天津医科大学生理学第八章 泌尿

1、第八章 尿的生成和排出,掌握：肾小球滤过：滤过膜及通透性；影响肾小球滤过的因素。肾小管与集合管重吸收功能：重吸收方式（主动、被动）及Na+、Cl-、H2O、HCO-、K+、葡萄糖重吸收。溶质浓度、肾小球滤过率对肾小管与集合管重吸收功能影响。肾泌尿功能的调节：抗利尿激素、醛固酮的生理作用及其分泌的调节。熟悉：肾的功能、结构特点、肾血液供应特点、肾血流调节。分泌与排泄机能：H+、NH3、K+的分泌。逆流倍增与逆流交换。了解：髓质渗透梯度形成的机制。浓缩尿与稀释尿的形成。膀胱与尿道的神经支配、排尿反射。, 尿的生成与排出由肾脏完成 肾小球滤过 包括 肾小管和集合管的重吸收 肾小管和集合管的分泌 肾脏

2、通过泌尿过程实现排泄功能 排泄：是指机体通过某些器官把体内的代谢产物多余的水分、无机物和进入机体的异物等排出的生理过程。,概述, 肾脏的排泄作用有： 排出机体的大部分代谢终产物以及进入体内的异物； 调节细胞外液量和渗透压； 保留体液中的重要电解质，排出氢，维持酸碱平衡。,其它排泄器官：呼吸器官、皮肤、消化道 肾脏还具有内分泌功能：肾素、促红细胞生成素、1羟化酶、激肽、前列腺素,第一节 肾的功能解剖和肾血流量,肾结构示意图,（一） 肾单位和集合管,一 肾的功能解剖,皮质肾单位和近髓肾单位,（二）球旁器, 滤过膜 是指肾小球毛细血管内 的血液与肾小囊中超滤 液之间的隔膜。,（三）滤过膜的构成：组成

3、机械屏障,1、滤过膜的组成, 三层结构,内皮细胞：（窗孔70-90nm）小分子溶质和蛋白质均可自由通过，但血细胞不能通过。内皮细胞表面带负电。 基膜：是主要的屏障。微纤维网的网孔（2-8nm）允许水和部分溶质通过。 肾小囊的上皮细胞：滤过裂隙膜上有直径4-11nm的孔，是滤过的最后一道屏障。, 是指物质通过滤过膜的能力大小。, 影响因素 溶质的分子大小 溶质的带电情况,2、滤过膜的通透性,肾交感神经（胸12-腰2脊髓节段） 腹腔神经节 NE 肾动脉（尤其是入、出球小动脉的平滑肌）、 肾小管和球旁细胞 调节肾血流量、肾小球滤过率、肾小管的重吸收和肾素释放。 肾至今未发现副交感神经支配。,（四）

4、肾的神经调节,腹主动脉 肾动脉 叶间动脉 弓形动脉 小叶间动脉 入球小动脉 肾小球毛细血管网 出球小动脉 肾周毛细血管网 小叶间静脉 弓形静脉 叶间静脉 肾静脉,（五）肾的血液供应,腹主动脉 肾动脉 叶间动脉 弓形动脉 小叶间动脉 入球小动脉 肾小球毛细血管网 出球小动脉 肾周毛细血管网 小叶间静脉 弓形静脉 叶间静脉 肾静脉,（五）肾的血液供应,肾小球毛细血管网血压较高，有利于肾小球的滤过。 肾周毛细血管网血压较低，可促进肾小管的重吸收。,肾的血供非常丰富；且不同部位的供血不均，其中94%供应肾皮质，5供应外髓，1内髓。,二、肾血流量及其调节,在没有外来神经支配的情况下，肾血流量在动脉血压一

