《尿的生成和排出》

第八章尿的生成與排出(urineformationandexcretion)泌尿與生殖教研室林桂淼linguimiao2021@gmail1編輯課件概述排泄(excretion)：機(jī)體將代謝的終產(chǎn)物、過剩的物質(zhì)和進(jìn)入體內(nèi)的異物經(jīng)血液循環(huán)由排泄器官排出體外的過程。腎臟是機(jī)體主要的排泄器官之一。2編輯課件尿生成和排放的生理意義1.電解質(zhì)平衡2.酸堿平衡3.水平衡4.排除進(jìn)入體內(nèi)的異物、藥物“到達(dá)四個(gè)平衡〞腎臟-排泄物：水、尿素、肌酐、肌酸、鹽類、藥物、毒物、色素等3編輯課件腎小球?yàn)V過(filtration)

腎小管和集合管重吸收(reabsorption)

腎小管和集合管分泌(secretion)尿生成的過程4編輯課件一、腎的功能解剖第一節(jié)腎的功能解剖和腎血流量5編輯課件6編輯課件(一)腎單位(nephron)構(gòu)成集合管(collectingduct)：不屬于腎單位腎單位：尿液生成的根本功能單位髓袢升支粗段髓袢降支粗段腎小體腎小球腎小囊腎小管近端小管髓袢細(xì)段遠(yuǎn)端小管升支細(xì)段遠(yuǎn)曲小管近曲小管降支細(xì)段腎單位1.腎單位的結(jié)構(gòu)7編輯課件1.2.根據(jù)分布的位置：皮質(zhì)腎單位：外皮質(zhì)和中皮質(zhì)近髓腎單位：內(nèi)皮質(zhì)2.腎單位分類：二種腎單位8編輯課件不同腎單位的比較9編輯課件〔二〕球旁器：三種細(xì)胞組成，皮質(zhì)腎單位10編輯課件※三、濾過膜

腎小球毛細(xì)血管內(nèi)的血漿經(jīng)濾過進(jìn)入腎小囊，其間的結(jié)構(gòu)稱為濾過膜。11編輯課件12編輯課件毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞層基膜層腎小囊臟層足細(xì)胞的足突1.濾過膜的構(gòu)成13編輯課件Cap內(nèi)皮細(xì)胞層：窗孔70-90nm基膜層：網(wǎng)孔2-8nm腎小囊足細(xì)胞層：裂孔4-11nm機(jī)械屏障<2nm自由濾過；=2-4.2nm

隨半徑增加，濾過降低；>4.2nm不能濾過;大小選擇性2.通透性14編輯課件Question?白蛋白有效半徑為3.6nm，血漿中有大量的白蛋白，為什么濾過的白蛋白卻很少呢？15編輯課件電荷選擇性Cap內(nèi)皮細(xì)胞層：唾液酸蛋白基膜層：硫酸肝素\蛋白聚糖腎小囊足細(xì)胞層：nephrin電屏障在有效半徑相同的條件下，正電荷>中性>負(fù)電荷16編輯課件17編輯課件正常情況下，不出現(xiàn)血尿、蛋白尿等現(xiàn)象。急、慢性腎小球腎炎，腎病綜合征負(fù)電荷的糖蛋白減少或消失濾過膜空隙變大面積減少少尿和無尿血尿蛋白尿18編輯課件(四)腎臟的神經(jīng)支配和血管分布腎交感神經(jīng)來源:胸12-腰2

支配范圍:腎動脈、腎小管、球旁細(xì)胞

副交感神經(jīng)

至今未發(fā)現(xiàn)有支配19編輯課件

腎的血管分布腹主A→腎A→葉間A→弓狀A(yù)→小葉間A→入球小A→腎小球毛細(xì)血管網(wǎng)→出球小A→腎小管周圍毛細(xì)血管網(wǎng)(直小血管〕→小葉間V→弓狀V→葉間V→腎V20編輯課件※腎血流量的特點(diǎn)概念：安靜狀態(tài)下，每分鐘兩腎的血流量1200ml/min腎的血液循環(huán)特點(diǎn)⑴血流量大，分布不勻流量≈心輸出量1/4～1/5，是體內(nèi)血循環(huán)最豐富的器官。皮質(zhì)94%；外髓5-6%；內(nèi)髓1%21編輯課件〔2〕兩套相互串聯(lián)的毛細(xì)血管網(wǎng)，壓力上下不同：腎小球毛細(xì)血管網(wǎng)壓力高→利于濾過；腎小管毛細(xì)血管網(wǎng)壓力低→利于重吸收22編輯課件(一)腎血流量的自身調(diào)節(jié)(autoregulation)

