動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡課件

4.2動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡調(diào)節(jié)動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡第一節(jié)概述第二節(jié)無脊椎動物的排泄和水鹽平衡器官及其機(jī)能第三節(jié)脊椎動物的排泄系統(tǒng)第四節(jié)脊椎動物的特殊排泄器官動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡第一節(jié)概述?排泄和水鹽平衡?主要代謝終產(chǎn)物?排泄途徑?排泄器官動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡第一節(jié)概述一、排泄和水鹽平衡（一）概念排泄(excretion)——指機(jī)體代謝過程中產(chǎn)生而不為機(jī)體所利用或有害的一些代謝終產(chǎn)物、多余的水份和無機(jī)鹽以及進(jìn)入機(jī)體的異物（如藥物）等排出體外的過程。生理學(xué)中，排泄是通過某些排泄器官將上述物質(zhì)從循環(huán)血液向體外轉(zhuǎn)運(yùn)過程。水鹽平衡——指體內(nèi)水分和鹽類含量的穩(wěn)定。（二）排泄的意義1、排除體內(nèi)代謝廢物2、調(diào)節(jié)水鹽平衡，維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡第一節(jié)概述（二）含氮廢物的排泄

NH3——毒性高、通透性高、易溶于水尿素——毒性較低、易溶于水尿酸——毒性低、微溶于水二、主要代謝終產(chǎn)物（一）三大營養(yǎng)物質(zhì)代謝終產(chǎn)物完全氧化糖類、脂類CO2+H2O

蛋白質(zhì)氨基酸H2O+CO2+NH2

核酸尿酸、尿素、NH3等

NH3NH2尿素尿酸動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡第一節(jié)概述三、排泄途徑（一）體表或皮膚排出（二）由消化道隨糞便排出（三）由呼吸表面或肺排出（四）排泄器官四、排泄器官（一）一般排泄器官無脊椎動物——伸縮泡、腎器官、馬氏管、觸角腺脊椎動物——腎臟（二）特殊排泄器官鰓、直腸腺、鹽腺動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡第二節(jié)無脊椎動物的排泄和水鹽平衡器官及其機(jī)能伸縮泡（contractilevacuole）原腎型（pronephridiumtype）

后腎型（ｍetanephridiumtype）

馬氏管（malpighiantubules）動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡一、伸縮泡主要機(jī)能——調(diào)節(jié)水鹽平衡其次——排除代謝廢物（主要由體表排除）二、原腎型特點(diǎn)——多分支細(xì)管、分支末端有焰細(xì)胞主要機(jī)能——保持水鹽平衡其次——排除代謝廢物（主要由體表排除）三、后腎型特點(diǎn)——不分支、兩端開口，有豐富的血管網(wǎng)包繞排泄物來源——體腔液、血液四、馬氏管特點(diǎn)——細(xì)管末端封閉，基端開口于消化管。機(jī)能——回收水分及鹽分，排尿酸動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡

體液：細(xì)胞內(nèi)外的液體統(tǒng)稱為體液。滲透壓：溶液的滲透壓是指溶液中溶質(zhì)顆粒吸取膜外水分子的一種力量。滲透壓的大小主要取決于體液中各種鹽類的總濃度。滲透壓調(diào)節(jié)：主要是指動物體內(nèi)的水鹽平衡。體液中含有各種不同的離子。體液的離子濃度組成和滲透壓的穩(wěn)定保證了動物體內(nèi)的水鹽平衡。動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡

第二節(jié)無脊椎動物的排泄器官及機(jī)能一、伸縮泡是原生動物調(diào)節(jié)水鹽平衡，同時也是排泄代謝廢物的細(xì)胞器。伸縮泡主要功能是調(diào)節(jié)胞內(nèi)水分，廢物的調(diào)節(jié)主要通過體表排除的。多細(xì)胞動物中，只有淡水海棉的變形細(xì)胞和領(lǐng)細(xì)胞中存在伸縮泡動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡伸縮泡伸縮泡周圍有數(shù)條收集管，與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相通，通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)收集細(xì)胞多余的水分和代謝產(chǎn)物，送入伸縮泡經(jīng)開口排出體外。動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡二、原腎型排泄器官

