生理学复习资料：第八篇 尿的生成和排出

肾单位：肾小体：肾小球 肾小囊 肾小管：近端小管：近曲小管 近端小管直段 髓袢细段：髓袢降支细段 髓袢升支细段 远端小管：远曲小管 远端小管直段肾的功能解剖一 肾的功能解剖基础1 肾单位是生成尿液的基本功能单位。2 滤过膜由毛细血管内皮细胞、基膜、和肾小囊脏层足细胞的足突构成。有孔（70-90nm）毛细血管内皮表面有负电荷糖蛋白，阻碍蛋白质通过。基膜由型胶原形成基本构架，填充其他蛋白质构成微纤维网架结构，基膜上有2-8nm多角网孔。带负电的硫酸肝素和蛋白聚糖形成滤过膜的电荷选择性。肾小囊上皮足细胞突起之间形成铝锅裂隙，裂隙表面有滤过裂隙膜，膜上有4-11nm小孔。3 系膜细胞位于肾小球毛细血管内皮和基膜之间，与其周围机制构成系膜。一类称固有平滑肌样系膜细胞，可通过收缩调节滤过膜的面积和肾小球滤过系数，可吞噬大分子物质和凋亡的中性白细胞；一类称骨髓源吞噬细胞，有吞噬能力，可表达MHC作为抗原呈递细胞。血管升压素、去甲肾上腺素、血管紧张素、内皮素、血栓烷A2 和腺苷引起系膜细胞收缩。心房钠尿肽、前列腺素E2、前列环素、多巴胺和一氧化氮使系膜细胞舒张。4 集合管上皮含水孔蛋白AQP2，受VP控制，决定集合管对水的通透性和重吸收。5 皮质肾单位：占80-90%，肾小体较小，髓袢较短，入球小动脉口径比出球大，出球小动脉分支形成小管周围毛细血管。近髓肾单位：肾小体位于靠近髓质的内皮质层，肾小球较大，髓袢长，入球出球小动脉口径无明显差异，出球小动脉分之形成网状小血管缠绕于邻近近曲和远曲小管周围，和U形直小血管。6 球旁器：由颗粒细胞（球旁细胞）、球外系膜细胞和致密斑组成。球旁细胞是入球出球小动脉中特殊分化的平滑肌细胞，胞内含肾素分泌颗粒。致密斑是髓袢升支粗段远端的特殊分化高柱状上皮细胞，与入球小动脉、出球小动脉和球旁细胞球外系膜细胞接触，可以感受小管液NaCl含量，通过管-球反馈调节球旁细胞分泌肾素和肾小球滤过率。球外系膜细胞具有吞噬和收缩功能。7 肾交感神经释放NE调节肾血流量（RBF）、肾小球滤过率（GFR）、肾小管的重吸收和肾素释放。一些纤维释放多巴胺，引起肾血管舒张。肾脏没有副交感神经末梢分布。二 肾的血液供应1. 腹主动脉肾动脉叶间动脉弓状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2. 供血量大：安静状态下，两肾血流量1200ml/min供血不均，94%供应皮质。肾小球毛细血管压力高，有利于血浆滤过。肾小管毛细血管压力低血浆胶体渗透压高，有利于重吸收。U形直小血管与髓袢并行，血流与肾髓质内电解质发生逆流交换，有利于髓质维持高渗状态。3. 肾脏皮质肾单位血管有肾小球毛细血管网和小管周围毛细血管网两套串联的毛细血管网。近髓肾单位有肾小球毛细血管网串联网状小血管和U形直小血管。4. 肾血流量取决于肾血管阻力，主要是入球小动脉阻力。肾血流量自身调节：当动脉血压在一定范围内变动时，肾血流量保持恒定，使肾小球滤过率保持相对稳定，其机制有肌源性性机制和管-球反馈。肾血流量的神经和体液调节：入球小动脉和出球小动脉血管平滑肌受交感神经支配。去甲肾上腺素作用于血管平滑肌-肾上腺素受体，引起血管收缩，血流量减少。体液中肾上腺素、去甲肾上腺素、血管升压素、血管紧张素、内皮素引起血管收缩血流量减少；肾组织产生的PGI2、PGE2、NO和缓激肽引起血管舒张，肾血流量增加；腺苷引起入球小动脉收缩，肾血流量减少。血容量减少、强烈伤害性刺激、情绪波动、剧烈运动交感神经活动加强，全身血液重新飞配；反之肾血流量增加。三 生理学实验技术1 清除率：两肾1min内能将多少某种物质完全清除的毫升血浆中该物质完全清除血浆量。