尿的生成和排出

1、張中海張中海生理學(xué)教研室生理學(xué)教研室水的動(dòng)態(tài)平衡水的動(dòng)態(tài)平衡水的攝入水的攝入飲水、進(jìn)食飲水、進(jìn)食水的排出水的排出1.腎臟排尿：保持水的穩(wěn)態(tài)腎臟排尿：保持水的穩(wěn)態(tài) 2.不感失水（呼吸器官、皮不感失水（呼吸器官、皮膚）：膚）：1000 ml 3.出汗：變化很大出汗：變化很大4.糞便：糞便：100 ml2Kidney3Function of kidney1. 排泄代謝廢物和被攝入體內(nèi)的異物排泄代謝廢物和被攝入體內(nèi)的異物2. 調(diào)節(jié)體內(nèi)水和電解質(zhì)的平衡并維持體液滲透壓的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)體內(nèi)水和電解質(zhì)的平衡并維持體液滲透壓的穩(wěn)態(tài)3. 調(diào)節(jié)酸堿平衡調(diào)節(jié)酸堿平衡4. 產(chǎn)生多種生物活性物質(zhì)產(chǎn)生多種生物活性物質(zhì)Renin

2、，erythropoietin，kinins 1,25-dihydroxycholecalciferol, PG41. 腎小球的濾過腎小球的濾過 (filtration)2. 腎小管和集合管的重吸收腎小管和集合管的重吸收(reabsorption)3. 腎小管和集合管的分泌腎小管和集合管的分泌(secretion)Urine Formation5Urine volume in 24 h正常：正常：1000 - 2000ml(1500ml) 少尿：少尿：100-500ml無(wú)尿：少于無(wú)尿：少于100ml多尿：超過多尿：超過2500ml（長(zhǎng)期）（長(zhǎng)期）6第一節(jié)第一節(jié) 腎的功能解剖腎的功能解剖皮質(zhì)（皮

3、質(zhì)（cortex）髓質(zhì)（髓質(zhì)（medulla）腎椎體（renal pyramid）腎乳頭（renal papilla）腎盂（pelvis）輸尿管（ureter）膀胱（urinary bladder）7一一腎單位腎單位8（一）（一）腎腎單單位位的的構(gòu)構(gòu)成成91011（二）皮質(zhì)腎單位和近髓腎單位（二）皮質(zhì)腎單位和近髓腎單位皮質(zhì)腎單位皮質(zhì)腎單位8590%，腎皮質(zhì)的淺層和中層，腎小球體積小，髓袢短，含腎素較多。與尿液生成、腎素生成關(guān)系較大近髓腎單位近髓腎單位10%，靠近髓質(zhì)的腎皮質(zhì)深層，腎小球體積大，髓袢長(zhǎng)，含腎素較少，在尿液的濃縮與稀釋過程中起重要作用12（三）濾過膜的構(gòu)成（三）濾過膜的構(gòu)成血液流經(jīng)

4、腎小球毛細(xì)血管網(wǎng)時(shí)，其血漿通過濾過膜濾過，進(jìn)入腎小囊，濾過膜即濾過屏障（濾過屏障（filtration barrier）內(nèi)皮細(xì)胞（內(nèi)皮細(xì)胞（endothelial cell）窗孔（fenestration）基膜（基膜（basement membrane）足突（足突（foot process）濾過裂隙膜（filtration slit membrane）131415濾過膜的通透性濾過膜的通透性1.與被濾過物質(zhì)分子大小有關(guān)與被濾過物質(zhì)分子大小有關(guān)分子有效半徑4.2 nm (分子量69000)不能濾過如球蛋白和纖維蛋白原分子有效半徑2.0 nm可自由濾過，如葡萄糖白蛋白分子有效半徑為3.6 nm，因

