《生理学》第八章 尿的生成和排出

第八章尿的生成和排出第一节肾的功能解剖和肾血流量第二节肾小球的滤过功能第三节肾小管与集合管的转运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概述＊人体的排泄器官及其排泄物排泄：由排泄器官将体内一些物质经血液循环排出体外的过程。━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━排泄器官排泄物───────────────────────肾脏（主要）水、尿素、肌酐、盐类、药物、毒物、色素等肺脏co2、水、挥发性药物等皮肤及汗腺水、盐类、少量尿素等消化道钙、镁、铁、磷等无机盐,胆色素,毒物等唾液腺重金属、狂犬病毒等━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━＊肾脏的功能(一)泌尿:（主要）①排除代谢终产物、过剩的电解质及进入体内的异物②调节细胞外液量和血液的渗透压③调节水、电解质和酸碱平衡尿生成过程：①滤过②重吸收③分泌(二)内分泌:①肾素：对血容量和血压起调节作用②促红细胞生成素：刺激骨髓红细胞的生成③激肽、前列腺素：参与局部或全身血管活动的调节④1，25－二羟VitD3：调节钙的吸收和血Ca2+平衡第一节肾的功能解剖和肾血流量◆肾的功能解剖(一)肾单位肾单位：是肾的基本功能单位，它与集合管共同完成泌尿功能。人的两侧肾约有170万-240万个肾单位。。集合管：在尿液浓缩过程中起着重要作用，每一集合管接受多条远曲小管运来的液体。许多集合管又汇入乳头管，最后形成的尿液经肾盏、肾盂、输尿管而进入膀胱，由膀胱排出体外。皮质肾单位和近髓肾单位肾单位：皮质肾单位近髓肾单位（髓旁肾单位）(二)球旁器：主要分布在皮质肾单位1.近球细胞：●入球小A膜内的肌细胞呈上皮样变，内含分泌颗粒=肾素；●对牵张刺激敏感≈感受器；●肾交感N支配2.致密斑：●髓袢升支粗断的远端，细胞呈高柱样变、斑状突起●对远曲小管中的[Na+]、[Cl-]敏感，并将信息经间质细胞传递至近球细胞，调节肾素的释放3.间质细胞：●位于入球A、出球A和致密斑之间的一群细胞，成锥形，底部朝向致密斑●吞噬和收缩功能肾交感神经：递质是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。未发现肾有副交感神经支配。肾的血液供应腹主A→叶间A→弓形A→小叶间A→入球小A→肾小球Cap网→出球小A→肾小管周围毛细血管网或直小血管→小叶间V→弓形V→叶间V→肾V两套毛细血管网1.肾小球毛细血管网特点：血压高(40-60%ABP），利于滤过。2.肾小管周围毛细血管网特点：血压低，利于重吸收。(三)肾脏的神经支配和血管分布◆肾血流量及其调节1.肾的血液循环特征⑴血供丰富，血液分布不匀：皮质∶外髓∶内髓=94∶5∶1⑵压力高低不同：肾小球毛细血管网高→利于滤过肾小管毛细血管网低→利于重吸收⑶流量大，一定范围内相对稳定：流量≈心输出量1/4～1/5；在80-180mmHg范围内，通过自身调节保持稳定。自身调节机制：②管-球反馈①肌源学说2.肾血流量的调节方式⑴自身调节：动脉血压在一定范围（80mmHg—180mmHg）变动时，肾血流量仍然保持相对恒定①肌源学说：当A压↑→A管壁平滑肌紧张性↑而收缩→血流阻力↑→肾血流量保持稳定②管-球反馈：当肾血流量和肾小球滤过率↑→致密斑感受到远曲小管液[Na+][Cl-]↑→致密斑将此信息反馈至肾小球→肾血流量和肾小球滤过率恢复通过致密斑感受器肾内产生的前列腺素、腺苷和儿茶酚胺等也参与管-球反馈⑵N-体液调节：①神经因素应急时交感N兴奋→NE释放↑→肾血管收缩→肾血流量↓②体液因素应急时NE、E、VP、AⅡ、ET分泌↑→肾血管收缩→肾血流量↓；PGI2、PGE2、NO和缓激肽等→肾血管舒张→肾血流量↑；腺苷→入球小动脉收缩→肾血流量↓在通常情况下通过自身调节保持肾血流量的相对稳定，在紧急情况下，通过交感神经及E使血液重新分配，肾血流量↓，脑、心脏血流量↑复习思考题1.