是个被动渗透过程，它主要伴随NaCl重吸收而吸收。水分在肾小管和集合管各段重吸收的百分率为：近球小管65-70%；髓袢10%；远曲小管10%；集合管10-20%。第13章排泄系统第13章排泄系统4.K+的重吸收

正常成年人每天从肾小球滤过的K+约为35g，而由终尿排出的K+为2~4g，相当于滤过量的7%左右。微穿刺实验证明，滤液中的K+约67％在近球小管被重吸收，其余的在远曲小管和集合管重吸收，而终尿排出的K+主要由远曲小管和集合管分泌而来。K+在近球小管的重吸收是一个主动转运过程，因为管腔内的电位比管周液低4mV，管腔中K+浓度（4mmol/L）也低于细胞内（150mmol/L）。因此，K+重吸收是逆着电位差和浓度差进行的。但K+在近球小管的主动重吸收机制目前尚不清楚。第13章排泄系统5.HCO-3的重吸收

正常成年人每日从肾小球滤出的HCO-3约为300g，而由终尿排出的仅为0.3g左右。肾小球滤过的HCO-3有80%~85%在近球小管重吸收，而且比Cl-优先重吸收。血浆中HCO-3主要以NaHCO3形式存在，NaHCO3滤过到肾小囊腔进入肾小管后，可解离成Na+和HCO-3。小管中的HCO-3不易透过管腔膜，因而与肾小管各段细胞分泌的H+结合生成H2CO3，后者再分解成H2O和CO2。CO2是脂溶性物质，能迅速通过管腔膜进入细胞，在碳酸酐酶的催化下又生成H2CO3。H2CO3进而解离成H+和HCO-3。H+分泌入管腔；而HCO-3则与Na+一起被转运回血（图13－11）。因此，肾小管重吸收HCO-3是以CO2的形式，而不是直接以HCO-3的形式进行。第13章排泄系统第13章排泄系统6.葡萄糖的重吸收

实验证明，正常人肾小球滤液的葡萄糖浓度与血浆中是一致的，但终尿几乎不含葡萄糖。这表明葡萄糖随滤液流经肾小管时全部重吸收回血。葡萄糖的重吸收部位主要在近曲小管，而其它各段肾小管均没有重吸收葡萄糖的能力。葡萄糖的重吸收是一个主动转运过程，与Na+重吸收密切相关，借助Na+的主动重吸收而实现，这称为协同转运（图13－9）。

第13章排泄系统肾小管对葡萄糖的重吸收随血液中糖浓度的升高而增加，但是有一定限度。当血中葡萄糖浓度超过一定值时，滤液中葡萄糖含量就会超过肾小管重吸收的限度，此时尿中即出现葡萄糖，这个限度即为葡萄糖的最大转运量（Transportmaximumofglucose，TMG）。当血糖浓度超过160～180mg/100ml时，部分近曲小管重吸收葡萄糖的能力已达饱和，尿中开始出现葡萄糖，该值即为肾糖阈。血糖浓度超过最大转运量时，形成糖尿（glycosuria）。肾脏之所以有葡萄糖重吸收限量，主要与肾小管细胞膜的载体蛋白含量有关。当所有载体蛋白与葡萄糖结合时，小管液中过多的葡萄糖就不能再被转运而从尿中排出。但葡萄糖重吸收极限量并不是固定不变的，它随生理或病理情况不同而有所变化。第13章排泄系统第13章排泄系统7.其它物质的重吸收

滤液中含有极少量的蛋白质和多肽，其中氨基酸的重吸收与葡萄糖的重吸收机制相同。它也需要与Na+伴随而重吸收，但是载体蛋白不同。滤液中的少量蛋白质，则是通过近曲小管上皮的吞饮作用而被重吸收。滤液中的尿素约有30～40％被肾小管重吸收，其余则随尿排出。尿素的重吸收是一个顺着浓度梯度的被动扩散过程，吸收部位主要在近球小管、远曲小管和集合管。

