肾小管和集合管的功能课件

第三节第三节第三节第三节 肾小管和集合管肾小管和集合管肾小管和集合管肾小管和集合管 物质的转运功能物质的转运功能物质的转运功能物质的转运功能重吸收重吸收重吸收重吸收(reabsorptionreabsorption):物质从肾小管液物质从肾小管液物质从肾小管液物质从肾小管液(原尿原尿原尿原尿)中转运至血液中的过程。中转运至血液中的过程。中转运至血液中的过程。中转运至血液中的过程。重吸收的质和量上重吸收的质和量上重吸收的质和量上重吸收的质和量上,近端小管居首位。近端小管居首位。近端小管居首位。近端小管居首位。分泌分泌分泌分泌(secretionsecretion)：上皮细胞将本身产生：上皮细胞将本身产生：上皮细胞将本身产生：上皮细胞将本身产生的或血液中的物质转运至肾小管腔内的的或血液中的物质转运至肾小管腔内的的或血液中的物质转运至肾小管腔内的的或血液中的物质转运至肾小管腔内的过程。过程。过程。过程。2021/2/61第三节 肾小管和集合管2021/2/61一、肾小管和集合管的重吸收机能一、肾小管和集合管的重吸收机能一、肾小管和集合管的重吸收机能一、肾小管和集合管的重吸收机能(一一一一)重吸收方式重吸收方式重吸收方式重吸收方式 1.1.被动重吸收被动重吸收被动重吸收被动重吸收(渗透、扩散渗透、扩散渗透、扩散渗透、扩散)2.2.主动重吸收主动重吸收主动重吸收主动重吸收(离子泵、吞饮离子泵、吞饮离子泵、吞饮离子泵、吞饮)(二二二二)Na Na+、ClCl-和水和水和水和水的重吸收的重吸收的重吸收的重吸收1.1.近端小管近端小管近端小管近端小管 重吸收的量大、种类多重吸收的量大、种类多重吸收的量大、种类多重吸收的量大、种类多,等渗重等渗重等渗重等渗重 吸收。吸收。吸收。吸收。近端小管前半段近端小管前半段近端小管前半段近端小管前半段:2021/2/62一、肾小管和集合管的重吸收机能(一)重吸收方式2021/2/A.Na+-H-交换体交换体,逆向转运。逆向转运。B.Na+与与GS、AA、Cl-等同向转运。等同向转运。基侧膜基侧膜Na+泵将泵将Na+泵入细胞间隙，泵入细胞间隙，GS、AA、Cl-易化扩散入间隙。易化扩散入间隙。均为继发主动重吸收。均为继发主动重吸收。C.水重吸收水重吸收:上述物质被重吸收入上述物质被重吸收入 细胞间隙细胞间隙间隙渗透压间隙渗透压水通水通 过紧密连接、上皮细胞入间隙过紧密连接、上皮细胞入间隙 间隙静水压间隙静水压水重吸收入血。水重吸收入血。Na+、水重吸收多于、水重吸收多于Cl-，HCO3-重吸收重吸收 优于优于 Cl-，Cl-留在小管液中，浓度高。留在小管液中，浓度高。2021/2/63 A.Na+-H-交换体,逆向转运。2021/2/632021/2/642021/2/64近端小管后半段近端小管后半段 A.跨上皮细胞途径跨上皮细胞途径:有有Na+-H+和和Cl-HCO3-的逆向交换的逆向交换体体,其转运结果，其转运结果，Na+、Cl-进入细胞内，进入细胞内，H+、HCO3-(HCO3-以以CO2方式可重新方式可重新进入细胞进入细胞)进入小管液进入小管液;进入细胞内的进入细胞内的Na+由由Na+泵泵入细胞间隙、泵泵入细胞间隙、Cl-由基由基侧膜侧膜K+-Cl-同向转运体转运至细胞间同向转运体转运至细胞间隙，再吸收入血。隙，再吸收入血。2021/2/65近端小管后半段2021/2/65B.细胞旁路途径细胞旁路途径:进入小管液的进入小管液的Cl-比细胞间隙比细胞间隙中高中高20%40%,Cl-经紧密连接顺经紧密连接顺浓度梯度入细胞间隙而被重吸收浓度梯度入细胞间隙而被重吸收;由于由于Cl-重吸收后，管内呈正电位，重吸收后，管内呈正电位，驱使小管液内驱使小管液内Na+顺电位差经紧密顺电位差经紧密连接而被重吸收。