醫(yī)學(xué)生理學(xué)：腎臟的排泄功能 2016

1、泌尿生理,第一節(jié) 腎結(jié)構(gòu)和血液循環(huán)特點(diǎn),腎小球（毛細(xì)血管球） 腎小體 腎小囊（臟層、壁層、囊腔） 近端小管 近曲小管 髓袢降支粗段 髓袢降支細(xì)段 髓袢 腎小管 髓袢細(xì)段 髓袢升支細(xì)段 髓袢升支粗段 遠(yuǎn)端小管 遠(yuǎn)曲小管,腎單位90-120萬/腎,（一）,(二) 腎單位分類,皮質(zhì)腎單位,近髓腎單位,數(shù) 量,多(85-90%),A口徑,少(10-15%),體 積,較大,較小,A入 A出 21,A入 A出,A出后的毛細(xì)血管,袢長(zhǎng)度,分布于皮質(zhì)部 的腎小管周圍,形成U形 直小血管,腎素含量,短,長(zhǎng),多,少,1. 球旁細(xì)胞（入、出球小動(dòng)脈中膜內(nèi)肌樣上皮細(xì)胞）含腎素顆粒。 2. 致密斑（遠(yuǎn)曲小管起始部的高柱

2、狀上皮細(xì)胞）對(duì)遠(yuǎn)曲小管液NaCl濃度變化敏感，影響球旁細(xì)胞腎素的釋放。 3. 球外系膜細(xì)胞（入、出球小動(dòng)脈之間） 參與管-球反饋信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo).,（三）球旁器（皮質(zhì)腎單位）,（四）腎的神經(jīng)支配,腎交感神經(jīng)：胸12-腰1、2節(jié)段發(fā)出，大部分支配入、出球小動(dòng)脈和髓質(zhì)的直小血管-血管收縮; 還支配球旁細(xì)胞、近端小管遠(yuǎn)端小管和集合管的細(xì)胞-腎素釋放及對(duì)Na重吸收。 未發(fā)現(xiàn)副交感神經(jīng),3、腎血流自身調(diào)節(jié),二、腎血液循環(huán)特點(diǎn) 1、血量大(1200 ml/min)，分布不均：皮質(zhì)約94%；外髓質(zhì)5-6；內(nèi)髓質(zhì)1。 2、兩套毛細(xì)血管網(wǎng)：腎小球毛細(xì)血管網(wǎng)血壓高；腎小管周圍毛細(xì)血管網(wǎng)血壓低。,1. 腎小球?yàn)V過 2. 腎

3、小管、集合管重吸收 3. 腎小管、集合管分泌,第二節(jié) 尿生成及影響因素,血液流經(jīng)腎小球時(shí)，在有效濾過壓作用下，血漿中水和小分子物質(zhì)經(jīng)濾過膜進(jìn)入腎小囊腔形成原尿。,一、腎小球?yàn)V過,濾過膜結(jié)構(gòu)： 1、機(jī)械屏障：毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞（50-100nm）、基膜（4-8nm，機(jī)械屏障的主要部分）、腎小囊上皮細(xì)胞足突（4-14nm）。 2、電學(xué)屏障：糖蛋白負(fù)電荷,有效濾過壓 = 腎小球毛細(xì)血管血壓 - 血漿膠體滲透壓 - 腎小囊內(nèi)壓,腎小球?yàn)V過率（GFR）：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)，兩腎生成超濾液量。正常成人：125ml/min，每晝夜則為180L。 濾過分?jǐn)?shù)：腎小球?yàn)V過率與腎血漿流量的比值。125/660=0.19,影響

4、濾過的因素,1.濾過膜,面積,通透性,機(jī)械屏障血尿 （如：腎炎時(shí)因免疫反應(yīng)蛋白分解酶的釋放導(dǎo)致濾過膜孔、裂增大）,靜電屏障蛋白尿 （如：腎炎時(shí)帶負(fù)電荷的糖蛋白減少或消失）,正常時(shí)腎小球活動(dòng)濾過面積=1.5m2 急性腎炎毛細(xì)血管腔狹窄或阻塞 濾過面積GFR尿量,腎小球 Cap.血壓,血漿膠體 滲透壓,囊內(nèi)壓,有效 濾過壓, GFR 尿量,=,如：大失血交感N+、NE Cap.收縮 高Bp病晚期腎A入硬化而縮小,如：快速大量輸液稀釋膠滲壓,如：結(jié)石、腫瘤,2.有效濾過壓,構(gòu)成因素中的任一因素發(fā)生變化,均會(huì)影響GFR。,3.腎小球血漿流量,沿著毛細(xì)血管全長(zhǎng)隨著水和溶質(zhì)的濾出,濾過平衡的位置決定著毛細(xì)

