生理學尿的生成和排出課件

1、生理學尿的生成和排出,1,第八章尿的生成和排出,第一節(jié) 腎的功能解剖和腎血流量,第二節(jié)腎小球的濾過功能,第三節(jié)腎小管與集合管的轉運功能,第四節(jié) 尿液的濃縮和稀釋,第五節(jié) 尿生成的調節(jié),第六節(jié) 血漿清除率,第七節(jié) 尿的排放,生理學尿的生成和排出,2,概述 人體的排泄器官及其排泄物 排泄：由排泄器官將體內一些物質經血液循環(huán)排出體外的過程。 排 泄 器 官 排 泄 物 腎 臟（主要） 水、尿素、肌酐、鹽類、 藥物、毒物、色素等 肺 臟 co2、水、揮發(fā)性藥物等 皮膚及汗腺 水、鹽類、少量尿素等 消 化 道 鈣、鎂、鐵、磷等無機鹽, 膽色素,毒物等 唾 液 腺 重金屬、狂犬病毒等 ,生理學尿的生成和排

2、出,3,腎臟的功能 (一)泌尿: （主要） 排除代謝終產物、過剩的電解質及進入體內的異物 調節(jié)細胞外液量和血液的滲透壓 調節(jié)水、電解質和酸堿平衡 尿生成過程：濾過 重吸收 分泌 (二)內分泌: 腎素：對血容量和血壓起調節(jié)作用 促紅細胞生成素：刺激骨髓紅細胞的生成 激肽、前列腺素：參與局部或全身血管活動的調節(jié) 1，25二羥VitD3：調節(jié)鈣的吸收和血Ca2+平衡,生理學尿的生成和排出,4,第一節(jié) 腎的功能解剖和腎血流量 腎的功能解剖 (一)腎單位 腎單位：是腎的基本功能單位，它與集合管共同完成泌尿功能。人的兩側腎約有170萬-240萬個腎單位。,生理學尿的生成和排出,5,集合管： 在尿液濃縮過程

3、中起著重要作用，每一集合管接受多條遠曲小管運來的液體。許多集合管又匯入乳頭管，最后形成的尿液經腎盞、腎盂、輸尿管而進入膀胱，由膀胱排出體外。,生理學尿的生成和排出,6,皮質腎單位和近髓腎單位 腎單位：皮質腎單位 近髓腎單位（髓旁腎單位） (二)球旁器：主要分布在皮質腎單位 1.近球細胞： 入球小A膜內的肌細胞呈上皮樣變，內含分泌顆粒=腎素； 對牽張刺激敏感感受器； 腎交感N支配 2.致密斑：髓袢升支粗斷的遠端，細胞呈高柱樣變、斑狀突起 對遠曲小管中的Na+、Cl-敏感，并將信息經間質細胞 傳遞至近球細胞，調節(jié)腎素的釋放 3.間質細胞： 位于入球A、出球A和致密斑之間的一群細胞， 成錐形，底部朝

4、向致密斑 吞噬和收縮功能,生理學尿的生成和排出,7, 腎交感神經：遞質是，調節(jié)腎血流量、腎小球濾過率、腎小管的重吸收和腎素釋放。未發(fā)現腎有副交感神經支配。 腎的血液供應 腹主A葉間A弓形 A小葉間A入球小A腎小球Cap網 出球小A 腎小管周圍毛細血管網或直小血管小葉間V弓形 V葉間V 腎V 兩套毛細血管網 1.腎小球毛細血管網 特點：血壓高(40-60%ABP），利于濾過。 2.腎小管周圍毛細血管網 特點：血壓低，利于重吸收。,(三)腎臟的神經支配和血管分布,生理學尿的生成和排出,8,腎血流量及其調節(jié) 1.腎的血液循環(huán)特征 血供豐富，血液分布不勻： 皮質外髓內髓 = 9451 壓力高低不同：

5、腎小球毛細血管網高利于濾過 腎小管毛細血管網低利于重吸收 流量大，一定范圍內相對穩(wěn)定： 流量心輸出量1/41/5； 在80-180mmHg范圍內，通過自身調節(jié)保持穩(wěn)定。 自身調節(jié)機制：,管-球反饋,肌源學說,生理學尿的生成和排出,9,2.腎血流量的調節(jié)方式,自身調節(jié)：動脈血壓在一定范圍（80mmHg180mmHg）變動時，腎血流量仍然保持相對恒定 肌源學說：當A壓A管壁平滑肌緊張性而收縮血流阻力腎血流量保持穩(wěn)定 管-球反饋：當腎血流量和腎小球濾過率致密斑感受到遠曲小管液Na+Cl-致密斑將此信息反饋至腎小球腎血流量和腎小球濾過率恢復 通過致密斑感受器 腎內產生的前列腺素、腺苷和兒茶酚胺等也參與