定義：在沒有外來神經(jīng)支配的情況下，腎動脈血壓在一定范圍內(nèi)(80-180mmHg)變動時(shí),腎血流保持相對恒定的現(xiàn)象。意義：正常安靜條件下，通過自身調(diào)節(jié)使RBF,GFR相對穩(wěn)定，泌尿活動正常進(jìn)行。腎血流的調(diào)節(jié)23編輯課件〔二〕腎血流量神經(jīng)-體液調(diào)節(jié)1.神經(jīng)調(diào)節(jié)腎交感神經(jīng)興奮NEα受體腎血管強(qiáng)烈收縮腎血流量減少24編輯課件2.體液調(diào)節(jié)腎血管收縮腎上腺素，去甲腎上腺素血管升壓素；內(nèi)皮素血管緊張素II；腺苷腎血管舒張腎血流量減少前列環(huán)素〔PGI2〕前列腺素〔PGE2〕緩激肽和NO腎血流量增加25編輯課件腎血流量調(diào)節(jié)意義通常情況下，在一般的血壓變動范圍內(nèi)，腎主要靠自身調(diào)節(jié)來保持血流量的相對穩(wěn)定，維持正常的泌尿功能。緊急情況下，全身血液重新分配，通過交感神經(jīng)及交感腎上腺素等的作用來減少腎血流量，使血液分布到心腦等重要器官。26編輯課件第二節(jié)腎小球的濾過功能濾過：指血液流過腎小球時(shí),血漿中水和小分子溶質(zhì)及少量小分子蛋白質(zhì)通過濾過膜進(jìn)入腎小囊形成原尿的過程。27編輯課件28編輯課件腎小球?yàn)V過功能的度量指標(biāo)1.腎小球?yàn)V過率〔glomerularfiltrationrate,GFR)單位時(shí)間內(nèi)兩腎生成的超濾液量。GFR＝兩腎生成的原尿量ml/min＝125ml/min=180L/d2.濾過分?jǐn)?shù)(filtrationfractionGFF)

概念：GFR與每分鐘腎血漿流量的百分比。

GFF＝GFR÷腎血漿流量×100％＝125÷660×100％＝19％

29編輯課件※一、濾過的動力---有效濾過壓是指促進(jìn)超濾的動力和阻礙超濾的阻力的差值有效濾過壓=(腎小球毛細(xì)血管壓+囊內(nèi)液體膠體滲透壓=0)-〔血漿膠體滲透壓+囊內(nèi)壓〕=腎小球毛細(xì)血管壓-〔血漿膠體滲透壓+囊內(nèi)壓〕30編輯課件入球端有效濾過壓=45–(25+10)=10(mmHg〕＞0有濾液生成

出球端有效濾過壓

=45–(35+10)=0(mmHg)≤0無濾液生成有效濾過壓=腎小球毛細(xì)血管壓-〔血漿膠體滲透壓+囊內(nèi)壓〕血漿膠體滲透壓是變化的

31編輯課件濾過平衡的位置決定著毛細(xì)血管濾過的長度32編輯課件※二、影響腎小球?yàn)V過的因素〔一〕腎小球毛細(xì)血管血壓〔二〕囊內(nèi)壓〔三〕血漿膠體滲透壓〔四〕腎血流量〔五〕濾過系數(shù)濾過的動力濾過的結(jié)構(gòu)根底腎小球?yàn)V過率的大小取決于有效濾過壓和濾過系數(shù)33編輯課件自身調(diào)節(jié)機(jī)制

動脈血壓變動于80-180mmHg范圍內(nèi)，

GFR保持不變。超出自身調(diào)節(jié)范圍

腎小球毛細(xì)血管、有效濾過壓GFR發(fā)生相應(yīng)改變。血壓低于80mmHg,隨血壓

,有效濾過壓

,濾過減少。血壓降至40-50mmHg,有效濾過壓為零,無尿生成。應(yīng)急情況下通過神經(jīng)體液調(diào)節(jié)?！惨弧衬I小球毛細(xì)血管血壓34編輯課件腎盂或輸尿管結(jié)石、腫瘤壓迫輸尿管阻塞腎盂內(nèi)壓顯著升高囊內(nèi)壓升高有效濾過壓降低，腎小球?yàn)V過率減少尿量減少〔二〕囊內(nèi)壓正常情況下，腎小囊內(nèi)壓較穩(wěn)定病理情況下：35編輯課件〔三〕血漿膠體滲透壓靜脈快速注入生理鹽水肝功能嚴(yán)重受損毛細(xì)血管壁通透性增強(qiáng)血漿蛋白的濃度明顯降低血漿膠體滲透壓降低有效濾過壓將升高腎小球?yàn)V過率升高尿量增加正常情況下不會發(fā)生大幅度波動。36編輯課件〔四〕腎血漿流量