5、血管濾過的長(zhǎng)度,膠體滲透壓 有效濾過壓,有效濾過壓=0 時(shí)，稱濾過平衡,濾過率,小結(jié)：影響濾過的因素,小管上皮細(xì)胞將原尿中某些成分重新攝回血液（腎小管周圍的第二套毛細(xì)血管）。 近球小管主要部位 途徑：跨細(xì)胞途徑、細(xì)胞旁途徑。,二、腎小管和集合管重吸收功能,(一)物質(zhì)重吸收,1.近曲小管 機(jī)制：主動(dòng)過程。 管腔膜：.Na+分別與葡萄糖、氨基酸、HCO3-、PO43-等同向轉(zhuǎn)運(yùn)；. Na+與H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)。 管周膜：Na-K泵。 “泵-漏”現(xiàn)象,Na+,2. 髓袢升支粗段,3. 遠(yuǎn)曲小管、集合管,Cl- 髓袢升支粗段：主動(dòng)重吸收(Na+:Cl-:K+=1:2:1比例)。 其余部位：被動(dòng)重吸收。由于N

6、a+、葡萄糖、氨基酸等物質(zhì)已在近曲小管的前半段主動(dòng)重吸收后半段的管內(nèi)外Cl-的濃度差(高2040%)Cl-順濃度差經(jīng)緊密連接處(細(xì)胞旁途徑)進(jìn)入細(xì)胞間隙。,H2O（伴隨NaCl轉(zhuǎn)運(yùn)重吸收）,葡萄糖 (1)部位:僅限于近曲小管(尤其前半段)。 (2)機(jī)制:繼發(fā)主動(dòng)。,管腔膜：葡萄糖與Na+依賴載體同向轉(zhuǎn)運(yùn)入細(xì)胞內(nèi)。,管周膜：葡萄糖順濃度差經(jīng)載體易化擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞間隙。,(3)葡萄糖重吸收的特點(diǎn)：具有一定的限度。,腎糖閾:尿中剛剛出現(xiàn)糖時(shí)的血糖濃度(或不出現(xiàn)尿糖的最高血糖濃度)。正常值：8.910.1mmol/L,當(dāng)全部腎小管對(duì)葡萄糖的吸收能力都達(dá)到極限時(shí)的重吸收血糖量。 正常值：成年男性為375m

7、g/min/1.73m2 成年女性為300mg/min/1.73m2,葡萄糖吸收極限量(TMG):,3.K+ 原尿中的K+絕大部分(70)在近端小管重吸收,終尿中的K+主要是由遠(yuǎn)曲小管、集合管分泌。 K+重吸收的機(jī)制:主動(dòng)過程(尚不清楚)。 K+管內(nèi) K+管外140,(4mol/L),(150mol/L),是逆濃度差進(jìn)行的，故認(rèn)為是主動(dòng)的。,4.HCO3-：被動(dòng)過程。,以CO2形式重吸收； HCO3-優(yōu)先于Cl-重吸收； HCO3-的重吸收與Na+-H+逆向交換呈正相關(guān)(H+分泌重吸收HCO3-)。,三、腎小管和集合管分泌,機(jī)制: Na+-K+交換 K+管內(nèi)K+管外 管周膜Na+-K+泵的主動(dòng)

