生理學(xué)：第八章

1、第八章尿的生成和排出人體通過呼吸和消化系統(tǒng)，攝入代謝和所需的氧和營養(yǎng)物質(zhì)。在物質(zhì)代謝過程中，氧和能源物質(zhì)被不斷地消耗， 為各種生命活動提供所需的能量， 同時產(chǎn)生對人體無用甚至有害的終產(chǎn)物。排泄（ excretion) 機體將代謝終產(chǎn)物和進入體內(nèi)的異物及過剩不需要的物質(zhì)經(jīng)血液循環(huán)，通過某些器官排出體外的過程。所以，排泄是體內(nèi)物質(zhì)代謝過程中的最后一個環(huán)節(jié)，是多系統(tǒng)功能互相協(xié)調(diào)才得以完成的一種重要生命活動。人體主要的排泄途徑：皮膚：水、鹽類、少量尿素、乳酸等。肺： CO2、 H2O、揮發(fā)性藥物等。消化道：排泄物混合在糞便中。Ca、 Mg、 Fe、 P 等電解質(zhì)、膽色素、毒物等。膽色素肝臟排泄在腸中起

2、變化的膽色素（尿膽素、糞膽素）。無機鹽經(jīng)大腸粘膜排出的，如鈣、鎂、鐵等。唾液腺：碘、鉛等。腎臟：最重要，以尿的形式由腎排出。所含排泄物的種類最多、數(shù)量最大；并隨機體的不同狀態(tài)而改變尿量和尿中物質(zhì)的含量。有：水、尿素、尿酸、肌酐、鹽類、藥物、毒物等。腎的功能：1) 排泄功能：排出機體的大部分代謝終產(chǎn)物及進入體內(nèi)的異物。2) 調(diào)節(jié)功能：調(diào)節(jié)水、電解質(zhì)、滲透壓及酸堿平衡維持穩(wěn)態(tài)。調(diào)節(jié)細胞外液量和血液滲透壓。保留體液中的重要電解質(zhì)，如：Na+ 、 K+ 、 Cl 等。排出過剩H+維持酸堿平衡。3) 內(nèi)分泌功能：產(chǎn)生腎素、促紅細胞生成素等。尿的生成包括腎小球的濾過、腎小管和集合管的重吸收及分泌三個基本過

3、程。本章主要討論尿的生成過程及其調(diào)節(jié)機制、腎臟排泄功能的生理意義及輸尿管和膀胱的排尿活動。第一節(jié)腎的功能解剖和腎血流量一、腎的功能解剖：（一）腎單位和集合管：1. 腎單位（ nephron ）是腎的基本單位，與集合管共同完成泌尿功能。人兩側(cè)腎有170 240 萬個腎單位。腎小球（毛細血管球）腎小體腎小囊腎單位近端小管腎小管髓袢細段遠端小管2. 集合管（ collecting duct）近曲小管髓袢降支粗段髓袢降支細段髓袢升支細段髓袢髓袢升支粗段遠曲小管在胚胎發(fā)生中起源于尿道嵴，故不屬于腎單位，但功能上與遠端小管密切相關(guān)；在尿濃縮過程中起作用； 每條集合管可收集多條遠曲小管運來的液體； 許多集合

4、管匯入乳頭管， 最后形成尿液經(jīng)腎盞、腎盂、輸尿管而進入膀胱。（二）皮質(zhì)腎單位和近髓腎單位按其所在部位分為皮質(zhì)腎單位（ cortical nephron ）和近髓腎單位 (juxtamedullary nephron) 兩類。不同部位的腎單位和腎血管的結(jié)構(gòu)和功能明顯不同。見下表：皮質(zhì)腎單位近髓腎單位分布外皮質(zhì)層和中皮質(zhì)層靠近髓質(zhì)的內(nèi)皮質(zhì)層特點腎小體體積小，髓袢短，只達腎小體體積大， 髓袢長， 可深入到內(nèi)髓質(zhì)層，外髓質(zhì)層，甚至不到髓質(zhì)。甚至達乳頭部。數(shù)量多，占總數(shù)的 8590。數(shù)量少，占總數(shù)的 10 15。 A口徑 入：出 2：1基本一致，甚至前者更細。出球小動脈離開腎小球后進一出球小動脈離開腎小

5、球后分為：步再分為毛細血管，幾乎全部分布于皮網(wǎng)狀毛細血管：纏繞于臨近的近/ 遠曲小管。質(zhì)部分的腎小管周圍。字形小血管：深入內(nèi)髓形成毛細血管網(wǎng)包繞髓袢升支和集合管。有，腎素含量多幾乎無功能生成尿液完成尿液的濃縮和稀釋尿液濃縮的基礎(chǔ)：近髓腎單位的長髓袢和直小血管。（三）球旁器（juxtaglomerular apparatus）主要分布于皮質(zhì)腎單位，由球旁細胞、球外系膜細胞和致密斑組成；近髓腎單位幾乎不含腎素。1. 球旁細胞（ juxtaglomerular cell）位于入球小動脈中膜內(nèi)的肌上皮樣細胞，由血管平滑肌細胞演變而來；內(nèi)含分泌顆粒，顆粒內(nèi)含有腎素，故又稱為顆粒細胞。2. 致密斑（ ma

6、cula densa ）位于遠曲小管的起始部分；升支進入皮質(zhì)行至腎小球血管近旁時，貼近腎小球入球小動脈的上皮細胞就變?yōu)楦咧鶢罴毎?，局部呈現(xiàn)斑狀隆起，成為致密斑；致密斑與入 / 出球小動脈相接觸；可感受小管液中NaCl 含量的變化，并將信息傳遞給球旁細胞，調(diào)節(jié)腎素的釋放。3. 球外系膜細胞（extraglomerular mesangial cell）是入球小動脈和出球小動脈之間的一群細胞，具有吞噬功能。與致密斑相互聯(lián)系，細胞內(nèi)有細絲，有收縮能力。（四）腎的神經(jīng)支配目前發(fā)現(xiàn)只有交感神經(jīng)支配。血管進入腎皮質(zhì)和外髓層支配腎動脈主要是從胸12 至腰 2 脊髓發(fā)出，其纖維經(jīng)腹腔神經(jīng)叢隨（尤其是入、 出球

