生理學(xué)：尿的生成和排出

1、尿的生成和排出,第一節(jié) 腎的功能解剖 第二節(jié) 腎臟功能的研究方法 第三節(jié) 腎小球的濾過功能 第四節(jié) 腎小管和集合管的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能 第五節(jié) 尿液的稀釋和濃縮 第六節(jié) 尿生成的調(diào)節(jié) 第七節(jié) 尿的排放,Reabsorption and Secretion by the Renal Tubules,Reabsorption and Secretion by the Renal Tubules,轉(zhuǎn)運(yùn)： 重吸收(reabsorption): 腎小管和集合管上皮將小管液中的水分和各種溶質(zhì)重新轉(zhuǎn)運(yùn)回血液 原尿:180L/天，終尿1.5L天，99重吸收 分泌 (secretion)： 上皮細(xì)胞將自身產(chǎn)生的的某些

2、物質(zhì)被轉(zhuǎn)運(yùn)入小管液,Reabsorption and Secretion by the Renal Tubules,Reabsorption and Secretion by the Renal Tubules,Mechanisms of tubular transport 1) Passive transport Simple diffusion osmosis facilitated diffusion salvent drag（溶劑拖曳）: the solutes dissoved in the water are also carried along with the water.,M

3、echanisms of tubular transport,2) Active transport Primary active transport against an electrochemical gradient directly requires metabolic energy (i.e. hydrolysis of ATP) Examples: Na+-K+ ATPase, H+ ATPase, H+-K+ ATPase Ca+2 ATPase,Reabsorption and Secretion by the Renal Tubules,Secondary active tr

4、ansport Two or more substances interact with one specific carrier in the cell membrane and are translocated across the membrane Symport (Co-transport) Transported substances move in the same direction across the membrane Antiport (Counter-transport) Transported substances move in opposite directions

5、 across the membrane,Reapportion and Secretion by the Renal Tubules,The pathway of reabsorption 1) Paracellular transport 5-10% of water transfer Passive diffusion only Requires favorable electrochemical gradient Passive diffusion of ions and large non-polar solutes 2) Transcellular pathway 90-95% o

6、f water transfer Passive transport All active transport,（三）物質(zhì)通過腎小管上皮轉(zhuǎn)運(yùn)的途徑,頂端膜,側(cè)膜,基底側(cè)膜,跨細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)途徑,細(xì)胞旁轉(zhuǎn)運(yùn)途徑,Reabsorption and Secretion by the Renal Tubules,3) Pinocytosis Uptake by cells of particles too large to diffuse through the cell membrane Example: Reabsorption of filtered proteins in the proximal

7、tubules,Reabsorption by the Renal Tubules,(一)Na+、Cl- Reabsorption 1. 近球小管中的重吸收 70 (1) Na+和Cl-的重吸收 前半段：主動(跨細(xì)胞)機(jī)制 Na+與G、AA、HCO3同向轉(zhuǎn)運(yùn) Na+-H+ 逆向轉(zhuǎn)運(yùn),前半段：主動(跨細(xì)胞)機(jī)制 Na+與G、AA、HCO3同向轉(zhuǎn)運(yùn) Na+-H+ 逆向轉(zhuǎn)運(yùn),后半段：主動(跨細(xì)胞) 及被動(細(xì)胞旁)重吸收 Na+與Cl-同向轉(zhuǎn)運(yùn)， Na+-H+ HCO3逆向轉(zhuǎn)運(yùn),(2)水的重吸收： 被動重吸收 滲透 跨細(xì)胞 細(xì)胞旁 水通道： 水孔蛋白(aquaporin)(AQP-1),(一)Na+

