醫(yī)學生理學：腎臟的排泄功能 2016VIP

1、泌尿生理,第一節(jié) 腎結(jié)構(gòu)和血液循環(huán)特點,腎小球（毛細血管球） 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 髓袢降支細段 髓袢 腎小管 髓袢細段 髓袢升支細段 髓袢升支粗段 遠端小管 遠曲小管,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出后的毛細血管,袢長度,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,多,少,1. 球旁細胞（入、出球小動脈中膜內(nèi)肌樣上皮細胞）含腎素顆粒。 2. 致密斑（遠曲小管起始部的高柱

2、狀上皮細胞）對遠曲小管液NaCl濃度變化敏感，影響球旁細胞腎素的釋放。 3. 球外系膜細胞（入、出球小動脈之間） 參與管-球反饋信號轉(zhuǎn)導.,（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、出球小動脈和髓質(zhì)的直小血管-血管收縮; 還支配球旁細胞、近端小管遠端小管和集合管的細胞-腎素釋放及對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 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、兩套毛細血管網(wǎng)：腎小球毛細血管網(wǎng)血壓高；腎小管周圍毛細血管網(wǎng)血壓低。,1. 腎小球濾過 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，在有效濾過壓作用下，血漿中水和小分子物質(zhì)經(jīng)濾過膜進入腎小囊腔形成原尿。,一、腎小球濾過,濾過膜結(jié)構(gòu)： 1、機械屏障：毛細血管內(nèi)皮細胞（50-100nm）、基膜（4-8nm，機械屏障的主要部分）、腎小囊上皮細胞足突（4-14nm）。 2、電學屏障：糖蛋白負電荷,有效濾過壓 = 腎小球毛細血管血壓 - 血漿膠體滲透壓 - 腎小囊內(nèi)壓,腎小球濾過率（GFR）：單位時間內(nèi)，兩腎生成超濾液量。正常成人：125ml/min，每晝夜則為180L。 濾過分數(shù)：腎小球濾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,機械屏障血尿 （如：腎炎時因免疫反應蛋白分解酶的釋放導致濾過膜孔、裂增大）,靜電屏障蛋白尿 （如：腎炎時帶負電荷的糖蛋白減少或消失）,正常時腎小球活動濾過面積=1.5m2 急性腎炎毛細血管腔狹窄或阻塞 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,均會影響GFR。,3.腎小球血漿流量,沿著毛細血管全長隨著水和溶質(zhì)的濾出,濾過平衡的位置決定著毛細

5、血管濾過的長度,膠體滲透壓 有效濾過壓,有效濾過壓=0 時，稱濾過平衡,濾過率,小結(jié)：影響濾過的因素,小管上皮細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血管）。 近球小管主要部位 途徑：跨細胞途徑、細胞旁途徑。,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 機制：主動過程。 管腔膜：.Na+分別與葡萄糖、氨基酸、HCO3-、PO43-等同向轉(zhuǎn)運；. Na+與H+逆向轉(zhuǎn)運。 管周膜：Na-K泵。 “泵-漏”現(xiàn)象,Na+,2. 髓袢升支粗段,3. 遠曲小管、集合管,Cl- 髓袢升支粗段：主動重吸收(Na+:Cl-:K+=1:2:1比例)。 其余部位：被動重吸收。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(細胞旁途徑)進入細胞間隙。,H2O（伴隨NaCl轉(zhuǎn)運重吸收）,葡萄糖 (1)部位:僅限于近曲小管(尤其前半段)。 (2)機制:繼發(fā)主動。,管腔膜：葡萄糖與Na+依賴載體同向轉(zhuǎn)運入細胞內(nèi)。,管周膜：葡萄糖順濃度差經(jīng)載體易化擴散進入細胞間隙。,(3)葡萄糖重吸收的特點：具有一定的限度。,腎糖閾:尿中剛剛出現(xiàn)糖時的血糖濃度(或不出現(xiàn)尿糖的最高血糖濃度)。正常值：8.910.1mmol/L,當全部腎小管對葡萄糖的吸收能力都達到極限時的重吸收血糖量。 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+主要是由遠曲小管、集合管分泌。 K+重吸收的機制:主動過程(尚不清楚)。 K+管內(nèi) K+管外140,(4mol/L),(150mol/L),是逆濃度差進行的，故認為是主動的。,4.HCO3-：被動過程。,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,機制: Na+-K+交換 K+管內(nèi)K+管外 管周膜Na+-K+泵的主動

