生理學(xué)教學(xué)課件：12 泌尿2

1、尿的生成和排出第一節(jié) 腎的功能解剖第二節(jié) 腎臟功能的研究方法第三節(jié) 腎小球的濾過功能第四節(jié) 腎小管和集合管的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能第五節(jié) 尿液的稀釋和濃縮第六節(jié) 尿生成的調(diào)節(jié)第七節(jié) 尿的排放Reabsorption and Secretion by the Renal TubulesReabsorption and Secretion by the Renal Tubules轉(zhuǎn)運(yùn)： 重吸收(reabsorption): 腎小管和集合管上皮將小管液中的水分和各種溶質(zhì)重新轉(zhuǎn)運(yùn)回血液 原尿:180L/天，終尿1.5L天，99重吸收 分泌 (secretion)： 上皮細(xì)胞將自身產(chǎn)生的的某些物質(zhì)被轉(zhuǎn)運(yùn)入小管液R

2、eabsorption and Secretion by the Renal TubulesReabsorption and Secretion by the Renal Tubules Mechanisms of tubular transport 1) Passive transport Simple diffusion osmosis facilitated diffusion salvent drag（溶劑拖曳）: the solutes dissoved in the water are also carried along with the water. Mechanisms of

3、 tubular transport2) Active transportPrimary active transportagainst an electrochemical gradientdirectly requires metabolic energy (i.e. hydrolysis of ATP) Examples: Na+-K+ ATPase, H+ ATPase, H+-K+ ATPase Ca+2 ATPaseReabsorption and Secretion by the Renal TubulesSecondary active transport Two or mor

4、e substances interact with one specific carrier in the cell membrane and are translocated across the membraneSymport (Co-transport) Transported substances move in the same direction across the membraneAntiport (Counter-transport) Transported substances move in opposite directions across the membrane

5、 Reapportion and Secretion by the Renal TubulesThe pathway of reabsorption 1) Paracellular transport5-10% of water transferPassive diffusion onlyRequires favorable electrochemical gradientPassive diffusion of ions and large non-polar solutes 2) Transcellular pathway90-95% of water transferPassive tr

6、ansportAll active transport （三）物質(zhì)通過腎小管上皮轉(zhuǎn)運(yùn)的途徑頂端膜側(cè)膜基底側(cè)膜跨細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)途徑細(xì)胞旁轉(zhuǎn)運(yùn)途徑Reabsorption and Secretion by the Renal Tubules3) Pinocytosis Uptake by cells of particles too large to diffuse through the cell membrane Example: Reabsorption of filtered proteins in the proximal tubulesReabsorption by the Renal Tu

7、bules(一)Na+、Cl- Reabsorption1. 近球小管中的重吸收 70 (1) Na+和Cl-的重吸收 前半段：主動(跨細(xì)胞)機(jī)制 Na+與G、AA、HCO3同向轉(zhuǎn)運(yùn) Na+-H+ 逆向轉(zhuǎn)運(yùn) 前半段：主動(跨細(xì)胞)機(jī)制 Na+與G、AA 同向轉(zhuǎn)運(yùn) Na+-H+ 逆向轉(zhuǎn)運(yùn)后半段：主動(跨細(xì)胞)及被動(細(xì)胞旁)重吸收 Na+-H+交換Cl-HCO3逆向轉(zhuǎn)運(yùn) Cl- Na+ （順濃度梯度、 順電位梯度）細(xì)胞旁途徑Tubular Reabsorption of Solutes and WaterCl- goes up because Na+ is reabsorbed with glu

8、cose, amino acids, Pi and HCO3- And water reabsorbedGlucose, amino acids, Pi and HCO3- go down due to reabsorption with Na+Unchanged due to isosmotic reabsorption(2)水的重吸收： 被動重吸收 滲透 跨細(xì)胞 細(xì)胞旁 水通道： 水孔蛋白(aquaporin)(AQP-1)Cl-HCO3-Cl-K+H2OH2O(一)Na+、Cl-和水的重吸收2. 髓襻 升支粗段對Na+、Cl-的重吸收： Na+：2Cl-：K+同向轉(zhuǎn)運(yùn)模式 Na+-H+

9、逆向轉(zhuǎn)運(yùn) Na+、 Cl-、 K+：一半跨細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn) 一半細(xì)胞旁轉(zhuǎn)運(yùn) 水的重吸收： 降支細(xì)段，滲透方式（15%） 升支，不被重吸收氯化鈉在髓襻升支粗段中重吸收的機(jī)制2、髓襻 臨床 髓襻利尿劑： 速尿、利尿酸鈉抑制同向轉(zhuǎn)運(yùn)體NaCl重吸收受抑制利尿 Na+泵抑制劑NaCl重吸收受抑制3、遠(yuǎn)球小管和集合管 （12%）遠(yuǎn)球小管初段：Na+-Cl-同向轉(zhuǎn)運(yùn)體 噻嗪類利尿劑3、遠(yuǎn)球小管和集合管遠(yuǎn)曲小管后段和集合管主細(xì)胞：重吸收：Na+（基側(cè)膜上的鈉泵） Cl-：細(xì)胞旁轉(zhuǎn)運(yùn)分泌：K+（與鈉的重吸收密切相關(guān)） 阿米洛利:抑制鈉通道 保鉀利尿劑 閏細(xì)胞：重吸收：HCO3- 分泌：H+Distal tubule

