生理學(xué)課件第八章尿的生成和排出

第八章 尿的生成和排出,腎臟的主要功能： 排泄功能： 排出機(jī)體代謝終產(chǎn)物和異物， 調(diào)節(jié)水和電解質(zhì)平衡， 調(diào)節(jié)體液滲透壓、體液量和電解質(zhì)濃度， 調(diào)節(jié)酸堿平衡。,尿生成基本過程： 腎小球的濾過 腎小管和集合管選擇性重吸收 腎小管和集合管的分泌,內(nèi)分泌功能： A. 腎素：參與動脈血壓調(diào)節(jié) B. 促紅細(xì)胞生成素：參與骨髓RBC生成 C. 25-羥VD3在近端小管1-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：調(diào)節(jié)局部或全身血管 活動及機(jī)體的其他活動,第一節(jié) 腎的功能解剖和腎血流量 一、腎的功能解剖,(一)腎單位的構(gòu)成 腎小球 腎小體 腎小囊 腎單位 近端小管 近曲小管 腎小管 髓袢降支粗段 髓袢細(xì)段 髓袢降支細(xì)段 髓袢升支細(xì)段 遠(yuǎn)端小管 髓袢升支粗段 遠(yuǎn)曲小管,皮 質(zhì) 腎 單 位 近 髓 腎 單 位,皮質(zhì)腎單位和近髓腎單位的特點(diǎn),(二)球旁器 1. 球旁細(xì)胞 合成、儲存和釋放腎素 2. 球外系膜細(xì)胞 吞噬、收縮 3. 致密斑 感受小管液中NaCl的濃度，調(diào)節(jié) 腎素的分泌,（三）濾過膜的構(gòu)成 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) 腎小囊臟層足細(xì)胞的足突(裂隙孔),2.濾過膜的通透性 機(jī)械屏障: （分子大小） 分子量7萬不能通過；直徑4.2nm不能通過 清蛋白 電學(xué)屏障： （所帶電荷） 帶負(fù)電荷不通過,？,(四)腎臟的神經(jīng)支配和血管分布 1. 腎交感神經(jīng) 腎動脈 腎小管 球旁細(xì)胞 調(diào)節(jié)腎血流量和腎小球?yàn)V過率； 調(diào)節(jié)腎小管的重吸收 調(diào)節(jié)腎素的釋放,NE,2.血管分布 (1)腹主A 腎A 葉間A 弓狀A(yù) 小葉間A 入球小A 腎小球Cap.網(wǎng) 出球小A 腎小管周圍Cap.網(wǎng)或直小血管 V (2)血管分布特點(diǎn)：兩套毛細(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、腎血流量的特點(diǎn)及其調(diào)節(jié) 特點(diǎn)： 1. 血供豐富 1200ml/min 占心輸出量1/51/4 2. 分布不均 皮質(zhì)：94% 分布 外髓：5% 內(nèi)髓： 1%,(一) 腎血流量的自身調(diào)節(jié) 1. 自身調(diào)節(jié): 腎動脈灌注壓在80180mmHg 范圍變動時(shí)，腎血流量相對恒定。 肌源學(xué)說: 血管平滑肌緊張性 隨灌注壓變化,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,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。,第二節(jié) 腎小球的濾過功能 衡量腎濾過功能的指標(biāo) 腎小球?yàn)V過率 glomerular filtration rate, GFR 單位時(shí)間(每min)兩腎生成的超濾液量。 正常值：125ml/min 濾過分?jǐn)?shù) filtration fraction,FF 腎小球?yàn)V過率與腎血漿流量的比值。 