第13章排泄系统在肾小管的重吸收中，Na+的重吸收与水、葡萄糖和氨基酸的吸收都有密切的关系，所以Na+的重吸收处于重要的中心地位。第13章排泄系统第13章排泄系统第13章排泄系统四、肾小管和集合管的分泌作用及其肾对酸碱平衡的调节尿中有一部分物质由肾小管和集合管上皮细胞分泌或排泄到管腔中，随尿液排出。这些物质包括血中的新陈代谢产物，如肌酐、K+、H+和磷等；肾小管上皮细胞本身合成的物质，如氨、马尿酸；以及进入机体的外来物质，如药物或异物。分泌与排泄都是肾小管上皮细胞的主动活动过程。

H+的分泌与HCO-3的重吸收有关；而K+的分泌与Na+的重吸收有关。第13章排泄系统1.K+分泌及K+-Na+交换K+分泌：由肾小管滤出的K+在近曲小管和髓袢部位几乎全部被重吸收回血，由尿排出的K+主要是由远曲小管和集合管分泌到管腔液中。K+的分泌是同Na+的重吸收相关联的。分泌一个K+，就重吸收一个Na+，即有钠离子重吸收才有钾离子的分泌，故称为K+-Na+交换。此过程受肾上腺皮质分泌的醛固酮调节，它有促进和增加钠离子重吸收作用。第13章排泄系统2.H+的分泌及H+-Na+交换H+的分泌是以H+-Na+交换的形式进行的。肾小管上皮细胞中有碳酸酐酶，能催化CO2与H2O合成H2CO3，后者解离产生HCO-3和H-。随后，H-主动转运分泌到小管腔液内，肾小管液中的钠离子被动扩散进入细胞内，以保持细胞内正负离子平衡，这一过程称为H+-Na+交换。碳酸氢根离子则留在细胞内，再与钠离子一起扩散到细胞间液。这样每分泌一个H+，则重吸收一个Na+，同时吸收HCO-3离子，对维持体内酸碱平衡具有重要意义。第13章排泄系统在肾小管的全长以及集合管，都可以分泌H+，但主要分泌部位是在近曲小管。细胞内可不断地生成H2CO3，而不断地分泌出去H+。小管细胞分泌的H+足以使肾小球滤液中NaHCO3解离的Na+全部得到交换而重吸收，所解离的HCO3-则与H+结合而后分解为CO2和水，故正常尿中很少含有NaHCO3。在远曲小管和集合管处，H+-Na+交换与K+-Na+交换，两者是相互竞争的。即K+分泌多，则H+分泌少；反之，H+分泌多，则K+分泌少。因此，酸中毒时,尿呈酸性,常伴有血钾过高现象。第13章排泄系统第13章排泄系统3.NH3的分泌

NH3的分泌：与氢离子的分泌密切相关。NH3和氢离子进入小管腔液后，可结合成NH4离子。小管腔液内常有许多强酸盐解离的正负离子，NH4离子可由这些负离子结合成酸性的铵盐，随尿排出。小管腔中游离的H+随时被结合随尿排出。这不仅有利于排酸的作用，而且是小管腔液的pH值不致迅速下降。也为肾小管细胞继续分泌H+提供了更为适宜的条件。远球小管和集合管上皮细胞代谢可不断产生NH3，其中大部分NH3由谷氨酰胺脱氨而来，其余来自其它氨基酸。第13章排泄系统第13章排泄系统4.肾小管对其它物质的分泌排泄肾小管分泌的物质大致可分为三类：一类是血中存在的新陈代谢产物，如肌酐、K+、H+和磷等；二类是由肾小管上皮细胞本身合成的，如氨、马尿酸；三类是进入机体的外来物质，如对氨基马尿酸（PAH）、碘锐特（diodrast为一种含碘有机物）、酚磺肽（phenolsulfonphthalein，PSP，或叫酚红）以及其它药物或异物。第13章排泄系统五、影响肾小管功能的因素1.小管液的溶质浓度