扁形動物、假體腔動物的排泄方式為原腎型排泄器官。原腎型排泄器官的特點(diǎn)：（1）由外胚層內(nèi)陷形成。（2）排泄系統(tǒng)的開口旨在體表，體內(nèi)沒有開口。（3）排泄管在排泄的過程中，回收其中的K+、CL-，排出從體表滲入體內(nèi)的過多水分，以保持體液的穩(wěn)定，保持動物體內(nèi)水鹽平衡。（4）原腎系統(tǒng)：由外胚層形成的排泄管分布在身體兩側(cè)，排泄管有許多分支構(gòu)成網(wǎng)狀。排泄管末端代謝產(chǎn)物和水進(jìn)入排泄管，由排泄管在體表的開口排到體外

帽狀細(xì)胞（有若干鞭毛不停擺動）

管狀細(xì)胞（有很多微孔）動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡原腎系統(tǒng)原腎管是由身體兩側(cè)外胚層陷入形成的，通常由具許多分支的排泄管和焰細(xì)胞構(gòu)成，由排泄孔通體外。焰細(xì)胞鞭毛管狀細(xì)胞動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡三、后腎型排泄器官

具有真體腔的無脊椎動物，如軟體動物、環(huán)節(jié)動物和節(jié)肢動物等都有體腔和循環(huán)系統(tǒng)。體腔和循環(huán)系統(tǒng)都參與排泄廢物的活動。他們的排泄器官稱為腎管或后腎管。（1）后腎型排泄器官的特點(diǎn)：①結(jié)構(gòu)與原腎不同，腎管不是由管細(xì)胞和帽細(xì)胞構(gòu)成，而是由中胚層和外胚成構(gòu)成。②后腎一端開口在體腔內(nèi)，另一端開口在體表

動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡③如軟體動物：腎基本是管狀構(gòu)造，由中胚層和外胚層共同發(fā)生。后腎一端開口在圍心腔，稱為腎口或內(nèi)腎口；另一端開口在外套腔，稱為腎孔或外腎孔。腎口具纖毛，可收集體腔中的代謝產(chǎn)物。腎口之后是腎臟的腺體部分，有很多血管，血液中的代謝產(chǎn)物可通過滲透作用進(jìn)入腎臟，經(jīng)膀胱由排泄孔排出體外。軟體動物的腎一般是成對出現(xiàn)，但腹足類的腎臟不對稱。動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡④節(jié)肢動物：有些種類的排泄器官是與后腎同源的腺體結(jié)構(gòu)，這些腺體一般為囊狀結(jié)構(gòu)，一端是排泄孔，開口在體表與外界相通，另一端是盲端，相當(dāng)于體腔囊與體腔（見節(jié)肢動物門）。如甲殼類的綠腺、腭腺，蛛形綱的基節(jié)腺等都屬于這類結(jié)構(gòu)的排泄器官。動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡腎內(nèi)腎孔外腎孔開口于外套腔動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡后腎型綠腺動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡4.馬氏管馬氏管是節(jié)肢動物中昆蟲綱、多足綱中存在的排泄器官，在蛛形綱中，除基節(jié)腺外也有馬氏管。（1）特點(diǎn)：與后腎管不同，馬氏管是發(fā)生在終腸和回腸交界處的單層細(xì)胞的盲管。分布在血淋巴液的混合體腔中，馬氏管的滲透作用使水通過管壁與代謝產(chǎn)物形成尿，同時又可以在馬氏管的后端對水分和離子進(jìn)行重吸收，代謝產(chǎn)物最終形成尿酸，經(jīng)后腸從肛門排出體外。昆蟲對水分的充分利用和主要以尿酸為主排泄的形式，是對陸地生活環(huán)境的高度適應(yīng)。動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡第三節(jié)脊椎動物的排泄系統(tǒng)脊椎動物的排泄系統(tǒng)

脊椎動物的腎臟

尿的生成

腎臟對水鹽平衡的調(diào)節(jié)