7、小動脈的平滑肌）、腎小管和球旁細胞。交感神經(jīng)末梢釋放去甲腎上腺素的主要作用是：引起血管收縮，調(diào)節(jié)腎血流量、腎小球濾過率、 腎小管的重吸收和腎素的釋放；一般情況下， 腎交感神經(jīng)的緊張性活動很弱，發(fā)揮作用時，腎表現(xiàn)為縮血管反應(yīng)。腎的各種感受器可經(jīng)腎神經(jīng)傳入纖維進入脊髓，并投射到中樞的不同部位，調(diào)節(jié)血壓和水鹽平衡。（五）腎的血液供應(yīng)腹主動脈垂直分出腎動脈其分支經(jīng)葉間動脈弓形動脈小葉間動脈入球小動脈腎小球毛細血管網(wǎng)出球小動脈毛細血管網(wǎng)匯合成靜脈，由小葉間靜脈弓形靜脈葉間靜脈腎靜脈。二、腎血流量及其調(diào)節(jié)兩腎占體重的 0.5 （ 300g），正常成人安靜時血流量達 1200ml/min ，相當(dāng)于心輸出量的

8、 1/5 1/4 ；其中約 94供應(yīng)皮質(zhì)層， 約 5供應(yīng)外髓， 其余不到 1供應(yīng)內(nèi)髓；通常所說的腎血流量主要指腎皮質(zhì)血流量。腎血流量的調(diào)節(jié)涉及兩方面：腎血流量要與腎臟的泌尿機能相適應(yīng)（主要靠自身調(diào)節(jié)來實現(xiàn)）；腎血流量要與全身的血液循環(huán)的調(diào)節(jié)相配合（主要靠神經(jīng)與體液調(diào)節(jié)來調(diào)控）。（一）腎血流量（renal blood flow）的自身調(diào)節(jié)腎血流量的自身調(diào)節(jié)：不依賴于神經(jīng)和體液因素的作用，腎血流量在一定的動脈血壓變動范圍內(nèi)保持相對恒定的現(xiàn)象。（1）特點：（離體腎的灌注實驗）腎A 的灌注壓（相當(dāng)于體內(nèi)的平均動脈壓）為80（ 10.7Kpa ）180 mHg(24Kpa) 時，腎血流量保持相對恒定；在

9、20mmHg(2.7Kpa) 80 mHg/80mmHg180mHg時，血流量與灌注壓呈正變關(guān)系。（ 2）機制：肌源學(xué)說和管 - 球反饋肌源學(xué)說入球小動脈壁平滑肌緊張性變化是腎血流量自身調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)；在一定范圍內(nèi)，當(dāng)灌注壓升高，入球小動脈受牽張作用強，平滑肌緊張性升高，入球小動脈口徑減小， 血流阻力增大， 導(dǎo)致腎血流量不致因壓力升高而升高， 當(dāng)達到 180mHg時，平滑肌收縮達到極限；反之，入球小動脈平滑肌舒張，達到 80mHg時達舒張極限。證據(jù)：用罌粟堿、水合氯醛等藥物抑制血管平滑肌的活動后，自身調(diào)節(jié)消失。管 - 球反饋（ tubulogomerular feedback ）腎血流量和腎小球濾

10、過率到達遠曲小管和致密斑的小管液流量致密斑將信息反饋至腎小球腎血流量和腎小球濾過率恢復(fù)正常；反之，也成立。（二）腎血流量的神經(jīng)和體液調(diào)節(jié)1. 神經(jīng)因素：主要為交感神經(jīng)，釋放的去甲腎上腺素有縮血管作用。（ 1）作用：一般情況下不起作用，神經(jīng)緊張性低，對血流量無影響；交感神經(jīng)興奮性增高腎血流減少。（ 2）生理意義： 劇烈運動 / 環(huán)境溫度增高肌肉 / 皮膚血流量升高神經(jīng)興奮腎血流減少保證重要器官血供； 大失血、 休克、缺氧等病理情況神經(jīng)活動增強腎血流減少。2. 體液因素：主要是腎上腺素、去甲腎上腺素和血管升壓素。（ 1）作用：收縮血管，減少腎血流量。（ 2）生理意義：與交感神經(jīng)類似，安靜條件下無明

11、顯調(diào)節(jié)作用。劇烈運動：交感神經(jīng)興奮，調(diào)節(jié)腎上腺髓質(zhì)分泌Adr 、 NE增多。此時保證活動器官供血，如：肌肉、腦和心肺等。失血性 / 中毒性休克交感神經(jīng)興奮增強、血管緊張素和血管升壓素生成、釋放增多，使腎血管強烈收縮，腎血流量減少甚至無血流，以保證心腦的血供。第二節(jié)腎小球的濾過功能尿生成的過程：腎小球濾過；腎小管和集合管的重吸收；腎小管和集合管的分泌與排泄。腎小球濾過血液流經(jīng)腎小球時，血漿中水分和小分子物質(zhì)通過濾過膜濾入腎小囊形成原尿的過程。微穿刺實驗證明：腎小球的濾過液就是血漿的超濾液。腎小囊內(nèi)液除了蛋白質(zhì)含量甚少之外，各種晶體物質(zhì)如葡萄糖、氯化物、無機磷酸鹽、尿素、尿酸和肌酐等的濃度都與血漿