5、帶負(fù)電荷，濾液中濃度極低2.與被濾過物質(zhì)所帶電荷有關(guān)與被濾過物質(zhì)所帶電荷有關(guān)濾過膜各層含有許多帶負(fù)電荷的物質(zhì)，主要為糖蛋白。這些帶負(fù)電荷的物質(zhì)排斥帶負(fù)電荷的血漿蛋白，限制它們的濾過16二二球旁器球旁器 (juxtaglomerular apparatus)1. 顆粒細(xì)胞（球旁細(xì)胞顆粒細(xì)胞（球旁細(xì)胞, juxtaglomerular cell）入球小動(dòng)脈中膜內(nèi)的肌上皮樣細(xì)胞，能合成、貯存和分泌腎素2. 球外系膜細(xì)胞（球外系膜細(xì)胞（extraglomerular menangial cell）收縮、吞噬功能3. 致密斑致密斑 (macula densa)遠(yuǎn)曲小管起始部的上皮細(xì)胞，靠近球旁細(xì)胞。感受

6、小管液NaCl含量的變化，調(diào)節(jié)球旁細(xì)胞對(duì)腎素的釋放1718三三腎的血液循環(huán)腎的血液循環(huán)（一）腎的血流量（一）腎的血流量血流量大：1200ml/min，占心輸出量的1/4供血不均：皮質(zhì)94%， 外髓部5%，1%內(nèi)髓部耗氧量大：占基礎(chǔ)耗氧量10% 19腎的血管分布腎的血管分布202122（二）腎血流量的調(diào)節(jié)（二）腎血流量的調(diào)節(jié)1.自身調(diào)節(jié)自身調(diào)節(jié)動(dòng)脈血壓于10.724.0kPa ( 80180mmHg)范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)，腎血流量保持相對(duì)穩(wěn)定，從而腎小球?yàn)V過率保持相對(duì)穩(wěn)定在去神經(jīng)支配的腎或離體腎均存在，說明為自身調(diào)節(jié)232.神經(jīng)調(diào)節(jié)神經(jīng)調(diào)節(jié)renal sympathetic nerve, norepin

7、ephrine, receptor應(yīng)急狀態(tài)(反射)腎交感神經(jīng)興奮腎血管收縮腎血流量有利于活動(dòng)器官和重要器官得到較多的血液供應(yīng) （血液重分配）3.體液調(diào)節(jié)體液調(diào)節(jié)腎上腺素、去甲腎上腺素、血管緊張素II、升壓素、內(nèi)皮素腎血管收縮前列腺素、一氧化氮、緩激肽腎血管舒張2425尿生成過程尿生成過程26第二節(jié)第二節(jié) 腎小球的濾過功能腎小球的濾過功能血液流經(jīng)腎小球毛細(xì)血管時(shí)，除蛋白質(zhì)分子以外的血漿成分被濾過進(jìn)入腎小囊腔而形成超濾液超濾液(ultrafiltration) 可用微穿刺法證明可用微穿刺法證明272829腎小球?yàn)V過率腎小球?yàn)V過率 (glomerular filtration rate，GFR)Gl

8、omerular filtration rate (GFR)單位時(shí)間內(nèi)(每分鐘)兩側(cè)腎生成的超濾液量；125 m1min，180 L Filtration fraction (濾過分?jǐn)?shù)濾過分?jǐn)?shù), FF)腎小球?yàn)V過率和腎血漿流量的比值Renal plasma flow (腎血漿流量腎血漿流量, RPF)660 m1min；FF為125660100%19；流經(jīng)腎的血漿約有1/5由腎小球?yàn)V出到囊腔中30一一 有效濾過壓（有效濾過壓（ effective filtration pressure ）腎小球?yàn)V過的動(dòng)力：腎小球?yàn)V過的動(dòng)力：有效濾過壓有效濾過壓促進(jìn)濾過的動(dòng)力與阻礙濾過的阻力的代數(shù)和腎小球毛細(xì)血