8、重吸收管外正 管內(nèi)負(fù)的電位差 K+順電-化學(xué)梯度分泌(易化擴(kuò)散)入小管液,K+通道,Na+通道,Na+-K+泵,Na+-K+交換,1.K+的分泌（遠(yuǎn)曲小管和集合管）, K+分泌特點(diǎn): 泌K+與泌H+呈負(fù)相關(guān)。 Na+-K+與Na+-H+交換具有競(jìng)爭(zhēng)抑制。 酸中毒:Na+-H+,Na+-K+泌K+高血鉀癥 高血鉀癥:Na+-K+,Na+-H+泌H+酸中毒 多吃多排、少吃少排、不吃也排。,當(dāng)大量使用利尿藥時(shí),應(yīng)注意適當(dāng)補(bǔ)鉀，以防止低血鉀癥的發(fā)生。,2.H+的分泌,近球小管（主要）、遠(yuǎn)曲小管、集合管。 機(jī)制:主動(dòng)分泌。Na+-H+交換；H+泵,=泌H+助堿貯(泌H+促HCO3-重吸收排酸保堿)。 泌

9、H+與泌K+呈負(fù)相關(guān)(競(jìng)爭(zhēng)抑制)。 泌H+有限度:當(dāng)小管液pH值4.5時(shí),泌H+停止。,特點(diǎn): 泌H+與重吸收HCO3-、Na+呈正相關(guān),3.NH3的分泌（遠(yuǎn)曲小管和集合管） 機(jī)制:,小管上皮細(xì)胞內(nèi) 谷氨酰氨,脫氨,NH3(氨),脂溶性,腎小管腔：NH3H+,NH4+Cl-NH4Cl,單純擴(kuò)散,NH3分泌特點(diǎn): 泌NH3與泌H+呈正相關(guān)：即泌NH3促進(jìn)H+-Na+交換，促進(jìn)排酸保堿,調(diào)節(jié)機(jī)體酸堿平衡。 NH3擴(kuò)散的量決定于管腔液與管周液的pH值：管腔液pH值較低時(shí)，NH3較易擴(kuò)散。 正常時(shí)NH3只在遠(yuǎn)曲小管和集合管分泌;酸中毒時(shí),近曲小管也分泌。,第三節(jié) 尿液濃縮和稀釋 尿滲壓血漿滲壓高滲尿尿

10、濃縮 如：大量出汗、嘔吐、腹瀉缺水 尿滲壓血漿滲壓低滲尿尿稀釋 如：大量輸液、飲水多水 尿滲壓血漿滲壓等滲尿腎功 如：腎衰,一、尿液濃縮/稀釋的基本過程,尿液濃縮/稀釋決定于： 髓袢、直小血管U形結(jié)構(gòu)的逆流倍增作用（結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)） 腎髓質(zhì)高滲梯度(先決條件) ADH（調(diào)節(jié)集合管對(duì)水通透性即水重吸收）。,尿液在逆流系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng),髓質(zhì)高滲梯度,ADH,ADH,集合管對(duì)水通透性,集合管對(duì)水重吸收,低滲尿(尿稀釋),集合管對(duì)水通透性,集合管對(duì)水重吸收,高滲尿(尿濃縮),尿液濃縮/稀釋的過程,尿液滲透壓的變化為：髓袢降支細(xì)段由等滲遞增式高滲；髓袢升支細(xì)段為遞減式高滲；髓袢升支粗段為遞減式低滲；遠(yuǎn)曲小管為低滲；

11、皮質(zhì)部集合管由低滲高滲；髓質(zhì)部集合管為遞增式高滲。,(一)腎髓質(zhì)高滲梯度的形成 1.髓袢、遠(yuǎn)曲小管和集合管的通透性:,髓袢升支粗段： 對(duì)NaCl主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) 對(duì)尿素不通透 對(duì)水不通透 NaCl向管外擴(kuò)散 管外為高滲梯度 (鈉鹽管內(nèi)鈉鹽管外),腎外髓高滲梯度形成。,2.外髓部高滲梯度形成機(jī)制,外髓部髓袢降支細(xì)段： 對(duì)NaCl、尿素不易通透；對(duì)水高度通透,水被重吸收 管內(nèi)濃度升高,3.內(nèi)髓部高滲梯度形成機(jī)制,內(nèi)髓部髓袢降支細(xì)段： 對(duì)NaCl、尿素不易通透；對(duì)水高度通透,水被重吸收, 管內(nèi)濃度倍增,髓袢升支細(xì)段：對(duì)NaCl高度通透對(duì)尿素中等通透 對(duì)水不通透,NaCl向管外擴(kuò)散 尿素向管內(nèi)擴(kuò)散 管內(nèi)濃度倍