12、中的非常接近，滲透壓和酸堿度也與血漿相似。原尿的特點：不含血細胞和大分子蛋白質(zhì)；除蛋白以外的其它成分及濃度與血漿近似；其滲透壓和酸堿度也與血漿近似。腎小球濾過率(glomerular filtration rate, GFR)單位時間內(nèi)（每分鐘）兩腎生成的超濾液量。 GFR與體表面積有關(guān)， 所以常表示為125ml/min/1.73m2兩側(cè)腎臟每一晝夜從腎小球濾出的血漿總量可高達180 升，約為體重的3 倍。濾過分數(shù)（ filtration fraction）腎小球濾過率和腎血漿流量的比值。為(125ml/min)/(660ml/min)×100 19；GFR的大小決定于濾過系數(shù)（Kf

13、 ） ( 濾過膜的面積及其通透性的狀態(tài)) 和有效濾過壓（effective filtration pressure,PUF），即GFR Kf ×PUF一、濾過膜及其通透性（一）濾過膜的結(jié)構(gòu)：內(nèi)層 : 毛細血管的內(nèi)皮細胞；含許多直徑為50 100nm的圓形窗孔 (fenestration)；可阻止血細胞通過，但對血漿中的其它物質(zhì)幾乎無限制作用。中層：最厚，約300nm的非細胞性的基膜，是濾過膜的主要屏障；由水和凝膠形成直徑 4 8nm的多角形纖維網(wǎng)孔；允許水和部分溶質(zhì)通過，分子量大的蛋白質(zhì)不能通過，分子量小的也可通過基膜伸展性較大。外層：腎小囊內(nèi)層的上皮細胞層；其伸出的足突附在基膜上形

14、成裂隙，裂隙上覆蓋一層濾過裂隙膜（filtrationslitmembrane），膜上有直徑約414nm的微孔；可限制蛋白的通過。（二）膜屏障1. 機械屏障：膜結(jié)構(gòu)中的三種孔道- 機械屏障。通透性的大小與物質(zhì)的分子量和半徑有關(guān)：分子量70000，半徑 4.2nm 的物質(zhì)完全不能通過，如：大分子蛋白質(zhì)；分子量 6000，半徑 2.0nm 的物質(zhì)可以自由通過，如：小分子物質(zhì)等， 葡萄糖分子的有效半徑為0.36nm，分子量為180；分子量介于6000 70000，半徑介于2.0 4.2nm，隨有效半徑增加濾過量逐漸降低。如：有效半徑小于2.0nm 的中性右旋糖酐可自由通過濾過膜，有效半徑大于4.2n

15、m 的右旋糖酐完全不能通過，有效半徑在2.0 4.2nm 的右旋糖酐，其濾過量與有效半徑成反比。所以，基膜上的網(wǎng)孔構(gòu)成機械屏障的最主要部分。2. 電屏障：三層膜均覆蓋一層帶負電荷的物質(zhì)（糖蛋白）電屏障。只能阻擋剛能通過孔道的大分子物質(zhì)，如：白蛋白（69000，3.6nm），血紅蛋白（64500）可以通過機械屏障，但由于它們帶負電荷，就不易通過濾過膜；有效半徑相同的帶正電荷的右旋糖酐比帶負電的較易濾過；分子量太小的物質(zhì)即便帶負電荷也不能被濾過膜阻擋，說明機械屏障的作用要遠大于電屏障 , 如：各種陰離子；當(dāng)腎發(fā)生病變，負電荷減少時，原尿中會出現(xiàn)蛋白質(zhì)。二、有效濾過壓- 腎小球濾過的動力形成：有效濾

16、過壓腎小球毛細血管血壓（血漿膠滲壓囊內(nèi)壓）毛細血管血壓：入、出球小動脈端壓力幾乎相等，為45mmHg（ 6.0kPa ）；入球小動脈粗而短，血流阻力小，出球小動脈細而長，血流阻力大。囊內(nèi)壓：較為恒定，為10mmHg(1.33kPa), 生成的原尿不斷被帶走。主要取決于血漿膠滲壓的大?。喝肭蚨?， 膠滲壓為25mmHg(3.33kPa) ，所以， 此時有效濾過壓 45- （ 25+10） 10mmHg，當(dāng)膠滲壓升至35mmHg(4.67kPa)時，有效濾過壓0，達到濾過平衡（ filtration eqilibrium） , 停止濾過。所以，雖然腎小球毛細血管的全長都有濾過作用，但只是在有效濾過壓

17、為0 之前的一段毛細血管有濾過作用。此長度稱為有效濾過長度。三、影響腎小球濾過的因素（一）濾過膜的通透性和面積 保證腎小球正常濾過的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)一般情況下，濾過膜的通透性穩(wěn)定，總濾過面積為1.5m2。病理變化機械 / 電屏障被破壞異常：蛋白尿、血尿。如：腎小球腎炎/ 缺氧蛋白尿；病變血尿。腎小球毛細血管管徑變窄/ 完全阻塞有效濾過面積濾過率少尿、無尿。如：急性腎小球腎炎腎小球毛細血管內(nèi)皮增生、腫脹，基膜增厚毛細血管管腔變窄/ 完全阻塞有效濾過面積濾過率少尿、無尿。（二）有效濾過壓1. 腎小球毛細血管血壓 濾過動力一定范圍內(nèi)（80180mmHg）變化時，通過自身調(diào)節(jié)，血流量穩(wěn)定。劇烈運動時，血流量重

18、新分配，肌肉和腦的血流增多，腎血流減少，使毛細血管血壓降低，導(dǎo)致有效濾過壓降低，濾過率降低。毛細血管血壓80mmHg時 - 少尿； 40mmHg時- 無尿。如：大失血導(dǎo)致少尿，甚至無尿；高血壓晚期， 入球小動脈發(fā)生氣質(zhì)性病變，血管狹窄， 毛細血管血壓下降，導(dǎo)致少尿、無尿。2. 血漿膠滲壓正常時，血漿蛋白濃度穩(wěn)定，所以膠滲壓無明顯波動。當(dāng)血漿蛋白濃度下降（大量輸鹽水/ 病理性蛋白減少）膠滲壓下降有效濾過壓增高腎小球濾過率升高尿量增多。3. 囊內(nèi)壓正常時很穩(wěn)定。腎盂結(jié)石、輸尿管結(jié)石、腫瘤壓迫導(dǎo)致流向膀胱的尿路梗阻，囊內(nèi)壓升高，有效濾過壓降低，濾過率下降。一些藥物（磺胺）易在酸性環(huán)境中結(jié)晶析出某些疾

