临床生理学第八章尿的生成和排出课件.ppt
2022/11/6,尿的生成和排出,第八章,2022/10/10尿的生成和排出第八章,肾功能解剖和肾血流量肾小球的滤过功能 肾小管和集合管的物质转运功能尿液的浓缩和稀释尿的生成调节清除率尿的排放,主要内容,肾功能解剖和肾血流量主要内容,日常生活中有许多非常有趣的事，比如人一天生活中有“三不留”，同学们知道是什么吗？,思考,日常生活中有许多非常有趣的事，比如人一天生活中有“,人体在生命活动中会产生哪些废物？,二氧化碳 粪便 多余的水 尿素,人体在生命活动中会产生哪些废物？二氧化碳 粪便,我们人体将如何处理这些废物呢？,排泄：机体将 代谢终产物、 过剩及有害的 物质，经血液 循环，通过排 泄器官排至体外的过程。,我们人体将如何处理这些废物呢？排泄：机体将,呼气,出汗排尿,排便,（细胞内产 生的废物）,（不能被消化吸收的食物残渣）,肺,皮 肤,肾,主要器官,大肠、肛门,主要成分,(其中最主要的途径是排尿！),代谢废物的四条主要排出途径,尿素二氧化碳多余的水无机盐粪便呼气出汗排 泄排 遗排便（细胞,（一）泌尿功能排泄功能：代谢产物、药物、毒物；调节细胞外液量和血液的渗透压调节水、电解质和酸碱平衡。（二）内分泌功能 1.肾素 2.促红细胞生成素 3.羟化的维生素D3,肾脏的主要功能,肾脏是机体内最重要的排泄器官，也是维持和调节机体内环境稳态的重要器官。,（一）泌尿功能肾脏的主要功能肾脏是机体内最,肾脏,输尿管,膀胱,尿道,泌尿系统,（形成尿液）,（输送尿液）,（暂时贮存尿液）,（排出尿液）,从功能上看，哪个器官是泌尿系统最重要的器官？,肾脏！,第一节 肾的功能解剖和肾血流量,一、肾的功能解剖,肾脏输尿管膀胱尿道泌尿系统（形成尿液）（输送尿液）（暂时贮存,组成肾脏的基本单位叫肾单位,(一)肾单位(nephron)构成,每个肾脏由100多万个肾单位组成,组成肾脏的基本单位叫肾单位(一)肾单位(nephron)构成,肾单位的结构,肾小球（毛细血管球）肾,肾单位的结构,肾小囊（漏斗状）,肾肾小囊（漏斗状）,细,肾小管（细长，外缠毛细血管）,肾单位的结构,细肾小管（细长，外缠毛细血管）肾,肾单位的结构,肾小球,肾小囊,肾小管,肾单位,肾小囊壁和肾小管壁为单层细胞,集合管,肾肾小球肾小囊肾小管肾肾小囊壁和肾小管壁为单层细胞集合管,肾单位（nephron)和集合管(collecting duct),肾小球 (毛细血管球)肾小囊 (内层、囊腔、外层),近端小管髓袢细段远端小管,近曲小管髓袢降支粗段,髓袢降支细段髓袢升支细段,髓袢升支粗段远曲小管,肾小体肾小管,1.肾单位的结构,肾单位（nephron)和集合管(collecting du,2.肾单位分类：二种肾单位,15,皮质肾单位：外皮质和中皮质近髓肾单位：内皮质,2.肾单位分类：二种肾单位151.2.皮质肾单位：外皮质和中,皮质肾单位和近髓肾单位的比较,皮质 8090% 近髓15,分布 髓袢入/出球A口径比出球小动脉分支,中、外皮质层短2：1管周围毛细血管网滤过和重吸收,内皮质层长1：1网状血管U型直小血管尿的浓缩和稀释,功能特点,皮质肾单位和近髓肾单位的比较 皮质 8090%,（二）球旁器：三种细胞组成，皮质肾单位,（二）球旁器：三种细胞组成，皮质肾单位,1.球旁细胞(颗粒细胞或近球细胞)：入球和出球小A中特殊分化的平滑肌细胞，内含分泌颗粒，合成储存和分泌肾素。,1.球旁细胞(颗粒,2.致密斑 远曲小管起始部,特殊分化的高柱状上皮细胞；能感受小管中的Nacl含量变化，并将信息传递至球旁细胞调节肾素的释放。,Na+,2.致密斑 Na+,3.球外系膜细胞位于出、入球小动脉和致密斑之间的一群细胞有吞噬和收缩功能。,3.