12、減,內(nèi)髓質(zhì)集合管： 對(duì)NaCl主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) 對(duì)尿素易通透 (尿素濃度高) 對(duì)水不易通透 (有ADH時(shí)通透) NaCl向管外擴(kuò)散 尿素向管外擴(kuò)散 形成腎內(nèi)尿素循環(huán) (管內(nèi)外為高滲梯度),尿素循環(huán)進(jìn)一步增強(qiáng)并維持腎內(nèi)髓高滲梯度,小結(jié)： 形成腎髓質(zhì)高滲梯度的物質(zhì)： 外髓質(zhì)： 主要是NaCl。 內(nèi)髓質(zhì)： 主要是NaCl+尿素 形成腎髓質(zhì)高滲梯度的決定因素： 逆流系統(tǒng)+各段對(duì)物質(zhì)的選擇性通透逆流倍增現(xiàn)象。,直小血管的逆流交換作用： 直小血管通透性高+降、升支彼此靠得很近+與髓袢并行；當(dāng)直小血管的血液逆流時(shí)：,降支 升支,同水平組織間液的滲透壓 直小血管 直小血管,尿素和NaCl 尿素和NaC入直小血管 出直

13、小血管 水出 水入,當(dāng)升支離開外髓時(shí)帶走的溶質(zhì)水維持髓質(zhì)高滲梯度,4.腎髓質(zhì)高滲梯度的維持,二、影響尿液濃縮和稀釋的因素 (一)髓質(zhì)高滲梯度的破壞 1.髓袢結(jié)構(gòu)與功能： 慢性腎盂腎炎引起腎髓質(zhì)纖維化 或腎囊腫引起腎髓質(zhì)萎縮時(shí) 髓袢的逆流倍增作用減弱破壞髓質(zhì)高滲梯度 尿液的濃縮能力降低 2.利尿藥： 速尿、利尿酸 抑制髓袢升支粗段對(duì)Na+和Cl-的主動(dòng)重吸收 髓質(zhì)高滲梯度 尿液的濃縮能力降低,3.尿素濃度： 營(yíng)養(yǎng)不良,蛋白質(zhì)攝入不足，老年人蛋白質(zhì)代謝率降低尿素生成量髓質(zhì)高滲梯度尿液的濃縮能力。 4.直小血管的血流速： 高血壓合并腎損害：血流速過快逆流交換帶走的溶質(zhì)髓質(zhì)高滲梯度尿液的濃縮能力。 血

14、高粘滯綜合癥：血流速過慢逆流交換所帶走水髓質(zhì)高滲梯度尿液的濃縮能力。,(二)血液ADH的濃度 ADH遠(yuǎn)曲小管、集合管對(duì)水通透性遠(yuǎn)曲小管、集合管對(duì)水重吸收尿液濃縮垂體性尿崩癥。 遠(yuǎn)曲小管、集合管對(duì)ADH不敏感遠(yuǎn)曲小管、集合管對(duì)水重吸收尿液濃縮腎性尿崩癥。,第四節(jié) 尿生成的調(diào)節(jié),尿的生成由：腎小球的濾過、腎小管和集合管的重吸收與分泌三個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成。機(jī)體對(duì)尿生成的調(diào)節(jié)是通過上述三個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)的。 前文已述影響腎小球的濾過因素，本節(jié)主要討論影響腎小管、集合管的重吸收和分泌因素。,1.小管液溶質(zhì)濃度 小管液中溶質(zhì)濃度所形成的滲透壓,是對(duì)抗腎小管對(duì)水重吸收的力量(排出1g溶質(zhì)，約需溶解于15ml水)。,如:糖