5、定的变动范围（80180mmHg）内能保持恒定。 自身调节的机制： 肌源学说：牵张感受器 管-球反馈：指小管液流量变化影响肾血流量和肾小球滤过率的现象。,（一）肾血流量的自身调节,生理意义,使肾脏的功能不随动脉血压的变化而变化，使水和电解质的排出保持稳定。, 神经调节 肾交感神经 肾血管收缩 肾血流量 体液因素 Ad、NE、AVP/ADH、血管紧张素 、内皮素 肾血管收缩 肾血流量 NO、PG 舒张肾血管 肾血流量,（二）肾血流量的神经体液调节, 肾小球滤过 微穿刺实验证明，肾小球滤过液是血浆的超滤液而不是分泌物。,第二节 肾小球的滤过功能,肾小球滤过率 （glomerular filtrat

6、ion rate ,GFR） 单位时间内（每分钟）两肾生成的超滤液量。 正常成人为125ml/min。 GFR = Kf PEF （Kf滤过分数， PEF有效滤过压）,滤过分数 (filtration fraction) 是指肾小球滤过率与肾血浆流量的比值 正常值约为 125/660100%=19%;,肾小球毛细血管血压 ( - ) 血浆胶压+肾小囊内压,一、滤过的动力有效滤过压 (effective filtration pressure),指有效滤过压为零时滤过停止的状态,滤过平衡, BP在80-180mmHg范围内时， Bpcap相对稳定，GFR基本不变。 BP80mmHg时， Bpca

7、p下降，GFR BP40-50mmHg时，GFR=0，无尿。,（一）肾小球毛细血管血压（Bpcap）,二、影响肾小球滤过的因素,（二）囊内压 正常时比较稳定 结石、肿瘤压迫等 囊内压 （三）血浆胶体渗透压 正常时变动不大； 营养不良、实验中快速注射NS 血浆胶压,主要影响滤过平衡点的位置。 肾血浆流量 血浆胶压上升速度慢 滤过平衡靠出球端 有效滤过长度 GFR 反之，GFR 严重缺氧等 交感神经(+) 肾血浆流量 GFR 尿量,（四）肾血浆流量, 滤过膜的面积(s) 滤过膜的通透性(k)的变化 可致尿液性质出现异常。,（五）滤过系数(Kf)=ks 滤过膜的面积和通透性,与肾血流量一样，GFR也

8、受许多因素的影响，安静时通过自身调解维持相对稳定；应急状态下通过神经体液调节。, 肾小球滤过生成的滤过液 进入肾小管后称为小管液 小管液中99%的水、100%的G及不同量的钠、尿素等被重吸收；肌酐、尿酸、钾等被分泌入小管腔。,第三节 肾小管和集合管的转运功能,一、肾小管和集合管中物质转运的方式,重吸收 (reabsorption) 指物质从肾小管液中转运至血液中,分泌 (secretion) 上皮细胞将本身产生的物质或血液中的物质转运至肾小管腔内。,转运功能, 转运方式 被动转运: 扩散、渗透、易化扩散 溶剂拖曳 主动转运: 原发性：质子泵、 Na+-K+泵和钙泵 继发性：同向转运和逆向转运,

9、 转运途径,跨细胞转运途径 细胞旁转运途径, 近端小管重吸收约70%Na+ ,Cl-,H2O 2/3跨细胞途径，近端小管前半段 1/3细胞旁途径，近端小管后半段,（一）Na+、Cl- 和H2O的重吸收,1. 近端小管,二、肾小管和集合管中各种 物质的重吸收与分泌,Na+主要与H+分泌及G、AA的转运相耦联 钠泵 Na+-H+交换体 Na+-X同向转运体,近端小管前半段,Na+主要与Cl-一起被重吸收 Na+-H+交换体 Cl-HCO3-逆向转运体 Cl-顺化学梯度 Na+顺电势梯度,近端小管后半段,水是靠渗透作用进行被动重吸收的。, 近端小管的物质重吸收为等渗重吸 收，小管液为等渗液,2. 髓