19、病發(fā)生溶血，濾液中含血紅蛋白導(dǎo)致阻塞腎小管，使囊內(nèi)壓升高，有效濾過壓下降，濾過率降低。（三）腎血漿流量（renal plasma flow）其它條件不變，腎小球血漿流量與腎小球濾過率成正比；主要影響濾過平衡的位置。從入球小A出球小 A，小分子物質(zhì)濾出膠滲壓有效濾過壓。血漿流量膠滲壓上升速度有效濾過壓遞減濾過平衡靠近出球小A有效濾過長度濾過率；反之，則。劇烈運動、大失血和嚴重缺氧等病理情況交感神經(jīng)興奮血管收縮，血流量和血漿流量顯著腎小球濾過率顯著。第三節(jié)腎小管和集合管的轉(zhuǎn)運功能人每天生成原尿180L，終尿 1.5L ，99被重吸收。原尿中不同物質(zhì)被重吸收的程度不同：葡萄糖被全部重吸收，鈉、尿素等

20、不同程度地重吸收，肌酐、尿酸和K+還可被分泌。重吸收（ reabsorption）物質(zhì)從腎小管液中轉(zhuǎn)運至血液中。分泌（ secretion）上皮細胞將本身產(chǎn)生的物質(zhì)或血液中的物質(zhì)轉(zhuǎn)運至腎小管腔內(nèi)。腎小球濾過液進入腎小管后稱為小管液（tubular fluid）。物質(zhì)通過腎小管上皮的轉(zhuǎn)運包括被動轉(zhuǎn)運和主動轉(zhuǎn)運。被動轉(zhuǎn)運小管液中的溶質(zhì)順電化學(xué)梯度進行擴散，以及水在滲透壓作用下進行滲透，從管腔移至管周組織液的過程。（或：溶質(zhì)通過腎小管上皮細胞的過程。滲透壓之差是水的轉(zhuǎn)運動力。）主動轉(zhuǎn)運溶質(zhì)逆電化學(xué)梯度通過腎小管上皮細胞的過程。主動轉(zhuǎn)運需消耗能量，根據(jù)能量來源的不同分為：原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運所消耗的能量由A

21、TP水解直接提供。如：Na+、K+等。繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運所需能量不是直接來自鈉泵，而來自其它溶質(zhì)順電- 化學(xué)梯度轉(zhuǎn)運時釋放的。如：葡萄糖、氨基酸、Cl- 等。一、近端小管中的物質(zhì)轉(zhuǎn)運在近端小管，濾過液中67的 Na+、 Cl- 、 K+和水被重吸收，85的 HCO3-被重吸收，葡萄糖和氨基酸被全部重吸收；H+被分泌到腎小管中；近端小管重吸收的關(guān)鍵動力是：上皮細胞基側(cè)膜上的鈉泵。（一） Na+、 Cl- 和水的重吸收該段小管液與血漿滲透壓相同，是等滲重吸收； 在管腔膜上存在可轉(zhuǎn)運Na+的載體， 小管細胞的基側(cè)膜上有鈉泵，通過“泵- 漏模式”（ pump-leak model ）重吸收。結(jié)構(gòu)：轉(zhuǎn)運體、

22、鈉泵、緊密連接。1. 近端小管前半段：主要與HCO3-和葡萄糖、氨基酸一起被重吸收；Na+進入上皮細胞的過程 H+的分泌和葡萄糖、氨基酸的重吸收密切相關(guān)。（ 1） Na+-H+逆向轉(zhuǎn)運：Na+-H+交換體的逆向轉(zhuǎn)運小管液中Na+順電化學(xué)梯度進入細胞，H+分泌到管腔中， 有利于 HCO3-的重吸收。（2） Na+-葡萄糖的同向轉(zhuǎn)運：Na+順電化學(xué)梯度進入上皮細胞內(nèi)，釋放能量的同時由Na+-葡萄糖同向轉(zhuǎn)運體將葡萄糖轉(zhuǎn)運至細胞內(nèi)，糖通過易化擴散從基側(cè)膜進入血液。Na+的重吸收促進水通過基膜進入相鄰毛細血管，水的重吸收多于Cl- 的重吸收，且HCO3-的重吸收速率明顯大于Cl- 的重吸收近端小管的Cl

23、-高于管周組織間液。2. 近端小管后半段：NaCl 主要通過細胞旁路和跨上皮細胞兩條途徑被重吸收的。（1）細胞旁路：此段絕大多數(shù)的葡萄糖、氨基酸已被重吸收，Cl-比周圍間質(zhì)的濃度高 20 40 Cl- 順濃度梯度經(jīng)細胞旁路（緊密連接）重吸收入血管腔內(nèi)帶正電，管腔外帶負電 Na+順電位差經(jīng)細胞旁路被動重吸收。*（ 2）跨上皮細胞：NaCl 的跨上皮細胞重吸收與H+和甲酸鹽（ formate,F-）再循環(huán)有關(guān)。通過管腔膜上相互耦聯(lián)的Na+-H+交換和 Cl- 甲酸根交換，進入小管液的H+與 F- HF（甲酸） ，脂溶性很強， 可迅速進入細胞， 分解為 H+和甲酸根甲酸根和Cl- 逆向轉(zhuǎn)運 Cl-進