肾血流量的特点是什么？2.试述肾脏的生理功能。滤过：指血液流经肾小球毛细血管时,除蛋白质分子外血浆中其他成分通过滤过膜进入肾小囊腔形成原尿的过程滤过三要素:屏障、动力、阻力第二节肾小球的滤过功能滤过的实验证据:肾小囊微穿刺抽取液体分析发现,除蛋白质外，所含的成分及其浓度与血浆基本一致,而且渗透压和pH值也与血浆近似。原尿=血浆的超滤液血浆与原尿比较肾小球滤过功能的度量指标1.肾小球滤过率（GFR）：单位时间内（每分钟）两肾生成的超滤液量，体表面积为1.73m2的个体，其肾小球滤过率为125ml/min=180L/d/1.73m2测定方法：用测定菊糖的血浆清除率代表GFR(见本章第六节)2.滤过分数(glomerularfiltrationfraction，GFF)概念：GFR与每分钟肾血浆流量的百分比GFF＝GFR÷肾血浆流量×100％＝125÷660×100％＝19％说明当血液流入肾脏时，约4/5的血浆经滤过进入肾小囊腔生成原尿肾小球滤过率大小决定于滤过系数和有效滤过压。滤过系数：即滤过膜的面积及其通透性的状态滤过膜的三层结构：组成机械屏障①内皮细胞上的小孔（窗孔70-90nm）防止血细胞通过。②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。③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。滤过屏障的通透性特征：①机械屏障决定了溶质分子的半径不同，通透性不同：＜2.0nm能自由滤过Ⅰ半径2.0～4.2nm随半径↑→滤过↓＞4.2nm完全不能滤过Ⅱ分子量＜69000单体可通过如:Hb的分子量为64000本可通过，但在血浆中与球蛋白结合成复合物时则不能通过，∴正常无Hb尿；但当大量溶血时，游离的Hb↑→Hb尿白蛋白有效半径为3.6nm却很难滤过？②静电屏障决定了溶质分子所带电荷的不同，通透性不同带正电荷的溶质最易通过；中性溶质此之；负电荷溶质不能通过肾炎时带负电荷的糖蛋白减少或消失，出现蛋白尿二、有效滤过压肾小球滤过的动力是有效滤过压有效滤过压=肾小球毛细血管压－（血浆胶体渗透压+肾小囊内压）滤过平衡：有效滤过压下降到0特点：①正常时，毛细血管压和囊内压基本不变，胶体渗透压易变（胶体物质滤不出）②正常时，出球段除血浆流量快时外，一般无滤出，故为滤过的贮备段三、影响滤过的因素1.滤过膜⑵面积⑴通透性机械屏障作用↓→血尿（如：肾炎时因免疫反应蛋白分解酶的释放导致滤过膜孔、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）正常时肾小球都活动滤过面积=1.5m2急性肾炎→毛细血管腔狭窄或阻塞→滤过面积↓→GFR↓→尿量↓2.有效滤过压∵构成决定滤过的因素，也是影响滤过的因素，∴构成因素中的任一因素发生变化,均会影响GFR2.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→稀释胶渗压肾病综合症如：结石、肿瘤3.肾小球血浆流量●由图可见：三条曲线分别代表不同肾小球血浆流量(RPF)时血浆胶体渗透压(COP)上升的斜率。曲线A:RPF↓→COP↑速快曲线C:RPF↑→COP↑速慢曲线B:≈正常RPF时COP↑速●由图可见：沿着毛细血管全长，随着水和溶质的滤出，胶体渗透压渐↑→有效滤过压渐↓(=0时称滤过平衡)→滤过平衡的位置决定着毛细血管滤过的长度。结论：RPF快→COP↑速慢→滤过平衡位置近出球A端→GFR↑；反之则GFR↓。影响因素滤过率的变化①滤过膜滤过膜的孔径↑滤过率↑（血尿）滤过膜带负电荷↓滤过率↑（蛋白尿）滤过膜面积↓滤过率↓（肾炎）②有效滤过压毛细血管血压↓滤过率↓（大失血）血浆胶体渗透压↓滤过率↑（快速大量输液）囊内压↑滤过率↓（结石、肿瘤）③肾小球血浆流量↓滤过率↓（中毒性休克）小结：影响滤过的因素复习思考题1.尿是如何生成的？2.简述影响肾小球滤过的因素。