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生理学第九章尿的生成与排出

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    • 1、第九章 尿的生成与排出 Excretive Function of Kidney 生理教研室,第二节 肾小球的滤过功能,第一节 肾的结构及功能概要,第六节 血浆清除率,第四节 尿的浓缩和稀释,第五节 肾脏泌尿功能的调节,第三节 肾小管和集合管的泌尿功能,第七节 尿的排放,第一节 肾的功能解剖和血流量 Function of Kidney,肾血供有两级毛细血管网: 肾小球毛细血管 压力较高利于滤过 (肾小)管周毛细血管 压力较低利于重吸收,(一)肾脏的血液供应:,血流量大:安静时1100ml/min = 22% 心输出量,(二)肾单位Nephron-基本功能单位 肾小体:肾小球 肾小囊(脏层、囊腔、壁层) 肾小管:近端小管 近曲小管 髓袢降支粗段 髓袢细段 髓袢降支细段 髓袢升支细段 远端小管 髓袢升支粗段 远曲小管,髓袢降支,髓袢升支,近曲小管,髓袢降支粗段,髓袢降支细段,远曲小管,髓袢升支粗段,髓袢升支细段,肾小体,肾 单 位 p.212,皮质肾单位,近髓肾单位,数 量,多,A口径,少,体 积,较大,较小,A入 A出 21,A入 A出,A出后的毛细血管,髓袢长度,分布于皮质部的肾小管

      2、周围 毛细血管网,形成U形的 直小血管,短,长,生理作用,有利于肾小球滤过 和肾小管重吸收,有利于尿浓缩稀释,(三)近球小体: 近球细胞,致密斑,球外膜细胞,致密斑: 感受小管液中 NaCl含量变化,近球细胞:分泌肾素,排泄功能 调节水,电解质平衡:维持稳态 分泌生物活性物质: 促红细胞生成素 羟化的Vit D3 肾素等 调节动脉血压,调节循环的机能,肾脏的功能 Renal function:,内环境稳态,第二节 肾小球的滤过功能Function of Glomerular Filtration,一、肾小球滤过作用和滤过率 二、滤过膜及其通透性 三、滤过动力有效滤过压 三、影响肾小球滤过的因素,肾小球的滤过功能,滤过三要素: 屏障、 动力、 阻力,肾小球滤过率 Glomerular filtration rate ,GFR: 单位时间内(每分钟)两肾生成的超滤液总量 正常成人:125ml/min 滤过分数 Filtration fraction:肾小球滤过率 / 肾血浆流量 正常值: ( 125 / 660 ) 100% = 19%,肾小囊内:原尿 1/5,4 / 5,滤过膜,滤过的实

      3、验证据: 肾小囊微穿刺抽取液体分析发现,除蛋白质,血细胞外,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,原尿,二、滤过膜 1.组成,毛细血管内皮层 基底膜层 肾小囊脏层上皮细胞层,孔 隙 物 质 滤 出,滤过膜(Filtration Membrane)的通透性,机械屏障对分子的半径大小的选择性,机械屏障对分子的半径大小的选择性,电学屏障对分子电荷的选择性, 物质半径,II 物质电荷,滤过膜屏障: 机械屏障:孔隙物质分子 大小 电学屏障: 含有带负电荷的物质不易通过 (含糖蛋白) 带正电荷的物质较易通过,机械屏障作用血尿、蛋白尿,电学屏障作用蛋白尿,(二)滤过的动力有效滤过压,有效滤过压= (肾小球毛细血管 内的静水压 即肾小球毛细血管压 + 囊内液胶体渗透压) -(血浆胶体渗透压 + 肾小囊内的静水压 即囊内压),阻力,动力,半透膜,渗透压: 溶 质,高,低,水,渗透,胶体,Cap血压 静水压,有效滤过压,(毛细血管压+组织液胶体渗透压) -(血浆胶体渗透压+组织液静水压) = 有效滤过压0 组织液生成(动脉端) 0 组织液回流(静脉端)

