尿的生成和排出醫(yī)學(xué)生理學(xué)

關(guān)于尿的生成和排出醫(yī)學(xué)生理學(xué)腎臟的功能排泄代謝產(chǎn)物和攝入體內(nèi)的異物調(diào)節(jié)體內(nèi)水和電解質(zhì)的平衡調(diào)節(jié)酸堿平衡調(diào)節(jié)動脈血壓腎臟的內(nèi)分泌功能糖原異生作用第2頁,共80頁，2024年2月25日，星期天肌體的排泄途徑第3頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)腎臟的功能解剖第4頁,共80頁，2024年2月25日，星期天一、腎單位一）、腎單位的組成和功能第5頁,共80頁，2024年2月25日，星期天二）近髓腎單位和皮質(zhì)腎單位皮質(zhì)腎單位近髓腎單位腎單位數(shù)量多85%~90%少腎小球分布皮質(zhì)外1/3~2/3皮質(zhì)內(nèi)1/3出球小動脈特點一支,分布于遠(yuǎn)端和近端腎小管周圍

一支同前一支U形直小血管髓襻長度短(到外髓）長（進(jìn)內(nèi)髓）球旁器有無腎素顆粒多少交感神經(jīng)入球小動脈出球小動脈血流量多90%少功能特點原尿的形成和腎素分泌尿的濃縮和稀釋第6頁,共80頁，2024年2月25日，星期天三）濾過膜的結(jié)構(gòu)EndothelialcellBasementmembranepodocyte濾過屏障filtrationbarrrier第7頁,共80頁，2024年2月25日，星期天濾過系數(shù)：filtrationcoefficient通透性濾過面積分子大小分子所帶的電荷第8頁,共80頁，2024年2月25日，星期天二、集合管皮質(zhì)集合管外髓部集合管內(nèi)髓部集合管第9頁,共80頁，2024年2月25日，星期天三、近球小體

juxtaglomerularapparatus組成管球反饋tubulo-glomerularfeedback第10頁,共80頁，2024年2月25日，星期天四、腎的神經(jīng)支配交感神經(jīng)入球小動脈出球小動脈腎小管

顆粒細(xì)胞（近球細(xì)胞）腎素分泌重吸收腎血流量和濾過率濾過一）從中樞到腎的傳出神經(jīng)第11頁,共80頁，2024年2月25日，星期天二）腎的傳入神經(jīng)機械刺激化學(xué)刺激傳入纖維神經(jīng)中樞腎-腎反射

renorenalreflex

第12頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)腎臟功能的研究方法一、腎清除率的測定一）腎清除率的定義Cx=UxPx*VCx:物質(zhì)x的清除率Ux：物質(zhì)x在尿液中的濃度Px：物質(zhì)x在血漿中的濃度V：尿量第13頁,共80頁，2024年2月25日，星期天二）用腎清除率測定腎小球濾過率條件：不與血漿蛋白結(jié)合,能自由濾過腎小球在腎小管中不被合成和分解在腎小管中不被重吸收和分泌在體內(nèi)不能生成,不被破壞,無生理功能能準(zhǔn)確測定其血漿濃度和尿濃度標(biāo)準(zhǔn)物－－菊糖inulinGlomerularfiltrationrate,GFR第14頁,共80頁，2024年2月25日，星期天三）用腎清除率方法測定腎血漿流量和推算腎血流量條件：一次循環(huán)，把血漿中的某種物質(zhì)清除即只有濾過和分泌，沒有重吸收標(biāo)準(zhǔn)物--對氨基馬尿酸PAH腎血漿流量renalplasmaflow,RPF=CPAH腎血流量renalbloodflow,RBF=CPAH/(1-紅細(xì)胞比容）第15頁,共80頁，2024年2月25日，星期天四）用清除率方法推測腎小管功能CX>CInCX<CIn凈分泌凈重吸收五）自由水清除率freewaterclearance無溶質(zhì)水自由水清除率的意義自由水清除率的計算CH20=V-COSMCOSM=UOSM*V/POSM第16頁,共80頁，2024年2月25日，星期天二、微穿刺和微灌注技術(shù)微穿刺--收集腎小管內(nèi)液體，測定小管液流量和物質(zhì)成分比較不同段小管液成分的差異微灌注--判斷某段腎小管的物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能三、細(xì)胞內(nèi)微電極記錄四、膜片箝五、分子生物學(xué)技術(shù)第17頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)腎小球的濾過功能超濾腎小球濾過率glomerularfiltrationrate,GFR正常值125ml/min,180L/day濾過分?jǐn)?shù)