24、入細胞，甲酸根進入小管液中。該過程可再循環(huán)。近端小管的NaCl 的跨細胞途徑的主動重吸收占2/3 ，細胞旁路途徑的被動重吸收占1/3 。水的重吸收是被動的。隨著溶質(zhì)的吸收，靠滲透作用通過緊密連接和跨上皮途徑進入細胞間隙細胞間隙靜水壓管周毛細血管內(nèi)靜水壓低， 膠滲壓高水通過小管周圍組織間隙進入毛細血管。（二） HCO3-的重吸收與H+的分泌HCO3-的重吸收與H+的分泌密切相關(guān)HCO3-的重吸收速度明顯大于Cl- 。1.Na+-H+ 逆向交換：乙酰唑胺可抑制碳酸酐酶的活性Na+-H+ Na+和 HCO3-的重吸收 NaHCO3、 NaCl 和水的排出利尿。2. 通過管腔膜上的 H+泵可將一部分

25、H+分泌到管腔中。（三） K+的重吸收微穿刺實驗表明：腎小球濾過的K+，67在近端小管被重吸收，尿中的K+主要是由遠曲小管和集合管分泌的。近端小管對K+的吸收是個主動轉(zhuǎn)運的過程。小管液中濃度為4mmol/L，細胞中的濃度為 150mmol/L 。機制不清。（四）葡萄糖的重吸收原尿中葡萄糖的濃度與血糖濃度相等；終尿中不含葡萄糖；葡萄糖的吸收部位僅限于近端小管，尤其是近曲小管；逆濃度差吸收。1. 機制：以繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運的方式重吸收。證明：灌流液中去掉葡萄糖等有機溶質(zhì)Na+的重吸收率；灌流液中去掉Na+，葡萄糖等有機溶質(zhì)的重吸收將完全停止；鈉泵被抑制，葡萄糖的重吸收也會受阻。在管周膜，葡萄糖以載體為

26、中介，逆濃度差進入細胞。2. 腎糖閾和葡萄糖的吸收極限量：近端小管對葡萄糖的重吸收有一定限度。（1）腎糖閾：尿中不出現(xiàn)葡萄糖的最高血糖濃度/ 尿中出現(xiàn)葡萄糖的最低血糖濃度。當(dāng)葡萄糖的濾過量（腎小球濾過率×血漿葡萄糖濃度）達到220mg/min 時（血漿葡萄糖濃度約180mg/100ml ），有一部分腎小管對葡萄糖的吸收已達極限, 尿中開始出現(xiàn)葡萄糖，達到腎糖閾。葡萄糖的濾過量220mg/min 時，葡萄糖濾出的增加量尿中含糖量；葡萄糖的濾出量持續(xù)葡萄糖濾出的增加量與尿中含糖量相互靠近。（2）葡萄糖的吸收極限量：當(dāng)血漿葡萄糖濃度達 300mg/100ml 時，葡萄糖濾過量為 375mg

27、/min ，此時，全部腎小管對葡萄糖的吸收均已達到極限， 即葡萄糖吸收極限量尿葡萄糖排出率隨血漿葡萄糖的濃度升高而平行增加。機制：與管腔膜上同向轉(zhuǎn)運體的數(shù)目有關(guān)，不同腎小管重吸收能力不同。成年人腎的葡萄糖吸收極限量：男 375mg/min ，女 300mg/min 。與近端小管Na+-葡萄糖同向轉(zhuǎn)運體的數(shù)目有關(guān)。（五）其它物質(zhì)的重吸收和分泌氨基酸、 HPO42-、 SO42-的重吸收機制與葡萄糖類似，只是載體蛋白不同而已。正常時進入濾液的微量蛋白質(zhì)通過腎小管上皮細胞吞飲作用被重吸收。代謝產(chǎn)物和進入體內(nèi)的某些物質(zhì)，如：青霉素、酚紅和大多數(shù)利尿藥等與血漿蛋白結(jié)合不能通過腎小球可在近端小管被主動分泌

28、到小管液中。二、髓袢中的物質(zhì)轉(zhuǎn)運在髓袢約20的 Na+、 Cl- 和 K+等物質(zhì)被進一步重吸收，且髓袢升支粗段的NaCl 重吸收在尿液稀釋和濃縮機制中有重要意義。1. 微穿刺實驗證明：髓袢升支粗段管腔內(nèi)為正電位（ +10mV）該段的 Cl- 是逆電化學(xué)梯度被上皮細胞吸收的。2. 微灌流實驗表明：灌流液中不含K+管腔內(nèi)的正電位基本消失Cl- 的重吸收率很低說明小管液中的K+和Cl-的重吸收有密切關(guān)系。鈉泵抑制劑哇巴因抑制鈉泵Cl-的的轉(zhuǎn)運受阻鈉泵的活動是Cl-重吸收重要因素。3.NaCl的主動重吸收：Na+:2Cl-:K+的同向轉(zhuǎn)運模式上皮細胞基側(cè)膜上鈉泵將Na+由細胞內(nèi)泵向組織間液細胞內(nèi)Na+

29、濃度梯度Na+:2Cl-:K+與管腔膜上同向轉(zhuǎn)運體結(jié)合同向轉(zhuǎn)運體復(fù)合物Na+攜帶2Cl-和K+順電化學(xué)梯度入胞。去向不同： Na+由鈉泵泵至組織間液；Cl- 順濃度梯度經(jīng)管周膜上的Cl- 通道進入組織間液； K+順濃度差經(jīng)管腔膜返回管腔，繼續(xù)參與同向轉(zhuǎn)運。2Cl- 進入組織間液，K+返回管腔管腔內(nèi)出現(xiàn)正電位。由于管腔內(nèi)出現(xiàn)正電位 Na+順電位差從細胞旁路進入組織間液 （不耗能的被動重吸收）。4. 該模式說明：通過鈉泵的活動繼發(fā)性主動重吸收了2Cl-；同時伴有2Na+的重吸收，其中1 個為主動重吸收，1 個被動重吸收，節(jié)省50的能量。髓袢升支粗段對水通透性很低水鹽重吸收的分離，水留在小管內(nèi)小管液