球外系膜细胞,(三) 肾脏的神经支配,肾交感神经来源:胸12 - 腰2节后纤维：NE兴奋效应: 调节肾血流量、GFR、肾小管重吸收和肾素释放等,副交感神经 至今未发现有支配,(三) 肾脏的神经支配肾交感神经副交感神经,(四) 肾的血管分布,来源:腹主A肾A叶间A-弓状A小叶间A - 入球小A特点: 经过两次毛细血管网 肾小球毛细血管网 出球小A 肾小管周围毛细血管网,(四) 肾的血管分布来源:腹主A肾A叶间A-,管周毛细血管网,肾小球毛细血管网,直小血管,管周毛细血管网肾小球毛细血管网直小血管,二、肾的血流量特点及其调节,（一）肾血流量特点,肾血流量大但分布不均两套毛细血管网肾小球毛细血管网压力高，有利于滤过肾小管周围毛细血管网压力低，有利于重吸收直小管利于维持髓质高渗,二、肾的血流量特点及其调节（一）肾血流量特点肾血流量大但分布,（二）肾血流量的调节,（1）肾血流量的自身调节(auto-regulation),肾动脉灌注压在：80 180mmHg范围内波动时，肾血流量维持相对恒定，GFR保持相对稳定 。 意义：自身调节使肾血流量与肾泌尿功能相适应。,（二）肾血流量的调节（1）肾血流量的自身调节(auto-re,肌源性机制（myogenic mechanism),入球小动脉平滑肌的舒缩与跨壁压直接相关。,动脉压血管平滑肌收缩血流阻力,动脉压血管平滑肌舒张血流阻力,罂粟碱可抑制平滑肌的活动,肌源性机制（myogenic mechanism)入球小动脉,管球反馈（Tubuloglomerular feedback）,肾血流量和肾小球滤过率小管液流量、Na+、Cl-致密斑肾素入球和出球小动脉收缩肾血流量和肾小球滤过率恢复,小管液的流量变化影响肾小球滤过率和肾血流量的现象。,意义：保持肾血流、肾小球滤过率、小管液相对恒定,反馈抑制,管球反馈（Tubuloglomerular feedbac,（2）肾血流量的神经和体液调节,神经支配：肾交感神经NE肾血管收缩肾血流体液因素：NE、E、VP、A肾血管收缩肾血流量PG、NO、缓激肽肾血管舒张肾血流量意义：运动或异常（如高温、出血缺氧时）：通过神经、体液调节使血流量减少，保证重要器官的血流供应。,（2）肾血流量的神经和体液调节 神经支配：,总 结通常情况下，在一般的血压变动范围内，肾主要靠自身调节来保持血流量的相对稳定，维持正常的泌尿功能。紧急情况下，全身血液重新分配，通过交感神经及交感肾上腺素等的作用来减少肾血流量，使血液分布到心脑等重要器官。,总 结,第二节 肾小球的滤过功能,泌尿过程： 肾小球滤过(filtration) 肾小管和集合管重吸(reabsorption) 肾小管和集合管分泌(secretion),转运功能,第二节 肾小球的滤过功能泌尿过程：转运功能,滤过的实验证据,肾小囊微穿刺抽取液体分析发现,除蛋白质外，所含的成分及其浓度与血浆基本一致,而且渗透压和pH值也与血浆近似。 原尿 = 血浆的超滤液。,滤过的实验证据 肾小囊微穿刺抽取液体分析发现,除蛋白质外，,肾小球滤过率：（glomerular filtration rate，GFR）体表面积为1.73cm2,每分钟两肾生成的超滤液：约为125ml/min，180L/d临床上用GFR评价肾功能 滤过分数：（filtration fraction，FF）肾小球滤过率与每分钟的肾血浆流量的比值125/660*100%=19%,肾小球滤过率：,一、滤过的结构基础滤过膜P241滤过膜是肾小球毛细血管腔与肾小囊腔之间的结构。