第三节肾小管与集合管的转运功能概述重吸收：物质从肾小管液中转运至血液中分泌：上皮细胞本身产生的物质或血液中的物质转运至肾小管腔内●重吸收和分泌的证据：①比较下表原尿与终尿中成分的质和量可见：蛋白质、葡萄糖原尿中有→终尿中无(=重吸收)；肌酐、氨原尿中微量→终尿中大量(=分泌)②比较原尿与终尿量：原尿量=125ml/min×60×24=180L/d终尿量=1-2L/d(=重吸收)一、物质转运方式1.方式被动：单纯扩散、易化扩散主动：原发性和继发性主动(泵、转运体)2.途径跨细胞转运:小管液中的物质→管腔膜→肾小管上皮细胞→基侧膜→组织间隙细胞旁转运:小管液中的物质（H2O、CL-、Na+→肾小管上皮细胞间的紧密连接→组织间隙同向转运：两种物质与细胞膜上的同向转运体结合，以相同方向通过细胞膜逆向转运：两种物质与细胞膜上的逆向转运体结合，以相反方向通过细胞膜。生电性转运：转运过程中出现电位差电中性转运：转运过程中无电位变化二、物质的重吸收与分泌（一）Na+、CI-和水的重吸收1.近端小管重吸收70%Na+、CI-、K+和水，85%的HCO3－，葡萄糖、氨基酸全部被重吸收；泌H+。重吸收的动力：Na+泵Na+的重吸收●前半段：主动过程①管腔膜：大部分Na+与Gs、aa同向转运、与H+逆向转运主动重吸收②管周膜：Na+-K+泵●后半段：被动过程Cl-顺浓度差经紧密连接处重吸收→管两侧电位差→Na+顺电位差经紧密连接处重吸收Na+重吸收特点：存在泵-漏现象(即：净Na+重吸收量＝主动重吸收量－回漏量)细胞间隙内[Na+]↑→渗透压↑细胞间隙内静水压↑部分Na+和H2O回漏入管腔内上皮细胞的紧密连接被撑开管腔膜Na+易化扩散入上皮细胞内管周膜Na+泵将Na+泵出上皮细胞H20顺渗透压进入上皮细胞间隙Cl-的重吸收●机制:被动过程由于Na+、葡萄糖、氨基酸等物质已在近曲小管的前半段主动重吸收→后半段的管内外Cl-的浓度差↑(高20～40%)→Cl-顺浓度差经紧密连接处(称细胞旁路途径)进入细胞间隙Cl-顺浓度差经紧密连接处重吸收→管两侧电位差→Na+顺电位差经紧密连接处重吸收●特点：除髓袢升支粗段为主动重吸收外，其余皆为被动重吸收H2O的重吸收●机制:被动过程（渗透作用），此段是等渗重吸收●重吸收途径：①细胞旁路；②H2O通道●重吸收特点：①类同Na+，具球-管平衡现象，即重吸收量始终为滤过量的65～70%（后述）②重吸收量不随机体的需要而被调节，故近曲小管水的重吸收量对终尿量的影响不大，而终尿量主要取决于远曲小管和集合管对水的重吸收量●同向转运体模式:管腔膜上有Na+:2Cl-:K+同向转运体→Na+、Cl-顺电-化学梯度，K+逆电-化学梯度同向转运入细胞内。进入细胞内的：Na+由管周膜Na+泵泵出，Cl-经管周膜Cl-通道、K+经管腔膜K+通道顺浓度梯度易化扩散出细胞。●影响同向转运体转运的因素:①应用圭巴因选择性阻断Na+泵时，Cl-和Na+的重吸收就明显减少。说明管周膜Na+泵的活动对管腔膜同向转运体的转运具有重要作用。因此，将Na+泵的活动称原发主动，而将同向转运体的转运称继发主动；故Cl-在髓袢升支粗段的重吸收是主动的。②同向转运体对速尿和利尿酸很敏感，即它们能与Cl-竞争结合位点，从而抑制Na+、Cl-、K+的同向转运，干扰尿浓缩机制(后述)，导致利尿。因此，将速尿称髓袢利尿剂3.远曲小管和集合管(1).Na+的重吸收1)重吸收的机制：Na泵是动力NaCl同向转运体（噻嗪类阻断）是主动重吸收过程①远曲小管初段：Na+在管腔膜由Na+-Cl-同向转运进入细胞内，然后在管周膜由Na+泵泵出细胞而被重吸收。Na+-Cl-的同向转运可被噻嗪类(thiazide)利尿剂所抑制（图）重吸收NaCl约12％和不同量的H2O；分泌K+和H+；水的重吸收受抗利尿激素(ADH)调节，Na+和K+的转运受醛固酮调节Na+多进多排，少进少排，不进不排②远曲小管后段和集合管：Na+在管腔膜主要通过Na+通道进入细胞内，然后在管周膜由Na+泵泵出细胞而被重吸收。管腔膜的Na+通道可被氨氯吡咪(amiloride)抑制2)重吸收的特征: