生理學(xué)教學(xué)課件：腎小管和集合管的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能

1、腎小管和集合管的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能Function of renal tubules and collecting ducts重吸收 腎小管上皮細(xì)胞將物質(zhì)從腎小管液中轉(zhuǎn)運(yùn)至血液中分泌 腎小管上皮細(xì)胞將自身產(chǎn)生的物質(zhì)或血液中的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)至小管液 原尿180L/日 重吸收reabsorption 分泌 secretion 終 尿 1.5L/日一、腎小管和集合管物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的方式跨細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)途徑細(xì)胞旁轉(zhuǎn)運(yùn)途徑transcellular pathwayparacellular transport 原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn) 繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn) 主動轉(zhuǎn)運(yùn) Na+-K+逆向轉(zhuǎn)運(yùn) Na+-K+- 2Cl- 被動轉(zhuǎn)運(yùn) 鈣 泵 Na+-K+

2、泵 質(zhì)子泵 Na+-葡萄糖 Na+-氨基酸 Na+-H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn) 滲透 擴(kuò)散 易化擴(kuò)散 溶劑拖曳二、腎小管和集合管中各種物質(zhì)的重吸收與分泌NaCl和水的重吸收近端小管60 % 70%的NaCl、水髓袢20%的NaCl、15%的水遠(yuǎn)端小管、集合管10%NaCl Na+的重吸收醛固酮調(diào)節(jié) 水的重吸收血管升壓素調(diào)節(jié)主動轉(zhuǎn)運(yùn)被動轉(zhuǎn)運(yùn)鈉的重吸收在其他物質(zhì)的重吸收及分泌過程中起著關(guān)鍵的作用 髓袢:降支細(xì)段- 水 （通透性高）升支細(xì)段- Na+和Cl-（順濃度差）升支粗段- Na+：2Cl- ：K+（鈉泵和轉(zhuǎn)運(yùn)體）重吸收部位 近端小管 70% 髓袢 20%遠(yuǎn)曲小管、集合管 10%跨細(xì)胞 細(xì)胞旁 降支細(xì)段 升

3、支細(xì)段 升支粗段 遠(yuǎn)曲小管始段遠(yuǎn)曲小管后段、集合管 頂端膜基底側(cè)膜 頂端膜基底側(cè)膜 頂端膜基底側(cè)膜 頂端膜基底側(cè)膜 細(xì)胞旁Na+Na+ H+Na+ XNa+ 泵順電勢差擴(kuò)散不易通透Na+ 泵 易化擴(kuò)散Na+ 泵通透性低Na+ Cl- 同向轉(zhuǎn)運(yùn) Na+ 泵Na+ -K+ 2Cl- 同向轉(zhuǎn)運(yùn)擴(kuò)散重吸收部位 近端小管 后半段70% 髓袢 20% 遠(yuǎn)曲小管、集合管 10% 跨細(xì)胞 細(xì)胞旁 降支細(xì)段 升支細(xì)段 升支粗段 遠(yuǎn)曲小管始段遠(yuǎn)曲小管后段、集合管 頂端膜基底側(cè)膜 頂端膜基底側(cè)膜 頂端膜基底側(cè)膜 頂端膜基底側(cè)膜 細(xì)胞旁Cl-Cl-HCO3-Cl-K+同向轉(zhuǎn)運(yùn)順濃度擴(kuò)散不易通透Cl- 通 道順電勢擴(kuò)散

4、Na+ Cl- 同向轉(zhuǎn)運(yùn) Cl- 通 道Na+ -K+ 2Cl- 同向轉(zhuǎn)運(yùn)擴(kuò)散重吸收部位 近端小管 65% 髓袢 15%遠(yuǎn)曲小管、集合管跨細(xì)胞 細(xì)胞旁 降支細(xì)段 升支細(xì)段 升支粗段 遠(yuǎn)曲小管始段遠(yuǎn)曲小管后段、集合管 頂端膜基底側(cè)膜 頂端膜基底側(cè)膜 頂端膜基底側(cè)膜 頂端膜基底側(cè)膜 細(xì)胞旁H2O 滲透滲透滲透滲透AQP-2AQP-3 AQP-4不通透不通透不通透葡萄糖、氨基酸的重吸收 近端小管全部繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)易化擴(kuò)散至管周組織腎糖閾 renal threshold for glucose尿中開始出現(xiàn)葡萄糖時(shí)的血糖濃度血糖濃度：200 mg/100ml 糖尿?。翰∪恕岸嗄?、多飲、多食，體重減輕”蛋