8、、Cl-和水的重吸收,2. 髓襻【包括近直小管，細(xì)段和遠(yuǎn)直小管】 升支粗段對Na+、Cl-的重吸收： Na+：2Cl-：K+同向轉(zhuǎn)運(yùn)模式 Na+-H+ 逆向轉(zhuǎn)運(yùn) Na+、 Cl-、 K+：一半跨細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn) 一半細(xì)胞旁轉(zhuǎn)運(yùn) 水的重吸收： 降支細(xì)段，滲透方式（15%） 升支，不被重吸收,氯化鈉在髓襻升支粗段中重吸收的機(jī)制【髓襻升支對水是不吸收的】,2、髓襻,臨床 髓襻利尿劑： 速尿、利尿酸鈉抑制同向轉(zhuǎn)運(yùn)體NaCl重吸收受抑制利尿 Na+泵抑制劑NaCl重吸收受抑制,3、遠(yuǎn)球小管和集合管 （12%）,遠(yuǎn)球小管初段： Na+-Cl-同向轉(zhuǎn)運(yùn)體 噻嗪類利尿劑 【受到血管升壓素，即抗利尿激素作用】,3、遠(yuǎn)球

9、小管和集合管,遠(yuǎn)曲小管后段和集合管 主細(xì)胞：重吸收：Na+（基側(cè)膜上的鈉泵） Cl-：細(xì)胞旁轉(zhuǎn)運(yùn) 分泌：K+（與鈉的重吸收密切相關(guān)） 阿米洛利:抑制鈉通道 保鉀利尿劑 閏細(xì)胞：重吸收：HCO3- 分泌：H+,Distal tubule and collecting ducts CA:cabonic anhydrase amiloride Inhibits Na+ Channels,3、遠(yuǎn)球小管和集合管,遠(yuǎn)曲小管后段和集合管 主細(xì)胞：重吸收：Na+（基側(cè)膜上的鈉泵） Cl-：細(xì)胞旁轉(zhuǎn)運(yùn) 分泌：K+（與鈉的重吸收密切相關(guān)） 阿米洛利:抑制鈉通道 保鉀利尿劑 【使得鉀離子分泌減少】 閏細(xì)胞：重吸收：

10、HCO3- 分泌：H+,3、遠(yuǎn)球小管和集合管,水的重吸收： AQP2：管腔膜，受VP的調(diào)節(jié) AQP3 AQP4,基底側(cè)膜,（二） K+的重吸收和分泌,70近球小管主動重吸收 20髓袢主動重吸收 10遠(yuǎn)曲小管后段和集合管 重吸收 分泌：鈉-鉀-ATP酶將Na+泵出細(xì)胞，將K+ 泵入細(xì)胞細(xì)胞內(nèi)K+濃度增高分泌,分泌,Potassium,Metabolic Acidosis【酸中毒要警惕鉀離子的升高】 Na+ - H+ Na+ - K+ Alkalosis Na+ - H+ Na+ - K+,（三）Ca+的重吸收,70近球小管(20%跨細(xì)胞，80%溶劑拖曳) 20髓袢升支粗段 9遠(yuǎn)球小管(跨細(xì)胞)

11、1%集合管重吸收 1尿中排出,Calcium,active and transcellular Ca+2 diffuses down electrochemical gradient at luminal membrane Transported across basolateral membrane by Na+-Ca+2 antiporter and Ca+2 ATPase Regulation: parathyroid hormone【甲狀旁腺素】,calcitriol【鈣三醇】,Acid-base balance【腎臟很重要的一個(gè)功能：維持酸堿平衡】,Acid-base balance

12、,Acid-base balance,（四）HCO3-和H+的轉(zhuǎn)運(yùn),維持酸堿平衡(acid-base balance) 1、HCO3-的重吸收與H+的分泌 （1）近球小管：80% HCO3-的重吸收 HCO3-以CO2的方式重吸收 頂端膜Na+-H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn) 頂端膜質(zhì)子泵(H+-ATP酶) 【胃也是通過質(zhì)子泵】 Na+-HCO3-同向轉(zhuǎn)運(yùn) Cl-HCO3-逆向轉(zhuǎn)運(yùn),H+分泌,細(xì)胞內(nèi)HCO3-在基底側(cè)膜,主要,次要,乙酰唑胺 CA H+的分泌 Na+-H+逆向交換Na+- HCO3-重吸收 尿量【31:20】【乙酰唑胺可以抑制碳酸酐酶CA】,1、HCO3-的重吸收與H+的分泌,（1）近球小管：8