6、管-球反饋,生理學尿的生成和排出,10,N-體液調節(jié)： 神經因素 應急時交感N興奮NE 釋放 腎血管收縮 腎血流量 體液因素 應急時NE、E、VP、A 、 ET分泌腎血管收縮 腎血流量；PGI2、PGE2、NO和緩激肽等腎血管舒張 腎血流量； 腺苷入球小動脈收縮 腎血流量 在通常情況下通過自身調節(jié)保持腎血流量的相對穩(wěn)定，在緊急情況下，通過交感神經及E使血液重新分配，腎血流量，腦、心臟血流量,生理學尿的生成和排出,11,復習思考題 1.腎血流量的特點是什么？ 2.試述腎臟的生理功能。,生理學尿的生成和排出,12,濾過： 指血液流經腎小球毛細血管時,除蛋白質分子外血漿中其他成分通過濾過膜進入腎小囊

7、腔形成原尿的過程,濾過三要素:屏障、動力、阻力,第二節(jié)腎小球的濾過功能,生理學尿的生成和排出,13,濾過的實驗證據: 腎小囊微穿刺抽取液體分析發(fā)現,除蛋白質外，所含的成分及其濃度與血漿基本一致,而且滲透壓和pH值也與血漿近似。,原尿 = 血漿的超濾液,血漿與原尿比較,生理學尿的生成和排出,14,腎小球濾過功能的度量指標 1.腎小球濾過率（GFR）：單位時間內（每分鐘）兩腎生成的超濾液量，體表面積為1.73m2的個體，其腎小球濾過率為125ml/min = 180L/d/1.73m2 測定方法：用測定菊糖的血漿清除率代表GFR(見本章第六節(jié)) 2.濾過分數(glomerular filtrati

8、on fraction，GFF) 概念：GFR與每分鐘腎血漿流量的百分比 GFF GFR腎血漿流量100 125660 100 19 說明當血液流入腎臟時，約4/5的血漿經濾過進入腎小 囊腔生成原尿 腎小球濾過率大小決定于濾過系數和有效濾過壓。 濾過系數：即濾過膜的面積及其通透性的狀態(tài),生理學尿的生成和排出,15,濾過膜的三層結構：組成機械屏障 內皮細胞上的小孔（窗孔70-90nm ）防止血細胞通過。 基膜：是主要的屏障。微纖維網的網孔（ 2-8nm ）允許水和部分溶質通過。 腎小囊的上皮細胞：濾過裂隙膜上有直徑4 -11nm的孔，是濾過的最后一道屏障。,生理學尿的生成和排出,16,濾過屏障的

9、通透性特征： 機械屏障決定了溶質分子的半徑不同，通透性不同：,2.0nm能自由濾過 半徑 2.04.2nm隨半徑濾過 4.2nm完全不能濾過,分子量69000單體可通過,如:Hb的分子量為64000本可通過，但在血漿中與球蛋白結合成復合物時則不能通過，正常無Hb尿；但當大量溶血時，游離的Hb Hb尿,白蛋白有效半徑為3.6nm卻很難濾過？,靜電屏障決定了溶質分子所帶電荷的不同，通透性不同,帶正電荷的溶質最易通過；中性溶質此之；負電荷溶質不能通過腎炎時帶負電荷的糖蛋白減少或消失，出現蛋白尿,生理學尿的生成和排出,17,二、有效濾過壓 腎小球濾過的動力是有效濾過壓有效濾過壓=腎小球毛細血管壓（血漿

10、膠體滲透壓+腎小囊內壓） 濾過平衡：有效濾過壓下降到0 特點： 正常時，毛細血管壓和囊內壓基本不變，膠 體滲透壓易變（膠體物質濾不出） 正常時，出球段除血漿流量快時外，一般無 濾出，故為濾過的貯備段,生理學尿的生成和排出,18,三、影響濾過的因素,1.濾過膜,面積,通透性,機械屏障作用血尿 （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）,靜電屏障作用蛋白尿 （如：腎炎時帶負電荷的糖蛋白減少或消失）,正常時腎小球都活動濾過面積=1.5m2 急性腎炎毛細血管腔狹窄或阻塞 濾過面積GFR尿量,2.有效濾過壓,構成決定濾過的因素，也是影響濾過的因素，構成因素中的任一因素發(fā)生變化,均會影響

11、GFR,生理學尿的生成和排出,19,2.有效濾過壓,腎小球 Cap.血壓,血漿膠體 滲透壓,囊內壓,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 腎病綜合癥,如：結石、腫瘤,生理學尿的生成和排出,20,3.腎小球血漿流量,由圖可見：三條曲線分別代表不同腎小球血漿流量(RPF)時血漿膠體滲透壓(COP)上升的斜率。 曲線A: RPF COP速快 曲線C: RPF COP速慢 曲線B:正常RPF時COP速,由圖可見：沿著毛細血管全長，隨著水和溶質的濾出，膠體滲透壓漸有效濾過壓漸(=0時稱濾過平衡)濾過平衡的位置決

12、定著毛細血管濾過的長度。,結論： RPF快COP速慢濾過平衡位置近出球A端GFR；反之則GFR。,生理學尿的生成和排出,21,小結：影響濾過的因素,生理學尿的生成和排出,22,復習思考題 1.尿是如何生成的？ 2.簡述影響腎小球濾過的因素。,生理學尿的生成和排出,23,第三節(jié)腎小管與集合管的 轉運功能 概述 重吸收：物質從腎小管液中轉運至血液中 分泌：上皮細胞本身產生的物質或血液中的物質轉運至腎小管腔內 重吸收和分泌的證據： 比較下表原尿與終尿中成分的質和量可見： 蛋白質、葡萄糖原尿中有終尿中無(=重吸收)； 肌酐、氨原尿中微量終尿中大量(=分泌) 比較原尿與終尿量： 原尿量=125ml/mi

