中國(guó)醫(yī)科大學(xué)生理學(xué)-08尿的生成和排出

第八章尿的生成和排出排泄:機(jī)體代謝的終產(chǎn)物和進(jìn)入體內(nèi)的異物等，通過血液循環(huán)經(jīng)排泄器官排出體外的過程。排泄途徑:腎臟尿肺臟CO2、H2O皮膚汗、H2O、部分無機(jī)鹽大腸膽色素腎臟的主要功能：

①排出機(jī)體代謝產(chǎn)物和異物；

②調(diào)節(jié)水和電解質(zhì)平衡；

④調(diào)節(jié)體液滲透壓、體液量和電解質(zhì)濃度；

⑤調(diào)節(jié)酸堿平衡；

⑥內(nèi)分泌功能：A.腎素：參與動(dòng)脈血壓調(diào)節(jié)B.促紅細(xì)胞生成素：參與骨髓RBC生成C.25-VD3在近端小管1-α羥化酶作用下轉(zhuǎn)化成1，25二羥VD3,調(diào)節(jié)鈣的吸收和血鈣水平D.激肽、前列腺素：參與局部或全身血管活動(dòng)調(diào)節(jié)

腎小球的濾過尿生成基本過程腎小管和集合管選擇性重吸收腎小管和集合管的分泌第一節(jié)腎的功能解剖和腎血流量一、腎的功能解剖(一)腎單位和集合管腎小球腎小體腎小囊腎單位近端小管:近曲、近端小管腎小管髓袢細(xì)段:降、升支細(xì)段

遠(yuǎn)端小管:升支粗段、遠(yuǎn)曲集合管(二)皮質(zhì)腎單位和近髓腎單位

(三)

球旁器

斑(四)腎的神經(jīng)支配腎交感神經(jīng)

腎動(dòng)脈腎小管球旁細(xì)胞

①調(diào)節(jié)腎血流量；

②調(diào)節(jié)濾過率、重吸收

③調(diào)節(jié)腎素的釋放NE二、腎臟血液循環(huán)的特征

(一)血供特點(diǎn)1.流量大，但分布不均

1200ml/min占心輸出量1/5～1/4皮質(zhì)：94%分布外髓：5%～6%內(nèi)髓：<1%2.兩次毛細(xì)血管網(wǎng)腎小球毛細(xì)血管網(wǎng)：壓力高，利于濾過腎小管周圍毛細(xì)血管網(wǎng)：壓力低，利于重吸收(二)腎血流量的調(diào)節(jié)

1.自身調(diào)節(jié):動(dòng)脈血壓80～180mmHg范圍變

動(dòng)時(shí)，腎血流量相對(duì)恒定。

肌源學(xué)說:血管平滑肌緊張性隨灌注壓變化

管－球反饋:小管液流量的變化影響腎血流

量和腎小球?yàn)V過率的現(xiàn)象。

2.神經(jīng)－體液調(diào)節(jié)：緊急狀態(tài)下發(fā)揮作用。

腎交感神經(jīng)興奮→腎血流量↓

NE、E、ADH、血管緊張素→腎血流量↓

PG、NO→腎血流量↑

第二節(jié)腎小球的濾過機(jī)能1.實(shí)驗(yàn)根據(jù)：濾過液成分分析2.衡量腎濾過功能的指標(biāo)：①腎小球?yàn)V過率（glomerularfiltrationrate,GFR)：?jiǎn)挝粫r(shí)間(每min)兩腎生成的超濾液量。正常值：125ml/min②濾過分?jǐn)?shù)(filtrationfraction)腎小球?yàn)V過率與腎血漿流量的比值。正常值：125/660×100%≈19%一、濾過膜及其通透性

1.濾過膜的結(jié)構(gòu)毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞層(窗孔)基膜層(網(wǎng)孔)腎小囊上皮細(xì)胞層(裂隙孔)

2.濾過膜的通透性

①分子量選擇性:>7萬不通過

②電荷選擇性:負(fù)電荷不通過二、濾過的動(dòng)力有效濾過壓(effectivefiltrationpressure)