13、0% （2）髓袢：15%, 升支粗段，機(jī)制同上 （3）遠(yuǎn)球小管和集合管：5% 質(zhì)子泵 H+-KATP酶 HCO3- CO2+H2O HPO42- H2PO4- NH3 NH4+,小管液中H+,（四）HCO3-和H+的轉(zhuǎn)運(yùn),1、HCO3-的重吸收與H+的分泌 集合管閏細(xì)胞： 分泌：HCO3-(Cl-HCO3-逆向轉(zhuǎn)運(yùn)體) H+(與小管液的酸堿度有關(guān)) 酸中毒時(shí)， Na+-H+交換 Na+-K+交換 導(dǎo)致高血K+,Potassium,Metabolic Acidosis Na+ - H+ Na+ - K+ Alkalosis Na+ - H+ Na+ - K+,（四）HCO3-和H+的轉(zhuǎn)運(yùn),2、N

14、H3的分泌與H+ 、HCO3-的轉(zhuǎn)運(yùn)的關(guān)系 意義： 有利于H+的繼續(xù)分泌（質(zhì)子泵） 有利于Na+-H+交換 促進(jìn)NaHCO3重吸收,NH3【近端小管是泌氨的主要部位】【口試：腎臟的排酸保堿是怎么進(jìn)行的？得分點(diǎn)三個(gè)：氫離子的分泌，HCO3-的重吸收，NH3的分泌。建議口試前畫一張圖】,glutaminase Glutamine glutamate +NH4+ glutamic dehydrogense -ketoglutarate +NH4+ (2H+, 2HCO3- ) NH4+ NH3 + H+,Acid-base balance【口試：機(jī)體如何維持酸堿平衡？除了腎臟的排酸保堿機(jī)制，還要回答

15、呼吸作用】,（五）葡萄糖和氨基酸的重吸收,1、葡萄糖的重吸收 正常情況下: 全部重吸收 吸收部位：僅限于近球小管 機(jī)制：G-Na+協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)（鈉依賴性葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體）,腎糖閾,當(dāng)血漿G達(dá)濃度180mg/dL時(shí)，有一部分腎小管對G的吸收已達(dá)到極限，尿中開始出現(xiàn)G，此時(shí)的血漿G濃度稱之腎糖閾 葡萄糖最大轉(zhuǎn)運(yùn)率 (Maximal rate of transport of fglucose) 葡萄糖吸收極限量 男性：375mg/min 女性：300mg/min,41,腎糖閾 Renal threshold for glucose【錄音二 初始】,當(dāng)血漿G濃度達(dá)180mg/100ml時(shí)， 尿中開始出現(xiàn)G時(shí)的

16、血漿G濃度稱 renal glucose threshold 糖尿?。骸叭嘁簧佟?【實(shí)際上臨床上糖尿病患者并沒有這么典型】【多尿是多飲引起的嗎？葡萄糖留存在小管液，導(dǎo)致晶體滲透壓升高，從而出現(xiàn)滲透性利尿】 最大轉(zhuǎn)運(yùn)率(Tm)：葡萄糖吸收極限量 血漿 G濃度為女性300mg/100ml， 男性375mg/100ml【這兩個(gè)數(shù)字要記住】,氨基酸的重吸收【錄音二 5:33】,繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)，近球小管的前段 機(jī)制同葡萄糖，但載體蛋白不同 蛋白質(zhì)：腎小管上皮吞飲作用,43,幾種重要物質(zhì)在腎小管和集合管的重吸收及分泌概況,尿液的濃縮和稀釋【不是重點(diǎn)但是是難點(diǎn)】【理解就行，不要求記得特別清楚7:56】【近