尿液的排出動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡一、脊椎動物的排泄系統(tǒng)1、大體結(jié)構(gòu)泌尿器官腎臟輸尿器官輸尿管膀胱尿道（哺乳類）2、泄殖腔（cloaca）——腸末端略膨大處，輸尿管和生殖管均開口于此腔，故此腔是糞、尿和生殖細(xì)胞共同排出的地方，以單一的泄殖腔孔開口于體外。3、泄殖竇（urogenitalsinus）——輸尿管和生殖管匯合的略膨大處，以泄殖孔開口于體外，腸管單獨(dú)以肛門開口于體外。動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡第三節(jié)脊椎動物的排泄系統(tǒng)二、脊椎動物的腎臟（一）功能1、泌尿排除代謝廢物及進(jìn)入體內(nèi)有害物質(zhì)2、維持內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn)定3、分泌生物活性物質(zhì)腎素、紅細(xì)胞生成素、VD3、前列腺素動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡二、脊椎動物的腎臟（二）結(jié)構(gòu)1、內(nèi)部結(jié)構(gòu)腎實(shí)質(zhì)2、組織結(jié)構(gòu)皮質(zhì)

髓質(zhì)腎錐體、腎乳頭、腎小盞、腎大盞、腎孟腎實(shí)質(zhì)皮質(zhì)髓質(zhì)集合管：重吸收、分泌、濃縮尿、原尿終尿腎單位腎小體腎小管腎小球（血管球）

腎小囊（鮑氏囊）臟層囊層

壁層近曲小管遠(yuǎn)曲小管髓袢動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡第三節(jié)脊椎動物的排泄系統(tǒng)二、脊椎動物的腎臟（三）腎血液循環(huán)特點(diǎn)1、腎血流量大——生成尿的物質(zhì)基礎(chǔ)2、腎小球毛細(xì)血管壓較高——利于血漿成分的濾出3、腎小管周圍毛細(xì)血管網(wǎng)是低壓系統(tǒng)——利于腎小管的重吸收作用動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡三、尿的生成（一）腎小球的濾過作用1、腎小球?yàn)V過膜

2、腎小球?yàn)V過作用的決定因素（1）濾過膜的通透性和總濾過面積選擇性通透性——決定濾液性質(zhì)很大影響尿量（2）有效濾過壓腎小球有效濾過壓=腎小球毛細(xì)血管血壓–（腎囊內(nèi)壓+血漿膠體滲透壓）入球小動脈端=45mmHg–(10mmHg+25mmHg)＝10mmHg出球小動脈端=45mmHg–(10mmHg+35mmHg)＝0mmHg毛細(xì)血管內(nèi)皮層有50～100nm小孔基膜有微細(xì)纖維網(wǎng)孔腎小囊臟層上皮細(xì)胞突起間裂隙動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡三、尿的生成（二）腎小管和集合管的重吸收作用濾液中的水分和各種物質(zhì)全部或部分地被腎小管、集合管上皮吸收回血液的過程。1、特點(diǎn)選擇性重吸收2、意義避免營養(yǎng)成分損失，減少代謝廢物潴留（三）腎小管和集合管的分泌作用小管上皮細(xì)胞的主動活動過程1、分泌小管上皮細(xì)胞通過新陳代謝，將所產(chǎn)生的物質(zhì)排放到小管液中的過程。如H+、NH32、排泄小管上皮細(xì)胞消耗能量將血液中的某些物質(zhì)主動轉(zhuǎn)運(yùn)到小管液的過程。如某些藥物、部分肌酐等動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡第三節(jié)脊椎動物的排泄系統(tǒng)四、尿液的排出五、腎臟對水鹽平衡的調(diào)節(jié)哺乳動物腎單位中髓袢長度與尿濃度相關(guān)魚類淡水硬骨魚——腎小體多、腎小球毛細(xì)血管壓高、腎小管重吸收鹽分鰓擴(kuò)散排氨大量低滲尿海洋硬骨魚——腎小球少或消失泌尿量極少海洋軟骨魚——血液中含2.5%尿素，腎結(jié)構(gòu)同淡水硬骨魚兩棲類腎結(jié)構(gòu)同淡水硬骨魚相似動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡第四節(jié)脊椎動物的特殊排泄器官一、特殊排泄器官的作用（腎外排鹽器官）排出多余的鹽類，維持滲透壓的相對穩(wěn)定二、種類魚類海洋硬骨魚鰓部泌鹽細(xì)胞（氯細(xì)胞）海洋軟骨魚直腸腺爬行類和鳥類鹽腺動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡4.2.1.2脊椎動物的排泄器官排泄器官：由腎臟、輸尿管、膀胱和尿道組成腎的結(jié)構(gòu)：依次為皮質(zhì)、髓質(zhì)和腎盂三部分。腎單位：是腎的功能單位，位于腎的皮質(zhì)和髓質(zhì)內(nèi)。腎單位腎小管集合小管集合管腎盂和輸尿管腎小體