13、n6024=180L/d 終尿量=1-2L/d(=重吸收),生理學尿的生成和排出,24,一、物質轉運方式,1.方式 被動： 單純擴散、 易化擴散 主動： 原發(fā)性和繼發(fā)性主動 (泵、轉運體),2.途徑 跨細胞轉運:小管液中的物質管腔膜腎小管上皮細胞基側膜組織間隙 細胞旁轉運:小管液中的物質（H2O、CL- 、Na+ 腎小管上皮細胞間的緊密連接組織間隙,生理學尿的生成和排出,25,同向轉運：兩種物質與細胞膜上的同向轉運體結合， 以相同方向通過細胞膜 逆向轉運：兩種物質與細胞膜上的逆向轉運體結合， 以相反方向通過細胞膜。 生電性轉運：轉運過程中出現電位差 電中性轉運：轉運過程中無電位變化,生理學尿的

14、生成和排出,26,二、物質的重吸收與分泌 （一）Na+、CI-和水的重吸收 1.近端小管 重吸收70% Na+、CI-、K+和水，85%的HCO3，葡萄糖、氨基酸全部被重吸收；泌H+。 重吸收的動力： Na+泵 Na+的重吸收 前半段：主動過程 管腔膜：大部分Na+與Gs、aa同向轉運、與H+逆向轉運主動重吸收 管周膜：Na+-K+泵 后半段：被動過程 Cl-順濃度差經緊密連接處重吸收管兩側電位差Na+順電位差經緊密連接處重吸收,生理學尿的生成和排出,27,Na+ 重吸收特點：存在泵-漏現象 (即：凈Na+重吸收量主動重吸收量回漏量),細胞間隙內Na+滲透壓,細胞間隙內靜水壓,部分Na+和H2

15、O回漏入管腔內,上皮細胞的緊密連接被撐開,管腔膜Na+易化擴散入上皮細胞內,管周膜Na+泵將Na+泵出上皮細胞,H20順滲透壓進入上皮細胞間隙,生理學尿的生成和排出,28,Cl-的重吸收 機制:被動過程 由于Na+、葡萄糖、氨基酸等物質已在近曲小管的前半段主動重吸收后半段的管內外Cl-的濃度差(高2040%)Cl-順濃度差經緊密連接處(稱細胞旁路途徑)進入細胞間隙 Cl-順濃度差經緊密連接處重吸收管兩側電位差Na+順電位差經緊密連接處重吸收 特點：除髓袢升支粗段為主動重吸收外，其余皆為被動重吸收,生理學尿的生成和排出,29,H2O的重吸收 機制:被動過程（滲透作用） ，此段是等滲重吸收 重吸收

16、途徑：細胞旁路； H2O通道 重吸收特點： 類同Na+，具球-管平衡現象，即重吸收量始終為濾 過量的6570%（后述） 重吸收量不隨機體的需要而被調節(jié)，故近曲小管水的重吸收量對終尿量的影響不大，而終尿量主要取決于遠曲小管和集合管對水的重吸收量,生理學尿的生成和排出,30,同向轉運體模式:,管腔膜上有Na+:2Cl-:K+同向轉運體Na+、Cl-順電-化學梯 度，K+逆電-化學梯度同向轉運入細胞內。 進入細胞內的：Na+由管周膜Na+泵泵出，Cl-經管周膜Cl-通道、K+經管腔膜K+通道順濃度梯度易化擴散出細胞。 影響同向轉運體轉運的因素: 應用圭巴因選擇性阻斷Na+泵時，Cl-和Na+的重吸收

17、就明顯減少。說明管周膜Na+泵的活動對管腔膜同向轉運體的轉運具有重要作用。因此，將Na+泵的活動稱原發(fā)主動，而將同向轉運體的轉運稱繼發(fā)主動；故Cl-在髓袢升支粗段的重吸收是主動的。 同向轉運體對速尿和利尿酸很敏感，即它們能與Cl-競爭結合位點，從而抑制Na+、Cl-、K+的同向轉運，干擾尿濃縮機制(后述)，導致利尿。因此，將速尿稱髓袢利尿劑,生理學尿的生成和排出,31,3. 遠曲小管和集合管,(1).Na+的重吸收 1)重吸收的機制： Na泵是動力 NaCl同向轉運體（噻嗪類阻斷） 是主動重吸收過程,遠曲小管初段：Na+在管腔膜由Na+-Cl-同向轉運進入細胞內，然后在管周膜由Na+泵泵出細胞