肾小管液中溶质浓度增加，则小管液渗透压升高，这是一种对抗肾小管重吸收的力量，以致阻碍水分的重吸收，较多的水随终尿排出。这种现象叫做渗透性利尿。第13章排泄系统2.肾小球滤过率对肾小管机能的影响

通常肾小球的滤过作用与肾小管的重吸收作用保持一个平衡状态，这个现象叫做球-管平衡。当滤过率增加时，从肾小球出球小动脉流出的血浆量减少，血浆蛋白浓度相对升高，即近曲小管旁的毛细血管血压下降而胶体渗透压升高，促使其组织间液加速进入毛细血管。肾小管重吸收机能的改变也能反过来引起滤过率发生相应的变化。近曲小管重吸收量减少使肾小球滤过率也相应减少，这也是一种球-管平衡现象。第13章排泄系统3.肾小管上皮机能的变化

肾小管上皮重吸收水和电解质的机能受神经体液调节，具体详见尿生成的调节。

第13章排泄系统第四节尿的浓缩与稀释尿的浓缩和稀释是指与血浆的渗透浓度相比，尿的渗透浓度可因体内缺水或水过剩而出现大幅度变化。当体内缺水时，机体排出渗透浓度明显高于血浆渗透浓度，即尿被浓缩；而当体内水过剩时，排出渗透浓度明显低于血浆渗透浓度，即尿被稀释。正常人尿液的渗透压可在约50-1200mOsm/L之间波动。第13章排泄系统所谓尿的浓缩和稀释是根据尿液渗透压与血浆渗透压相比较而言。排出的尿，其渗透压比血浆高，称为高渗尿，尿的渗透压可达1200mOsm/L，约为血浆渗透压（300mOsm/L）的4-5倍，这表示尿被浓缩；反之，如果尿的渗透压比血浆低，称为低渗尿，尿的渗透压可低至30-40mOsm/L，仅是血浆渗透压的1/10，这表示尿被稀释；排出的尿的渗透压与血浆渗透压相等，称为等渗尿。第13章排泄系统陆生动物与水生动物在保持机体水平衡方面有其各自的特点。水生动物，特别是淡水动物，保持机体渗透压相对恒定和水平衡的一个重要机制是及时排出体内过多的水分。因此，它们的尿往往都是稀释尿（低渗尿）。陆生动物因生活环境的原因，一般情况下，鸟和哺乳动物排出的尿基本上都是浓缩尿（高渗尿），缺水时可排出高度浓缩的尿。其生物学意义即在于充分保存体内的水分，以维持机体的水平衡。第13章排泄系统一、肾髓质组织液的渗透压梯度

第13章排泄系统尿液的稀释主要是小管液中的溶质被重吸收，而水不易被重吸收引起。在髓袢升支粗段，肾小管能主动重吸收Na+和Cl-，但对水不通透，因而水不被重吸收，造成这段小管液的低渗。在体内水过剩的情况下，抑制了抗利尿激素的释放，使集合管对水的通透性低。但是，髓袢升支粗段的小管液流经远曲小管和集合管时，NaCl继续被重吸收，而水不被重吸收，使小管液渗透浓度进一步下降，形成低渗尿，造成尿的稀释。第13章排泄系统通过重吸收小管液中的水而保留溶质造成浓缩尿。水重吸收的动力来自肾髓质渗透梯度的建立，即髓质渗透浓度从髓质外层向乳头深入而不断升高。通过测定鼠肾的渗透梯度，可见肾皮质部的组织间液渗透浓度与血浆的渗透浓度之比为1.0，表明皮质部组织间液与血浆等渗。而髓质部的组织间液与血浆浓度之比，随着髓质由外层向乳头部的深入而逐渐升高，分别达2.0、3.0、4.0。表明肾髓质的渗透浓度由外向内逐步升高，具有明显的渗透梯度。第13章排泄系统