腎小管腎小球

腎小囊動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡(一)腎單位和集合管腎小體腎小球腎小囊腎小管近球小管髓袢細(xì)段遠(yuǎn)球小管近曲小管袢降粗段袢降細(xì)段袢升細(xì)段袢升粗段遠(yuǎn)曲小管動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡膀胱內(nèi)尿量↑→內(nèi)壓驟然↑膀胱壁牽張感受器興奮骶髓初級排尿中樞膀胱逼尿肌收縮膀胱頸和內(nèi)括約肌松馳尿液進(jìn)入尿道骶髓初級排尿中樞尿道外括約肌松弛尿液排出體外正反饋盆N盆N盆N盆N陰部N傳出沖動↓腦橋、中腦和皮層

排尿反射動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡4.2.2排泄的一般機(jī)理排泄：是指排除代謝廢物的過程。排泄與排遺不同。動物中一些過剩的離子是隨糞便排出的，如Ca+、Fe+,但因?yàn)樗鼈兪羌?xì)胞代謝過程產(chǎn)生的，所以也叫排泄，而不是排遺。動物代謝過程中，蛋白質(zhì)等產(chǎn)生的含氮廢物由排泄系統(tǒng)排出體外。動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡4.2.2.1動物的排泄機(jī)理無脊椎動物后腎排泄（環(huán)節(jié)動物）馬氏管排泄按體腔排列消化道中腸與后腸之間發(fā)出的許多單層細(xì)胞的盲管。腎管的一端開口于體腔，末端通到體表的排泄孔；腎管上密布毛細(xì)血管。馬氏管浸在混合體腔的血淋巴液中，管外壁有肌纖維，可使馬氏管蠕動。腎口的纖毛擺動可將尿素、氨等代謝廢物的體腔液送入腎管；細(xì)管部分可與毛細(xì)血管直接進(jìn)行物質(zhì)交換。提高代謝廢物的濃度。加上血液的回收作用，腎管與體腔液中的成分已大不相同馬氏管能向管內(nèi)分泌Na+、K+、Ca+、Mg+等離子和小分子的有機(jī)物，也能夠主動吸收水、Na+、K+等，不能被吸收的大分子物質(zhì)形成尿酸動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡脊椎動物的排泄機(jī)理（以人為例）

血漿和尿成分比較

成分血漿（g%)

尿（g%)水90蛋白質(zhì)8葡萄糖0.1Na+0.33K+0.02Cl-0.37H2PO4-0.004HPO4-尿素0.03尿酸0.004肌酐0.001氨0.000196000.350.150.60.151.80.050.10.04動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡尿的生成過程：1.腎小球的濾過作用2.腎小管和集合管的重吸收作用3.腎小管和集合管的分泌作用動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡腎小球的濾過功能動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡濾過的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡外層中層內(nèi)層水分子陽離子葡萄糖小分子陰離子白蛋白濾過屏障——濾過膜動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡

入球端有效濾過壓=6.0–(2.67+1.33)=2.0kPa(15mmHg)＞0有濾液生成

出球端

有效濾過壓

=6.0–(4.67+1.33)=0kPa(0mmHg)≤0無濾液生成濾過的動力有效濾過壓=毛細(xì)血管壓-（血漿膠體滲透壓+囊內(nèi)壓）動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡三、腎小管與集合管的分泌和重吸收

●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。

●分泌:指小管上皮細(xì)胞將自身代謝產(chǎn)物排入管腔的過程。動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡●重吸收和分泌的證據(jù)：①比較下表原尿與終尿中成分的質(zhì)和量可見：

蛋白質(zhì)、葡萄糖原尿中有→終尿中無(=重吸收)；

肌酐、氨原尿中微量→終尿中大量(=分泌)。②比較原尿與終尿量：原尿量=125ml/min×60×24=180L/d終尿量=1-2L/d(=重吸收)

血漿、原尿和終尿主要成分比較(g/L)

成分血漿原尿終尿濃縮倍數(shù)水9009809601.1蛋白質(zhì)80微量0-葡萄糖110-Na+3.33.33.51.1Cl-3.73.76.01.6K+0.20.21.57.5

尿酸0.020.020.525.0

尿素0.30.320.067.0

肌酐0.010.011.5150.0

氨0.0010.0010.4400.0動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡●重吸收的方式