,三层构成：1、毛细血管内皮细胞层（内）2、基膜层（中）：机械屏障的最主要部分3、肾小囊脏层足细胞的足突（外）,血管内皮内皮下基膜足细胞足突,一、滤过的结构基础滤过膜P241三层构成：血管内,三层滤过膜:Cap内皮细胞层： 窗孔70-90nm基膜层： 网孔2-8nm肾小囊足细胞层：裂孔4-11nm,机械屏障,机械屏障：被滤过物质的分子直径大小（4.0-8.4nm）主要电荷屏障：被滤过物质所带的电荷（滤过膜糖蛋白带负电荷）,三层滤过膜:机械机械屏障：被滤过物质的分子直径大小（4.0-,促进滤过的动力： 肾小球毛细血管血压 肾小囊内液的胶渗压 阻止滤过的阻力： 血浆胶渗压 肾小囊内压,二、有效滤过压（effective filtration pressure）,二、有效滤过压,滤过的动力-有效滤过压,有效滤过压=（毛细血管压+囊内胶渗压）-（血浆胶渗压+囊内压）,有效滤过压=毛细血管压-（血浆胶体渗透压+囊内压）,入球端有效滤过压=45 (25+10) =10(mmHg）0有滤液生成,出球端 有效滤过压 =45 (35+10) = 0(mmHg) 0无滤液生成,滤过的动力-有效滤过压有效滤过压=（毛细血管,越近入球小A，有效滤过压越大。滤过阻力=滤过动力时，达滤过平衡，滤过停止。,越近入球小A，有效滤过压越大。,三、影响肾小球滤过的因素,(一) 肾小球毛细血管压全身血压在 80-180 mmHg范围内, 滤过率保持不变。在大失血的时候下降。,(二) 肾小球囊内压各种原因引起的输尿管阻塞时可增高，有效率过压降低，肾小球滤过率降低。,三、影响肾小球滤过的因素(一) 肾小球毛细血管压(二) 肾小,(三) 血浆胶体渗透压 全身白蛋白浓度明显时（如静脉快速输液）： 血浆胶体渗透压, 有效滤过压。 (四) 肾血浆流量 对GFR影响较大, 主要影响滤过平衡的位置。肾血浆流量, 毛细血管胶体渗透压减慢, 滤过平衡点靠近出球端。,(三) 血浆胶体渗透压,（五）滤过系数：（filtration coefficient, Kf) 是指在单位有效滤过压的驱动下，单位时间内经过滤过膜的滤液量。 Kf=滤过膜的有效通透系数滤过膜面积两肾滤过膜1.5m2。急性肾小球肾炎时，肾小球毛细血管狭窄或阻塞，少尿或无尿。,（五）滤过系数：（filtration coefficien,第三节 肾小管与集合管的物质转运功能,肾小管与集合管的转运功能是指重吸收和分泌作用。重吸收（ Reabsorption ）:指小管上皮细胞将物质从原尿中重新转运到血液中的过程。分 泌（ Secretion ）:指小管上皮细胞将自身代谢产物排入管腔中的过程。,第三节 肾小管与集合管的物质转运功能肾小管与集合管的转运功能,一、肾小管和集合管重吸收的特点,血浆 肾小球、肾小囊超滤液（原尿）180L 肾小管小管液 肾小管、集合管后 终尿 1.5L,重吸收率:99%,一、肾小管和集合管重吸收的特点 血浆重吸收率,二、肾小管和集合管的物质转运方式,（一）被动转运：渗透、扩散（单纯和易化）、溶剂拖曳等。（二）主动转运：原发主动: 钠泵、氢泵等继发主动：Na+- K+-2Cl-和Na+-葡萄糖 同向转运Na+- K+ 和Na+- H+-逆向转运,二、肾小管和集合管的物质转运方式 （一）被动转运：,两种转运途径：,跨细胞途径（transcellular pathway） 细胞旁路（paracellular pathway）,两种转运途径： 跨细胞途径,三、肾小管和集合管中各种物质的重吸收与分泌,三、肾小管和集合管中各种物质的重吸收与分泌,1.近端小管：吸收65-70% 前半段跨细胞主动重吸收过程：2/3,H2O随溶质重吸收, Cl-未被吸收。,基底侧膜：钠泵 管腔膜： .Na+分别与G、AA等同向转运； .Na+与H+逆向偶联转运。,前半段重吸收机制：继发性主动转运,H2O,(一)Na+、Cl-、H2O的重吸收,H2O随溶质重吸收, Cl-未被吸收。 基底侧膜：钠泵前半,后半段：Na+、Cl-被动吸收（细胞旁途径）1/3,近端小管后半段NaCl重吸收示意图,H2O,Cl-顺浓度梯度经紧密连接进入细胞间隙， Cl-被动重吸收。Na+顺电位梯度经紧密连接进入细胞间隙，Na+被动重吸收。