60肾脏生理

文水县人民医院第八章肾脏的功能FUNCTIONOFTHEKIDNEY目的要求:掌握尿的生成及调节熟悉肾脏排泄功能在机体内环境相对恒定中的意义；了解排泄概念与途径，皮质肾单位与近髓质肾单位结构及功能特点，水利尿，渗透性利尿。教学重难点:尿生成的三个基本过程，肾小球滤过机能；肾小管集合管的重吸收机理及其特点；葡萄糖及水的重吸收机制；肾小管的H+，NH4+，K+的分泌过程及意义；影响肾小管泌尿机能的因素，肾泌尿机能的调节，抗利尿素的作用及其调节。醛固酮作用及分泌调节。髓质高渗形成及其维持机理。（一）肾单位（nephron）的构成第一节肾脏的功能解剖和肾血流量一、肾脏的功能解剖RenalcorpusclenephronRenaltubules肾单位肾小体肾小管肾小球肾小囊近曲小管降支粗段降支细段升支细段髓袢远曲小管升支粗段近球小管远球小管肾单位是肾脏结构和功能的基本单位。滤液(原尿)滤过肾小管集合管重吸收分泌与排泄终尿Corticalnephron皮质肾单位Juxtamedullarynephron近髓肾单位（二）球旁器(近球小体):（juxtaglomerularapparatus)主要分布在皮质肾单位球旁（颗粒）细胞Juxtaglomerularcells是一种牵张感受器，能够分泌肾素致密斑Maculadensa是钠离子浓度感受器球外系膜（间质）细胞Extraglomerularmesangialcells（三）滤过膜的构成1、滤过膜的组成filtrationmembrane肾小球毛细血管内皮基膜肾小囊脏层上皮细胞滤液(原尿)毛细血管内皮细胞基膜肾小囊内层上皮细胞裂孔窗孔1）机械屏障作用（mechanicalbarrier）滤过膜阻止分子量70000、有效半径4.2nm的大分子物质滤过。2）电学屏障作用（electricalbarrier）滤过膜的三层中，每层都有带负电的糖蛋白。阻止带负电的物质通过。2、滤过膜的通透性(permeability)（四）、肾脏的神经支配和血管分布1、血液供应极丰富：1200ml/min占心输出量的1/5~1/4左右。2、血液分布不均：皮质94%外髓5-6%内髓1%3、形成两次毛细血管网２）肾的血管分布特点１）肾的神经支配腹主动脉下腔静脉肾动脉肾静脉叶间动脉叶间静脉弓形动脉弓形静脉小叶间动脉小叶间静脉入球小动脉肾小球毛细血管网肾小管毛细血管网出球小动脉‧肾小球毛细血管内血压较高，有利于肾小球的滤过作用。（2：1）‧肾小管周围毛细血管内的血压较低有利于肾小管的重吸收。二、肾血流量及其调节（一）、自身调节（autoregulation)使肾血流量与肾脏泌尿机能相适应。动脉血压:80-180mmHg,肾血流量相对恒定。肾血流GFR动脉血压(mmHg)血流量(ml/min/g肾重)“肌源学说”：动脉血压入球小动脉血管壁受到牵张刺激血管平滑肌紧张性血管口径血流阻力血流量肾血流量相对恒定动脉血压80mmHg平滑肌已达舒张极限动脉血压180mmHg平滑肌已达收缩极限80mmHg以下，180mmHg以上：肾血流量随动脉血压的变化而变化。“管-球反馈”(tubuloglomerularfeedback)肾血流量小管液NaClGFR致密斑+球旁细胞肾素醛固酮保水保钠排钾肾交感N球旁细胞肾素血管紧张素肾血管收缩肾血流量NEE血管紧张素血管升压素前列腺素NO（+）（–）（二）、神经和体液调节紧急情况下，通过神经体液的作用，肾血流量减少，全身血液重新分配，保证心、脑等器官的血供，“移缓济急”。在一般的血压变动范围内，肾脏依靠自身调节来保持肾血流量相对稳定，维持正常的泌尿机能；第二节肾小球的滤过功能Glomerularfiltration一、肾小球滤过率与滤过分数1、肾小球滤过率（glomerularfiltrationrate,GFR)单位时间内（min)两肾生成的超滤液量。