5、白質(zhì)的重吸收： 正常生理情況下，腎小球?yàn)V液中蛋白質(zhì)在近端小管完全被重吸收，所以排出的尿液中不含蛋白質(zhì)。尿素的重吸收與排出： 機(jī)制：被動重吸收HCO3-的重吸收近端小管約 80%小管上皮細(xì)胞分泌H+（鈉與氫交換）與小管液中的HCO3生成CO2和H2OCO2擴(kuò)散入上皮內(nèi) 碳酸酐酶又催化 H2CO3 解離成 H+ 、 HCO3HCO3的重吸收重吸收部位 近端小管 髓袢遠(yuǎn)端小管、集合管跨細(xì)胞 細(xì)胞旁 降支細(xì)段 升支細(xì)段 升支粗段 遠(yuǎn)曲小管始段遠(yuǎn)曲小管后段、集合管 頂端膜基底側(cè)膜 頂端膜基底側(cè)膜 頂端膜基底側(cè)膜 頂端膜基底側(cè)膜 細(xì)胞旁碳酸氫根 CO2單純擴(kuò)散與其他離子聯(lián)合轉(zhuǎn)運(yùn)CO2單純擴(kuò)散與其他離子聯(lián)合

6、轉(zhuǎn)運(yùn)CO2單純擴(kuò)散分泌 H+近端小管上皮細(xì)胞分泌H+Na + H +交換分泌部位 近端小管 髓袢遠(yuǎn)端小管、集合管跨細(xì)胞 細(xì)胞旁 降支細(xì)段 升支細(xì)段 升支粗段 遠(yuǎn)曲小管 閏細(xì)胞 集合管 閏細(xì)胞頂端膜基底側(cè)膜 頂端膜基底側(cè)膜 頂端膜基底側(cè)膜 頂端膜基底側(cè)膜 細(xì)胞旁H+ Na+H+H+ATP酶H+K+ATP酶 H+K+ATP酶 分泌 NH3細(xì)胞內(nèi)的氨主要來源于谷氨酰胺的脫氨反應(yīng) NH3是脂溶性物質(zhì)，易于通過細(xì)胞膜擴(kuò)散 谷氨酰胺谷氨酸根NH4+H+NH3NH4+酮戊二酸HCO3-分泌部位 近端小管 髓袢遠(yuǎn)端小管、集合管跨細(xì)胞 細(xì)胞旁 降支細(xì)段 升支細(xì)段 升支粗段 遠(yuǎn)端小管 集合管 跨細(xì)胞 跨細(xì)胞細(xì)胞旁

7、頂端膜基底側(cè)膜 頂端膜基底側(cè)膜 頂端膜基底側(cè)膜 頂端膜基底側(cè)膜 NH3 Na+NH4+NH3單純擴(kuò)散NH3單純擴(kuò)散NH3單純擴(kuò)散Na+NH4+NH3單純擴(kuò)散Na+NH4+NH3單純擴(kuò)散 NH3的分泌與H+ 的分泌密切相關(guān) H+的分泌與小管 液的pH值相關(guān) H+的分泌與血漿 的pH值相關(guān) 分泌NH3的同時(shí),機(jī) 體獲得HCO3- 近端小管 65%-70% 髓袢 25%-30% 遠(yuǎn)端小管、集合管閏細(xì)胞 K+的重吸收小管液中的K+絕大部分被重吸收入血只有極少部分從尿排出尿中的鉀主要是由遠(yuǎn)端小管和集合管分泌K+的分泌K+通道Na+通道Na+-K+泵Na+-K+交換分泌部位 近端小管 髓袢遠(yuǎn)端小管、集合管