CX=UX×VPX CX：某物质X的清除率；UX：尿中该物质的浓度mg/100mL； V：每分钟尿量mL/min； PX：血浆中该物质浓度mg/mL；l 测定菊糖或内生肌酐清除率可推算肾小球滤过率（125mL/min）、肾血浆流量和肾血流量：UX×V=GFR×PX-RX+SX UX×V ：每分钟肾小球滤过量； RX：重吸收量； SX：分泌量； GFR：肾小球滤过率；菊糖可自由通过肾小球滤过膜，不被重吸收和分泌，CIn=GFR。事实上，菊糖清除率略大于GFR，因为血浆蛋白占血浆量8%，这部分血浆不能不被肾小球滤过。l 测定对氨基马尿酸的清除率可推算肾血浆流量（660mL/min）和肾血流量。血浆中对氨基马尿酸和碘瑞特在流经肾脏后被全部从血浆中清除。他们在尿中的排出量等于每分钟肾血浆流量（RPF）乘以他们在血浆中的浓度：UX×V=RPF×PX。l 肾脏滤过分数（19%）：FF=GFRRPFl 根据肾血浆流量和红细胞比容，计算肾血流量（RBF）。l CX/CIn>1：该物质过滤后净分泌；CX/CIn>1：该物质过滤后净重吸收。l 自由水清除率（CH2O）反映肾产生无溶质水的指标。无溶质水指尿液在被浓缩过程中肾小管每分钟从小管液中重吸收的纯水量；或指尿液在被稀释过程中，体内被肾排到尿液中的纯水量。V=Cosm+CH2O 尿量等于渗透单位清除率和自由水清除率之和；CH2O=V-Cosm=V-Uosm×VPosm=(1-UosmOosm)×V 当Uosm/Posm<1，尿液低渗，CH2O为正；当Uosm/Posm>1，尿液高渗，CH2O为负，称为自由水重吸收量，用TH2O表示。2 微穿刺技术3 微灌流技术肾小球滤过功能一 肾小球滤过1 单位时间两肾生成的超滤液量，称肾小球滤过率（GFR，125mL/min）。分子有效直径小于2nm的中性物质可自由滤过，有效半径大于4.2nm的不能滤过。带负电物质不易通过。2 有效滤过压：促进超滤的动力与对抗超滤的阻力差值。动力：肾小球毛细血管净水压pGC，肾小囊内超滤液胶体渗透压T；超滤的阻力包括肾小球毛细血管内血浆胶体渗透压GC，和肾小囊内净水压PT。有效滤过压PUF=（pGC+T）-（GC+PT）。3 滤过平衡：肾小球毛细血管不断滤出超滤液，其胶体渗透压升高，滤过阻力升高，当有效滤过压降低到零时，成为滤过平衡。4 肾小球毛细血管滤过特点：毛细血管压力高，对蛋白质通透性较低，血浆胶体渗透压逐渐升高，肾小囊静水压较高。二 影响肾小球滤过因素1 肾小球毛细血管压由于肾血流量自身调节基本保持稳定，肾小球滤过率基本不变。血容量减少、剧烈运动、强烈伤害性刺激、情绪激动时交感神经兴奋，入球小动脉强烈收缩，导致肾血流量、毛细血管血流量、毛细血管压下降，降低滤过率。入秋、出球小动脉管径之比影响肾小球毛细血管压和血流量。2 血浆胶体渗透压影响滤过率。3 肾小囊内压升高降低肾小球滤过率。肾盂输尿管结石、肿瘤压迫引起输尿管阻塞引起逆行性压力升高，滤过率降低。小管重吸收加快，或流速加快，囊内压降低，滤过率升高。4 肾血浆流量改变滤过平衡点。血浆流量增大血浆胶体渗透压升高减缓滤过平衡点向出球方向移动滤过率增加。肾交感神经兴奋（失血、缺氧、中毒性休克）入球小动脉阻力增加，肾血浆流量减少，滤过率降低。5 滤过分数增大，滤过平衡点向出球方向移动，滤过率增大。6 滤过系数（Kf，单位有效滤过压驱动下，单位时间内经过滤过膜滤过的液量），Kf=k*s（k，滤过膜有效通透系数；s，滤过膜面积），病理条件下，s降低，肾小球滤过率（GFR=Kf*PUF）降低，出现少尿或无尿。系膜细胞具有收缩能力，可调节滤过膜的面积和肾小球滤过系数。三 肾小球滤过的调节1. 