正常值：125/660100%19%,一、有效濾過壓 effective filtration pressure,濾過動力： 腎小球毛細(xì)血管血壓 囊內(nèi)液膠體滲透壓 濾過阻力： 血漿膠體滲透壓 腎小囊內(nèi)壓,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）,濾過平衡：有效濾過壓下降為零時(shí),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）腎血漿流量 （五）濾過系數(shù) 濾過膜的面積 濾過膜的通透性,第三節(jié) 腎小管和集合管的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能 一、物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)方式 （一）物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能： 1. 重吸收：物質(zhì)從腎小管液(原尿)中轉(zhuǎn)運(yùn)至 血液中的過程。 2. 分泌：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。,（二）物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)方式 1.被動轉(zhuǎn)運(yùn): 滲透；擴(kuò)散；易化擴(kuò)散；溶劑拖曳 2.主動轉(zhuǎn)運(yùn): 原發(fā)性：離子泵 繼發(fā)性：Na+: K+: 2Cl- 、 Na+-葡萄糖、 Na+-氨基酸同向轉(zhuǎn)運(yùn)； Na+-H+ 、 Na+-K+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)； 入胞（小分子蛋白質(zhì)） （三）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,二、腎小管和集合管中各種物質(zhì)的 重吸收與分泌 (一) Na+、Cl-和水的重吸收 1.近端小管 重吸收的量大、種類多，等滲性重吸收。 近端小管前半段： 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。,近端小管后半段 跨上皮細(xì)胞途徑:,細(xì)胞旁路途徑:, 水重吸收：（滲透作用）,2. 髓袢 重吸收20%的NaCl ；15%的水。 A. 降支細(xì)段：對水通透 B. 升支細(xì)段：對Na+、Cl-通透,C. 升支粗段：主動重吸收NaCl。 水、鹽重吸收分離， 形成髓質(zhì)高滲。,3. 遠(yuǎn)端小管和集合管 A. 重吸收12%的Na+、Cl-，不同量的水， 分泌不同量的K+和H+ ； B. 對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)受醛固酮的調(diào)節(jié)。, 遠(yuǎn)曲小管始段：, 遠(yuǎn)曲小管后段和集合管： 主細(xì)胞：重吸收Na+ 和水，分泌K+。,閏細(xì)胞:與泌H+有關(guān)。 集合管對水的重吸收： 取決于主細(xì)胞頂端膜上的水孔蛋白 (aquaporin，AQP-2)的多寡，而其 受ADH調(diào)控。,(二) HCO3-重吸收與H+的分泌 1. 近端小管：,2.髓袢： 升支粗段，機(jī)制同近端小管 3.遠(yuǎn)端小管和集合管：閏細(xì)胞 主動 分泌H+,(三) NH3的分泌與H+、HCO3-的轉(zhuǎn)運(yùn)關(guān)系 近端小管，髓袢升支粗段和遠(yuǎn)端小管： 谷氨酰胺 谷氨酸根 + NH+4； -酮戊二酸 + NH+4； 2 HCO3-,集合管： 對NH3高度通透，對NH4+通透性低 每排出1個(gè)NH4+，回收1個(gè)HCO3-。 NH3分泌與H+分泌的關(guān)系： H+分泌受抑制， NH4+的排出減少。 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,（四）K+重吸收和分泌: 1. 