10、and collecting ductsCA:cabonic anhydraseamilorideInhibits Na+ Channels3、遠(yuǎn)球小管和集合管遠(yuǎn)曲小管后段和集合管主細(xì)胞：重吸收：Na+（基側(cè)膜上的鈉泵） Cl-：細(xì)胞旁轉(zhuǎn)運(yùn)分泌：K+（與鈉的重吸收密切相關(guān)） 阿米洛利:抑制鈉通道 保鉀利尿劑 閏細(xì)胞：重吸收：HCO3- 分泌：H+3、遠(yuǎn)球小管和集合管水的重吸收：AQP2：管腔膜，受VP的調(diào)節(jié)AQP3AQP4 基底側(cè)膜（二） K+的重吸收和分泌70近球小管主動重吸收20髓袢主動重吸收10遠(yuǎn)曲小管后段和集合管 重吸收分泌：鈉-鉀-ATP酶將Na+泵出細(xì)胞，將K+ 泵入細(xì)胞細(xì)胞內(nèi)K+

11、濃度增高分泌分泌PotassiumMetabolic Acidosis Na+ - H+ Na+ - K+ AlkalosisNa+ - H+Na+ - K+（三）Ca+的重吸收70近球小管(20%跨細(xì)胞，80%溶劑拖曳)20髓袢升支粗段9遠(yuǎn)球小管(跨細(xì)胞)1%集合管重吸收80% HCO3-的重吸收 HCO3-以CO2的方式重吸收 頂端膜Na+-H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn) 頂端膜質(zhì)子泵(H+-ATP酶) Na+-HCO3-同向轉(zhuǎn)運(yùn) Cl-HCO3-逆向轉(zhuǎn)運(yùn)H+分泌細(xì)胞內(nèi)HCO3-在基底側(cè)膜主要次要 乙酰唑胺 CA H+的分泌 Na+-H+逆向交換Na+- HCO3-重吸收 尿量1、HCO3-的重吸收與H+的

12、分泌（1）近球小管：80%（2）髓袢：15%, 升支粗段，機(jī)制同上（3）遠(yuǎn)球小管和集合管：5% 質(zhì)子泵 H+-KATP酶 HCO3- CO2+H2O HPO42- H2PO4- NH3 NH4+小管液中H+（四）HCO3-和H+的轉(zhuǎn)運(yùn)1、HCO3-的重吸收與H+的分泌集合管閏細(xì)胞： 分泌：HCO3-(Cl-HCO3-逆向轉(zhuǎn)運(yùn)體) H+(與小管液的酸堿度有關(guān))酸中毒時(shí)， Na+-H+交換 Na+-K+交換 導(dǎo)致高血K+ PotassiumMetabolic Acidosis Na+ - H+ Na+ - K+ AlkalosisNa+ - H+Na+ - K+（四）HCO3-和H+的轉(zhuǎn)運(yùn)2、NH

13、3的分泌與H+ 、HCO3-的轉(zhuǎn)運(yùn)的關(guān)系 意義： 有利于H+的繼續(xù)分泌（質(zhì)子泵） 有利于Na+-H+交換 促進(jìn)NaHCO3重吸收NH3 glutaminaseGlutamine glutamate +NH4+ glutamic dehydrogense -ketoglutarate +NH4+ (2H+, 2HCO3- )NH4+ NH3 + H+ Acid-base balance（五）葡萄糖和氨基酸的重吸收1、葡萄糖的重吸收 正常情況下: 全部重吸收 吸收部位：僅限于近球小管 機(jī)制：G-Na+協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)（鈉依賴性葡萄糖轉(zhuǎn) 運(yùn)體） 腎糖閾 當(dāng)血漿G達(dá)濃度180mg/dL時(shí)，有一部分腎小管對G的

14、吸收已達(dá)到極限，尿中開始出現(xiàn)G，此時(shí)的血漿G濃度稱之腎糖閾葡萄糖最大轉(zhuǎn)運(yùn)率 (Maximal rate of transport of fglucose) 葡萄糖吸收極限量 男性：375mg/min 女性：300mg/min43腎糖閾 Renal threshold for glucose 當(dāng)血漿G濃度達(dá)180mg/100ml時(shí)， 尿中開始出現(xiàn)G時(shí)的血漿G濃度稱 renal glucose threshold 糖尿?。骸叭嘁簧佟?最大轉(zhuǎn)運(yùn)率(Tm)：葡萄糖吸收極限量 血漿 G濃度為女性300mg/100ml， 男性375mg/100mlGlucoseTm-G: (the tubular tr