18、而被重吸收。Na+-Cl-的同向轉運可被噻嗪類(thiazide)利尿劑所抑制（圖）,重吸收NaCl約12和不同量的H2O；分泌K+和H+ ；水的重吸收受抗利尿激素(ADH)調節(jié)， Na+和K+的轉運受醛固酮調節(jié)Na+多進多排，少進少排，不進不排,生理學尿的生成和排出,32,遠曲小管后段和集合管：Na+在管腔膜主要通過Na+通道進入細胞內，然后在管周膜由Na+泵泵出細胞而被重吸收。管腔膜的Na+通道可被氨氯吡咪(amiloride)抑制 2)重吸收的特征: 無泵-漏現象:因遠曲小管和集合管上皮細胞的緊密連接對小離子(如Na+、K+、Cl-)的通透性低。 重吸收的量可被調節(jié)：醛固酮可增加管腔膜上

19、的Na+通道數目，促進Na+易化擴散進入細胞；還可增強管周膜Na+泵的活性。,生理學尿的生成和排出,33,(2)水的重吸收,2)特點: 重吸收量根據機體的需要而被調節(jié)； 重吸收量對終尿量的影響很大。,水通道,水通道,1)機制: 遠曲小管初段：同髓袢升支一樣，對水仍不通透。 遠曲小管后段和集合管：管腔膜有ADH調控的水通道(當ADH作用時，水通道便從胞漿鑲嵌到管腔膜上)，調節(jié)水的重吸收。,生理學尿的生成和排出,34,(二）HCO3重吸收與H+的分泌 近端小管 80% 1. HCO3的重吸收與Na+-H+交換有關 機制：被動過程 特點：不是以HCO3-的形式而是以CO2的形式重吸收的； HCO3-

20、的重吸收優(yōu)先于Cl-的重吸收； HCO3-的重吸收與Na+-H+逆向交換呈正相關(H+ 分泌重吸收HCO3-) 結果：分泌一個H+重吸收一分子NaHCO3。 碳酸酐酶的抑制劑：乙酰唑胺利尿劑,生理學尿的生成和排出,35,2.H+的分泌 來源 ：細胞代謝產生的CO2 機制:主動分泌 Na+-H+交換 H+泵 特點: 泌H+與重吸收HCO3-、Na+呈正相關=泌H+助 堿貯(泌H+促HCO3-重吸收排酸保堿) 泌H+與泌K+呈負相關(競爭抑制)。 泌H+是有限度的:當小管液pH值4.5時, 泌H+則停止 髓袢 HCO3-的重吸收在升支粗段，機制同近端小管 遠端小管和集合管 閏C主動分泌H+ 機制：

21、質子泵H -K+ ATP酶 HCO3-的重吸收機制同近端小管,生理學尿的生成和排出,36,(三） NH3的分泌與H+ 、 HCO3的轉運的關系 NH3的分泌與H+的分泌密切相關；H+分泌增加促使NH3分泌及 NaHCO3的重吸收，實現排酸保堿的作用 機制:單純擴散,小管上皮細胞內 谷氨酰氨,脫氨,NH3(氨),脂溶性,腎小管腔：NH3H+,NH4+Cl-NH4Cl,單純擴散,脫氫酶,NH3分泌特點: 泌NH3與泌H+呈正相關：即泌NH3促進H+-Na+交換，促進排酸保堿,調節(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

22、管和集合管分泌;酸中毒時,近曲小管也分泌。,生理學尿的生成和排出,37,（四）K+的重吸收 原尿中的K+絕大部分(67% 70)在近端小管被重吸收 入血,終尿中的K+主要是由遠曲小管和集合管分泌的 1. K+重吸收的機制:主動過程(尚不清楚) K+管內 K+管外140 是逆濃度差進行的，故認為是主動的 2.K+的分泌 (1)、K+分泌部位：遠曲小管和集合管上皮的主細胞 （2）、K+分泌機制: Na+-K+交換,(4mol/L),(150mol/L),生理學尿的生成和排出,38, K+管內K+管外 基側膜Na+-K+泵 Na+的主動重吸收管外為正 管內為負的電位差 K+順電-化學梯度分泌(易化擴

23、散)入小管液 氨氯吡咪（）管腔膜的Na+通道 Na+重吸收 （3）K+分泌特點: 泌K+與泌H+呈負相關 Na+-K+交換與Na+-H+交換具有竟爭抑制 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,生理學尿的生成和排出,39,（五）鈣的重吸收和排泄 約70% 在近球小管被重吸收， 20%在髓袢、 9% 在遠曲小管和集合管被重吸收，終尿排出不到1% 重吸收：近端小管：主動 髓袢降支細段和升支細段：對鈣不通透 髓袢升支粗段：機制未清（被動或主動） 遠曲

24、小管和集合管：主動 排泄：少 影響因素： 甲狀旁腺激素（PTH)：血鈣 PTH分泌 鈣重吸收 血磷 PTH分泌 鈣重吸收 血漿PH值：代酸鈣重吸收 代堿鈣重吸收 細胞外液或ABP 近端小管對Na+和水重吸收 鈣重吸收,生理學尿的生成和排出,40,(六)葡萄糖的重吸收 1.重吸收部位:僅限于近曲小管(尤其前半段)。 2.重吸收機制:繼發(fā)主動，與Na+同向轉運密切相關,葡萄糖,小管上皮細胞內,K+,Na+,管腔膜： 葡萄糖與Na+依賴載體的同向偶聯(lián)轉運入細胞內。,管周膜： 葡萄糖順濃度差經載體易化擴散進入細胞間隙(單一轉運)。,Na+被管周膜Na+泵泵出Na+i為管腔膜葡萄糖協(xié)同轉運提供動力。,管