1.73m2125ml/min一昼夜超滤液量=180L2、滤过分数(filtrationfraction,FF)肾小球滤过率与肾血浆流量的比值。FF=GFR肾血浆流量=125660=0.19正常值:0.18~0.20表明:流经肾脏的血浆约1/5形成原尿。GFR=EFP(PUF)×KfKf：滤过系数(滤过膜的面积及其通透性的状态)Kf=k×sk:滤过膜的有效通透系数s:滤过面积二、有效滤过压(effectivefiltrationpressure,EFP)EFP=动力–阻力EFP=（肾小球毛细血管压+囊内液胶体渗透压）–（血浆胶体渗透压+肾小囊内压）EFP=肾小球毛细血管压–（血浆胶体渗透压+肾小囊内压）毛细血管压glomerularcapillarypressure：(1)压力较高6.0kP(45mmHg)(2)入球端与出球端几乎相等囊内压capsularhydrostaticpressure:1.3kP(10mmHg)血浆胶体渗透压：plasmacolloidosmoticpressure入球端：3.3kP(25mmHg)出球端：4.7kP(35mmHg)入球端EFP=45–(25+10)=10(mmHg)出球端EFP=45–(35+10)=0在血液流经肾小球毛细血管时，不断生成滤过液，血浆蛋白浓度就会逐渐增加，血浆胶体渗透压也随之升高。因此，有效滤过压也逐渐下降。当有效滤过压下降到零时，就达到滤过平衡（filtrationequilibrium），滤过便停止了。有效滤过压effectivefiltrationpressure1、肾小球毛细血管压hydrostaticpressureinglomerularcapillary三、影响肾小球滤过的因素2、囊内压hydrostaticpressureinBowman’scapsule3、血浆胶体渗透压Plasmaoncoticpressureinglomerularcapillary快速大量静脉注射生理盐水血浆蛋白浓度相对血浆胶渗压EFPGFR尿量4、肾血浆流量renalplasmaflow主要影响滤过平衡的位置只有从入球小动脉端到滤过平衡这一段才有滤过作用。滤过平衡越靠近入球小动脉端，有效滤过面积就越小，肾小球滤过率就低。肾血浆流量加大，肾小球毛细血管内血浆胶体渗透压的上升速度减慢，滤过平衡就靠近出球小动脉端，肾小球滤过率将随之增加。（1）、滤过膜的通透性permeability肾小球肾炎滤过膜结构受损机械屏障作用通透性红细胞进入滤液血尿带负电糖蛋白电学屏障作用通透性血浆白蛋白进入滤液蛋白尿5、滤过系数（2）面积急性肾小球肾炎肾小球毛细血管口径血流量活动的肾小球数目滤过面积GFR尿量（少尿）第三节、肾小管与集合管的物质转运功能重吸收（reabsorption):小管液中的物质通过小管上皮细胞进入管周毛细血管血液的过程称为肾小管和集合管的重吸收。分泌（secretion）：肾小管上皮细胞将自身产生的物质或血液中的物质转运至小管液中。一、肾小管与集合管的转运方式1、被动转运（passivetransport）：扩散、渗透、易化扩散、溶剂拖曳2、主动转运Activetransport原发性主动转运Primaryactivetransport继发性主动转运Secondaryactivetransport同向转运symport,cotransport逆向转运antiport电中性转运生电性转运同向转运cotransport：Na+_葡萄糖、Na+_氨基酸、Na+—K+—2Cl-同向转运逆向转运antiport:是指两种物质与细胞膜上的逆向转运体(antiporter)又称交换体(exchanger)结合，以相反方向通过细胞膜的转运。Na+-H+、Na+-K+逆向转运•重吸收的途径•跨细胞转运途径•细胞旁途径各种物质重吸收部位部位水的重吸收近端小管65-70%髓袢10%远端小管10%集合管10-20%各种物质的重吸收全部：G,aa大部：70%水，Na+,K+,Cl-,85%HCO3-部分：硫酸盐，尿素，尿酸部分：Na+,Cl-，水部分：Na+,HCO3-，水部分：水，钠盐，尿素二、肾小管与集合管中各种物质的重吸收与分泌（一）、Na+、Cl–、H2O的重吸收１.