“主要影響濾過平衡的位置〞腎血漿流量GFR血漿膠體滲透壓上升速度濾過平衡點(diǎn)濾過面積37編輯課件

〔五〕濾過系數(shù)〔Kf〕是指在單位有效濾過壓的驅(qū)動下，單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過濾過膜的液體量。Kf=濾過膜的有效通透系數(shù)〔K〕X濾過膜的面積〔S〕38編輯課件⑵面積⑴通透性機(jī)械屏障作用↓→血尿〔如：腎炎時(shí)因免疫反響蛋白分解酶的釋放導(dǎo)致濾過膜孔、裂增大〕靜電屏障作用↓→蛋白尿〔如：腎炎時(shí)帶負(fù)電荷的糖蛋白減少或消失〕正常時(shí)腎小球都活動濾過面積=1.5m2急性腎炎→毛細(xì)血管腔狹窄或阻塞→濾過面積↓→GFR↓→尿量↓39編輯課件40編輯課件物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能：指其重吸收和分泌作用。

●分泌:指小管上皮細(xì)胞將自身代謝產(chǎn)物或血液中的某些物質(zhì)排入小管液的過程。

●重吸收:指小管上皮細(xì)胞將原尿中某些成分重新攝回血液的過程。第三節(jié)腎小管和集合管的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能41編輯課件一、腎小管和集合管物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的方式

被動轉(zhuǎn)運(yùn)：單純擴(kuò)散，易化擴(kuò)散，滲透，溶劑拖曳等主動轉(zhuǎn)運(yùn)：原發(fā)主動-泵，繼發(fā)主動42編輯課件二、腎小管和集合管物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的途徑1、跨細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)途徑2、細(xì)胞旁途徑管周膜〔基底側(cè)膜〕管腔膜〔頂端膜〕43編輯課件44編輯課件45編輯課件※〔一〕Na+、Cl-和水的重吸收近端小管：重吸收約70%的Na+、Cl-和水髓袢：重吸收約20%的NaCl和約15%水遠(yuǎn)端小管和集合管：重吸收約12%的NaCl和不同量的水46編輯課件1.近端小管近端小管后半段約2/3經(jīng)跨細(xì)胞途徑近端小管前半段約1/3經(jīng)細(xì)胞旁路途徑關(guān)鍵動力:上皮細(xì)胞基側(cè)膜上的Na+泵特點(diǎn)：定比重吸收〔球-管平衡〕重吸收約70%的Na+、Cl-和水47編輯課件①髓袢降支細(xì)段：

對Na+、

Cl-不通透對水高度通透：水經(jīng)水通道以滲透方式重吸收→小管內(nèi)滲透壓↑。②髓袢升支細(xì)段：

對水不通透對Na+、Cl-高度通透：順濃度差被動重吸收→小管內(nèi)滲透壓漸↓。

約20%的Na+、Cl-被重吸收。伴隨15%水被重吸收。③髓袢升支粗段：水、尿素不通透；Na+通透性低；但能以Na+∶K+∶2Cl-同向轉(zhuǎn)運(yùn)體方式繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)。(呋塞米〕→小管內(nèi)滲透壓漸↓2.髓袢48編輯課件2.髓袢-總結(jié)①髓袢降支細(xì)段：吸水不吸鈉②髓袢升支細(xì)段：被動吸鈉不吸水③髓袢升支粗段：主動吸鈉不吸水Na+∶K+∶2Cl-同向轉(zhuǎn)運(yùn)體49編輯課件重吸收濾過的12%Na+、Cl-，重吸收不等量的水?！策€分泌不同量的K+和H+〕特點(diǎn)：①調(diào)節(jié)性重吸收：根據(jù)機(jī)體水鹽平衡情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。②Na+的重吸收受醛固酮調(diào)節(jié)，水的吸收受抗利尿激素〔血管升壓素〕調(diào)節(jié)。3.遠(yuǎn)端小管和集合管50編輯課件〔一〕Na+、Cl-和水的重吸收-總結(jié)51編輯課件〔二〕HCO3-的重吸收與H+的分泌：調(diào)節(jié)酸堿平衡〔三〕NH3的重吸收與H+、HCO3-的轉(zhuǎn)運(yùn)的關(guān)系⑴以CO2的形式重吸收的；⑵HCO3-的重吸收優(yōu)先于Cl-的重吸收；⑶HCO3-的重吸收與H+呈正相關(guān)(H+分泌↑→重吸收HCO3-↑)NH3來源于谷氨酰胺52編輯課件〔四〕K+的重吸收和分泌1.重吸收：機(jī)制？2.K+分泌機(jī)制：Na+-K+交換主細(xì)胞分泌的。