8、跨細(xì)胞 細(xì)胞旁 降支細(xì)段 升支細(xì)段 升支粗段 遠(yuǎn)端小管后半段和 集合管的主細(xì)胞 頂端膜基底側(cè)膜 頂端膜基底側(cè)膜 跨細(xì)胞 頂端膜基底側(cè)膜K+ Na+ K+ ATP酶 K+通道 順電化學(xué) 梯度擴(kuò)散 體內(nèi)的鉀主要是腎排泄，多吃多排，少吃少排，不吃也排應(yīng)用：臨床上，不能進(jìn)食的人適當(dāng)?shù)难a(bǔ)鉀，避免血鉀降低腎功能不全的病人，排鉀功能障礙，可發(fā)生高血鉀癥K+三、影響腎小管和集合管重吸收的因素 1.小管液中溶質(zhì)的濃度 小管液中的滲透壓水的重吸收糖尿病人的多尿、水腫病人的利尿 2. 球管平衡 glomerulotubular balance意義：減少因腎小球?yàn)V過率增減引起尿量的變化 滲透性利尿：球管平衡被打破第三

9、節(jié) 尿液的濃縮和稀釋 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) 一、尿濃縮和稀釋的基本過程 近端小管 等滲重吸收 髓袢、遠(yuǎn)端小管、集合管 濃縮、稀釋尿液在逆流系統(tǒng)髓質(zhì)高滲梯度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)ADHADH 二、腎髓質(zhì)滲透壓梯度的形成在外髓部-髓袢升支粗段對Na+和Cl-的主動重吸收在內(nèi)髓部-尿素的再循環(huán)和NaCl的擴(kuò)散共同形成髓袢降支細(xì)段：水高度通透NaCl不易通透尿素不

10、易通透水被重吸收管內(nèi)濃度倍增 (管內(nèi)為高滲梯度) 髓袢升支細(xì)段：對NaCl高度通透對尿素中等通透對水不通透NaCl向管外擴(kuò)散尿素向管內(nèi)擴(kuò)散管內(nèi)濃度倍減 髓袢升支粗段：對NaCl主動轉(zhuǎn)運(yùn)對尿素不通透對水不通透NaCl向管外擴(kuò)散管內(nèi)濃度倍減 (管內(nèi)為低滲液) (管外為高滲梯度)尿素再循環(huán)遠(yuǎn)曲小管、皮質(zhì)部和外髓部的集合管 尿素不通透內(nèi)髓部集合管 尿素高濃度- 順濃度差進(jìn)入內(nèi)髓部組織液髓袢升支細(xì)段 尿素通透性大-內(nèi)髓部組織液中的尿素順濃度差進(jìn)入小管液尿素水 小結(jié)形成腎髓質(zhì)高滲梯 度的物質(zhì)：外髓質(zhì)：NaCl內(nèi)髓質(zhì)：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)象直小血管維持腎髓質(zhì)高滲透壓梯度水出鈉進(jìn)水進(jìn)鈉出腎髓質(zhì)高滲梯度的維持 直小血管的逆流交換作用影響尿濃縮和稀釋的因素 1. 髓袢的功能內(nèi)髓受損逆流倍增減弱濃縮能力減弱髓袢升支粗段鈉、鉀、氯轉(zhuǎn)運(yùn)入上皮減弱使外髓高滲透壓梯度下降 2. 直小血管的血流血流過快，管中的NaCl和尿素不能重回組織液，水也不能入血，影響滲透梯度形成，濃縮尿減弱 3. 尿素的含量蛋白質(zhì)攝入不足-尿素生成減少-滲透壓梯度降低-濃縮能力下降各段腎小管與集合管中的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)：近端小管對Na+、Cl、水、HCO3、K+和葡萄糖的重吸收，對H+的分泌腎糖閾的概念髓袢升支粗段對Na+、Cl和K+的重吸