9、管血壓(血漿膠體滲透壓十腎小囊囊內(nèi)壓)由腎小球毛細(xì)血管入球端到出球端血壓下降不多，兩端血壓幾乎相等腎小球毛細(xì)血管血壓較高的原因1.入球小動(dòng)脈粗短，阻力小，毛細(xì)血管直接發(fā)出，流入容易2.出球小動(dòng)脈細(xì)長(zhǎng)，阻力大31Plasma colloid osmotic pressure血液流經(jīng)腎小球毛細(xì)血管時(shí)，不斷生成濾過液血漿蛋白濃度逐漸血漿膠體滲透壓隨之有效濾過壓逐漸當(dāng)有效濾過壓下降到零時(shí)，達(dá)到濾過平衡濾過平衡 (filtration equilibrium)，濾過就停止32有效濾過壓的計(jì)算有效濾過壓的計(jì)算GCP: Glomerular capillary pressureBCP: Bowmans ca

10、psule pressureGCOP: Glomerular colloid osmotic pressure33二二 影響腎小球?yàn)V過的因素影響腎小球?yàn)V過的因素Effective filtration pressure（有效濾過壓）Filtration coefficient (Kf)（濾過系數(shù)）Renal plasma flow（腎血漿流量）34（一）有效濾過壓（一）有效濾過壓有效濾過壓有效濾過壓 尿量尿量 1.腎小球毛細(xì)血管血壓腎小球毛細(xì)血管血壓 有效濾過壓 尿量動(dòng)脈血壓：80180 mmHg，腎小球毛細(xì)血管血壓維持穩(wěn)定，腎小球?yàn)V過率保持不變（自身調(diào)節(jié)）動(dòng)脈血壓80 mmHg 腎小球毛細(xì)血

11、管血壓 有效濾過壓 腎小球?yàn)V過率 動(dòng)脈血壓50 mmHg 腎小球?yàn)V過率降到零無(wú)尿高血壓病晚期：入球小動(dòng)脈硬化縮小 腎小球毛細(xì)血管血壓明顯降低腎小球?yàn)V過率減少少尿352.囊內(nèi)壓囊內(nèi)壓腎盂或輸尿管結(jié)石、腫瘤阻塞管腔囊內(nèi)壓 有效濾過壓3.血漿膠體滲透壓血漿膠體滲透壓全身血漿蛋白濃度或靜脈快速注入生理鹽水血漿膠體滲透壓 有效濾過壓 腎小球?yàn)V過率 36（二）濾過系數(shù)（二）濾過系數(shù)濾過系數(shù)濾過系數(shù) = 濾過膜的有效通透系數(shù)濾過膜的有效通透系數(shù)濾過膜面積（濾過膜面積（Kfks）1.濾過膜通透性濾過膜通透性腎小球腎炎：腎小球腎炎：濾過膜上帶負(fù)電荷的糖蛋白減少或消失濾過膜通透性白蛋白濾過量蛋白尿2.濾過膜面積：

12、濾過膜面積：1.5 m2急性腎小球腎炎：急性腎小球腎炎：腎小球毛細(xì)血管管腔變窄或阻塞有效濾過面積腎小球?yàn)V過率少尿或無(wú)尿37（三）腎血漿流量（三）腎血漿流量不是腎小球毛細(xì)血管全段都有濾過作用，只有從入球小動(dòng)脈端到濾過平衡這一段才有濾過作用；濾過平衡越靠近入球小動(dòng)脈端，有效濾過的毛細(xì)血管長(zhǎng)度就越短，有效濾過壓和面積就越小，腎小球?yàn)V過率就低腎小球血漿流量腎小球血漿流量腎小球毛細(xì)血管內(nèi)血漿膠體滲透壓上升速度濾過平衡靠近出球小動(dòng)脈端有效濾過壓和濾過面積(具有濾過作用的毛細(xì)血管段)腎小球?yàn)V過率腎小球?yàn)V過率嚴(yán)重缺氧、中毒性休克：交感神經(jīng)興奮腎血流量和腎血漿流量腎小球腎小球?yàn)V過率濾過率383940濾過膜通透性