25、周膜泵,載體,因此，將管周膜Na+泵的活動稱原發(fā)主動；將葡萄糖在管腔膜的協(xié)同轉運稱繼發(fā)主動。,生理學尿的生成和排出,41,3.葡萄糖重吸收的特點： 具有一定的限度(可能與協(xié)同轉運載體的數目有限有關) 腎糖閾:尿中剛剛出現糖時的血糖濃度(或不出現尿糖的最高血糖濃度)。注意：此時部分腎小管達到吸收極限量 正常值：160180mg（8.910.1mmol/L）。 葡萄糖吸收極限量(TMG):當全部腎小管對葡萄糖的吸收能力都達到極限,尿中的糖量與濾出的增多量相等時的血糖濃度。 正常值：成人男性為75mg(2.68mmol)/min/1.73m2, 成人女性為00mg(1.67mmol)/min/1.7

26、3m2,生理學尿的生成和排出,42,附：尿糖相關因素: 血糖尿糖 如：型、型(胰島素依賴、非依賴性)糖尿病。 血糖無尿糖 如：糖尿病久腎小球損害GFR。 而當嚴重脫水糖尿病，雖出現糖尿性昏迷，但無尿糖，是GFR所致。 血糖正常尿糖 如：根皮苷中毒時它與協(xié)同轉運載體結合，競爭抑制葡萄糖和氨基酸的重吸收,生理學尿的生成和排出,43,其他物質的重吸收和分泌 .aa與Gs 的重吸收機制相同. 2.少量蛋白質通過吞飲作用被重吸收 .HPO42-、SO42-與a+同向轉運 4.進入體內的某些物質如青霉素、酚紅和大多數利尿藥等，由于與血漿蛋白結合而不能通過腎小球濾過，均在近曲小管被主動分泌,生理學尿的生成和

27、排出,44,腎小管和集合管物質重吸收的總結,一、Na+重吸收,生理學尿的生成和排出,45,二、H2O重吸收,近曲小管水的重吸收量對終尿量的影響不大，而終尿量主要取決于遠曲小管和集合管對水的重吸收量。,生理學尿的生成和排出,46,復習思考題 1.簡述影響腎小管轉運的因素。 2.用泵-漏模式解釋近球小管對Na+的主動重吸收。 3.在近球小管葡萄糖是如何被重吸收的？其特點是什么？ 4.為什么糖尿病患者會出現糖尿和多尿癥狀？ 5.簡述尿生成的過程。,生理學尿的生成和排出,47,第四節(jié) 尿液的濃縮和稀釋 概 述 尿滲壓血滲壓高滲尿尿濃縮 如：大量出汗、嘔吐、腹瀉缺水 尿滲壓血滲壓低滲尿尿稀釋 如：大量輸

28、液、飲水多水 尿滲壓血滲壓等滲尿腎功 如：腎衰 正常尿液的滲透壓：501200mOsm/(KgH2O),生理學尿的生成和排出,48,尿液的稀釋 在髓袢升支粗段小管液的溶質被重吸收而水不易被重吸收造成(尿崩癥） 尿液的濃縮 水被重吸收而溶質仍留在小管液中造成 逆流：指兩個并列的管道，其中液體流動的方向相反。 逆流系統(tǒng)：兩管下端是連通的，而且兩管 間的隔膜容許液體中的溶質或熱能在兩管間交換。 逆流倍增：由于管壁通透性和管道周圍環(huán)境的作用，形成溫度遞度，這就是逆流倍增現象。 髓袢、集合管的結構與逆流倍增的模型很相似,生理學尿的生成和排出,49,一、尿液濃縮、稀釋的過程和機制,研究發(fā)現，尿液的濃縮和稀

29、釋決定于： 髓袢、集合管U形結構的逆流系統(tǒng)（結構基礎）；髓袢愈長濃縮能力愈強 髓質的滲透梯度的建立（冰點降低法）(先決條件)； 血液ADH的濃度（對水重吸收的調節(jié)作用）,生理學尿的生成和排出,50,表8-1 髓袢、遠曲小管和集合管的通透性,(一)腎髓質高滲梯度的形成 1.髓袢、遠曲小管和集合管的通透性,生理學尿的生成和排出,51,對NaCl主動轉運 對尿素不通透 對水不通透 NaCl向管外擴散 管內濃度倍減 (管內為低滲液) (管外為高滲梯度) (鈉鹽管內鈉鹽管外),腎外髓高滲梯度已形成： 主要由升支粗段對NaCI的重吸收所形成,2.腎髓質高滲梯度形成機制,（1）髓袢升支粗段：,速尿：抑制Na