K+分泌特點(diǎn):

Na+-K+交換與Na+-H+交換具有競爭抑制。53編輯課件※〔五〕葡萄糖和氨基酸的重吸收：100%重吸收1.重吸收部位:僅限于近端小管(尤其前半段)。2.重吸收機(jī)制:繼發(fā)性主動吸收。⑴管腔膜：Na+依賴載體的同向偶聯(lián)⑵基底側(cè)膜：載體易化擴(kuò)散腎糖閾(renalglucosethreshold):尿中剛剛開始出現(xiàn)葡萄糖時(shí)的最低血糖濃度。值：180mg/100ml〔血液〕。氨基酸的吸收與葡萄糖一樣，也是繼發(fā)主動轉(zhuǎn)運(yùn)。54編輯課件〔六〕鈣的重吸收和排泄

主要受PTH〔甲狀旁腺激素〕的調(diào)節(jié)。PTH促進(jìn)鈣的重吸收〔七〕一些代謝產(chǎn)物和進(jìn)入體內(nèi)的異物的排泄1.肌酐、尿素、尿酸等2.藥物：青霉素55編輯課件第四節(jié)尿液的濃縮與稀釋

正常尿液的滲透壓：50-1200mOsm/kg.H2O等滲尿：300mOsm/kg.H2O高滲尿：1200-1400mOsm/kg.H2O低滲尿：40-300mOsm/kg.H2O正常尿量1.5L/d多尿：＞2.5L/d少尿：＜400ml/d無尿：＜100ml/d56編輯課件腎髓質(zhì)滲透濃度梯度現(xiàn)象：腎髓質(zhì)的滲透濃度梯度是尿濃縮的必備外部條件。尿稀釋和濃縮的關(guān)鍵因素之一57編輯課件〔一〕腎髓質(zhì)滲透濃度梯度-結(jié)構(gòu)根底⑴近髓腎單位髓袢呈“U〞形結(jié)構(gòu)，構(gòu)成逆流系統(tǒng)；⑵腎小管、集合管各段細(xì)胞膜對溶質(zhì)和水有不同的通透性，可產(chǎn)生逆流倍增現(xiàn)象。58編輯課件〔二〕腎髓質(zhì)高滲梯度形成機(jī)制(1)髓袢升支粗段-NaClNaCl主動轉(zhuǎn)運(yùn)〔Na-K-Cl同向轉(zhuǎn)運(yùn)體〕對水不通透小管液滲透濃度自下而上逐漸降低周圍組織液滲透濃度升高外髓高滲1.腎外髓高滲梯度形成59編輯課件2.內(nèi)髓高滲梯度形成機(jī)制(1)髓袢降支細(xì)段對水高度通透，對NaCl不易通透水被重吸收，管內(nèi)濃度倍增，管內(nèi)高滲↓([鈉鹽]管內(nèi)＞[鈉鹽]管外)(2)髓袢升支細(xì)段對NaCl高度通透，對水不通透NaCl向管外擴(kuò)散，內(nèi)髓部高滲梯度↓腎內(nèi)髓高滲梯度形成-NaCl因素60編輯課件(3)遠(yuǎn)曲小管和皮質(zhì)、外髓質(zhì)集合管：對尿素易通透(且尿素濃度高)↓尿素向管外擴(kuò)散，升高內(nèi)髓部滲透壓↓尿素進(jìn)入升支細(xì)段〔尿素易通透〕↓形成腎內(nèi)尿素循環(huán)對尿素不通透，對水有ADH時(shí)通透水向管外擴(kuò)散(管內(nèi)尿素濃度增加)(4)髓質(zhì)集合管：形成和增強(qiáng)腎內(nèi)髓高滲梯度-尿素循環(huán)61編輯課件小結(jié)-腎髓質(zhì)高滲的建立腎髓質(zhì)高滲的建立主要是由于NaCl和尿素在小管外的積聚。①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②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。62編輯課件腎髓質(zhì)高滲的維持-直小血管的逆流交換作用：腎髓質(zhì)高滲環(huán)境的維持與直小血管的逆流交換作用密切相關(guān)。