线条越密，表示渗透压越高肾髓质渗透压梯度示意图第13章排泄系统在抗利尿激素存在时，远曲小管和集合管对水的通透性增加，小管液从外髓集合管向内髓集合管流动时，由于渗透作用，水不断进入高渗的组织间液，使小管液不断被浓缩而变成高渗液，最后形成浓缩尿。髓袢是形成髓质渗透梯度的重要结构，只有具有髓袢的肾才能形成浓缩尿。髓袢愈长，尿液浓缩能力愈强。例如沙鼠的肾髓质内层特别厚，它的肾脏能产生20倍于血浆渗透压的高渗尿。猪的髓袢较短，只能产生1.5倍于血浆渗透浓度的尿液。人的髓袢具有中等长度，最多能产生4～5倍于血浆渗透浓度的尿液。第13章排泄系统二、髓袢的逆流倍增作用第13章排泄系统使冷水从U形管的降支流入后经升支逆向流出。在图A中，U形管之间不能进行热量交换，热量损失大，也不能形成温度梯度。而B图中，U形管之间能够交换热量，热量损失少，能形成温度梯度。第13章排泄系统第13章排泄系统髓袢是U形管结构，其中液体也是逆向流动，同时，与物理交换不同，还增加生物控制的主动过程。髓袢降支管壁的通透性很高，H2O和NaCl可以自由通透，但由于U形直小血管的作用，水的吸收较多。髓袢升支粗段能主动重吸收Na+和Cl-；但对水的通透性很低。故升支粗段内小管液向皮质方向流动时，管内的氯化钠浓度逐渐降低。从而小管液的渗透浓度越低，最后变成了低渗溶液。第13章排泄系统组织间液渗透浓度升高后，会使一部分氯化钠顺着浓度差扩散进入降支。因而降支内液体在向肾乳头方向流动时，由于不断接受扩散进来的NaCI

，其渗透浓度又逐渐升高。这就是逆流倍增作用。结果是在髓袢的升支和降支以及周围的组织间液中形成渗透压差，越近皮质渗透压越低，越近髓质渗透压越高。第13章排泄系统从髓质渗透压梯度的形成全过程来看，髓袢升支粗段对Na+