filtrationfraction,FF=----------------------------腎小球濾過率(GFR)腎血漿流量(RPF)正常值15~20%第18頁,共80頁，2024年2月25日，星期天一、決定腎小球濾過的因素一）有效濾過壓effectivefiltrationpressure1.跨毛細(xì)血管靜水壓差毛細(xì)血管血壓腎小囊內(nèi)壓2.跨毛細(xì)血管膠體滲透壓差毛細(xì)血管血漿膠體滲透壓腎小囊內(nèi)液體的膠體滲透壓=0第19頁,共80頁，2024年2月25日，星期天有效濾過壓=毛細(xì)血管血壓-腎小囊內(nèi)壓-血漿膠體滲透壓毛細(xì)血管血壓-腎小囊內(nèi)壓腎血漿流量增大濾過平衡第20頁,共80頁，2024年2月25日，星期天二）濾過系數(shù)filtrationcoefficient,Kf濾過膜的通透性濾過膜的面積三）各種因素的改變對腎小球濾過率的影響GFR=濾過系數(shù)*有效濾過壓1.腎小球血漿流量2.濾過系數(shù)3.有效濾過壓第21頁,共80頁，2024年2月25日，星期天腎小球血漿流量影響因素GFR濾過系數(shù)孔徑負(fù)電荷濾過面積有效濾過壓毛細(xì)血管血壓腎小囊內(nèi)壓血漿膠體滲透壓入球小動脈出球小動脈(<80mmHg)蛋白尿血尿收縮收縮雙向,先升后降第22頁,共80頁，2024年2月25日，星期天二、腎血流量和腎小球濾過率的自身調(diào)節(jié)第23頁,共80頁，2024年2月25日，星期天一）肌源性機制myogenicmechanism動脈壓下降,循環(huán)血量減少入球小動脈壁張力血管平滑肌舒張入球小動脈阻力毛細(xì)血管血壓腎小球血流量維持相對恒定GFR維持穩(wěn)定第24頁,共80頁，2024年2月25日，星期天二）管球反饋tubulo-glomerularfeedback,TGF腎小管中Na,Cl,K致密斑系膜細(xì)胞收縮入球小動脈收縮出球小動脈收縮濾過面積下降

血流量下降毛細(xì)血管血壓下降濾過下降第25頁,共80頁，2024年2月25日，星期天三、腎血流量和腎小球濾過率的神經(jīng)體液調(diào)節(jié)一）神經(jīng)調(diào)節(jié)入球小動脈出球小動脈腎血流量和濾過率濾過交感神經(jīng)二）體液調(diào)節(jié)1.血管緊張素IIangiotensinII第26頁,共80頁，2024年2月25日，星期天ANGII低濃度出球小動脈GFR變化不顯著ANGII高濃度入球小動脈GFR下降2.前列腺素前列腺素E2前列環(huán)素小動脈舒張系膜細(xì)胞收縮RBF增加Kf下降第27頁,共80頁，2024年2月25日，星期天3.NO4.內(nèi)皮素endothelin5.緩激肽bradykinin6.心房鈉尿肽ANP入球和出球小動脈舒張入球和出球小動脈收縮舒血管，刺激NO和前列腺素生成入球小動脈舒張出球小動脈收縮系膜細(xì)胞舒張GFR增加第28頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)腎小管和集合管的物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能腎小球濾過腎小管重吸收分泌尿的排出重吸收reabsorption分泌reabsorption排出量=濾過+分泌-重吸收第29頁,共80頁，2024年2月25日，星期天一、腎小管和集合管的物質(zhì)轉(zhuǎn)運方式一）被動轉(zhuǎn)運passivetransport擴(kuò)散diffusion滲透osmosis易化擴(kuò)散facilitateddiffusion溶劑拖拽solventdrag單一轉(zhuǎn)運uniport第30頁,共80頁，2024年2月25日，星期天二）主動轉(zhuǎn)運activetransport鈉-鉀-ATP酶sodiumpump氫泵

H-ATPase,protonpump鈣泵

Ca-ATPase鈉-葡萄糖同向轉(zhuǎn)運體sodiumglucosecontransporter鈉-氨基酸同向轉(zhuǎn)運體sodiumglucosecontransporter鈉-氫逆向轉(zhuǎn)運鈉-鉀逆向轉(zhuǎn)運繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運同向轉(zhuǎn)運逆向轉(zhuǎn)運聯(lián)合轉(zhuǎn)運=第31頁,共80頁，2024年2月25日，星期天三）物質(zhì)通過腎小管上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)運的途徑1.形態(tài)結(jié)構(gòu)上皮細(xì)胞間----緊密連接tightjunction

上皮細(xì)胞頂端膜--刷狀緣brushboard

轉(zhuǎn)運體基底側(cè)膜basolateralmembrane鈉泵2.轉(zhuǎn)運途徑跨細(xì)胞轉(zhuǎn)運途徑transcellulartransport細(xì)胞旁轉(zhuǎn)運途徑paracellulartransport第32頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第33頁,共80頁，2024年2月25日，星期天二、腎小管集合管中物質(zhì)的轉(zhuǎn)運一）Na，Cl和水的重吸收1.近球小管的重吸收吸收的量--70%吸收途徑--跨細(xì)胞轉(zhuǎn)運2/3