13、濾過膜通透性孔徑孔徑負(fù)電荷負(fù)電荷（帶負(fù)電荷的物質(zhì)）（帶負(fù)電荷的物質(zhì)）面積面積腎小球毛細(xì)血管血壓腎小球毛細(xì)血管血壓血漿膠體滲透壓血漿膠體滲透壓囊內(nèi)壓囊內(nèi)壓腎血漿流量腎血漿流量41第三節(jié)第三節(jié) 腎小管和集合管的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能腎小管和集合管的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能原尿：原尿：180 L/Day；終尿：終尿： 1.5 L/Day99重吸收；1排出體外Reabsorption（重吸收）（重吸收）腎小管和集合管上皮將小管液中水分和溶質(zhì)重新轉(zhuǎn)運(yùn)回血液Secretion（分泌）（分泌）上皮細(xì)胞本身產(chǎn)生的物質(zhì)或血液中的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)至小管液4243一一腎小管和集合管中物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的方式腎小管和集合管中物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的方式（一）被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)（一

14、）被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) (passive transport)單純擴(kuò)散和易化擴(kuò)散單純擴(kuò)散和易化擴(kuò)散1.滲透滲透(osmosis)水分子從滲透壓低的一側(cè)向滲透壓高的一側(cè)移動(dòng)2.溶劑拖曳溶劑拖曳(solvent drag)當(dāng)水分子重吸收時(shí)，有些溶質(zhì)隨水分子一起轉(zhuǎn)運(yùn)44（二）主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)（二）主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)（ active transport ）1.原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)鈉泵(sodium pump)質(zhì)子泵 (proton pump)2.繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)Na葡萄糖同向轉(zhuǎn)運(yùn)453.聯(lián)合轉(zhuǎn)運(yùn)聯(lián)合轉(zhuǎn)運(yùn)(1)同向轉(zhuǎn)運(yùn)同向轉(zhuǎn)運(yùn)(symport)Na+和葡萄糖、 Na+和氨基酸同向轉(zhuǎn)運(yùn)(2)逆向轉(zhuǎn)運(yùn)逆向轉(zhuǎn)運(yùn)(ant

15、iport)Na+和H+、 Na+和K+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)4.入胞入胞46（三）物質(zhì)通過腎小管上皮轉(zhuǎn)運(yùn)的途徑（三）物質(zhì)通過腎小管上皮轉(zhuǎn)運(yùn)的途徑1.Transcellular pathway（跨細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)途徑）2.Paracellular pathway（細(xì)胞旁轉(zhuǎn)運(yùn)途徑）47物質(zhì)通過腎小管上皮轉(zhuǎn)運(yùn)的途徑物質(zhì)通過腎小管上皮轉(zhuǎn)運(yùn)的途徑48二二腎小管和集合管中各種物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)腎小管和集合管中各種物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)（一）（一） Na+、Cl-和水的重吸收和水的重吸收99%被重吸收1.近端小管中的重吸收近端小管中的重吸收Na+、Cl、K+ 、Ca2+ 等溶質(zhì)和水的將近70%被重吸收其中其中2/3經(jīng)跨細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)途徑，經(jīng)跨細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)途

16、徑，1/3經(jīng)細(xì)胞旁途徑經(jīng)細(xì)胞旁途徑49(1)Na+和和Cl的重吸收的重吸收近端小管前半段近端小管前半段管腔膜管腔膜Na+-葡萄糖同向轉(zhuǎn)運(yùn)，Na+-氨基酸同向轉(zhuǎn)運(yùn)，Na+-H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)Na+順濃度差、葡萄糖和氨基酸逆濃度差進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)H進(jìn)入小管液（分泌），進(jìn)入小管液（分泌），HCO3被重吸收，被重吸收，Cl不被重吸收不被重吸收基底膜基底膜細(xì)胞內(nèi)葡萄糖、氨基酸順濃度差進(jìn)入血液循環(huán)（易化擴(kuò)散）細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)Na通過通過Na-K+泵主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞外液泵主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞外液50Na+ 的的 重重 吸吸 收收 51近端小管后半段近端小管后半段 Na+ -H+交換， Cl- HCO3逆向轉(zhuǎn)運(yùn)Cl進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)基底