重吸收：6570%在近端小管，25 30%在 髓袢重吸收，且比例固定。 2. 分泌： （1）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。 （2）動力： Na+ 重吸收造成小管液的負(fù)電位;, 遠(yuǎn)曲小管后段和集合管的主細(xì)胞內(nèi) K+高于胞外K+; 基側(cè)膜 Na+泵活動提高了胞內(nèi)K+。 刺激K+分泌因素： 細(xì)胞外液K+升高; 醛固酮分泌增加; 小管液流量增加。,（五）鈣的重吸收和分泌 （六）葡萄糖和氨基酸的重吸收： 1.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)主動重吸收。 腎糖閾：當(dāng)血糖濃度達(dá)180mg/100ml（血液） 時(shí)，一部分腎小管對葡萄糖的吸收 已達(dá)極限，尿中開始出現(xiàn)葡萄糖， 此時(shí)血漿葡萄糖濃度稱。,2.氨基酸重吸收： 機(jī)制同glucose。 (七)一些代謝產(chǎn)物和進(jìn)入體內(nèi)的異物 的排泄： 肌酐；青霉素、酚紅、利尿劑,第四節(jié) 尿液的濃縮和稀釋,圖8-11 腎小管各段小管液滲透壓和流量的變化,低滲尿 高滲尿 每日尿量 多尿 少尿 無尿,一、尿液的稀釋 水多血漿晶體滲透壓 血管升 壓素（ADH）釋放 遠(yuǎn)曲小管和集 合管對水的重吸收 小管液的滲透 濃度進(jìn)一步 低滲尿。 飲大量清水后，尿的變化及機(jī)制？ 尿崩癥?,二、尿液的濃縮 缺水血漿晶體滲透壓ADH遠(yuǎn)曲小管和集合管對水的重吸收尿量尿液濃縮。 腎髓質(zhì)的滲透梯度現(xiàn)象,沙鼠,逆流系統(tǒng)模式圖,逆流交換作用示意圖,（一）逆流倍增,（二）髓質(zhì)滲透梯度形成的過程和機(jī)制,外髓滲透梯度： 髓袢升支粗段主動重吸收NaCl 形成的； 內(nèi)髓滲透梯度： 內(nèi)髓部集合管擴(kuò)散出的尿素 和髓袢升支細(xì)段擴(kuò)散出的NaCl 共同形成的；,三、直小血管在維持髓質(zhì)高滲中的作用 降支滲透壓低于髓質(zhì)： NaCl、尿素進(jìn)入降支， 水進(jìn)入髓質(zhì)。 升支滲透壓高于髓質(zhì)： NaCl、尿素進(jìn)入髓質(zhì)， 水進(jìn)入升支。 意義：只帶走髓質(zhì)中多余的溶質(zhì)和水，從而維 持髓質(zhì)的滲透梯度。,一、腎內(nèi)自身調(diào)節(jié) (一)小管液中溶質(zhì)的濃度對腎小管功能的調(diào)節(jié) 溶質(zhì)濃度滲透壓腎小管對水和 Na+重吸收尿量。 用可被腎小球?yàn)V過而不被腎小管重吸收的物質(zhì)增加腎小管溶質(zhì)濃度，達(dá)到利尿和消除水腫的目的，稱為 滲透性利尿。 例：糖尿病患者尿多；甘露醇利尿。,第五節(jié) 尿生成的調(diào)節(jié),(二) 球管平衡 1. 近端小管對Na+定比重吸收: 近端小管對溶質(zhì)(特別是Na+)和水的重吸收隨 腎小球?yàn)V過率變化而改變，腎小球?yàn)V過率， 近端小管對Na+和水的重吸收；反之亦然， 這種現(xiàn)象稱為球-管平衡。 近端小管中Na+和水的重吸收率總是占腎小球 濾過的65%70% ，稱為近端小管的定比重吸收。,2.機(jī)制: 腎小球?yàn)V過率小管旁Cap.網(wǎng)血流量 毛細(xì)血管Bp，血漿膠體滲透壓組織間液進(jìn)入Cap.間隙靜水壓腎小管重吸收 3.生理意義： 在于使尿中排出的Na+和水不會隨腎小球 濾過率的增減而出現(xiàn)大幅度的變化，從而保持尿量和尿鈉的相對穩(wěn)定。,二、神經(jīng)和體液調(diào)節(jié) (一)腎交感神經(jīng)的作用 激活腎血管受體腎血管收縮血漿流 量 腎小球?yàn)V過率 激活受體球旁細(xì)胞分泌腎素ang、 醛固酮 促進(jìn)NaCl和水重吸收和K+ 的分泌。 