和Cl-的主动重吸收是主要的动力。髓袢升支细段，从集合管吸收尿素的再循环对维持U形管底部组织区域的高渗透压，起着重要的作用。U形管底部组织区域（内髓部组织）的高渗透压梯度，是由NaCl和尿素共同作用实现的。第13章排泄系统第13章排泄系统三、直小血管的逆流交换作用第13章排泄系统随着直小血管降支流入髓质，髓质组织间液中的NaCl和尿素扩散进入降支；降支中的水同时渗出到组织间液，使直小血管降支的血液渗透浓度升高，到降支顶点折返处达最高值。随着直小血管血液由升支向皮质方向流动，NaCl和尿素又由血液扩散到组织间液，进而扩散到降支内。这样就形成了溶质从组织间液→直小血管降支→直小血管升支→组织间液的循环。这种逆流交换作用使血液从升支离开髓质时，带走的溶质量较少。水分则相继进入升支血液然后返回体循环。因此，直小血管通过逆流交换作用，一方面使肾髓质的溶质不被大量带走，另一方面将集合管和髓袢降支重吸收的水运回体循环，从而保持肾髓质的高渗梯度。第13章排泄系统尿浓缩机制示意图：粗箭头表示升支粗段主动重吸收Na+和CI-。粗线表示髓袢升支粗段对水不通透。XS表示未被重吸收的溶质第13章排泄系统四、浓缩尿或稀释尿的最后形成第13章排泄系统在大量饮用清水后，抗利尿激素释放减少，远曲小管和集合管上皮细胞对水的通透性降低甚至不通透，水的重吸收量减少，但对Na+仍保持主动重吸收作用。使低渗的小管液进一步被稀释，形成稀释尿，稀释尿的渗透浓度可降到60~30mOsm/L。在大量出汗、严重呕吐或腹泻等情况下，机体大量失水，血浆晶体渗透压升高，加强对下丘脑视上核渗透压感受器的刺激，可促进抗利尿激素的释放，从而显著增大远曲小管和集合管管壁对水的通透性。因此，从髓袢升支粗段来的低渗小管液，流经远曲小管时水被逐渐重吸收，流经集合管时，由于髓质组织间液的高渗，集合管内的水可迅速渗透出集合管，从而使小管液的渗透浓度逐渐升高，最后形成浓缩尿，尿量大大减少。第13章排泄系统因此，一些影响髓袢逆流倍增机制和直小血管逆流交换机制的因素，均可影响尿的浓缩和稀释。利尿药速尿和利尿酸就是通过抑制髓袢升支粗段对Na+、C1-的主动转运，使髓袢组织间液的高渗梯度难以形成，从而减少水的渗透性重吸收，引起稀释尿大量排出。肾疾病患者的尿浓缩能力减弱。如慢性肾盂肾炎引起肾髓质纤维化，肾囊肿引起的髓质萎缩等，都将使髓质的逆流系统遭到不同程度的破坏，减弱尿的浓缩能力。婴儿的尿液多而稀，是由于髓袢尚未发育成熟，髓袢过短，致使逆流倍增的效率很低。第13章排泄系统稀释尿和浓缩尿最终形成主要取决于两方面因素：一髓袢升支粗段来的低渗小管液流经远曲小管和集合管时，是否重吸收水；二是ADH分泌的调节。ADH的分泌是受血浆中晶体渗透压调节的，其作用位点，就是远曲小管和集合管，促使其加强对水的重吸收。当机能缺水时，晶体渗透压增加，ADH分泌增加，对水的重吸收增加，产生浓缩尿；当机能有过多的水时，晶体渗透压下降，ADH分泌减少，对水的重吸收减少或不重吸收，产生稀释尿。第13章排泄系统第五节尿生成的调节正常条件下，肾小球的滤过率主要取决于肾小球毛细血管血压，而这又与肾血流量相关。肾小管和集合管的重吸收和分泌活动，则主要受其管壁上皮细胞的机能状态所制约。因此，机体对肾泌尿功能的调节，主要是通过对肾血流量的调节以及对肾小管和集合管上皮细胞机能活动的调节来进行。第13章排泄系统一、肾血流量的调节肾血流量的调节主要有两方面：一是肾血流的自身调节；另一是肾血流的神经和体液调节。通过这两方面的调节使肾脏既能在一般血压变动范围内经常保持比较稳定的肾血液供应，又能在机体特殊活动条件下使肾的血流量与全身循环血量的重新分配相适应。第13章排泄系统第13章排泄系统1.肾血流的自身调节关于肾血流自身调节的机制，目前较为认同的是肌源学说。