30、呈低滲，組織間液為高滲利于尿液的濃縮和稀釋。同向轉(zhuǎn)運體對速尿、利尿酸等利尿劑很敏感，二者結(jié)合抑制轉(zhuǎn)運功能管腔正電位消失 NaCl 重吸收受抑制干擾尿的濃縮機制利尿。三、遠端小管和集合管的物質(zhì)轉(zhuǎn)運對 NaCl 和水的重吸收，對 K+和 H+的分泌根據(jù)機體的水鹽平衡狀況來進行調(diào)節(jié)；抗利尿激素（血管升壓素）調(diào)節(jié)水的重吸收，醛固酮調(diào)節(jié)Na+、 K+的轉(zhuǎn)運。遠曲小管和集合管的上皮細胞間隙的緊密連接對小離子通透性較低Na+、Cl- 和 K+不易通過緊密連接回漏至小管腔內(nèi)管內(nèi)外離子濃度和電位梯度大。遠曲小管初段對水的通透性很低，仍主動重吸收NaCl ，繼續(xù)產(chǎn)生低滲小管液。 Na+ 在遠曲小管的重吸收逆較大的

31、電化學(xué)梯度主動重吸收。遠曲小管的鈉泵在腎單位中活性最高。在遠曲小管初段， Na+是通過 Na+-Cl- 同向轉(zhuǎn)運入胞的，然后由鈉泵將 Na+泵出細胞被重吸收入血；該同向轉(zhuǎn)運體可被噻嗪類利尿藥所抑制。遠曲小管后段和集合管含兩類細胞：主細胞 (principalcell):主動重吸收Na+和水，分泌 K+；通過管腔膜上的Na+通道，Na+順電化學(xué)梯度入胞，然后由鈉泵泵至細胞間液被重吸收。閏細胞（ intercalated cell）：主要分泌H+。（一） K+的分泌：遠曲小管和集合管尿中 K+的排出量視其攝入量而定，維持血K+濃度的相對恒定。K+的分泌動力包括： Na+通過主細胞膜的 Na+-ch

32、 進入細胞， 再由基側(cè)膜上的鈉泵泵至細胞間隙生電性，管腔內(nèi)帶負電位（ -10 -40mV），成為 K+從細胞內(nèi)分泌至管腔的動力。如：靜脈內(nèi)注射一定量的 Na2SO4時，由于 SO42-在腎小管中不易被吸收負電位K+的分泌。在遠曲小管后段和集合管的主細胞內(nèi)的K+ 明顯高于小管液中， K+順濃度梯度通過管腔膜上的K+-ch 進入小管液。 Na+ 進入主細胞刺激鈉泵更多的K+從細胞外液泵入細胞內(nèi)細胞內(nèi)K+ 促進 K+分泌。所以， K+的分泌與 Na+的重吸收密切相關(guān)。（二） H+的分泌：近端小管： Na+-H+交換。遠曲小管和集合管：管腔閏細胞膜上的H+泵，逆電化學(xué)梯度的主動轉(zhuǎn)運。細胞內(nèi)： CO2+

33、H2O H+HCO3-H+由 H+泵泵至小管液，HCO3-從基側(cè)膜回到血液中。 H+HPO42- H2PO4-（可滴定酸）， H+NH3 NH4+，二者都不易通過管腔膜而留在小管液中決定尿液的酸堿度。（三） NH3的分泌：遠曲小管和集合管1. NH3 的來源及轉(zhuǎn)運：細胞代謝中，谷氨酰胺脫胺 NH3 NH3 具有脂溶性，可通過細胞膜向小管周圍組織間液和小管液自由擴散。擴散量取決于兩種液體的 pH值，小管液 pH 較低 NH3較易向小管液中擴散。2. 機制：H+小管液 pH利于NH3的分泌。小管液中H+NH3 NH4+ NH3 促進NH3的分泌。NaCl帶來的Na+與H+交換而進入小管細胞，與HC

34、O3-一同運回血。所以，NH3的分泌促進了H+的分泌，也促進了NaHCO3的重吸收。案例：患者 27 歲，女性，3 天前因車禍造成頭部外傷入院，病情雖嚴重，但情況尚穩(wěn)定。腦部計算機斷層掃描（CT）檢查顯示腦水腫，但無出血性腦病表現(xiàn)，血清電解質(zhì)檢查顯示進行性高鈉血癥， 尿檢顯示排除大量的稀釋尿。結(jié)果證實， 該患者為一例頭部外傷引起的中樞性尿崩癥。問題與思考：在這種情況下，患者體內(nèi)血管升壓素水平發(fā)生怎樣的改變？急性期表現(xiàn)為多尿，在損傷后發(fā)生，一般持續(xù)4-5天，主要是因為損傷引起神經(jīng)元休克，不能釋放AVP，導(dǎo)致AVP降低。中間期表現(xiàn)為少尿和尿滲透壓增高，由AVP從變性神經(jīng)元中溢出，使循環(huán)中AVP突然

35、增多。持續(xù)期表現(xiàn)為持續(xù)性多尿，AVP持續(xù)存在。血管升壓素對遠端小管后半段和集合管的作用機制是什么？血管升壓素的生理作用：主要作用是提高遠曲小管和集合管上皮細胞對水的通透性，促進水分重吸收，使尿液濃縮，尿量減少。此外，還能增強內(nèi)髓集合管對尿素的通透性。血管升壓素（ antidiuretic hormone， ADH），是由9 個氨基酸殘基組成的小肽，由下丘腦的視上核和室旁核的神經(jīng)元合成，主要是提高遠曲小管和集合管上皮細胞對水的通透性，從而增加水的重吸收，使尿液濃縮，尿量減少（抗利尿）。此外，血管升壓素也能增加髓袢升支粗段對 NaCl 的主動重吸收和內(nèi)髓部集合管對尿素的通透性，從而增加髓質(zhì)組織間液