63編輯課件抗利尿激素(antidiuretichormoneADH)1.合成和釋放的部位合成：下丘腦視上核和室旁核，儲存于神經(jīng)垂體。釋放：神經(jīng)垂體釋放入血作用：①血管平滑肌收縮〔V1受體〕②增強(qiáng)遠(yuǎn)端小管和集合管對水的通透性〔V2受體〕血管升壓素〔vasopressin,VP〕抗利尿激素是尿稀釋和濃縮的關(guān)鍵因素之二64編輯課件如飲大量清水,血漿晶體滲透壓降低,抗利尿激素釋放減少遠(yuǎn)曲小管和集合管對水的通透性很低小管液中水不被重吸收尿液被稀釋〔低滲尿〕----尿量增加。尿液的稀釋時(shí)：65編輯課件失水或禁水,血漿晶體滲透壓升高,抗利尿激素釋放增加遠(yuǎn)曲小管和集合管對水的通透性很高小管液中水被重吸收尿液被濃縮〔高滲尿〕----尿量減少。尿液濃縮時(shí)：66編輯課件尿液的濃縮和稀釋決定于：①腎髓質(zhì)高滲梯度的狀況(先決條件〕②髓袢、集合管U形結(jié)構(gòu)的逆流系統(tǒng)〔結(jié)構(gòu)根底〕；③血液ADH的濃度〔對水重吸收的調(diào)節(jié)作用〕?？偨Y(jié)：尿液濃縮和稀釋的關(guān)鍵因素67編輯課件髓質(zhì)高滲梯度↓ADHADH↑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)總結(jié)：尿液濃縮和稀釋的過程1.腎髓質(zhì)高滲的形成：NaCl和尿素在小管外組織液的積聚2.腎髓質(zhì)高滲的維持：直小血管的逆流交換作用68編輯課件

影響尿液濃縮和稀釋的因素

(一)髓質(zhì)高滲梯度的破壞

1.髓袢結(jié)構(gòu)與功能2.利尿藥：如速尿3.尿素濃度：營養(yǎng)不良4.直小血管的血流速(二)血液ADH的濃度

垂體性尿崩癥?！馎DH↓69編輯課件第五節(jié)尿生成的調(diào)節(jié)

腎小管、集合管重吸收和分泌的因素神經(jīng)-體液調(diào)節(jié)腎內(nèi)自身調(diào)節(jié)小管液中溶質(zhì)濃度球-管平衡腎交感神經(jīng)血管升壓素〔VP)/抗利尿激素〔ADH〕腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)〔RAAS)心房鈉尿肽其他因素70編輯課件一、腎內(nèi)自身調(diào)節(jié)滲透性利尿：通過增加小管液中的溶質(zhì)濃度和滲透壓，防礙水和NaCl的重吸收，到達(dá)利尿目的利尿方式。(一)小管液中溶質(zhì)的濃度對腎小管功能的調(diào)節(jié)(二)管球平衡(glomerulotubularbalance)球－管平衡：近端小管對溶質(zhì)和水的重吸收隨腎小球?yàn)V過率的變化而改變這種現(xiàn)象，意義在于維持終尿溶質(zhì)和水相對穩(wěn)定。71編輯課件大量飲水血漿晶體滲透壓體內(nèi)缺水ADH遠(yuǎn)曲小管集合管對水的通透性水的重吸收尿量下丘腦滲透壓感受器+1.效應(yīng)：增加遠(yuǎn)曲小管和集合管對水的通透性抗利尿激素〔ADH〕2.調(diào)節(jié)：血漿晶體滲透壓72編輯課件Question?一次飲1L清水和一次飲1L生理鹽水，尿量的變化有什么差異？73編輯課件水利尿：飲用大量清水引起尿量增加的現(xiàn)象。74編輯課件2、醛固酮對尿生成的調(diào)節(jié)作用:保Na+排K+、保H2O管腔膜鈉通道數(shù)量↑線粒體ATP↑管周膜上Na+-K+泵活動↑醛固酮醛固酮誘導(dǎo)蛋白遠(yuǎn)曲小管和集合管分泌調(diào)節(jié)：1.RAAS系統(tǒng)激活2.體內(nèi)血鉀升高，血鈉降低機(jī)制：基因調(diào)節(jié)機(jī)制75編輯課件一、膀胱與尿道的神經(jīng)支配1.盆神經(jīng)〔副交感〕第七節(jié)尿的排放

2.腹下神經(jīng)〔交感〕3.陰部神經(jīng)〔軀體運(yùn)動神經(jīng)〕傳出興奮使膀胱逼尿肌收縮，內(nèi)括約肌舒張，促進(jìn)排尿。傳出興奮使膀胱逼尿肌舒張，內(nèi)括約肌收縮。抑制排尿。作用受意識支配。傳出興奮使外括約肌