15、ansport maximum for glucose)Renal threshold for glucose the critical value of the plasma glucose concentration when the kidney begins to excrete glucose 180 mg/dL氨基酸的重吸收繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)，近球小管的前段 機(jī)制同葡萄糖，但載體蛋白不同 蛋白質(zhì)：腎小管上皮吞飲作用46重吸收物質(zhì)重吸收部位重吸收主要機(jī)制重吸收及分泌特點(diǎn)Na+、水主要在近端小管Na+主動重吸收水被動重吸收重吸收量多等滲性重吸收不可調(diào)節(jié)性重吸收遠(yuǎn)曲小管和集合管Na+主動重吸

16、收水被動重吸收重吸收量較少非等滲性重吸收調(diào)節(jié)性重吸收（受醛固酮、VP等調(diào)節(jié)）Cl主要在近端小管被動重吸收與Na+、HCO3等的重吸收有關(guān)髓袢升支粗段主動重吸收Na+-K+-2Cl同向轉(zhuǎn)運(yùn)K+主要在近端小管主動重吸收在遠(yuǎn)曲小管和集合管Na+-K+交換與Na+-H+交換相互競爭抑制HCO3主要在近端小管以CO2的形式重吸收伴有H+分泌葡萄糖只能在近端小管主動重吸收依賴于Na+的重吸收（借助鈉泵）重吸收有一定限度（腎糖閾）氨基酸只能在近端小管主動重吸收依賴于Na+的重吸收（借助鈉泵）幾種重要物質(zhì)在腎小管和集合管的重吸收及分泌概況尿液的濃縮和稀釋 表現(xiàn)為單位時(shí)間內(nèi)排出的尿量和尿液的滲透濃度 尿液的滲透

17、濃度血漿：高滲尿 尿被濃縮 = ：等滲尿 2.5 L /d polyuria 400 ml /d oliguria plasma hyperosmolality urine = plasma plasma hypoosmolality urine location：Loop of henle 49尿液的稀釋部位：髓襻升支粗段遠(yuǎn)曲小管和集合管實(shí)現(xiàn)條件：遠(yuǎn)曲小管和集合管對水通透性低（VP低水平，缺乏時(shí)尿崩癥）水利尿大量飲清水后引起尿量增多的現(xiàn)象稱之大量飲清水 血漿滲透壓 VP 重吸收水 尿量意義：檢驗(yàn)?zāi)I的稀釋能力51實(shí)現(xiàn)條件：失水、禁水時(shí)：血漿滲透壓升高 VP水平較高小管周圍組織液高滲： 腎髓質(zhì)滲

18、透梯度尿液的濃縮Urinary concentrating mechanismCorticomedullary concentration gradient（一）腎髓質(zhì)滲透濃度梯度的形成結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：髓襻形態(tài)和功能 （特別是升支粗段） 髓襻長度濃縮能力1、逆流和逆流倍增系統(tǒng) M1NaCl泵入甲管（一）腎髓質(zhì)滲透濃度梯度的形成1、逆流和逆流倍增系統(tǒng)2、髓襻是一個(gè)逆流倍增器：髓襻升支粗段將小管液內(nèi)的NaCl主動轉(zhuǎn)運(yùn) 入組織間隙髓襻降支和升支對溶質(zhì)和水的通透性特點(diǎn)小管液由近球小管流入，經(jīng)過髓襻，再流入 遠(yuǎn)球小管Urinary concentrating mechanismThe countercurre

19、nt exchanger in the kidney Permeability properties of the tubular system Portions of the tubular systemWaterSodiumUreaThick ascending limb of Henles loop impermeable Actively transportimpermeablethin ascending limb of Henles loopimpermeableHighly permeablemid permeablethin descending limb of Henles

20、loophighly permeableimpermeableimpermeablethe distal tubulehighly permeable in the presence of ADHsecretion of H+ in the presence of aldosterone in exchange for Na+ impermeablethe collecting duct in the cortical and outer medullahighly permeable in the presence of ADHhighly permeableimpermeablethe c

21、ollecting duct in the inner medullahighly permeable in the presence of ADHhighly permeablehighly permeable57（一）腎髓質(zhì)滲透濃度梯度的形成3、外髓部滲透壓梯度的形成： 升支粗段對NaCl主動重吸收，對水不通透 組織間液局部高滲4、內(nèi)髓部滲透壓梯度的形成： 尿素的再循環(huán) NaCl的重吸收 高蛋白飲食尿素濃度尿液濃縮能力（一）腎髓質(zhì)滲透濃度梯度的形成5、直小血管在維持腎髓質(zhì)高滲中的作用特點(diǎn)：與髓襻平行，對水和溶質(zhì)高度通透機(jī)制：逆流交換作用：使髓質(zhì)的溶質(zhì)不被帶走，將多余的溶質(zhì)和水帶回循環(huán)系統(tǒng)維持腎髓質(zhì)內(nèi)高滲血流量將溶質(zhì)帶走血流量物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)能力濃度梯度不能維持612、腎髓質(zhì)滲透濃度梯度的維持直小血管特點(diǎn)：與髓襻平行對水和溶質(zhì)高度通透機(jī)制：逆流交換Urinary concentrating mechanismCorticomedullary concentration gradient