连接而被重吸收。2021/2/66B.细胞旁路途径:2021/2/662.髓袢对物质的重吸收髓袢对物质的重吸收 重吸收重吸收20%的的Na+、Cl-、K+;15%水水A.降支降支细段细段:对对Na+、Cl-的通透性极低的通透性极低,对水通透，在组织液高渗作用下水被对水通透，在组织液高渗作用下水被 重吸收，小管液渗透压逐渐升高。重吸收，小管液渗透压逐渐升高。B.升支升支细段：对水不通透，对细段：对水不通透，对Na+、Cl-通透，通透，NaCl扩散入间隙，故小管液流扩散入间隙，故小管液流 经升支细段时，渗透压逐渐下降。经升支细段时，渗透压逐渐下降。2021/2/672.髓袢对物质的重吸收2021/2/67C.C.升枝粗升枝粗段段:主动重吸收主动重吸收NaCl。机制：粗段上皮细胞基侧膜机制：粗段上皮细胞基侧膜Na+泵造成细泵造成细 胞内低胞内低Na+,Na+:K+:2Cl-同向转运体同向转运体 继发主动转运继发主动转运;另有另有1个个Na+顺电位差顺电位差 经细胞旁路重吸收；该段对水通透性经细胞旁路重吸收；该段对水通透性 低，水留在小管液中，由于低，水留在小管液中，由于NaCl被重被重 吸收，造成水、盐重吸收分离，形成吸收，造成水、盐重吸收分离，形成 髓质高渗。髓质高渗。呋喃苯胺酸呋喃苯胺酸(呋塞米，呋塞米，furosemide)可抑可抑 制制Na+:K+:2Cl-同向转运。同向转运。2021/2/68C.升枝粗段:主动重吸收NaCl。2021/2/68髓袢升枝粗段继发性主动重吸收髓袢升枝粗段继发性主动重吸收Na+、K+和和Cl-示意图示意图2021/2/69髓袢升枝粗段继发性主动重吸收Na+、K+和Cl-示意图2023.远端小管和集合管的重吸收远端小管和集合管的重吸收 A.重吸收重吸收12%的的Na+、Cl-,不同量的不同量的 水，分泌不同量的水，分泌不同量的K+和和H-;B.对对Na+、Cl-和水的重吸收量根据体内和水的重吸收量根据体内 水盐平衡状况调节；水盐平衡状况调节；C.水重吸收受水重吸收受ADH调节；调节；D.Na+、K+的转运受醛固酮调节；的转运受醛固酮调节；2021/2/6103.远端小管和集合管的重吸收2021/2/610 远曲小管始段远曲小管始段远曲小管始段远曲小管始段:A.A.该段小管对水不通透该段小管对水不通透该段小管对水不通透该段小管对水不通透,仍能主动重吸仍能主动重吸仍能主动重吸仍能主动重吸 NaClNaCl，使小管液渗透压继续降低。，使小管液渗透压继续降低。，使小管液渗透压继续降低。，使小管液渗透压继续降低。B.B.小管管腔膜小管管腔膜小管管腔膜小管管腔膜NaNa+-Cl-Cl-通过通过通过通过同向转运同向转运同向转运同向转运体体体体 转运入胞，再由转运入胞，再由转运入胞，再由转运入胞，再由NaNa+泵泵入细胞间隙。泵泵入细胞间隙。泵泵入细胞间隙。泵泵入细胞间隙。(噻嗪类利尿剂噻嗪类利尿剂噻嗪类利尿剂噻嗪类利尿剂抑制抑制抑制抑制此处此处此处此处NaNa+-Cl-Cl-转运转运转运转运)远曲小管后段和集合管：远曲小管后段和集合管：远曲小管后段和集合管：远曲小管后段和集合管：主细胞：主细胞：主细胞：主细胞：重吸收重吸收重吸收重吸收NaNa+和水。和水。和水。和水。NaNa+通过管腔膜通过管腔膜通过管腔膜通过管腔膜NaNa+通道通道通道通道顺电化学梯顺电化学梯顺电化学梯顺电化学梯 度入胞，再由度入胞，再由度入胞，再由度入胞，再由NaNa+泵泵入细胞间液。泵泵入细胞间液。泵泵入细胞间液。泵泵入细胞间液。