此学说认为，入球小动脉管壁平滑肌紧张性的改变是肾血流自动调节的关键。当肾血压升高时，血管平滑肌受到牵张刺激，使平滑肌的紧张性加强，血管口径缩小，保持血流量相对稳定；而当血压减小时则发生相反变化。如果将水合氯醛或罂粟碱注入肾动脉，抑制肾内血管平滑肌的紧张性收缩，肾血流的自身调节现象也就消失。肾血流自身调节的意义在于维持肾小球毛细血管血压的相对稳定，从而使肾小球滤过率保持相对恒定。第13章排泄系统2.肾血流量的神经--体液调节肾脏有丰富的神经，包括内脏神经（属交感神经系统）。交感神经主要分布于肾内各种血管的平滑肌上，特别在入球和出球小动脉上的分布密度较大，具有明显的缩血管作用，从而导致尿量减少。迷走神经（属副交感神经），对肾血管无明显作用，对肾的泌尿功能也无影响。但安静状态下，肾内的自动调节起着主要作用。第13章排泄系统在体液调节因素中，肾上腺素和去甲肾上腺素是促进肾血管收缩的主要激素。两者均能使肾血管收缩，肾血流量减少。交感神经系统兴奋时，一方面使交感节后神经末稍释放去甲肾上腺素，另一方面还可促进肾上腺髓质分泌肾上腺素和去甲肾上腺素，从而加强交感神经兴奋的效应。在长时间静立、剧烈肌肉运动、情绪紧张、疼痛刺激、大出血、缺氧及休克等情况下，都将引起肾血管收缩和肾血流量减少，从而导致尿量减少。第13章排泄系统二、肾小管及集合管机能的调节肾小管的重吸收机能经常受到神经-体液因素的调节，其中下丘脑通过神经垂体释放的抗利尿激素和肾上腺皮质分泌的醛固酮起重要作用。第13章排泄系统抗利尿素与远曲小管和集合管上皮细胞管周膜的受体结合，激活膜内的腺苷酸环化酶，使细胞内环磷酸腺苷酸（cAMP）增加，后者激活管腔膜上的蛋白激酶，使膜蛋白磷酸化而改变蛋白构型，提高了膜对水的通透性，促进肾小管和集合管对水的重吸收，使尿液浓缩，尿量减少。（一）抗利尿素的分泌及作用第13章排泄系统抗利尿激素的作用机制第13章排泄系统1.血浆晶体渗透压对抗利尿素的调节当机体缺水时（如大量发汗以及严重的腹泻或呕吐等），血浆晶体渗透压升高，刺激了下丘脑视上核及其周边区的渗透压感受器，引起抗利尿素释放增加，排尿量减少。大量饮清水后，血液被稀释，血浆晶体渗透压降低，减少对渗透压感受器的刺激，于是抗利尿素释放减少，排尿量增多。大量饮清水后尿量增多的现象称水利尿。第13章排泄系统2.循环血量对抗利尿素的调节左心房和胸腔大静脉处存在着容量感受器。当血量过多时，心房和腔静脉扩张，刺激容量感受器，传入冲动经迷走神经传入中枢，抑制下丘脑-垂体后叶释放抗利尿激素，从而引起利尿，排出水分以恢复正常血量；血量减少时，则发生相反的变化。3.颈动脉窦的压力感受器对抗利尿素也有调节作用当动脉血压升高时，刺激颈动脉窦的压力感受器，反射性地抑制抗利尿激素的释放。第13章排泄系统第13章排泄系统醛固酮促进远曲小管和集合管对Na+的主动重吸收，同时促进K+的排出，即有保钠排钾的作用。醛固酮进入远曲小管和集合管的上皮细胞后，与胞浆受体结合形成激素-胞浆受体复合物，然后进入核内与核受体结合形成激素-核受体复合物，促进mRNA的表达，通过诱导蛋白合成，促进生物氧化以提供ATP、增加Na+泵转运和管腔膜的通透性，加强Na+的主动重吸收，通过Na+-K+交换导致K+的被动分泌。（二）醛固酮的作用第13章排泄系统第13章排泄系统醛固酮在维持细胞外液的Na+、K+浓度和细胞外液量相对恒定方面都具有重要意义。如果醛固酮分泌减少，则由于Na+、Cl-和水大量丢失，K+浓度升高，从而引起Na+、K+比例失调等现象。反之，醛固酮分泌过多，造成体内Na+、水潴留，细胞外液量增多而导致水肿。影响醛固酮分泌的因素：1．肾素-血管紧张素系统2.血浆K+和Na+浓度第13章排泄系统1．肾素-血管紧张素系统