直接刺激近端小管和髓袢增加Na+、Cl- 和水的重吸收。,(二)血管升壓素（抗利尿激素） VP （ADH) 來源：下丘腦視上核和室旁核神經(jīng)元合成， 神經(jīng)垂體貯存、釋放。 作用： 升高血壓（V1受體） 提高遠(yuǎn)端小管和集合管對水的通透性； 機(jī)制：,ADH分泌的調(diào)節(jié)： 1.體液滲透壓（血漿晶體滲透壓） 血漿晶體滲透壓 興奮下丘腦滲透壓感受器 ADH分泌（如大量出汗；嚴(yán)重嘔吐；腹瀉） 大量飲清水血漿晶體滲透壓ADH水重 吸收 尿量 飲用大量清水引起尿量增加的現(xiàn)象， 稱為水利尿。,一次飲1L清水和飲1L等滲鹽水后的排尿率,2.血容量 血量過多 心肺感受器(+)迷走神經(jīng)(+) 下丘腦 ADH尿多 Bp正常壓力感受器ADH尿少 3.其他因素 惡心、疼痛、應(yīng)激刺激、低血糖、Ang II ADH 尿少 尼古丁、嗎啡 ADH 乙醇ADH尿多 下丘腦病變垂體ADH(尿崩癥),(三)腎素血管緊張素醛固酮系統(tǒng) 1.組成：血管緊張素原AngI AngII AngIII 腎素 ACE 醛固酮 2.AngII的功能： 對尿生成的調(diào)節(jié) 刺激近端小管對Na+的重吸收； 改變腎小球?yàn)V過率； 刺激腎上腺皮質(zhì)球狀帶分泌醛固酮； 刺激神經(jīng)垂體釋放ADH。,3.醛固酮的功能 來源：腎上腺皮質(zhì)球狀帶 作用：促進(jìn)遠(yuǎn)曲小管，集合管上皮細(xì)胞保 Na+、 保水和排K+。 機(jī)制：基因調(diào)控醛固酮誘導(dǎo)蛋白 生成管腔膜Na+通道，增加Na+通道數(shù)目,有利于 小管液中Na+向胞內(nèi)擴(kuò)散； 線粒體中合成ATP的酶，增加ATP，為基底側(cè)膜 Na+泵提供能量； 基底側(cè)膜上的鈉泵，加速Na+泵出，K+泵入，增 大胞內(nèi)與小管液之間的K+濃度差，有利于K+分泌。,4.腎素分泌的調(diào)節(jié)： 入球小A牽張刺激 到達(dá)致密斑Na+ 近球細(xì)胞腎素 腎交感神經(jīng)興奮 NE、E、PGE2、PGI2 AngII、VP、ANP、 內(nèi)皮素、NO,-,(四)心房鈉尿肽(ANP) （1）分泌部位: 由心房肌細(xì)胞合成和釋放的肽類激素。 （2）作用: 使血管舒張、促進(jìn)腎臟排鈉、排水。 對腎小球?yàn)V過率的影響：使血管平滑肌胞質(zhì) Ca2+, 使入球小A舒張，濾過率。 通過cGMP使集合管管周膜Na+通道關(guān)閉，抑制 NaCl重吸收。 抑制腎素、醛固酮、ADH的分泌;,第六節(jié) 清除率 一、定義和計(jì)算方法 兩腎在單位時(shí)間(1 min)內(nèi)，能將 多少毫升血漿中的某物質(zhì)完全清除出 去，這個(gè)被完全清除了該物質(zhì)的血漿 毫升數(shù)，稱為該物質(zhì)的清除率 （clearance, C)。,Cx =,Ux(尿中濃度)V(每分尿量),Px(血漿中濃度),Ux (尿中濃度)V (每分尿量) = Px (血中濃度) Cx,Ux:mg/100ml V:ml/min Px:mg/100ml,二、測定清除率的意義 (一) 測定腎小球?yàn)V過率(GFR) 1. 菊粉(inulin)既不重吸收，也不分泌。 UInV= GFR PIn,UInV,PIn,GFR=,= CIn = 125ml/min,2.內(nèi)生肌酐清除率： (1)組織代謝所產(chǎn)生的肌酐為內(nèi)生肌酐。 (2)內(nèi)生肌酐清除率的值很接近GFR，臨 床上常用其推測GFR。 (3)測定前，禁食肉類；避免劇烈運(yùn)動。,尿肌酐濃度(mg/L)尿量(L/24h),=,血漿肌酐濃度(mg/L),內(nèi)生肌酐 清除率,(二)測定腎血流量 選定經(jīng)腎循環(huán)一周可被完全清除(濾過和分泌)，在腎靜脈中濃度接近為零的物質(zhì): 碘銳特diodrast 對氨基馬尿酸para