2021/2/611 远曲小管始段:2021/2/611主细胞基侧膜主细胞基侧膜(即管腔膜即管腔膜)的的Na+泵泵功能功能:维持内低的维持内低的Na+浓度浓度,并成为小管液中并成为小管液中 Na+经经顶端膜通道顶端膜通道进入细胞的动力进入细胞的动力;氨基吡咪氨基吡咪(阿米洛利阿米洛利,amiloride)抑抑 制制顶端膜顶端膜Na+通道通道 造成小管液的负电位：造成小管液的负电位：使小管中使小管中Cl-经细胞旁路重吸收经细胞旁路重吸收;K+分泌入小管腔的动力分泌入小管腔的动力;闰细胞闰细胞:与泌与泌H+有关。有关。集合管对水的重吸收：取决于上皮细胞顶集合管对水的重吸收：取决于上皮细胞顶端膜含端膜含水孔蛋白水孔蛋白(aquaporin，AQP-2)的的多寡，而其受多寡，而其受ADH调控。调控。2021/2/612主细胞基侧膜(即管腔膜)的Na+泵功能:2021/2/6122021/2/6132021/2/613(三三)HCO3-重吸收与重吸收与H-的分泌的分泌1.近端小管的重吸收近端小管的重吸收 80%80%HCO3-的重吸收以的重吸收以CO2形式进行的形式进行的,故故HCO3-重吸收率明显大于重吸收率明显大于Cl-的重吸的重吸 收率。收率。过程过程:Na+-H+交换的交换的H+进入小管液进入小管液+滤液滤液 中的中的NaHCO3分解为分解为Na+和和HCO3-H2CO3H2O+CO2进入细胞进入细胞 H-的分泌：的分泌：Na+-H+交换交换H+进入小管液进入小管液(碳酸酐酶抑制剂碳酸酐酶抑制剂乙酰唑胺乙酰唑胺可抑制可抑制H+的分泌的分泌)2021/2/614(三)HCO3-重吸收与H-的分泌2021/2/614近端小管重吸收近端小管重吸收HCO3-细胞机制细胞机制2021/2/615近端小管重吸收HCO3-细胞机制2021/2/6152.髓袢的重吸收髓袢的重吸收:主要是升支粗段。机制同近端小管。主要是升支粗段。机制同近端小管。3.远端小管和集合管的重吸收：远端小管和集合管的重吸收：远端小管和集合管远端小管和集合管闰细胞闰细胞可主动分泌可主动分泌H+。分泌入小管液中的。分泌入小管液中的H+可与可与HCO3-、HPO42-、NH3结合结合,降低小管液降低小管液H+。小管液小管液pH降低时降低时,H+分分 泌减少泌减少。2021/2/6162.髓袢的重吸收:2021/2/616(四四)K+重吸收重吸收:6570%在近端小管在近端小管,25 30%在髓袢重吸收，且比例固定。在髓袢重吸收，且比例固定。(五五)葡萄糖重吸收葡萄糖重吸收:100%在近端小管由在近端小管由 Na+-葡萄糖转运体继发动重吸收。葡萄糖转运体继发动重吸收。肾糖阈：尿中开始出现糖的肾糖阈：尿中开始出现糖的血糖血糖最低值。最低值。180mg/dl(滤过量滤过量=225mg/dl)吸收极限量：滤过量吸收极限量：滤过量=375mg/dl(男男)300mg/dl(女女)(六六)氨基酸重吸收：机制同氨基酸重吸收：机制同glucose。(七七)其他物质：其他物质：HPO4 2、SO4 2 与与Na+同同向转运向转运;少量蛋白质少量蛋白质吞饮吞饮。2021/2/617(四)K+重吸收:6570%在近端小管,25 20二、肾小管和集合管的二、肾小管和集合管的二、肾小管和集合管的二、肾小管和集合管的 分泌功能分泌功能分泌功能分泌功能 分泌分泌分泌分泌 (secretion)(secretion):上皮细胞将本上皮细胞将本上皮细胞将本上皮细胞将本 身产生的物质或血液中的身产生的物质或血液中的身产生的物质或血液中的身产生的物质或血液中的 物质转运到肾小管腔内的物质转运到肾小管腔内的物质转运到肾小管腔内的物质转运到肾小管腔内的 过程。过程。过程。过程。