10、 袢, 髓袢重吸收20%的NaCl和15%的水。, 主要吸收部位髓袢升支粗段,Na+：2Cl- ： K+同向转运模式, 髓袢各段对水的通透性不同，与尿液的浓缩和稀释机制有关（后述）,降支细段：Na+不易通透， H2O高通透，小管液渗透压 升支细段：Na+ Cl-易通透，扩散； H2O不通透，渗透压 升支粗段：NaCl主动重吸收，主要部位 Na+-2Cl-K+同向转运体 H2O不通透，渗透压,呋噻米,（-）,3. 远端小管和集合管, 重吸收约12%的NaCl、不同量的水, 远端小管和集合管对水盐的转运是 可调节的。 水的重吸收主要受ADH，而Na+主要受醛固酮的调节。, 通过Na+-Cl-同向转

11、运体，在Na+泵供能下,主动重吸收NaCl。 噻嗪类药物可抑制Na+-Cl-同向转运体，导致利尿。,远曲小管始段,噻嗪类利尿剂,（-）,远曲小管后段和集合管,主细胞重吸收Na+和Cl- ，分泌K+ ； 闰细胞主要分泌H+。(后述）,集合管对水的重吸收取决于主细胞对水的通透性。,水孔蛋白（aquaporin),氨氯吡咪,（-）,（二）HCO3-的重吸收和H+的分泌,肾脏通过重吸收HCO3-和分泌H+ 、NH3参与了体内酸碱平衡的维持。, 重吸收80%的HCO3- HCO3-的重吸收与Na+-H+交换密切相关 HCO3-重吸收率明显大于Cl- 的重吸收率 乙酰唑胺抑制H+分泌，可引起利尿。,1 近

12、端小管,2 髓 袢, 重吸收HCO3- 主要发生在升支粗段， 机制同近端小管,近端小管、髓袢 HCO3- 重吸收的机制,乙酰唑胺,（-）,3 远端小管和集合管, 闰细胞主动泌H+, 两种主动转运机制 质子泵 H+-K+ATP酶, 泌H+量受小管液酸碱度影响,（三）NH3的分泌与H+、 HCO3-的转运的关系,近端小管、髓袢升支粗段、远端小管： 逆向转运体 单纯扩散 集合管：单纯扩散,NH3+H+,NH4+,NH3,+,H+,NH4+,NH4+,Na+,NH4+,小管腔,细胞,+ NaCl,NH4Cl,+,Na +,HCO3-,H2CO3,H+,集合管分泌NH3 ，促进 1个H +分泌，一个Na

13、HCO3 吸收入血,Na +,HCO3-,NH3, 小管液中65-70% K+在近端小管，25%-30%在髓袢重吸收；终末尿中的K+主要是远曲小管和集合管分泌的。 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）：化学、电位梯度 K+的重吸收是主动转运过程，机制未明。,（四）K+的重吸收和分泌,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 抑制因素： 酸中毒（H+浓度升高） 细胞外液钾浓度降低 小管液流量降低,（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

14、途径 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,影响因素,PTH（甲状旁腺激素）（） 血磷浓度 PTH 细胞外液量钙重吸收 血浆PH值钙重吸收,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,（六）葡萄糖和氨基酸的重吸收, 肾糖阈：尿中开始出现葡萄糖时的血浆浓度 葡萄糖吸收极限量：全部肾小管对葡萄糖的吸收均达到极限时的葡萄糖滤过量,第四节 尿液的浓缩和稀释（了解）,概 述, 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； 正常人尿液的渗透压可变动在 50

15、-200mOsm之间, 体内缺水时，尿渗透压血浆渗透压，称为高渗尿表明尿被浓缩； 体内水过剩时，尿渗透压血浆渗透压，称为低渗尿，表明尿被稀释； 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。,原因： 小管液中的溶质被重吸收而水不易被重吸收 部位：主要在远曲小管和集合管 体内水血浆晶体渗透压ADH释放NaCl重吸收（水不能被重吸收）小管液渗透浓度低渗尿,一、尿液的稀释, 原因： 小管液中水被重吸收而溶质留在小管液中。 动力：肾髓质渗透梯度的建立 髓袢是形成肾髓质渗透梯度的重要结构。,二、尿液的浓缩, 肾髓质渗透梯度形成的原因 肾小管各段对水和溶质的 通透性