17、膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)基底膜K-Cl同向轉(zhuǎn)運(yùn)體至細(xì)胞同向轉(zhuǎn)運(yùn)體至細(xì)胞間隙，再進(jìn)入血液間隙，再進(jìn)入血液由于近端小管前半段重吸收水而不重吸收Cl，小管液Cl升高，Cl順濃度差進(jìn)入細(xì)胞間隙，形成電位差，Na+順電位差進(jìn)入細(xì)胞間隙5253(2)水的重吸收水的重吸收Na+、葡萄糖和氨基酸進(jìn)入細(xì)胞間隙、葡萄糖和氨基酸進(jìn)入細(xì)胞間隙細(xì)胞間隙中滲透壓細(xì)胞間隙中滲透壓 小管液中水進(jìn)入細(xì)胞間隙（滲透）小管液中水進(jìn)入細(xì)胞間隙（滲透）細(xì)胞間隙靜水壓細(xì)胞間隙靜水壓（緊密連接）（緊密連接）Na、水進(jìn)入毛細(xì)血管（重吸收）、水進(jìn)入毛細(xì)血管（重吸收） 542.髓袢髓袢20%NaCl和水在髓袢被重吸收Na+、Cl的重吸收主要在髓袢升支粗

18、段髓袢升支粗段進(jìn)行，依靠管腔膜上電中性的Na+-K+-2Cl同向轉(zhuǎn)運(yùn)體同向轉(zhuǎn)運(yùn)體哇巴因(ouabain)抑制Na+泵后， Na+和Cl的重吸收均減少水在髓袢升支粗段不通透，在髓袢降支細(xì)段髓袢降支細(xì)段以滲透方式重吸收呋喃苯胺酸(furosemide,速尿)抑制Na+-K+-2Cl同向轉(zhuǎn)運(yùn)體，從而抑制Na+、Cl-的重吸收，干擾尿的濃縮機(jī)制，導(dǎo)致利尿55髓袢升支粗段重吸收髓袢升支粗段重吸收56髓袢不同節(jié)段的重吸收髓袢不同節(jié)段的重吸收573.遠(yuǎn)端小管和集合管遠(yuǎn)端小管和集合管Na+、Cl和水的10%在遠(yuǎn)端小管和集合管被重吸收（遠(yuǎn)端小管：7%；集合管：3%）水的重吸收主要受抗利尿激素（antidiure

19、tic hormone, ADH）調(diào)節(jié) Na的重吸收主要受醛固酮(aldosterone)調(diào)節(jié)58遠(yuǎn)端小管的起始段遠(yuǎn)端小管的起始段對(duì)水不通透對(duì)水不通透Na+-Cl-同向轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入細(xì)胞（主動(dòng)）同向轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入細(xì)胞（主動(dòng)）細(xì)胞內(nèi)Na+由鈉泵轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞間隙Cl-經(jīng)Cl-通道進(jìn)入細(xì)胞間隙噻嗪類(thiazide)利尿劑如雙氫克尿(hydrochlorothiazide)抑制Na+-Cl-同向轉(zhuǎn)運(yùn)5960遠(yuǎn)端小管后段和集合管遠(yuǎn)端小管后段和集合管主細(xì)胞主細(xì)胞(principal cell)基底膜的鈉泵將Na+轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞間隙，細(xì)胞內(nèi)Na+，小管液Na+中經(jīng)通道進(jìn)入細(xì)胞，重吸收Na+集合管對(duì)水的重吸收量取決于集合管主細(xì)胞對(duì)水的通透性集合管對(duì)水的重吸收量取決于集合管主細(xì)胞對(duì)水的通透性水孔蛋白(aquaporin, AQP)。管腔側(cè)有AQP-2，基底膜側(cè)有AQP- 和AQP-， AQP-決定上皮對(duì)水的通透性，受ADH控制閏細(xì)胞閏細(xì)胞(intercalated cell)分泌H+（與酸堿平衡有關(guān)）6162（二）（二）K K+ +的重吸收和分泌的重吸收和分泌K排出量取決于排出量取決于濾過量、重吸收量；分泌量（為主）K的重吸收部位的重吸收部位近端小管70%，髓袢25-30%遠(yuǎn)端小管和集合管