,H2O随着溶质通过紧密连接途径重吸收,后半段：Na+、Cl-被动吸收（细胞旁途径）1/3近端小管后,近曲小管Na+重吸收的泵-漏模式：,细胞间隙内Na+渗透压,细胞间隙内静水压,部分Na+和H2O回漏入管腔内,上皮细胞的紧密连接被撑开,管腔膜Na+易化扩散进入上皮细胞内,管周膜Na+泵将Na+泵出上皮细胞,H20顺渗透压进入上皮细胞间隙,近曲小管Na+重吸收的泵-漏模式： 细胞间隙内Na+,Na+、Cl-、H2O重吸收,Na+K+Cl-,水,髓袢降支细段：对Na+、 Cl-不通透对水高度通透：水经水通道以渗透方式重吸收小管内渗透压。,髓袢升支细段：对水不通透对Na+、Cl-高度通透：顺浓度差被动重吸收小管内渗透压渐。,Na+,2.髓袢：Na+、Cl- 约20%，15%水。,Cl-,髓,Na+、Cl-、H2O重吸收Na+水髓袢降支细段：对Na+,髓袢升支粗段：小管液为低渗液。是NaCl在髓袢重吸收的主要部位。能以Na+K+2Cl-同向转运体方式的继发主动转运。对水不通透。,Na+、Cl-、H2O重吸收,Na+,Ca2+,K+,髓袢升支粗段：Na+、Cl-、H2O重吸收Na+,Ca2+,同向转运体模式:,管腔膜：Na+-K+-2Cl-同向转运体。进入细胞内的：Na+由管周膜Na+泵泵出，Cl-经Cl-通道进入组织间液K+经管腔膜K+通道返回小管,Cl-在髓袢升支粗段是逆电位差主动重吸收的。,同向转运体模式:管腔膜：Na+-K+-2Cl-同向转运体。,临床髓袢利尿剂：应用哇巴因选择性阻断Na+泵时，Cl-和Na+的重吸收就明显减少。,呋塞米（速尿），高效利尿药，作用于髓袢升支粗段的同向转运体， NaCl重吸收就明显减少。,临床髓袢利尿剂：呋塞米（速尿），高效利尿药，作用于髓袢升支,3.远端小管和集合管,（1）远曲小管始段 Na+-Cl-同向转运体，基底侧膜上有Na+ 泵； 噻嗪类利尿药（双氢克尿噻）抑制Na+-Cl- 同向转运体。远曲小管始段对水相对不通透。,Na+、Cl-、H2O重吸收,噻嗪类利尿药,3.远端小管和集合管（1）远曲小管始段 Na+、Cl-、H2,(2)远曲小管后段和集合管：主细胞： 重吸收：Na+和水 Cl-（细胞旁途径） 分泌：K+（与Na重吸收密切相关）闰细胞：主动分泌H+。,负电位,Cl-,(2)远曲小管后段和集合管：负电位Cl-,影响远曲小管和集合管重吸收的因素：1.氨氯吡咪（阿米洛利）：低效能利尿药，抑制远曲小管和集合管上皮细胞顶端膜的Na+通道，既减少Na+的重吸收，也减少Cl-的重吸收，减少K+的分泌。2.Na+和K+的转运受醛固酮（醛固酮诱导蛋白）调节，水的吸收受血管升压素调节(水孔蛋白）。,影响远曲小管和集合管重吸收的因素：,对水的重吸收,近端小管: 65%,跨细胞途径： AQP1（ aquaporina ，水孔蛋白 ）细胞旁途径,髓袢（降支细段）：20%,远曲小管和集合管 : 12%,跨细胞途径： AQP1,跨细胞途径: AQP2存在于集合管管腔膜,由抗利尿激素（ antidiuretic hormone , ADH ）调节,等渗重吸收,非等渗重吸收,对水的重吸收近端小管: 65%跨细胞途径： AQP1（ aq,肾小管和集合管Na+重吸收的总结部位 量 机制 特点近曲 65-70% 初段主动(管腔膜Na+-X 定比重吸收小管 偶联转运，管周膜Na+泵) 不受调节 后段被动(顺电位差经 细胞旁路) 髓袢 20% 细段被动(顺浓度差) 降支细段对Na+不通透 升支 粗段主动(Na+-K+-2Cl- 重吸收量与尿浓缩有关 同向转运体复合物) 远曲管 12% 管腔膜Na+-K+交换 受调节集合管 管周膜Na+泵,肾小管和集合管Na+重吸收的总结,（二）HCO3-的重吸收与H+的分泌：调节酸碱平衡,1.HCO3-的重吸收：几乎全部被重吸收,近端小管：HCO3-高达80%：以CO2的形式重吸收，碳酸酐酶很重要。髓袢：升支粗段HCO3-重吸收机制同近端小管。