30、+2Cl-K+同向轉運體，外髓高腎梯度不能建立，導致利尿,生理學尿的生成和排出,52,遠曲小管和皮質集合管： 對NaCl主動轉運 對尿素不通透 對水不通透 (有ADH時通透) NaCl向管外擴散 管內濃度倍減 (管內為低滲液) (管內尿素濃度增加),生理學尿的生成和排出,53,生理學尿的生成和排出,54,髓質集合管 對NaCl主動轉運 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 形成腎內尿素循環(huán) (管內外為高滲梯度),尿素循環(huán)進一步增強腎內髓高滲梯度。,生理學尿的生成和排出,55,尿素,腎內尿素循環(huán) 條件 .髓袢升支粗段、遠曲小管、皮質與

31、髓質集合管尿素均不通透； .髓袢升支細段對尿素易通透； .內髓集合管對尿素易通透+尿素高(當ADH時遠曲小管和集合管對水的通透性尿素)。 過程：尿素出內髓集合管入髓袢升支細段經髓袢升支粗段、遠曲小管、皮質與外髓集合管內髓集合管。 作用：進一步增強腎內髓高滲梯度。,生理學尿的生成和排出,56,小結 形成腎髓質高滲梯度的物質： 外髓質： 主要是NaCl。 內髓質： 主要是NaCl+尿素 動力：髓袢升支粗段對Na+和CI-的主動重吸收。 主要溶質：尿素和NaCI 皮質部滲透濃度低；內髓部滲透濃度高 形成腎髓質高滲梯度的決定因素： 逆流系統(tǒng)+各段對物質的選擇性通透逆流倍增現象。,生理學尿的生成和排出,

32、57,直小血管的逆流交換作用： 直小血管通透性高+降支與升支彼此靠得很近+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NaCl 入直小血管 出直小血管 水出直小血管 水入直小血管,當升支離開外髓時帶走的溶質水維持髓質高滲梯度,生理學尿的生成和排出,58,尿液在逆流系統(tǒng)內流動,髓質高滲梯度,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),(二)尿液濃縮和稀釋的過程,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

33、粗段為遞減式低滲；遠曲小管為低滲；皮質部集合管由低滲高滲；髓質部集合管為遞增式高滲。,生理學尿的生成和排出,59,二、影響尿液濃縮和稀釋的因素 髓質高滲區(qū)及滲透梯度是動力， ADH是不可少的條件 (一)髓質高滲梯度的破壞 1.髓袢結構與功能： 慢性腎盂腎炎引起腎髓質纖維化 或 腎囊腫引起腎髓質萎縮時 髓袢的逆流倍增作用減弱破壞髓質高滲梯度 尿液的濃縮能力降低 2.影響髓袢升支粗段主動重吸收NaCl的因素：,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 髓質高滲梯度 尿液的濃縮能力降低,生理學尿的生成和排出,60,3.影響尿素濃度的因素 營養(yǎng)不良,蛋白質攝入不足尿素生成量髓

34、質高 滲梯度尿液的濃縮能力 老年人蛋白質代謝率降低,尿濃縮機能也會減弱。 4.直小血管血流速度：,高血壓合并腎損害：血流速過快逆流交換所帶走的 溶質髓質高滲梯度尿液的濃縮能力 血高粘滯綜合癥：血流速過慢逆流交換所帶走水 髓質高滲梯度尿液的濃縮能力,生理學尿的生成和排出,61,(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,生理學尿的生成和排出,62,復習思考題,1.簡述腎髓質形成的原理 2.簡述髓袢升支粗段重吸收的特點， 并闡明與尿濃縮的關系 3.影響尿濃縮與稀釋

35、的因素有哪些？ 4.簡述尿濃縮與稀釋的過程,生理學尿的生成和排出,63,第五節(jié) 尿生成的調節(jié) 通過對濾過、重吸收、分泌的調節(jié)實現 濾過的調節(jié)：1.濾過膜的面積和通透性 2.影響有效濾過壓的因素 本節(jié)主要討論影響腎小管、集合管的重吸收和分泌因素：即腎內自身調節(jié)和神經-體液調節(jié),生理學尿的生成和排出,64,一、腎內自身調節(jié) (一)小管液中溶質的濃度 小管液中溶質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，約需溶解于15ml水)。 當溶質滲透壓腎小管(尤其近曲小管)對水的重吸收小管液中Na+(因被稀釋)Na+重吸收(擾亂球-管平衡)尿量，種利尿方式稱為滲透性利尿(晶體性利尿) 滲

36、透性利尿：臨床上給病人使用能被腎小球濾過但不被腎小管重吸收的物質（如甘露醇），來提高小管液中溶質的濃度而達到利尿的目的 如:糖尿病的多尿 滲透性利尿劑-甘露醇、山梨醇(可被濾過而不被重吸收),生理學尿的生成和排出,65,(二)球-管平衡 1.概念： 指近曲小管對溶質、水的重吸收量與腎小球濾過量之間保持一定的平衡關系的現象。 實驗證明，無論GFRor近曲小管對溶質和水的重吸收量是定比重吸收的： 重吸收量/濾過量65%70% 2.機制： 除與近曲小管對Na+、H2O重吸收的泵-漏現象有關外，主要與管周毛細血管壓和血漿膠體滲透壓的改變有關。如：,生理學尿的生成和排出,66,在腎血流量不變的前提下：,