8、重吸收管外正 管內(nèi)負的電位差 K+順電-化學梯度分泌(易化擴散)入小管液,K+通道,Na+通道,Na+-K+泵,Na+-K+交換,1.K+的分泌（遠曲小管和集合管）, K+分泌特點: 泌K+與泌H+呈負相關(guān)。 Na+-K+與Na+-H+交換具有競爭抑制。 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。,當大量使用利尿藥時,應注意適當補鉀，以防止低血鉀癥的發(fā)生。,2.H+的分泌,近球小管（主要）、遠曲小管、集合管。 機制:主動分泌。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+呈負相關(guān)(競爭抑制)。 泌H+有限度:當小管液pH值4.5時,泌H+停止。,特點: 泌H+與重吸收HCO3-、Na+呈正相關(guān),3.NH3的分泌（遠曲小管和集合管） 機制:,小管上皮細胞內(nèi) 谷氨酰氨,脫氨,NH3(氨),脂溶性,腎小管腔：NH3H+,NH4+Cl-NH4Cl,單純擴散,NH3分泌特點: 泌NH3與泌H+呈正相關(guān)：即泌NH3促進H+-Na+交換，促進排酸保堿,調(diào)節(jié)機體酸堿平衡。 NH3擴散的量決定于管腔液與管周液的pH值：管腔液pH值較低時，NH3較易擴散。 正常時NH3只在遠曲小管和集合管分泌;酸中毒時,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） 腎髓質(zhì)高滲梯度(先決條件) ADH（調(diào)節(jié)集合管對水通透性即水重吸收）。,尿液在逆流系統(tǒng)內(nèi)流動,髓質(zhì)高滲梯度,ADH,ADH,集合管對水通透性,集合管對水重吸收,低滲尿(尿稀釋),集合管對水通透性,集合管對水重吸收,高滲尿(尿濃縮),尿液濃縮/稀釋的過程,尿液滲透壓的變化為：髓袢降支細段由等滲遞增式高滲；髓袢升支細段為遞減式高滲；髓袢升支粗段為遞減式低滲；遠曲小管為低滲；

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、遠曲小管和集合管的通透性:,髓袢升支粗段： 對NaCl主動轉(zhuǎn)運 對尿素不通透 對水不通透 NaCl向管外擴散 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制,外髓部髓袢降支細段： 對NaCl、尿素不易通透；對水高度通透,水被重吸收 管內(nèi)濃度升高,3.內(nèi)髓部高滲梯度形成機制,內(nèi)髓部髓袢降支細段： 對NaCl、尿素不易通透；對水高度通透,水被重吸收, 管內(nèi)濃度倍增,髓袢升支細段：對NaCl高度通透對尿素中等通透 對水不通透,NaCl向管外擴散 尿素向管內(nèi)擴散 管內(nèi)濃度倍

12、減,內(nèi)髓質(zhì)集合管： 對NaCl主動轉(zhuǎn)運 對尿素易通透 (尿素濃度高) 對水不易通透 (有ADH時通透) NaCl向管外擴散 尿素向管外擴散 形成腎內(nèi)尿素循環(huán) (管內(nèi)外為高滲梯度),尿素循環(huán)進一步增強并維持腎內(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；當直小血管的血液逆流時：,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,當升支離開外髓時帶走的溶質(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 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Na+和Cl-的主動重吸收 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遠曲小管、集合管對水通透性遠曲小管、集合管對水重吸收尿液濃縮垂體性尿崩癥。 遠曲小管、集合管對ADH不敏感遠曲小管、集合管對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環(huán)節(jié)構(gòu)成。機體對尿生成的調(diào)節(jié)是通過上述三個環(huán)節(jié)實現(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,是對抗腎小管對水重吸收的力量(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),當溶質(zhì)滲透壓腎小管(尤其近曲小管)對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、應激,中樞 滲透壓感受器,心房容量 感受器,動脈壓力 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對尿生成的調(diào)節(jié)作用：,ADH與遠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 腎動脈壓,入球小動脈 牽張感受器,致密斑感受器,腎動脈壓 腎血流量,球 旁 細 胞,腎交感N興奮,GFR,遠曲小管 Na+、Cl-負荷,NE和E PGE2,循環(huán)血容量,心房容量感受器 動脈壓力感受器,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； 中等濃度進一步刺激腎上腺皮質(zhì)合成與釋放醛固酮； 較高濃度進一步收縮血管、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)球狀帶對血K+的變化十分敏感，而致密斑對Na+十分敏感； 正常時ACTH不起重要作用,3.醛固酮對尿生成的調(diào)節(jié):,管腔膜通道數(shù)量 管周膜上Na+-K+泵活動,醛固酮,小管上皮細胞內(nèi),單純擴散,胞漿內(nèi)形成 激素-受體復合物,細胞核內(nèi)調(diào)節(jié) 特異mRNA轉(zhuǎn)錄,醛固酮誘導蛋白,遠曲小管和集合管,排2K+、保3Na+、保H2O,(三)心房鈉尿肽（ANP）對尿生成的調(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+