      4、,动力 阻力,净滤过压 = 60 (18 + 32) = +10 mmHg 0有滤液生成,有效滤过压=0 无滤液生成,有效滤过压=毛细血管压-(血浆胶体渗透压+肾小囊静水压),(一)有效滤过压(滤过的动力),有效滤过压=毛细血管压-(血浆胶体渗透压+囊内压),滤过平衡,入球端 有效滤过压 = 45 ( 25 + 10 ) =10mmHg) 0有滤液生成,出球端 有效滤过压 = 45 ( 35 + 10 ) = 0mmHg =0无滤液生成,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,滤过停止) 滤过停止的位置 决定着毛细血管 滤过 的长度。,三、影响滤过的因素Factors Affecting Glomerular Filtration,滤过系数 毛细血管血压 囊内压 血浆胶体渗透压,(二)有效滤过压,(一)滤过膜,(三)肾血浆流量,(一)滤过膜 滤过系数:通透系数 * 滤过面积,2、面积,1、通透性,滤过面积GFR尿量,(二)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,=,(,+,1、,eg.连续间断刺激迷走

      5、N外周端、iv 1:10000NE 如:大失血交感N(+)、NE血管收缩(入球小A出球) 高Bp病晚期肾A入硬化而缩小,如:家兔,快速静脉注射37生理盐水 20ml,如:结石、肿瘤(尿路梗塞时),3、,2、,(超过自身调节范围),动脉血压在80180mmHg 范围内变化, 肾血流量保持相对稳定,自身调节 Autoregulation:,意义:使肾血流量稳定适应于肾脏的泌尿功能,Bp ,血管口径,血量,水,(三)肾血浆流量,肾血浆流量 血浆胶体渗透压上升速度减慢 有滤过作用的毛细血管段加长滤过率,第三节 肾小管和集合管的泌尿功能 Function of Urinary Formation for Renal Tubules and Collecting Ducts,一、肾小管重吸收和分泌的特征和方式,(一)重吸收和分泌的特征,量大 选择性 有限性,如葡萄糖,转运的方式,主动:,被动:,二、肾单位不同部位重吸收和分泌 Reabsorption and secretion of Renal Tubules and Collecting Ducts,(一)近端小管,2.HCO3-的重吸收与H+

      6、分泌,H+与NH3的分泌,3.K+的重吸收,5.其他物质,4.葡萄糖的重吸收,1.Na+ 、Cl和水的重吸收,(二)髓袢,(三)远端小管和集合管,肾小管管腔内外 Na+电化学梯度 (基底膜Na +泵),钠-氢的反向交换,钠离子与葡萄糖,AA同向转运,H+分泌,细胞内Na+升高,G,AA重吸收,HCO3-重吸收,Na+泵到细胞间隙,细胞间隙渗透压升高,水进入细胞间隙(静水压升高),Na+泵,钠重吸收,水重吸收,(1)前半段: Na+耦联协同转运体,K+,Na+,小管上皮细胞内,基底膜,后半段: 被动重吸收,机制: Cl- 顺着浓度梯度被动扩散,Cl-,Na+,近端小管是物质重吸收的主要部位(2/3) 对水的重吸收是取决于渗透梯度 (NaCl为主要溶质) 水是伴随着溶质的吸收而被重吸收 主动吸收与被动吸收 两种方式,Na+-H+反向交换 (近端小管),2. HCO3-的重吸收与H+分泌 排酸保碱,(1)HCO3-重吸收:被动,(2)H+分泌:,3.K+重吸收 机制: 主动过程 (尚不清楚),4.葡萄糖的重吸收:,(1)重吸收部位: 近端小管 (2)重吸收机制: 与钠协同转运 (继发性主动转