肾血流量自身调节：肌源性调节、管-球反馈。肌源性调节：肾动脉灌注压升高入球小动脉血管平滑肌牵张刺激平滑肌紧张性加强阻力增大；反之亦然。在一定血压变化范围内（80-160mmHg）维持肾血流量RBF和肾小球滤过率稳定。管-球反馈（TGF）：致密斑感受小管液流量和成分变化，RBF和GFR增加小管液流量增加离子转运速率增加致密斑反馈信息至肾小球入球、出球小动脉收缩，系膜细胞收缩，滤过面积减少Kf 降低。血容量增加减弱TGF，增加GFR，使排尿量增加，血容量恢复。2. 神经-体液因素的调节：交感神经，血管紧张素、心房钠尿肽、内皮细胞源因子（内皮素、一氧化氮、前列环素）、前列腺素、缓激肽。交感神经：去甲肾上腺素受体肾血管收缩，RBF减少。血容量减少、强烈伤害性刺激通过交感神经引起肾血管强烈收缩。血管紧张素：对入球小动脉出球小动脉平滑肌产生收缩作用，出球小动脉对Ang敏感性高。RBF减少，但是滤过分数增加，GFR基本不变。Ang还能使系膜细胞收缩，Kf值减小，GFR降低。心房钠尿肽：在肾动脉、肾小球系膜细胞、肾小管上皮细胞皆有受体，ANP是的入球出球小动脉阻力比减小，肾小球毛细血管压升高，滤过分数增大，系膜细胞署长，Kf增大，GFR增加。内皮素：调节肾血管和系膜细胞张力；调节肾小管钠的转运，ET使入球出球小动脉收缩，入球收缩明显，系膜细胞收缩，Kf减小，RBF和GFR减少。；调节肾小球系膜细胞增生和有丝分裂。一氧化氮：使入球出球小动脉署长，RBF和GFR升高。前列环素：PGI2 使肾脏小动脉署长。前列腺素：肾组织合成PGE2和PGI2使肾小动脉署长，RBF增加，系膜细胞收缩Kf降低，GFR基本无变化。缓激肽：肾组石中激肽释放酶使激肽原变为缓激肽，引起肾血管舒张，刺激NO和PG生成，导致肾血管舒张。肾小管和集合管中物质的转运一 肾小管和集合管中物质的重吸收1 主动转运：Na+-K+泵、钙泵、Na+-葡萄糖同向转运、Na+-氨基酸同向转运、K+-Na+-2Cl-同向转运、Na+-H+逆向转运、Na+-K+逆向转运。被动转运：扩散、渗透、易化扩散。2 肾小管上皮柱状，分为顶端膜和基底侧膜。顶端膜上有微绒毛形成刷状缘。肾小管和集合管重吸收分为跨细胞途径和细胞旁途径。3 Na+和Cl-的重吸收：近端小管重吸收超滤液中65%NaCl，约2/3在近端小管前半段经跨细胞途径吸收（基底侧膜Na+泵产生胞内低钠环境，小管液中钠通过Na+-H+交换体、Na+-葡萄糖同向转运、Na+-氨基酸同向转运进入细胞，水通过渗透进入细胞，H+进入小管液，Cl-不被重吸收浓度高于管周组织液），1/3在后半段由细胞旁路途径吸收（Na+-H+交换和Cl-HCO3-交换体使得Na+和Cl-进入细胞，胞内Cl-有基底侧膜上K+-Cl-同向转运出细胞。Cl-还可以顺浓度梯度经紧密连接进入细胞间隙，造成小管液阳离子偏多，Na+顺电势梯度经细胞旁途径重吸收）。髓袢重吸收超滤液中20%的NaCl，主要发生在升支粗段。在髓袢降支细段，水被重吸收导致小管液浓缩，在髓袢升支细段Na+向髓质间液扩散。在髓袢升支粗段，顶端膜上Na+经过K+-Na+-2Cl-同向转运体进入细胞，通过基底侧膜钠泵进入组织液，Cl-顺浓度梯度进入组织液，K+顺浓度梯督返回小管液，造成小管液正电位，促使Na+、K+、Ca2+经细胞旁途径重吸收。7%NaCl在远端小管和集合管重吸收。远端小管和集合管上皮有主细胞和闰细胞。主细胞基底侧膜上有钠泵，维持胞内低钠。Na+经顶端膜钠通道进入细胞，造成小管液负电位，Cl-被动重吸收，K+被动分泌。上皮细胞间紧密连接对离子通透性较低，离子不易返回。4 水的重吸收。65%近端小管重吸收。近端小管重吸收Na+、HCO3-、Cl-、葡萄糖、氨基酸，使得小