37、當GFR時,管周毛細血管壓,小管旁組織間液的靜水壓Na+、H2O回漏,Na+、H2O重吸收,重吸收率/濾過率6570 （球-管平衡）,膠體滲透壓,小管旁組織間液入毛細血管量,生理學尿的生成和排出,67,3.意義： 使尿中排出的溶質和水不會因GFR的增減而出現大幅度的變動。 但球-管平衡在某些情況下可能被打亂。 如： 滲透性利尿的機制： 充血性心衰水腫的原因：,生理學尿的生成和排出,68,滲透性利尿的機制：,靜脈輸入甘露醇,血容量,G F R （但管周毛細血管的血流量與血壓的程度 以及血漿膠滲壓的程度不明顯）,腎小管內溶質、滲透壓,腎小管(尤其近曲小管)對水的重吸收,小管液中Na+(因被稀釋),

38、Na+重吸收(擾亂球-管平衡),尿 量,生理學尿的生成和排出,69,當動脈血壓,腎灌注壓和血流量 出球小動脈的代償性收縮,管周毛細血管血流量、血壓、血漿膠滲壓,Na+、H2O重吸收,Na+、H2O 潴留水腫,充血性心衰水腫的原因：,小管旁組織間液入毛細血管量,小管旁組織間液的靜水壓Na+、H2O回漏,GFR仍能保持原水平(即濾過分數),生理學尿的生成和排出,70,二、神經體液調節(jié) (一)腎交感神經的作用: 腎交感N興奮(運動、高溫、大出血、缺O(jiān)2、劇痛)釋放NE： 激活受體入球與出球小A收縮(收縮程度：A入A出)腎毛細血管壓、腎血漿流量有效濾過壓GFR 激活受體近端小管和髓袢上皮細胞重吸收水和

39、NaCl 激活受體近球細胞釋放腎素血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)遠曲小管和集合管對水、NaCl的重吸收,生理學尿的生成和排出,71,1.ADH對尿生成的調節(jié)作用：,ADH與遠曲小管和集合管的管周膜V2受體結合,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,內髓集合管尿素通透性 袢升粗段主動重吸收NaCl,內髓高滲梯度,尿濃縮,尿 量 ,(二)抗利尿激素（antidiuretic hormone,ADH）,作用： (1)提高遠曲小管和集合管對水的通透性 (2)增加髓袢升支粗段對NaCI的主動重吸收，增加內髓部集合管對尿素的通透，利于尿濃縮 作用機制：與V2受體

40、結合，使水通道內移,生理學尿的生成和排出,72,血漿晶滲壓 (1-2),循環(huán)血量 (5-10),ABp,A、低血糖 疼痛、應激,中樞滲感器,心房容感器,動脈壓感器,下丘腦: 視上核 (主) 室旁核 (次),+,+,+,A D H,+,下丘腦-垂體束,與遠曲小管和集合管的管周膜V2受體結合,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,內髓集合管尿素通透性 袢升粗段主動重吸收NaCl,內髓高滲梯度,尿濃縮,尿 量 ,水重吸收,+,注： ADH缺乏 垂體性尿崩癥,生理學尿的生成和排出,73,2.刺激ADH分泌的因素：,血漿晶體滲透壓 (1% -2),循環(huán)血量 (5%-1

41、0),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,(次)下丘腦 視上核 (主) 室旁核,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,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,生理學尿的生成和排出,74,3.ADH的作用特點:,高滲性脫水：,ADH的有效刺激主要是:,晶體滲透壓,循環(huán)血量(尤為主),循環(huán)血量與晶體滲透壓可相互拮抗或協(xié)同：,晶體滲透壓,晶體滲透壓,循環(huán)血量,ADH(單獨之和),低滲性脫水：,循環(huán)血量,ADH(循抗?jié)B),先給高滲鹽

42、水 再給右旋糖酐：,晶體滲透壓,循環(huán)血量,ADH(滲抗循),生理學尿的生成和排出,75,附：一次大量飲清水與飲生理鹽水尿量為何不同？,一次大量飲清水后尿量增加的現象稱水利尿 其原因是：大量飲清水后血液稀釋血漿晶體滲透壓和血容量對下丘腦滲透壓感受器的刺激ADH釋放明顯腎小管對水的重吸收尿量；同時因血容量GFR尿量,飲等量的生理鹽水后，因僅改變血容量，對ADH釋放抑制程度輕，故尿量不會出現飲清水后的水利尿現象尿量。,生理學尿的生成和排出,76,循環(huán)血量 等適宜刺激,1. 腎素刺激因素； 2.血管緊張素對尿生成的調節(jié)； 3. 醛固酮分泌的刺激因素 4.醛固酮對尿生成的調節(jié)；,生理學尿的生成和排出,7

43、7,1. 腎素：由顆粒細胞分泌 作用：使血管緊張素原生成血管緊張素I 分泌的調節(jié)： BP入球小A壓力血流入球小A處的牽張感受器腎素分泌 BP入球小A壓力血流濾過流經腎小管的鈉量致密斑鈉感受器興奮腎素分泌 BP腎交感神經興奮腎素的釋放 E和NE直接刺激顆粒細胞釋放腎素,生理學尿的生成和排出,78,腎上腺皮質球狀帶,血K+、Na+,腎素,2.血管緊張素對尿生成的調節(jié)：,血管緊張素原,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：刺激腎上腺髓質和交感N分泌釋放NE、E；刺激ADH、A