2021/2/618二、肾小管和集合管的2021/2/618(一一一一)H H+的分泌和的分泌和的分泌和的分泌和H H+-Na-Na+交换交换交换交换,小管细胞中小管细胞中小管细胞中小管细胞中:COCO2 2 H H2 2O O 碳酸酐酶碳酸酐酶碳酸酐酶碳酸酐酶 H H2 2COCO3 3 HCOHCO3 3-H H+分泌分泌分泌分泌 部位及机制：部位及机制：部位及机制：部位及机制：近端小管：分泌近端小管：分泌近端小管：分泌近端小管：分泌80%80%的的的的H H+,H,H+-Na-Na+逆向交换逆向交换逆向交换逆向交换 远曲小管和集合管的远曲小管和集合管的远曲小管和集合管的远曲小管和集合管的闰细胞闰细胞闰细胞闰细胞：H H+泵泌泵泌泵泌泵泌H H+入小管液，入小管液，入小管液，入小管液，H H+与与与与HPOHPO4 4 2-2-和和和和NHNH3 3 结合排出结合排出结合排出结合排出 ;胞内胞内胞内胞内HCOHCO3 3-与与与与NaNa+一起入血。一起入血。一起入血。一起入血。2021/2/619(一)H+的分泌和H+-Na+交换,2021/2/6192021/2/6202021/2/620(二二)NH3的分泌的分泌 部位部位:近端小管、髓袢升支粗段、远曲小近端小管、髓袢升支粗段、远曲小 管和集合管管和集合管 在近端小管在近端小管：谷氨酰胺谷氨酰胺 谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶 谷氨酸根谷氨酸根+NH4;谷氨酸根谷氨酸根 谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶-酮戊二酸酮戊二酸+NH4；2分子分子HCO3-NH4+通过通过Na+-H+交换体逆向转运入交换体逆向转运入 小管液；小管液；NH3单纯扩散到小管液或细胞间液；单纯扩散到小管液或细胞间液；HCO3-与与Na+一同跨过基底侧膜进入一同跨过基底侧膜进入 组织液。组织液。因此因此,1分子谷氨酸代谢分子谷氨酸代谢,生成生成2个个NH4+进入小管液，进入小管液，回收回收2个个HCO3-。排酸保碱。排酸保碱2021/2/621(二)NH3的分泌2021/2/621 在集合管在集合管:该管膜对该管膜对NH3高度通透高度通透,对对NH4+通透性低，通透性低，故细胞内生成的故细胞内生成的NH3扩散入小管液，与分扩散入小管液，与分泌的泌的H+结合结合 NH4+随尿排出。每排出随尿排出。每排出1个个NH4+,回收回收1个个HCO3-。NH3分泌与分泌与H+分泌的关系分泌的关系：如果如果H+分泌受抑制，分泌受抑制，NH4+的排出也少。的排出也少。慢性酸中毒时，刺激肾小管谷氨酰胺代谢，慢性酸中毒时，刺激肾小管谷氨酰胺代谢，增加增加NH4+、NH3排泄排泄和和HCO3-生成生成。排酸保碱排酸保碱2021/2/622 在集合管:2021/2/622(三三三三)K K+的分泌的分泌的分泌的分泌 部位部位部位部位:远曲小管、集合管的远曲小管、集合管的远曲小管、集合管的远曲小管、集合管的主细胞主细胞主细胞主细胞。摄多排多摄多排多摄多排多摄多排多,摄少排少，不摄也排。摄少排少，不摄也排。摄少排少，不摄也排。摄少排少，不摄也排。动力动力动力动力：NaNa+重吸收造成小管液的负电位重吸收造成小管液的负电位重吸收造成小管液的负电位重吸收造成小管液的负电位;远曲小管后段和集合管的主细胞远曲小管后段和集合管的主细胞远曲小管后段和集合管的主细胞远曲小管后段和集合管的主细胞内内内内 KK+高于胞外高于胞外高于胞外高于胞外KK+;基侧膜基侧膜基侧膜基侧膜 NaNa+泵活动进一步提高了胞泵活动进一步提高了胞泵活动进一步提高了胞泵活动进一步提高了胞 内内内内KK+,均使均使均使均使K K+扩散入管腔。扩散入管腔。扩散入管腔。扩散入管腔。