有效濾過壓=腎小球毛細(xì)血管血壓—(血漿膠體滲透壓＋腎小囊內(nèi)壓)入球端有效濾過壓=10mmHg出球端有效濾過壓=０mmHg

濾過平衡：有效濾過壓下降為零時(shí)三、影響腎小球?yàn)V過的因素

1.濾過膜(面積、通透性)

2.有效濾過壓

①腎小球毛細(xì)血管血壓

②血漿膠體滲透壓

③囊內(nèi)壓

3.腎血漿流量第三節(jié)腎小管和集合管物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)功能重吸收(reabsorption)：物質(zhì)從腎小管液(原尿)中轉(zhuǎn)運(yùn)至血液中的過程。重吸收的質(zhì)和量上,近端小管居首位。分泌(secretion)：上皮細(xì)胞將本身產(chǎn)生的或血液中的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)至腎小管腔內(nèi)的過程。第四節(jié)尿液的濃縮和稀釋一、尿濃縮和稀釋機(jī)制——逆流學(xué)說

(countercurrenttheory)（一）逆流系統(tǒng)逆流倍增逆流系統(tǒng)模式圖逆流交換作用示意圖（二）腎髓質(zhì)的滲透壓梯度現(xiàn)象

(osmoticgradient)1.腎皮質(zhì)→外髓→內(nèi)髓，滲透壓逐漸升高

2.腎髓質(zhì)滲透壓梯度與尿濃縮、稀釋的關(guān)系：

①髓質(zhì)高滲對(duì)小管液中水有抽吸力

②遠(yuǎn)曲小管和集合管上皮細(xì)胞對(duì)水的通透性受ADH調(diào)節(jié)

二、髓質(zhì)滲透壓梯度形成機(jī)制1.外髓滲透壓梯度：髓袢升枝粗段主動(dòng)重吸收NaCl形成的；(主要?jiǎng)恿?2.內(nèi)髓滲透壓梯度：內(nèi)髓部集合管擴(kuò)散出的尿素和髓袢升枝細(xì)段擴(kuò)散出的NaCl共同形成的；3.尿素的再循環(huán)促成了整個(gè)髓質(zhì)滲透壓梯度的建立。三、直小血管維持髓質(zhì)滲透壓梯度的作用①降枝滲透壓低于髓質(zhì)：NaCl、尿素進(jìn)入降枝，水進(jìn)入髓質(zhì)。②升枝滲透壓高于髓質(zhì)：NaCl、尿素進(jìn)入髓質(zhì)，水進(jìn)入升枝。

意義：使髓質(zhì)中的溶質(zhì)不被血流帶走,多余水被帶走，從而維持髓質(zhì)滲透壓梯度。一、腎小管和集合管的重吸收機(jī)能(一)重吸收方式

1.被動(dòng)重吸收(滲透、擴(kuò)散)

2.主動(dòng)重吸收(離子泵、吞飲)(二)

Na+、Cl-和水的重吸收1.近端小管重吸收的量大、種類多，等滲重吸收。①近端小管前半段：

A.

Na+-H-交換體，逆向轉(zhuǎn)運(yùn)。

B.Na+與GS、AA、Cl-等同向轉(zhuǎn)運(yùn)。基側(cè)膜Na+泵將Na+泵入細(xì)胞間隙，GS、AA、Cl-易化擴(kuò)散入間隙。均為繼發(fā)主動(dòng)重吸收。

C.水重吸收：上述物質(zhì)被重吸收入細(xì)胞間隙→間隙滲透壓↑→水通過緊密連接、上皮細(xì)胞入間隙→間隙靜水壓↑→水重吸收入血。Na+、水重吸收多于Cl-，HCO3-重吸收優(yōu)于Cl-，Cl-留在小管液中，濃度高。②近端小管后半段A.跨上皮細(xì)胞途徑:有Na+-H+和Cl--HCO3-的逆向交換體，其轉(zhuǎn)運(yùn)結(jié)果，Na+、Cl-進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，H+、HCO3-(HCO3-以CO2方式可重新進(jìn)入細(xì)胞)進(jìn)入小管液；進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的Na+由Na+泵泵入細(xì)胞間隙、Cl-由基側(cè)膜K+-Cl-同向轉(zhuǎn)運(yùn)體轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞間隙，再吸收入血。