肾素是肾小球近球细胞分泌的一种蛋白水解酶，能催化血浆中的血管紧张素原生成血管紧张素I（十肽）。经血液和肺组织中的转换酶作用，使血管紧张素I降解为血管紧张素II（八肽），它主要有两方面的作用：一是较强的缩血管作用，使小动脉收缩，升血压高；二是直接刺激肾上腺皮质球状带分泌醛固酮。第13章排泄系统肾素的分泌受多方面因素的调节，主要有：（1）肾血流量影响，肾动脉压下降，促进近球细胞释放肾素。（2）血液中Na+浓度减少，激活致密斑感受器转而促进近球细胞增加释放肾素。（3）肾交感神经兴奋时，促进近球细胞增加释放肾素。（4）肾上腺素和去甲肾上腺素可直接刺激近球细胞，促进肾素分泌。第13章排泄系统第13章排泄系统2.血浆K+和Na+浓度

当血浆K+浓度略超过正常水平或Na+浓度降低，均可刺激肾上腺皮质分泌醛固酮，特别是血K+对醛固酮分泌的调节更为显著。当血浆醛固酮浓度增加后，促进肾脏对K+的排泄，从而使血K+水平回降。第13章排泄系统第六节排尿活动及其调节第13章排泄系统一、输尿管、膀胱和尿道第13章排泄系统输尿管是一对细长的管道，呈扁圆柱状，左右各一条，起自肾盂，沿腰大肌前面下降，与精索血管交叉（女性与卵巢血管交叉）到骨盆上缘后，男性的输尿管与输精管交叉，斜穿膀胱壁开口于膀胱；女性输尿管经子宫阔韧带底部进入膀胱。（一）输尿管第13章排泄系统输尿管由内向外由粘膜层、肌层和外膜三层组成，粘膜分变移上皮和固有膜两层。肌层上端为内环、外纵行两层平滑肌，下端则为内纵、中环、外纵三层平滑肌。外膜为结缔组织。输尿管的三个狭窄部，一个在肾盂移行为输尿管处，一个在越过骨盆入口处，最后一个在穿过膀胱的壁内部，这些部位是肾结石易停留处。第13章排泄系统（二）膀胱第13章排泄系统膀胱是贮存尿液的囊状肌性器官，其形态、大小、位置和膀胱壁的厚度均随尿液充盈程度而发生变化，成人正常容量为350～500m。人膀胱空虚时呈锥体形，充盈时是卵圆形。膀胱位于骨盆内耻骨联合的后方。在女性其后下方邻子宫和阴道，在男性则与精囊腺、输精管相邻。1、膀胱的形态位置第13章排泄系统膀胱壁由内向外可分为粘膜、肌层和外膜三层。粘膜：由上皮和固有膜构成，上皮为变移上皮，细胞的形状和层次随着膀胱的胀缩而发生变化。上皮具屏障作用，可阻止血浆内水分进入膀胱中冲淡尿液（尿液为高渗液，比固有膜内毛细血管血浆高2～4倍），固有膜由致密结缔组织构成。2、膀胱的组织结构第13章排泄系统肌层：因功能关系特别发达，富于伸展性。收缩时厚约15mm，扩张时厚2-5mm，由三层平滑肌组成，内外层均为纵行，中层为环行。膀胱底部的环行肌在尿道内口处形成括约肌外膜：由疏松结缔组织构成，其中膀胱顶为浆膜。第13章排泄系统尿道是膀胱通向体外的管道。在女性尿道只排尿；在男性，除排尿外，还有排精作用。男性尿道见生殖系统。女性尿道较男性尿道短、宽，且较直，长约5cm。起于尿道内口（膀胱），最后止于阴道前庭。穿过尿生殖隔时，周围有尿道阴道括约肌环绕，为横纹肌，受意识支配控制排尿。（三）尿道第13章排泄系统支配膀胱壁和内括约肌的是盆神经（副交感神经）和腹下神经（交感神经）；支配外括约肌的是阴部神经（躯体神经）。这些神经都是混合神经，内部分别含有传入和传出神经纤维。二、膀胱和尿道括约肌的神经支配第13章排泄系统第13章排泄系统三、膀胱贮尿和生理性容量膀胱和其他中空脏器一样，在一定范围内，能改变其平滑肌纤维的紧张性，使容积随尿量的增多而增大，而其内压却无较大变化，这一现象称为膀胱的适应性。正常成人，膀胱内尿量达到100—150毫升时，即引起膀胱充盈的感觉；尿量达到150—200毫升时，则产生尿意；尿量达到250——450毫升时，