17、髓腎單位和濃縮關(guān)系更為密切】,表現(xiàn)為單位時(shí)間內(nèi)排出的尿量和尿液的滲透濃度 尿液的滲透濃度血漿：高滲尿 尿被濃縮 = ：等滲尿 ：低滲尿 尿被稀釋 表明：水和溶質(zhì)可以分別進(jìn)行處理 部位：髓襻 意義：維持體液平衡和滲透壓恒定,Urinary Dilution and Concentration,Urine volume: 1.5L/d normal 2.5 L /d polyuria【多尿】 plasma hyperosmolality urine = plasma plasma hypoosmolality urine location：Loop of henle,46,尿液的稀釋,部位： 髓襻

18、升支粗段 遠(yuǎn)曲小管和集合管 實(shí)現(xiàn)條件： 遠(yuǎn)曲小管和集合管對水通透性低 （VP低水平，缺乏時(shí)尿崩癥）,水利尿【口試很喜歡問】【主要是影響晶體滲透壓】,大量飲清水后引起尿量增多的現(xiàn)象稱之 大量飲清水 血漿滲透壓 VP 重吸收水 尿量 意義：檢驗(yàn)?zāi)I的稀釋能力【醫(yī)囑下去，護(hù)士，讓病患一定時(shí)間內(nèi)喝100ml水，然后檢測尿】【B超前要孕婦喝水，膀胱充盈之后，可以看清子宮的狀態(tài)。不過現(xiàn)在有陰超，不用喝水】,48,實(shí)現(xiàn)條件： 失水、禁水時(shí)：血漿滲透壓升高 VP水平較高 小管周圍組織液高滲： 腎髓質(zhì)滲透梯度【滲透梯度直接決定了水的重吸收】,尿液的濃縮,Urinary concentrating mechanis

19、m,Corticomedullary concentration gradient,（一）腎髓質(zhì)滲透濃度梯度的形成,結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：髓襻形態(tài)和功能 （特別是升支粗段） 髓襻長度濃縮能力 1、逆流和逆流倍增系統(tǒng),M1 NaCl 泵入甲管 【22:16】,（一）腎髓質(zhì)滲透濃度梯度的形成,1、逆流和逆流倍增系統(tǒng) 2、髓襻是一個(gè)逆流倍增器： 髓襻升支粗段將小管液內(nèi)的NaCl主動轉(zhuǎn)運(yùn) 入組織間隙 髓襻降支和升支對溶質(zhì)和水的通透性特點(diǎn) 小管液由近球小管流入，經(jīng)過髓襻，再流入 遠(yuǎn)球小管,Urinary concentrating mechanism,The countercurrent exchanger in

20、the kidney Permeability properties of the tubular system 【黃色：表示可通透的?？梢娒恳环N物質(zhì)的通透性都是不同的，這點(diǎn)記住就行（這張表不用具體記）】,54,【25:08】,（一）腎髓質(zhì)滲透濃度梯度的形成,3、外髓部滲透壓梯度的形成：【記住這部分，會考試】 升支粗段對NaCl主動重吸收，對水不通透 組織間液局部高滲 4、內(nèi)髓部滲透壓梯度的形成：【記住這部分】 尿素的再循環(huán) NaCl的重吸收 高蛋白飲食尿素濃度尿液濃縮能力,NACL主動的重吸收,這里的滲透壓很低，靠抗利尿激素調(diào)節(jié),（一）腎髓質(zhì)滲透濃度梯度的形成,5、直小血管在維持腎髓質(zhì)高滲中的作用 特點(diǎn)：與髓襻平行，對水和溶質(zhì)高度通透 機(jī)制：逆流交換 作用：使髓質(zhì)的溶質(zhì)不被帶走，將多余的溶質(zhì)和水帶回循環(huán)系統(tǒng)維持腎髓質(zhì)內(nèi)高滲 血流量將溶質(zhì)帶走 血流量物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)能力,濃度梯度不能維持,58,2、腎髓質(zhì)滲透濃度梯度的維持,直小血管 特點(diǎn)： 與髓襻平行 對水和溶質(zhì) 高度通透 機(jī)制： 逆流交換,Urinary concentrating mechanism,Corticomedullary concentration gradient,Urinary Dilution and Conce