細(xì)胞旁途徑1/3第34頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第35頁,共80頁，2024年2月25日，星期天1）鈉和氯的重吸收近球小管前段：聯(lián)合轉(zhuǎn)運鈉泵單一轉(zhuǎn)運第36頁,共80頁，2024年2月25日，星期天近球小管后段：聯(lián)合轉(zhuǎn)運細(xì)胞旁途徑第37頁,共80頁，2024年2月25日，星期天2）水的重吸收吸收動力：吸收途徑：滲透壓---Na,Cl建立跨細(xì)胞途徑細(xì)胞旁途徑水通道（AQP-1）吸收的意義：溶質(zhì)拖拽第38頁,共80頁，2024年2月25日，星期天2.髓襻的重吸收（20%的NaCl）髓襻升支降支粗段粗段細(xì)段細(xì)段---Na,K,Cl等離子對水不通透---對水通透滲透，水通道襻利尿劑---速尿第39頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第40頁,共80頁，2024年2月25日，星期天3.遠(yuǎn)球小管和集合管噻嗪類利尿劑吸收的量可變遠(yuǎn)球小管起始段：Na-Cl同向轉(zhuǎn)運對水不通透第41頁,共80頁，2024年2月25日，星期天遠(yuǎn)球小管后段和集合管：主細(xì)胞--重吸收Na

分泌K閏細(xì)胞--分泌H基底側(cè)膜AQP3,4--水進(jìn)入細(xì)胞間隙頂端膜AQP2--水進(jìn)入細(xì)胞受ADH調(diào)控第42頁,共80頁，2024年2月25日，星期天二）鉀的重吸收和分泌重吸收：近球小管：70%髓襻： 20%分泌：遠(yuǎn)球小管和集合管主細(xì)胞頂端膜的鉀通道第43頁,共80頁，2024年2月25日，星期天三）鈣的重吸收重吸收：近球小管：

70%髓襻：

20%遠(yuǎn)球小管：

9%跨細(xì)胞途徑

1/5細(xì)胞旁途徑

4/5鈣通道溶劑拖拽電位差濃度差升支粗段，細(xì)胞旁途徑跨細(xì)胞途徑鈣通道第44頁,共80頁，2024年2月25日，星期天四）HCO3和H的轉(zhuǎn)運意義：維持酸堿平衡參與的機制：HCO3的重吸收H的分泌NH4的分泌1.HCO3的重吸收和H的分泌HCO3的重吸收近球小管--80%髓襻升支--15%遠(yuǎn)球小管，集合管HCO3在腎中的生成第45頁,共80頁，2024年2月25日，星期天1)近球小管

carbonicanhydraseHCO3重吸收的機制第46頁,共80頁，2024年2月25日，星期天H的分泌：Na-H逆向轉(zhuǎn)運質(zhì)子泵--氫泵頂端膜2）髓襻--升支粗段頂端膜：Na-H逆向轉(zhuǎn)運基底側(cè)膜：Na-HCO3同向轉(zhuǎn)運 鈉泵第47頁,共80頁，2024年2月25日，星期天3）遠(yuǎn)球小管和集合管第48頁,共80頁，2024年2月25日，星期天2.NH3的分泌與H、HCO3轉(zhuǎn)運的關(guān)系小管液中：H+HCO3HPO4NH3H2CO3H2PO4NH4H2O+CO2--2-++谷氨酰胺谷氨酸根+NH4酮戊二酸+NH42HCO3-++第49頁,共80頁，2024年2月25日，星期天五）葡萄糖和氨基酸的重吸收1.葡萄糖的重吸收重吸收部位---近球小管重吸收極限---腎糖閾renalthresholdforglucose靜脈血中葡萄糖濃度180mg/dL產(chǎn)生腎糖閾的原因鈉依賴性葡萄糖轉(zhuǎn)運體sodium-dependentglucosetransporter,SGLT第50頁,共80頁，2024年2月25日，星期天重吸收機制SGLT2GLUT2第51頁,共80頁，2024年2月25日，星期天2.氨基酸的重吸收第五節(jié)尿液的稀釋和濃縮近球小管----小管液與血漿等滲髓襻升支粗段----水和溶質(zhì)分開處理第52頁,共80頁，2024年2月25日，星期天一、髓襻對小管液中水和溶質(zhì)的重吸收髓襻降支細(xì)段髓襻升支細(xì)段H2OH2ONaCl髓襻升支粗段尿素H2ONaCl尿素NaCl尿素第53頁,共80頁，2024年2月25日，星期天二、尿液的稀釋部位：機制：遠(yuǎn)球小管、集合管抗利尿激素antidiuretichormone血管加壓素vasopressin*水利尿waterdiuresis第54頁,共80頁，2024年2月25日，星期天三、尿液的濃縮一）腎髓質(zhì)滲透濃度梯度的形成第55頁,共80頁，2024年2月25日，星期天髓襻、遠(yuǎn)球小管和集合管對水和溶質(zhì)的通透性小管段髓襻降支細(xì)段升支細(xì)段升支粗段NaCl水尿素備注遠(yuǎn)球小管集合管皮質(zhì)髓質(zhì)不通透不通透主動吸收通透不通透通透不通透中等通透不通透不通透不通透主動吸收不通透不通透不通透主動吸收不通透不通透不通透主動吸收