44、CTH釋放。,醛 固 酮,ACTH,肺血管緊張素轉換酶,生理學尿的生成和排出,79,管腔膜通道數量 管周膜上Na+-K+泵活動,3.醛固酮對尿生成的調節(jié):,醛固酮,小管上皮細胞內,單純擴散,胞漿內形成 激素-受體復合物,細胞核內調節(jié) 特異mRNA轉錄,醛固酮誘導蛋白,遠曲小管和集合管,排2K+、保3Na+、保H2O,作用：保Na+、保水、排K+ 分泌調節(jié)： 腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng) 血K+、血Na+濃度,生理學尿的生成和排出,80,生理學尿的生成和排出,81,4.RAAS的調節(jié)特點 腎素的適宜刺激 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80

45、mmHg):致密斑興奮 。 醛固酮的適宜刺激 腎素-血管緊張素的刺激能力血K+； 腎上腺皮質球狀帶對血K+的變化十分敏感，對血Na+ 不敏感；而致密斑對Na+十分敏感； 正常時ACTH不起重要作用。 血管緊張素的作用比較 A：刺激ADH、交感N、腎上腺髓質的分泌釋放； A：縮血管作用A，但對醛固酮的合成與分泌 A,總結： RAAS調節(jié),生理學尿的生成和排出,82,(四)心房鈉尿肽（ANP）對尿生成的調節(jié)：,適宜刺激： 來源： 作用：,抑制腎素的分泌 抑制ADH的釋放 抑制醛固酮的分泌,血容量、內皮素、VP,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 (

46、Na+通道關閉),舒張A出、A入(尤其A入) 腎血漿流量和GFR 原尿生成,水鈉重吸收,生理學尿的生成和排出,83,生理學尿的生成和排出,84,復習思考題 1.正常成年人一次迅速大量的飲用清水、生理鹽水1000mL后，血漿滲透濃度及尿量各將發(fā)生怎樣的變化？為什么？ 2.正常成年人快速靜脈輸入生理鹽水1000mL后，尿量將發(fā)生怎樣的變化？為什么？ 3.因嘔吐、腹瀉引起機體大失水時，對尿量有何影響？為什么？ 4.簡述醛固酮的生理作用及其分泌調節(jié)。 5.下丘腦視上核受損，尿量和尿濃縮將發(fā)生怎樣的變化？為什么？ 6.正常成年人靜脈注射50g/100mL的葡萄糖50mL后，尿量將發(fā)生怎樣的變化？為什么？

47、,生理學尿的生成和排出,85,第六節(jié) 血 漿 清 除 率,清除率的概念和計算方法 清除率 （clearance,C）：指兩腎在單位時間（每分鐘）內能將多少毫升血漿中所含的某些物質完全清除出去，這個被完全清除了某物質的血漿毫升數就稱該物質的清除率（ml/min）,血漿清除率(C),血漿某物質濃度(P),尿中某物質濃度(U),每分鐘尿量(V),生理學尿的生成和排出,86,測定清除率的理論意義 測定腎小球濾過率 1.菊粉清除率 腎排出量為腎小球濾過量與腎小管、集合管的重吸收量 和分泌量的代數和 UV=FP-R+E 某物質濾過后，不被重吸收，也不被分泌則 UV=FP， F=UV/P=C,菊糖：即能自由

48、濾過又不被重吸收與分泌，故菊糖的血漿清除率=腎小球濾過率(GFR),生理學尿的生成和排出,87,2.內生肌酐清除率： 臨床常用內生肌酐清除率代表GFR 內生肌酐指體內組織代謝產生的肌酐。試驗前禁食肉類和禁劇烈運動(避免因攝入和產生過多外來肌酐對測定結果的影響)。以代替因菊糖試驗操作的繁瑣 C肌酐尿肌酐（mg/L）24小時尿量（L）/血漿肌酐（mg/L）（L/24h) 正常值：128L/24h,生理學尿的生成和排出,88,測定腎血流量 血漿中某一物質（如碘銳特、對氨基馬尿酸），經過腎循環(huán)一周后可以被完全清除:UV=XP，則C=UV/P=X,碘銳特、對氨基馬尿酸(PAH): 即能自由濾過又能被分泌(90%/流過腎一周)，故PAH的血漿清除率=有效腎血漿流量。 有效腎血漿流量=腎血漿流量的90%， 腎血漿流量=有效腎血漿流量90%。,測得腎血漿流量為660ml/min 腎血流量=660/55100 =1200ml/min,生理學尿的生成和排出,89,推測腎小功能管的 C小于125ml/min，重吸收大于分泌 C大于125ml/min，重吸收小于分泌,葡萄糖： 即能自由濾過又能全部重吸收，故葡萄糖的血漿清除率=0時的最大血糖濃度為腎糖閾。,生理學尿的生成和排出,90,復習思考題,1.某物質可被自由濾過，下列敘述正確的是（ C ） A.可被腎小管重吸收但不被分泌，其