B.細(xì)胞旁路途徑:

進(jìn)入小管液的Cl-比細(xì)胞間隙中高20%~40%，Cl-經(jīng)緊密連接順濃度梯度入細(xì)胞間隙而被重吸收；由于Cl-重吸收后，管內(nèi)呈正電位，驅(qū)使小管液內(nèi)Na+順電位差經(jīng)緊密連接而被重吸收。2.髓袢對(duì)物質(zhì)的重吸收重吸收20%的Na+、Cl-、K+；15%水A.降支細(xì)段：對(duì)Na+、Cl-的通透性極低，對(duì)水通透，在組織液高滲作用下水被重吸收，小管液滲透壓逐漸升高。B.升支細(xì)段：對(duì)水不通透，對(duì)Na+、Cl-

通透，NaCl擴(kuò)散入間隙，故小管液流經(jīng)升支細(xì)段時(shí)，滲透壓逐漸下降。C.升枝粗段：主動(dòng)重吸收NaCl。機(jī)制：粗段上皮細(xì)胞基側(cè)膜Na+泵造成細(xì)胞內(nèi)低Na+，Na+:K+:2Cl-同向轉(zhuǎn)運(yùn)體繼發(fā)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)；另有1個(gè)Na+順電位差經(jīng)細(xì)胞旁路重吸收；該段對(duì)水通透性低，水留在小管液中，由于NaCl被重吸收，造成水、鹽重吸收分離，形成髓質(zhì)高滲。

呋喃苯胺酸(呋塞米，furosemide)可抑制Na+:K+:2Cl-同向轉(zhuǎn)運(yùn)。髓袢升枝粗段繼發(fā)性主動(dòng)重吸收Na+、K+和Cl-示意圖3.遠(yuǎn)端小管和集合管的重吸收

A.重吸收12%的Na+、Cl-，不同量的水，分泌不同量的K+和H-；

B.對(duì)Na+、Cl-和水的重吸收量根據(jù)體內(nèi)水鹽平衡狀況調(diào)節(jié)；

C.水重吸收受ADH調(diào)節(jié)；

D.Na+、K+的轉(zhuǎn)運(yùn)受醛固酮調(diào)節(jié)；

①遠(yuǎn)曲小管始段：

A.該段小管對(duì)水不通透，仍能主動(dòng)重吸NaCl，使小管液滲透壓繼續(xù)降低。B.小管管腔膜Na+-Cl-通過同向轉(zhuǎn)運(yùn)體轉(zhuǎn)運(yùn)入胞，再由Na+泵泵入細(xì)胞間隙。

(噻嗪類利尿劑抑制此處Na+-Cl-轉(zhuǎn)運(yùn))

②遠(yuǎn)曲小管后段和集合管：

主細(xì)胞：重吸收Na+和水。Na+通過管腔膜Na+通道順電化學(xué)梯度入胞，再由Na+泵泵入細(xì)胞間液。主細(xì)胞基側(cè)膜(即管腔膜)的Na+泵功能：維持內(nèi)低的Na+濃度，并成為小管液中

Na+經(jīng)頂端膜通道進(jìn)入細(xì)胞的動(dòng)力;氨基吡咪(阿米洛利,amiloride)抑制頂端膜Na+通道造成小管液的負(fù)電位：—使小管中Cl-經(jīng)細(xì)胞旁路重吸收;—K+分泌入小管腔的動(dòng)力;

閏細(xì)胞:與泌H+有關(guān)。集合管對(duì)水的重吸收：取決于上皮細(xì)胞頂端膜含水孔蛋白(aquaporin，AQP-2)的多寡，而其受ADH調(diào)控。(三)HCO3-重吸收與H-的分泌1.近端小管的重吸收