近球小管前半段：Na+的重吸收机制:Na+-葡萄糖、Na+-氨基酸同向转运泵–漏模式(pump-leakmodel)Na+-H+交换水被动重吸收（与体内是否缺水无关）图8-7近端小管重吸收NaCl的示意图A．近端小管的前半段x代表葡萄糖、氨基酸、磷酸盐和C1-等，B.近端小管的后半段的细胞旁途径转运近端小管后半段：Na+-H+交换、Cl--HCO-3交换Na+、Cl-进入细胞基底侧膜：K+-Cl-同向转运Cl-、Na+通过细胞旁路被动重吸收水：渗透性重吸收（1）细胞旁路（紧密连接）（2）跨上皮细胞紧密连接Na+Na+Na+Na+Cl–H2O回漏泵泵泵葡萄糖泵泵泵泵(back-leak)H+Na+２.髓袢升支粗段：“Na+-2Cl–-K+同向转运模式”Na＋重吸收是主动转运，Cl-和K+是继发性主动转运。水不被重吸收(小管液低渗)。在尿液的浓缩与稀释机制中起重要作用•图8-8髓袢升支粗段继发性主动重吸收Na+、K+和C1-的示意图３.远曲小管初段：(Na+主动重吸收）Na+_Cl-同向转运进入细胞(12%)泵噻嗪类利尿药（–）远曲小管后段和集合管：含两类细胞：主细胞和闰细胞闰细胞：主要分泌H+主细胞：重吸收钠和水，分泌钾（Na+主动重吸收）在远曲小管和集合管水的重吸收量随着体内水的出入情况而变化，受抗利尿激素调节。水孔蛋白主细胞管腔侧膜：AQP2主细胞基底侧膜：AQP3、AQP4Na+、K+的转运受醛固酮的调节。（二）、HCO3¯重吸收与H+的分泌80~85%在近球小管重吸收以CO2的形式进行的H+的分泌（1）在近端小管通过H+–Na+交换分泌H+每分泌一个H+,即有一个NaHCO3重吸收回血液。H+的分泌是肾脏排酸保碱的过程。(2)在远曲小管和集合管闰细胞(暗细胞)分泌H+逆电化学梯度的主动转运（三）、NH3的分泌与HCO3¯、H+转运的关系主要发生在远曲小管和集合管的上皮细胞。对维持血浆NaHCO3的浓度，进而维持酸碱平衡起重要作用。泌NH3与泌H+相互促进。（四）、K+的重吸收和分泌67%在近端小管重吸收。是一个主动过程。150mmol/L4mmol/L–4mV0mV是逆电化学梯度重吸收。机理？K+的分泌在远曲小管和集合管K+的分泌与Na+的主动重吸收有密切关系，是顺电化学梯度的被动过程。（五）、钙的重吸收和分泌肾小球滤过的Ca2+，约70%在近端小管被重吸收，与Na+的重吸收平衡；20%在髓袢，9%在远端小管和集合管被重吸收，少于1%的Ca2+随尿排出。（六）、葡萄糖与氨基酸的重吸收在近端小管全部重吸收。继发性主动重吸收。与Na+同向转运密切相关。近端小管对葡萄糖的重吸收有一定度。[血糖]160~180mg%200-230mg/min尿中见糖肾糖阈(renalglucosethreshold)：尿中不出现葡萄糖时的最高血糖浓度。Theplasmaleverofglucoseatwhichglucosefirstappearsintheurine.葡萄糖吸收极限量：约300mg%同向运转体的结合位点达饱和时葡萄糖吸收极限量男性：375mg/min女性：300mg/min蛋白质的重吸收：滤液中微量蛋白质肾小管上皮细胞吞饮作用重吸收第四节尿液的浓缩和稀释Urineconcentrationanddilution一、尿液的稀释尿液渗透压血浆渗透压(300mOsm/kgH2O)浓缩尿稀释尿=等渗尿正常情况下:不同程度浓缩尿饮水过多:不同程度稀释尿肾功能损害时:排出等渗尿二、尿液的浓缩1、肾髓质的高渗梯度Hyperosmolalityofthemedullaryinterstatialfluid2、形成肾髓质高渗梯度的结构基础:近髓肾单位的髓质部分有两套“U”形结构。（1）髓袢的降支和