被動：單純擴(kuò)散易化擴(kuò)散主動：(原發(fā)主動、繼發(fā)主動)

泵協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)基側(cè)膜動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡尿液濃縮、稀釋的過程和機(jī)制

研究發(fā)現(xiàn)，尿液的濃縮和稀釋決定于：①髓袢、集合管U形結(jié)構(gòu)的逆流系統(tǒng)（結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)）；②腎髓質(zhì)高滲梯度的狀況(先決條件)；③血液ADH的濃度（對水重吸收的調(diào)節(jié)作用）。動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡尿液生成的調(diào)節(jié)一、腎血流量的調(diào)節(jié)（一）腎血流量的自動調(diào)節(jié)（二）腎血流量的神經(jīng)---體液調(diào)節(jié)二、腎小管活動的調(diào)節(jié)（一）抗利尿激素的作用（二）醛固酮的作用動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡二、腎小管活動的調(diào)節(jié)

(一)抗利尿激素1.刺激ADH分泌的因素：血漿晶體滲透壓↑(1-2％)中樞滲透壓感受器循環(huán)血量↓(5-10％)ABp↓AⅡ、低血糖疼痛、應(yīng)激心房容量感受器動脈壓力感受器下丘腦視上核(主)

室旁核(次)中樞滲透壓感受器血漿晶體滲透壓↓(1-2％)心房容量感受器動脈壓力感受器循環(huán)血量↑(5-10％)ABp↑心房鈉尿肽ADH垂體后葉下丘腦-垂體束++--++--++--+—動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡2.ADH對尿生成的調(diào)節(jié)作用：ADH與遠(yuǎn)曲小管和集合管的管周膜V2受體結(jié)合激活腺苷酸環(huán)化酶c-AMP↑激活蛋白激酶A水通道從胞漿鑲嵌到管腔膜上水重吸收↑內(nèi)髓集合管尿素通透性↑袢升粗段主動重吸收NaCl內(nèi)髓高滲梯度↑尿濃縮↑尿量↓適宜刺激下丘腦釋放ADH血液ADH動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡(二)腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)(RAAS)1.腎素分泌的刺激因素；

2.血管緊張素對尿生成的調(diào)節(jié)；

3.醛固酮分泌的刺激因素

4.醛固酮對尿生成的調(diào)節(jié)；動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡一、神經(jīng)體液調(diào)節(jié)

(一)腎交感神經(jīng)的作用:

腎交感N興奮(運(yùn)動、高溫、大出血、缺O(jiān)2、劇痛)→釋放NE：①激活α受體→入球與出球小A收縮(收縮程度：A入＞A出)→腎毛細(xì)血管壓↓、腎血漿流量↓→有效濾過壓↓→GFR↓；②激活α受體→近端小管和髓袢上皮細(xì)胞重吸收水和NaCl↑；③激活β受體→近球細(xì)胞釋放腎素→血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)↑→遠(yuǎn)曲小管和集合管對水、NaCl的重吸收↑。動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡高滲尿與低滲尿高滲尿：尿的滲透壓高于血漿滲透壓時，稱為高滲尿。低滲尿：尿的滲透壓低于血漿滲透壓時，稱為低滲壓。鳥類與哺乳類能夠產(chǎn)生高滲尿。一般髓袢越長，伸入到腎髓質(zhì)越深，則腎的濃縮能力也越強(qiáng)。沙漠中的哺乳動物髓袢很長，形成尿的濃度相當(dāng)高。動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡動物體內(nèi)三大營養(yǎng)物質(zhì)的代謝糖、脂肪CO2+H2O蛋白質(zhì)

完全氧化碳鏈CO2+H2O氨基轉(zhuǎn)氨或脫氨

NH3、尿素、尿酸

排出體外谷氨酸動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡4.2.2.2水生動物的一般排泄方式水生動物代謝產(chǎn)生的NH3可直接通過細(xì)胞膜透過體表而溶于外界水中。有一部分NH3被水稀釋，毒性減弱后從排泄系統(tǒng)排出。水生動物尿中含氮廢物主要是NH3。NH3的排出必須相伴有大量的水。動物的排泄和體內(nèi)水鹽平衡4.2.2.3

陸生動物的一般排泄方式陸生哺乳動物代謝產(chǎn)生的氨主要以尿素