①80%HCO3-的重吸收以CO2形式進(jìn)行的，故HCO3-重吸收率明顯大于Cl-的重吸收率。過程：Na+-H+交換的H+進(jìn)入小管液+濾液中的NaHCO3分解為Na+和HCO3-

→H2CO3→H2O+CO2進(jìn)入細(xì)胞

②H-的分泌：Na+-H+交換→H+進(jìn)入小管液(碳酸酐酶抑制劑乙酰唑胺可抑制H+的分泌)近端小管重吸收HCO3-細(xì)胞機(jī)制2.髓袢的重吸收：主要是升支粗段。機(jī)制同近端小管。3.遠(yuǎn)端小管和集合管的重吸收：遠(yuǎn)端小管和集合管閏細(xì)胞可主動(dòng)分泌H+。分泌入小管液中的H+可與HCO3-、HPO42-、NH3結(jié)合,降低小管液[H+]。小管液pH降低時(shí)，H+分泌減少。(四)K+重吸收:65~70%在近端小管，25~30%在髓袢重吸收，且比例固定。(五)葡萄糖重吸收：100%在近端小管由Na+-葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體繼發(fā)動(dòng)重吸收。腎糖閾：尿中開始出現(xiàn)糖的血糖最低值。

180mg/dl

(濾過量=225mg/dl)吸收極限量：濾過量=375mg/dl(男)

300mg/dl(女)(六)氨基酸重吸收：機(jī)制同glucose。(七)其他物質(zhì)：HPO42–、SO42

–與Na+同向轉(zhuǎn)運(yùn)；少量蛋白質(zhì)——吞飲。二、腎小管和集合管的分泌功能

分泌(secretion)：上皮細(xì)胞將本身產(chǎn)生的物質(zhì)或血液中的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到腎小管腔內(nèi)的過程。

(一)H+的分泌和H+-Na+交換，小管細(xì)胞中：CO2＋H2O碳酸酐酶H2CO3

→HCO3-＋H+

分泌部位及機(jī)制：

①近端小管：分泌80%的H+,H+-Na+逆向交換

②遠(yuǎn)曲小管和集合管的閏細(xì)胞：H+泵泌H+入小管液，H+與HPO42-和NH3

結(jié)合排出

；胞內(nèi)HCO3-與Na+一起入血。

(二)NH3的分泌

部位：近端小管、髓袢升支粗段、遠(yuǎn)曲小管和集合管在近端小管：

①谷氨酰胺谷氨酰胺酶谷氨酸根+NH4；②谷氨酸根谷氨酸脫氫酶

α-酮戊二酸+NH4；2分子HCO3-

NH4+通過Na+-H+交換體逆向轉(zhuǎn)運(yùn)入小管液；NH3單純擴(kuò)散到小管液或細(xì)胞間液；HCO3-與Na+一同跨過基底側(cè)膜進(jìn)入組織液。因此,1分子谷氨酸代謝，生成2個(gè)NH4+

進(jìn)入小管液，回收2個(gè)HCO3-。排酸保堿

在集合管：該管膜對(duì)NH3高度通透，對(duì)NH4+通透性低，故細(xì)胞內(nèi)生成的NH3擴(kuò)散入小管液，與分泌的H+結(jié)合NH4+隨尿排出。每排出1個(gè)NH4+,回收1個(gè)HCO3-。

NH3分泌與H+分泌的關(guān)系：如果H+分泌受抑制，NH4+的排出也少。慢性酸中毒時(shí)，刺激腎小管谷氨酰胺代謝，增加NH4+、NH3排泄和HCO3-

生成。排酸保堿(三)

K+的分泌

部位：遠(yuǎn)曲小管、集合管的主細(xì)胞。攝多排多，攝少排少，不攝也排。

動(dòng)力：

①Na+

重吸收造成小管液的負(fù)電位;

②遠(yuǎn)曲小管后段和集合管的主細(xì)胞內(nèi)

[K+]高于胞外[K+];

③基側(cè)膜Na+泵活動(dòng)進(jìn)一步提高了胞內(nèi)[K+],均使K+擴(kuò)散入管腔。