远曲小管和集合管吸收：CO2的形式重吸收。,（二）HCO3-的重吸收与H+的分泌：调节酸碱平衡1.HCO,小管上皮细胞分泌一个H+，可重吸收一个HCO3-和一个Na+。乙酰唑胺抑制碳酸酐酶， Na+-H+减少，,HCO3-的重吸收：,小管上皮细胞分泌一个H+，可重吸收一个HCO3-和一个Na+,HCO3-的重吸收特点：,不是以HCO3-的形式而是以CO2的形式重吸收的（回到血中的HCO3是细胞内产生的）；HCO3-的重吸收优先于Cl-的重吸收；HCO3-的重吸收与Na+-H+逆向交换呈正相关 (H+分泌重吸收HCO3-)。,HCO3-的重吸收特点：不是以HCO3-的形式而是以CO2,2.H+的分泌近端小管为主： Na+-H+交换远曲小管和集合管的闰细胞： 主动分泌H+： H+-ATP酶、 H+-K+-ATP酶,近端小管H+分泌,H+-ATPH+-K+-ATP,意义：排酸保碱,2.H+的分泌近端小管H+分泌H+-ATP意义：排酸保碱,（三）NH3的分泌与H+、HCO3-的转运关系,1.近端小管、髓袢升支粗段、远端小管上皮细胞NH3的分泌机制：比较复杂。,（三）NH3的分泌与H+、HCO3-的转运关系NaCl,2.集合管NH3的分泌机制,小管上皮细胞内 谷氨酰胺,NH3(氨),脂溶性高,肾小管腔：NH3H+,NH4+,单纯扩散,谷氨酰胺酶,2.集合管NH3的分泌机制小管上皮细胞内NH3(氨)脂溶性,NH3分泌特点: NH3的分泌与H+的分泌密切相关；H+分泌增加促使NH3分泌及NaHCO3的重吸收，实现排酸保碱的作用 肾小管和集合管泌NH3既可促排H+，又能促HCO3-重吸收。 慢性酸中毒时， NH3排泄和HCO3-生成增加。,NH3分泌特点:,（四）K+的重吸收和分泌1.K+重吸收与分泌：65-70在近端小管重吸收25-30%在髓袢被重吸收入血远曲小管和集合管可重吸收K+，也可分泌K+ 细胞内的K+顺浓度、顺电位梯度分泌,终尿中的K+主要是由远曲小管和集合管分泌的。,（四）K+的重吸收和分泌终尿中的K+主要是由远曲小管和集合管,K+分泌特点:泌K+与泌H+呈负相关。 Na+-K+交换与Na+-H+交换具有竞争抑制。 高血钾症:Na+-K+,Na+-H+泌H+酸中毒多吃多排、少吃少排、不吃也排。,当大量使用利尿药时,应注意适当补钾，以防止低血钾症的发生。,K+分泌特点: 当大量使用利尿药时,应注意适,（五）钙的重吸收和排泄1、钙的重吸收： 70%近端小管 20%髓袢 9%远端小管2、肾钙的排泄：1%主要受PTH（甲状旁腺激素）的调节。,（五）钙的重吸收和排泄,100%葡萄糖被重吸收，部位仅限于近端小管，尤其是前半段；继发性主动转运：Na-葡萄糖同向转运近端小管对葡萄糖的重吸收有一定限度,（六） 葡萄糖和氨基酸的重吸收,氨基酸重吸收主要在近端小管，机制类似葡萄糖,100%葡萄糖被重吸收，部位仅限于近端小管，尤其是前半段；（,葡萄糖,葡萄糖重吸收的特点：具有一定的限度(与协同转运载体的数目有限有关)。肾糖阈(renal glucose threshold): 尿中刚刚开始出现葡萄糖时的最低血糖浓度。 值：180mg/100ml（血液）。 血糖浓度升至300mg/100ml时，全部肾小管对葡萄糖的重吸收均已达到或超过近球小管对葡萄糖的最大转运率（葡萄糖吸收极限量(TMG)）。尿中葡萄糖的排出量将随血糖浓度的升高而平行增加。,葡萄糖 葡萄糖重吸收的特点：,成年人对葡萄糖的吸收极限量:正常值：成人男性为375mg/min 成人女性为300mg/min正常人血糖浓度稳定,一般不会达到肾糖阈,尿中不含葡萄糖,糖尿病病人,血糖水平高超过肾糖阈,尿中出现葡萄糖。,氨基酸的吸收与葡萄糖一样，也是继发主动转运。,糖尿病人为何尿中出现葡萄糖？,氨基酸的吸收与葡萄糖一样，也是继发主动转运。糖尿病人为何尿中,