16、不同 髓袢、集合管排列有逆流 倍增的作用。,（下表）,外髓部，髓袢升支粗段主动重吸收NaCl有关； 内髓部，与尿素再循环及NaCl重吸收有关。,肾髓质渗透梯度形成的过程,三、直小血管在保持肾髓质高渗中的作用,逆流交换, 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。,第五节 尿生成的调节,溶质浓度 渗透压 水、NaCl的重吸收 利尿 渗透性利尿,一、肾内自身调节,（一）小管液中溶质浓度, 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（即重吸收百分率为65-67%）的现象。 生理意义：使尿中排出的溶质和水不致因肾小球滤

17、过率的增减而出现大幅度的变动。,（二）球-管平衡, 机制 与肾小管周围毛细血管的血浆胶体渗透压的变化有关。 滤过率小管旁Cap血量 Cap血压+血浆胶体渗透压Na+ H2O重吸收 反之： 球-管平衡在某些情况下可能被打乱： 渗透性利尿, 肾交感神经兴奋，可致尿量减少，机制: 肾小球毛细血管血压下降 刺激球旁细胞释放肾素增多 直接刺激近端小管和髓袢上皮细胞重吸收NaCl和水,二、神经和体液调节,（一）肾交感神经的作用, 由下丘脑视上核和室旁核中的内分泌神经元释放； 作用：,（二）抗利尿激素ADH （血管升压素VP),使上皮细胞膜上的水通道增多，提高远曲小管和集合管对水的通透性 使血管平滑肌收缩，

18、血管阻力增加，血压升高, 调节因素 体液渗透压、血容量和其他因素,1. 体液渗透压（最主要因素）,渗透压感受器 血浆渗透压阈值：不分泌 血浆渗透压阈值：分泌 下丘脑第三脑室前腹侧部（AV3V） Na+、Cl-形成的渗透压是最有效的刺激,大量出汗、严重呕吐、腹泻失水体液晶体渗透压ADH分泌水重吸收尿量 水利尿 大量饮水体液晶体渗透压ADH分泌水重吸收尿量 饮用生理盐水，排尿量不会出现饮清水后的那种变化,2.循环血量容量感受器 （敏感性比渗透压感受器低） 血容量心肺感受器刺激迷走传出冲动对ADH释放的抑制作用 ADH,3.其它因素,促进因素：恶心、疼痛、应激刺激、ANG、低血糖、尼古丁和吗啡等 抑

19、制因素：ANP，乙醇等, 血管紧张素原 血管紧张素（十肽） 血管紧张素转换酶 血管紧张素（八肽） 血管紧张素（七肽）,（三）肾素-血管紧张素-醛固酮系统 (renin-angiotensin-aldosterone),肾素,血管紧张素酶A,肾上腺皮质球状带,醛固酮,刺激醛固酮的合成与分泌 直接刺激近端小管对NaCl的重吸收 使垂体后叶释放ADH增加 改变肾小球滤过率，,血管紧张素对尿生成的调节,作用：保Na+排K+ ,作用机制： 醛固酮+胞浆受体 激素-受体复合物 进入细胞核 调节特异性mRNA转录 合成多种醛固酮诱导蛋白,醛固酮对尿生成的调节,作用：Na+通道生成增多 增加ATP生成量，为基底膜Na+泵提供能量 增强Na+泵活性，加速Na+泵出，K+泵入， 增大K+浓度差，利于K+分泌,（1）肾内机制： 入球小动脉壁上的牵张感受器 致密斑感受器 （2）神经机制：交感神经 （3）体液机制 （+）Ad,NE，PGE2，PGI2 （-）ANG，ADH，ANP，NO，内皮素,肾素分泌