15、尿病的多尿；滲透性利尿劑-甘露醇、山梨醇(可被濾過而不被重吸收)。,腎自身調(diào)節(jié),當(dāng)溶質(zhì)滲透壓腎小管(尤其近曲小管)對(duì)水的重吸收小管液中Na+(被稀釋)Na+重吸收尿量。 這種利尿方式稱為滲透性利尿。,2.重吸收率/濾過率=球-管平衡 無論GFRor近曲小管對(duì)溶質(zhì)和水的重吸收量是定比重吸收的：6570%,1.影響ADH分泌的因素：,血漿晶體滲透壓 (1-2),循環(huán)血量 (5-10),ABp,A、低血糖 疼痛、應(yīng)激,中樞 滲透壓感受器,心房容量 感受器,動(dòng)脈壓力 感受器,下丘腦 視上核 (主) 室旁核 (次),中樞 滲透壓感受器,血漿晶體滲透壓 (1-2),循環(huán)血量 (5-10),心房容量 感受器

16、,動(dòng)脈壓力 感受器,ABp,心房鈉尿肽,+,+,+,+,+,+,+,下丘腦-垂體束,A D H,垂體后葉,(一)抗利尿激素（ADH）,2.ADH對(duì)尿生成的調(diào)節(jié)作用：,ADH與遠(yuǎn)曲小管和集合管的管周膜V2受體結(jié)合,激活 腺苷酸環(huán)化酶,c-AMP,激活 蛋白激酶A,水通道從胞漿 鑲嵌到管腔膜上,水重吸收,內(nèi)髓集合管尿素通透性 袢升粗段主動(dòng)重吸收NaCl,內(nèi)髓高滲梯度,尿濃縮,小管液,血液,適宜刺激,下丘腦 釋放 A D H,ADH,尿 量 ,(二)腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)(RAAS),適宜刺激: 少量失血(血壓未變): 腎交感N興奮 中量失血(血壓): 牽張感受器興奮 大量失血(血壓80mmH

17、g): 致密斑興奮,1.腎素分泌的刺激因素:,循環(huán)血容量 腎動(dòng)脈壓,入球小動(dòng)脈 牽張感受器,致密斑感受器,腎動(dòng)脈壓 腎血流量,球 旁 細(xì) 胞,腎交感N興奮,GFR,遠(yuǎn)曲小管 Na+、Cl-負(fù)荷,NE和E PGE2,循環(huán)血容量,心房容量感受器 動(dòng)脈壓力感受器,腎素(蛋白水解酶),反射性,+,+,+,+,+,+,NE,腎上腺皮質(zhì)球狀帶,血K+、Na+,腎素,2.血管緊張素對(duì)尿生成的調(diào)節(jié)：,血管緊張素原（肝產(chǎn)生）,血管緊張素,血管緊張素,血管緊張素,最小濃度刺激近曲小管重吸收NaCl； 中等濃度進(jìn)一步刺激腎上腺皮質(zhì)合成與釋放醛固酮； 較高濃度進(jìn)一步收縮血管、升高血壓； 另外：刺激腎上腺髓質(zhì)和交感N分

18、泌釋放NE、E；刺激ADH、ACTH釋放。,醛 固 酮,ACTH,肺血管緊張素轉(zhuǎn)換酶,血管緊張素的作用比較： A：刺激ADH、交感N、腎上腺髓質(zhì)的分泌釋放； AIII：縮血管作用A，但對(duì)醛固酮的合成與分泌A。,適宜刺激 腎素-血管緊張素的刺激能力血K+； 腎上腺皮質(zhì)球狀帶對(duì)血K+的變化十分敏感，而致密斑對(duì)Na+十分敏感； 正常時(shí)ACTH不起重要作用,3.醛固酮對(duì)尿生成的調(diào)節(jié):,管腔膜通道數(shù)量 管周膜上Na+-K+泵活動(dòng),醛固酮,小管上皮細(xì)胞內(nèi),單純擴(kuò)散,胞漿內(nèi)形成 激素-受體復(fù)合物,細(xì)胞核內(nèi)調(diào)節(jié) 特異mRNA轉(zhuǎn)錄,醛固酮誘導(dǎo)蛋白,遠(yuǎn)曲小管和集合管,排2K+、保3Na+、保H2O,(三)心房鈉尿肽（ANP）對(duì)尿生成的調(diào)節(jié)：,抑制腎素的分泌 抑制ADH的釋放 抑制醛固酮的分泌,血容量至心房擴(kuò)張、攝入鈉過多,心 房 肌,合成釋放,心 房 鈉 尿 肽,利 尿、排 鈉,抑制集合管 重吸收NaCl (Na+