36、的溶質(zhì)濃度，提高髓質(zhì)組織間液的滲透濃度，有利于尿液濃縮。血管升壓素與遠曲小管和集合管上皮細胞管周膜上的V2 受體結(jié)合后， 通過 G蛋白激活膜內(nèi)的腺苷酸環(huán)化酶，使上皮細胞中cAMP的生成增加； cAMP激活上皮細胞中的蛋白激酶，激活的蛋白激酶使管腔膜的膜蛋白磷酸化而發(fā)生構(gòu)型改變，促使管腔膜附近的含有水通道蛋白的小泡鑲嵌在管腔膜上，增加管腔膜上的水通道， 從而增加對水的通透性。當(dāng)血管升壓素缺乏時，管腔膜上的水通道擔(dān)保可在細胞膜的衣被凹陷處集中，后者形成吞飲小泡進入胞漿，稱為內(nèi)移。 此時，管腔膜進入細胞內(nèi)，就可調(diào)節(jié)管腔膜對水的通透性?；鶄?cè)膜則對水可自由通過， 依次，水通過管腔膜進入細胞后可自由通過基

37、側(cè)膜進入毛細血管而被重吸收。人抗利尿激素第八位上為精氨酸，故稱為精氨酸升壓素。 抗利尿激素可使全身微動脈和毛細血管前括約肌收縮， 升高血壓。 但在生理情況下， 血中抗利尿激素濃度極低，對血管沒有明顯作用，只有在嚴重出血或大劑量使用時，血中抗利尿激素顯著提高，才有縮血管作用。 臨床上常做微血管出血（如肺出血、子宮出血等）時的止血藥。在血管升壓素存在時自由水清除率如何變化？血管升壓素存在時腎小管吸收水分增加，體內(nèi)水潴留，體液容量增加及稀釋性低鈉血癥，為了維持細胞內(nèi)外滲透壓平衡，水分進入細胞內(nèi)，造成細胞內(nèi)水腫，特別腦細胞水腫更明顯，導(dǎo)致自由水清除率降低、水潴留、低鈉血癥，低滲透壓血壓等一系列臨床表現(xiàn)

38、。提示：本例患者為腦外傷引起的中樞性尿崩癥。血管升壓素（VP），又被稱為抗利尿素（ ADH），是下丘腦的視上核和室旁核的神經(jīng)元分泌的一種激素。他在細胞體中合成，經(jīng)下丘腦 - 垂體束運輸?shù)缴窠?jīng)垂體儲存，在收到特異性的刺激后釋放出來。VP與遠曲小管和集合管上皮細胞頂端膜上的VP受體（ V2 受體）結(jié)合后，通過G蛋白 - 腺苷酸環(huán)化酶 - 蛋白激酶A 信號途徑使細胞內(nèi)包含有水通道（AQP）的囊泡并分別嵌入頂端膜上，從而增加膜上的水通道數(shù)，對自由水的通透性增加。當(dāng)外傷引起主要是下丘腦垂體受損是，VP分泌減少，甚至缺乏是，管腔膜上的水通道（ AQP）可向內(nèi)凹陷，形成吞飲小泡進入胞漿，因此，頂端膜上對水的

39、通透性降低，小管液中水被重吸收的量也減少，排除大量的低滲尿。此時自由水清除率（CH2O）值可高達14.3ml/min （ 20.9L/d ）。第四節(jié)尿液的濃縮和稀釋尿的滲透濃度 （ osmolality）可由于體內(nèi)缺水/ 水過多等不同情況而出現(xiàn)大幅度的變動；體內(nèi)缺水高滲尿尿濃縮。正常人尿液的滲透濃度可在50 1200 mOsm/(kg.H2O) 之間波動。根據(jù)尿的滲透濃度可了解腎的濃縮和稀釋能力。腎的濃縮和稀釋能力在維持體液平衡和滲透壓恒定中起重要的作用。一、尿液的稀釋尿液的稀釋是由于溶質(zhì)被重吸收而水不易被重吸收造成的。髓袢升支粗段對NaCl 主動重吸收，而對水不通透小管液變?yōu)榈蜐B。抗利尿激素

40、調(diào)節(jié)遠曲小管和集合管對水的通透性。小管液流經(jīng)遠曲小管和集合管時，NaCl 可繼續(xù)重吸收。舉例：抗利尿激素缺乏嚴重的尿崩癥每天排出高達20L 的低滲尿，相當(dāng)于腎小球濾過率的10。二、尿液的濃縮 逆流倍增學(xué)說尿濃縮是由于小管液中水被重吸收，而溶質(zhì)仍留在小管液中。水重吸收的動力來自髓質(zhì)滲透梯度的建立。皮質(zhì)組織滲透壓：與血漿等滲；髓質(zhì)組織滲透壓：高滲。從髓質(zhì)外層乳頭部，組織液滲透濃度與血漿滲透濃度之比成倍。低滲小管液集合管（外髓內(nèi)髓），受ADH的調(diào)節(jié)滲透作用水不斷進入高滲的組織間液高滲尿。所以，髓質(zhì)的滲透梯度的建立成為濃縮尿的必要條件。髓袢是形成髓質(zhì)高滲梯度的重要結(jié)構(gòu)，髓袢越長，濃縮能力越強。舉例：沙

41、鼠的腎髓質(zhì)內(nèi)層特別厚，能產(chǎn)生 20 倍于血漿滲透濃度的高滲尿；豬的較短，產(chǎn)生 1.5 倍于血漿滲透濃度的尿液；人的髓袢具有中等長度，最多產(chǎn)生4 5 倍于血漿滲透濃度的高滲尿。（一）逆流交換與逆流倍增（二）腎髓質(zhì)高滲梯度的形成1. 尿素循環(huán)：皮質(zhì)和外髓部的遠曲小管和集合管對尿素?zé)o通透性，一方面在ADH的作用下，另一方面升支粗段對NaCl 的重吸收外髓高滲，導(dǎo)致小管液中的 尿素 .在內(nèi)髓部，對尿素有通透性。尿素順濃度差迅速擴散至管周組織液內(nèi)髓高滲。內(nèi)髓部不同節(jié)段的腎小管對尿素的通透性不同。2.Na+ 、水吸收不同步：降支細段：對Na+無通透性，對水有通透性水被“抽出”從上至下，降支細段內(nèi)NaCl