      7、运),转运体数量有限 重吸收的最大限度 肾糖阈 如:糖尿病,糖尿病的多尿,(二)髓袢: 水盐重吸收 分离 髓袢各段对水或溶质的 通透性不同 髓袢降支对水通透性大,对溶质通透性小 髓袢升支对水不通透性,对溶质通透性大,髓袢升支粗段:(主要部位) 对水不通透 Na+2Cl-K+同向转运体 主动重吸收钠的作用,(二)髓袢,钠泵活动,肾小管上皮C内Na+ ,Na+:2Cl-:K+同向转运体,Cl- 重吸收,Na+泵到 细胞间隙,细胞内高K+,K+返回小管腔,小管内正电位,Na+进入细胞旁路(被动),Na+ 重吸收 (主动),主细胞 重吸收Na+,水,分泌K+ 闰细胞 分泌H+,H+泵转运, 不通过氢-钠交换。,(三)远端小管和集合管(调节),重吸收的特征:,Na+的重吸收、K+分泌 受 醛固酮 调节 水的重吸收 受 抗利尿激素 ADH 调节 重吸收量根据机体的需要而被调节; 重吸收量对终尿量的影响很大。,NH3的分泌与H+、HCO3-的转运关系 机制:单纯扩散,小管上皮细胞内 谷氨酰胺,NH3(氨),脂溶性,肾小管腔:NH3H+,NH4+Cl-NH4Cl,单纯扩散,谷氨酰胺酶,特点: 1. 近

      8、端小管是主要吸收部位 等渗性重吸收 2. 髓袢各段水盐重吸收分离 (升支粗段 对NaCl主动重吸收) 3. 远端小管和集合管 受激素调节 调节性吸收,量大 选择性 有限性,第四节 尿液的浓缩和稀释Urinary Concentration and Dilution,低渗尿( 稀释 ):尿渗透压血浆渗透压 等渗尿:尿液渗透压=血浆渗透压,机体在体水过多情况下,尿稀释,有排水作用 机体在缺水情况下,尿浓缩,有保水作用,尿浓缩和稀释的原理(自学) Mechanism of Urinary Concentration and Dilution,1. 髓袢、集合管U形结构的逆流系统(结构基础) 2. 肾髓质的高渗状态 3. 激素(ADH): 远曲小管和集合管 对水重吸收 (调节),第五节 肾脏泌尿功能的调节 Regulation of Urine Formation in Kidney,尿的生成由:肾小球的滤过、肾小管和集合管的重吸收与分泌三个环节构成。 前文已述影响肾小球的滤过因素,本节主要讨论影响肾小管、集合管的重吸收和分泌因素: 即肾内自身调节和神经、体液调节。,一、肾内自身调节 (一)肾

      9、血流和肾小球滤过率的自身调节,(二)球-管平衡 Glomerulo-tubular balance: 1、定义: 在正常情况下, 不论肾小球滤过率有何变化, 近端小管对水和 Na+的重吸收量 总稳定在滤过量的65-70,机制,重吸收率/滤过率65-70,65,定比重吸收,2、机制:肾血流量保持稳定,当GFR时,管周Cap.血量Cap.压 胶体渗透压,近端小管对Na+和水重吸收,3.意义: 维持尿量相对稳定,缓冲 肾小球滤过率变化对尿量的影响。,胶体渗,Cap血压 静水压,水,二、神经调节,三、体液调节 (一)醛固酮 (二)抗利尿激素,二、神经体液调节 肾交感N兴奋 (剧烈运动、紧张、大出血等), 近端小管 重吸收水和NaCl,直接刺激 近球细胞释放肾素 血管紧张素-醛固酮系统 远曲小管和集合管对水、NaCl的重吸收,循环血量 等适宜刺激,(一)肾素-血管紧张素-醛固酮系统 (RAAS),肾素 2. 血管紧张素II 3. 醛固酮,1. 肾素分泌的刺激因素:,球 旁 细 胞 (近球细胞),循环血容量,肾 素,Back,肾上腺皮质球状带,血K+、Na+,肾素,血管紧张素原(肝),血管紧张素,血管紧张素,血管紧张素,效应: 血管收缩 促进水钠吸收 刺激醛固酮 ADH 引起渴觉,醛 固 酮,肺血管紧张素转换酶,Back,2.,3、 醛固酮 Aldosterone,(1)来源:肾上腺皮质球状带 (2)作用:(保钠排钾保水) 促进远曲小管和集合管 主动重吸收Na+ ,分泌K+,(4)调节: RAAS(血管紧张素) 血K+ (为主)、 血Na+,(3)作用机制:,Bac

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