刺激刺激刺激刺激K K+分泌因素分泌因素分泌因素分泌因素：细胞外液细胞外液细胞外液细胞外液K K+升高升高升高升高;醛固酮分泌增加醛固酮分泌增加醛固酮分泌增加醛固酮分泌增加;小管液流量增加。小管液流量增加。小管液流量增加。小管液流量增加。2021/2/623(三)K+的分泌2021/2/623细胞外液细胞外液K+升高升高,可可:刺激刺激Na+泵泵,加速加速K+通过基侧膜通过基侧膜 进入细胞的过程进入细胞的过程,有利于有利于K+从管从管 腔膜分泌入小管液腔膜分泌入小管液;提高管腔膜对提高管腔膜对K+的通透性的通透性,有利有利 于于K+的分泌的分泌;刺激醛固酮分泌，促进刺激醛固酮分泌，促进K+的分泌的分泌2021/2/624细胞外液K+升高,可:2021/2/6242021/2/6252021/2/625第四节第四节第四节第四节 尿液的浓缩和稀释尿液的浓缩和稀释尿液的浓缩和稀释尿液的浓缩和稀释一、尿浓缩和稀释机制一、尿浓缩和稀释机制一、尿浓缩和稀释机制一、尿浓缩和稀释机制逆流学说逆流学说逆流学说逆流学说 (countercurrent theorycountercurrent theory)（一）逆流系统（一）逆流系统（一）逆流系统（一）逆流系统 逆流倍增逆流倍增逆流倍增逆流倍增2021/2/626第四节 尿液的浓缩和稀释2021/2/626逆流系统模式图逆流系统模式图逆流交换作用示意图逆流交换作用示意图2021/2/627逆流系统模式图逆流交换作用示意图2021/2/627（二）肾髓质的渗（二）肾髓质的渗（二）肾髓质的渗（二）肾髓质的渗 透压梯度现象透压梯度现象透压梯度现象透压梯度现象 (osmotic gradient)(osmotic gradient)2021/2/628（二）肾髓质的渗2021/2/6281.1.肾皮质肾皮质肾皮质肾皮质外髓外髓外髓外髓内髓内髓内髓内髓,渗透压逐渐升渗透压逐渐升渗透压逐渐升渗透压逐渐升高高高高 2 2.肾髓质渗透压梯度与尿浓缩、稀释肾髓质渗透压梯度与尿浓缩、稀释肾髓质渗透压梯度与尿浓缩、稀释肾髓质渗透压梯度与尿浓缩、稀释的关系的关系的关系的关系:髓质高渗对小管液中水有抽吸力髓质高渗对小管液中水有抽吸力髓质高渗对小管液中水有抽吸力髓质高渗对小管液中水有抽吸力 远曲小管和集合管上皮细胞对水远曲小管和集合管上皮细胞对水远曲小管和集合管上皮细胞对水远曲小管和集合管上皮细胞对水 的通透性受的通透性受的通透性受的通透性受ADHADH调节调节调节调节 2021/2/6291.肾皮质外髓内髓,渗透压逐渐升高 2021/2/62二、髓质渗透压梯度形成机制1.外髓渗透压梯度外髓渗透压梯度:髓袢升枝粗段主动重吸髓袢升枝粗段主动重吸收收NaCl形成的形成的;(主要动力主要动力)2.内髓渗透压梯度：内髓部集合管扩散出内髓渗透压梯度：内髓部集合管扩散出的的尿素尿素和髓袢升枝细段扩散出的和髓袢升枝细段扩散出的NaCl共共同形成的；同形成的；3.尿素的再循环促成了整个髓质渗透压梯尿素的再循环促成了整个髓质渗透压梯度的建立。度的建立。2021/2/630二、髓质渗透压梯度形成机制1.外髓渗透压梯度:髓袢升枝粗段主2021/2/6312021/2/631三、直小血管维持髓质渗透压梯度的三、直小血管维持髓质渗透压梯度的 作用作用 降枝渗透压低于髓质降枝渗透压低于髓质:NaCl、尿素进、尿素进 入降枝入降枝,水进入髓质。水进入髓质。升枝渗透压高于髓质：升枝渗透压高于髓质：NaCl、尿素进、尿素进 入髓质，水进入入髓质，水进入升枝。升枝。意义意义：使髓质中的溶质不被血流带走：使髓质中的溶质不被血流带走,多余水被带走，多余水被带走，从而维持髓质从而维持髓质 渗透压梯度渗透压梯度。2021/2/632三、直小血管维持髓质渗透压梯度的2021/2/6322021/2/6332021/2/633