通透不通透VPVPVP第56頁,共80頁，2024年2月25日，星期天等滲液低滲液（1）（2）（3）尿素再循環(huán)（4）第57頁,共80頁，2024年2月25日，星期天直小血管的作用維持內(nèi)髓部的高滲帶走多余水和溶質(zhì)二）尿液濃縮的過程第58頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第六節(jié)尿生成的調(diào)節(jié)一、腎內(nèi)自身調(diào)節(jié)一）滲透性利尿osmoticdiuresis腎小管中的溶質(zhì)濃度二）球管平衡glomerulotubularbalance定比重吸收---70%原因：管周毛細(xì)血管血漿膠體滲透壓意義：第59頁,共80頁，2024年2月25日，星期天二、神經(jīng)調(diào)節(jié)入球小動脈出球小動脈球旁細(xì)胞腎小管腎小球血流量腎素濾過血管緊張素醛固酮重吸收(近球小管)重吸收Na、水+交感神經(jīng)一）腎交感神經(jīng)對腎臟的作用第60頁,共80頁，2024年2月25日，星期天二）腎交感神經(jīng)參與的反射1.心肺感受器引起的反射血容量

容量感受器

volumereceptor心血管中樞交感活動抑制血壓壓力感受器2.腎--腎反射renorenalreflex第61頁,共80頁，2024年2月25日，星期天二、體液調(diào)節(jié)第62頁,共80頁，2024年2月25日，星期天一）腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)1.腎素(renin)分泌的調(diào)節(jié)：作用：來源：球旁細(xì)胞

(近球細(xì)胞、顆粒細(xì)胞）血管緊張素原血管緊張素I腎素入球小動脈處的牽張感受器致密斑感受器血壓下降Na量減少交感神經(jīng)興奮前列腺素、腎上腺素、去甲腎上腺素第63頁,共80頁，2024年2月25日，星期天2.血管緊張素血管緊張素原血管緊張素I血管緊張素IIangiotensinII血管緊張素III醛固酮aldosterone腎素血管緊張素轉(zhuǎn)換酶血管緊張素酶A第64頁,共80頁，2024年2月25日，星期天血管緊張素生理作用血管平滑肌收縮血管--出球小動脈、系膜細(xì)胞腎小管刺激近球小管對Na的重吸收腎上腺刺激醛固酮的合成和分泌神經(jīng)系統(tǒng)刺激ADH，ACTH的釋放刺激交感神經(jīng)活動加強引起渴覺和飲水行為--補充血容量第65頁,共80頁，2024年2月25日，星期天3.醛固酮aldosterone生理作用：來源：腎上腺皮質(zhì)球狀帶遠(yuǎn)曲小管和集合管保鈉排鉀分泌調(diào)節(jié)：血管緊張素II、III低血鈉、高血鉀第66頁,共80頁，2024年2月25日，星期天第67頁,共80頁，2024年2月25日，星期天二）激肽釋放酶--激肽系統(tǒng)腎小動脈舒張抑制集合管上皮對鈉和水的重吸收三）心房鈉尿肽atrialnatriureticpeptide,ANP分泌----心房肌調(diào)節(jié)----血容量增大，心房壁牽張第68頁,共80頁，2024年2月25日，星期天生理功能：腎小球入球小動脈舒張，GFR增大集合管抑制頂端膜鈉通道,抑制水鈉重吸收近球細(xì)胞抑制腎素釋放，而抑制ANGII腎上腺抑制醛固酮分泌腦抑制ADH分泌第69頁,共80頁，2024年2月25日，星期天四）內(nèi)皮素分泌：血管內(nèi)皮分泌調(diào)節(jié)：血流對管壁的切應(yīng)力ANGII，兒茶酚胺釋放NO，ANP抑制功能：入球小動脈收縮RBF減小,GFR減小抑制集合管鈉泵刺激ANP釋放第70頁,共80頁，2024年2月25日，星期天五）一氧化氮分泌：血管內(nèi)皮分泌調(diào)節(jié)：血流對管壁的切應(yīng)力功能：入球出球小動脈舒張GFR增大