42、的濃度越來越大。（該段對尿素不通透）髓袢升支：不易通水，對NaCl 有通透性。i. 升支細段： 對 NaCl 有良好的通透性， 且 NaCl 較高 NaCl 以被動擴散的方式向組織液中擴散內(nèi)髓的滲透壓進一步。ii. 升支粗段：小管液 NaCl 升支粗段 Na+、 Cl- 和 K+協(xié)同轉(zhuǎn)運 NaCl 主動重吸收小管液中 NaCl 進一步小管外，外髓部從上至下，滲透壓逐漸。3. 二者相互協(xié)同外髓部組織液的高滲梯度由升支粗段對NaCl 的主動重吸收建立的。內(nèi)髓部組織液的高滲梯度由尿素循環(huán)和NaCl 的被動擴散建立的。尿素的再循環(huán)有助于高滲梯度的建立。由此可見， 髓袢升支粗段對NaCl 的主動重吸收是

43、髓質(zhì)滲透梯度建立的主要動力，而尿素和 NaCl 是建立髓質(zhì)滲透梯度的主要溶質(zhì)。（三）腎髓質(zhì)高滲梯度的保持直小血管在保持腎髓質(zhì)高滲中的作用逆流交換。三、影響尿液濃縮和稀釋的主要因素（一）髓袢機能1. 某些腎疾患，如慢性腎盂腎炎腎髓質(zhì)纖維化 / 腎囊腫腎髓質(zhì)萎縮，都髓袢的逆流倍增作用尿濃縮能力。2. 速尿、 利尿酸等藥物， 抑制了升支粗段對NaCl 的主動重吸收影響髓質(zhì)高滲梯度的建立利尿。（二）直小血管血流1. 血流過快 NaCl、尿素得不到充分交換被血流帶走較多溶質(zhì)髓質(zhì)高滲梯度。2. 血流過慢水不能及時被血流帶走髓質(zhì)高滲梯度。3. 髓質(zhì)血流不具有自身調(diào)節(jié)機制，隨動脈壓改變而改變。如：高血壓病人，

44、髓質(zhì)血流髓質(zhì)高滲梯度尿濃縮能力。（三）尿素濃度尿素是形成內(nèi)髓高滲和建立高滲梯度的重要因素，其為蛋白代謝產(chǎn)物。1. 蛋白攝入不足尿素生成髓質(zhì)高滲梯度尿濃縮。2. 老人蛋白代謝率低尿濃縮機能；攝入較多蛋白時，尿濃縮機能可暫時改善。第五節(jié)尿生成的調(diào)節(jié)一、腎內(nèi)自身調(diào)節(jié)（一）小管液中溶質(zhì)的濃度小管液中溶質(zhì)的濃度決定著小管液滲透壓的高低；滲透壓具有對抗腎小管和集合管重吸收水的作用，當(dāng)小管液滲透壓妨礙水的吸收。如：糖尿病人，小管液中糖滲透壓妨礙水的重吸收多尿；臨床上使用一些腎小球能濾出而不能被腎小管重吸收的藥物 （甘露醇） 靜脈注射滲透壓利尿消除水腫（滲透性利尿）。滲透性利尿由于小管液中溶質(zhì)濃度過高，使小管

45、液滲透壓升高，導(dǎo)致腎小管對小管液中水分的重吸收下降，排出尿量增加。（二）球 - 管平衡 (glomerulotubular balance)1. 定比重吸收（constant fraction reabsorption）近端小管對溶質(zhì)和水的重吸收量是固定不變的，隨腎小球濾過率的變化而變化。球 - 管平衡不論濾過率增 / 減，重吸收率始終占濾過率的65 70。球 - 管平衡的生理意義：使終尿量不致因濾過率的增減而發(fā)生大幅度的變化。近端小管和髓袢降支細段，對水的重吸收是等滲重吸收，吸收量與滲透壓有關(guān)，與體內(nèi)是否缺水無關(guān)；遠曲小管和集合管對水的重吸收率不高，但吸收量與體內(nèi)的出入情況而定，且受激素調(diào)節(jié)

46、。ADH水的重吸收。2. 機制：與管周毛細血管血壓和膠體滲透壓的改變有關(guān)。在腎血流不變的前提下，腎小球濾過率出球小動脈血量血漿膠滲壓管周組織液迅速進入毛細血管細胞間隙靜水壓回漏；反之，細胞間隙靜水壓回漏。3. 影響因素：滲透性利尿重吸收率6570。充血性心力衰竭腎灌注壓和血流量明顯出球小動脈代償性收縮腎小球濾過率仍保持原水平濾過分數(shù)，而近端小管旁毛細血管血壓，血漿膠滲壓Na+和水的重吸收， 65 70體內(nèi)鈉鹽潴留，細胞外液量水腫。二、神經(jīng)和體液調(diào)節(jié)（一）腎交感神經(jīng)的作用1. 入球小動脈和出球小動脈收縮：前者比后者更明顯腎小球毛細血管血漿流量和血壓都腎小球有效濾過壓腎小球濾過率。2. 刺激球旁器中的球旁細胞釋放腎素血管緊張素II和醛固酮含量增加腎小管對NaCl 和水的重吸收。3. 交感神經(jīng)興奮N.E+近端小管和髓袢上皮細胞膜上的1 受體近端小管和髓袢對NaCl 和水的重吸收；反之，抑制交感神經(jīng)興奮，阻斷（二）抗利尿激素（antidiuretic hormone, ADH又稱：血管升壓素（arginine vasopressin, AVP1.ADH 的合成、釋放：）1 受體作用相反。是由 9 個氨基酸殘基組成的肽，由下丘腦視上核（為主）、室旁核的神經(jīng)元胞體合成。經(jīng)下丘腦垂體束N.f 的軸漿運輸神經(jīng)垂體貯存于軸突末梢囊泡內(nèi)。平時少量