尿生成与排出

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,Company name,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,第八章 尿的生成和排出,1,2,肾脏的功能,：,（1）,泌尿功能,肾脏泌尿功能的意义：, 排除机体代谢终产物以及进入机体过剩余的物质和异物；,调节水、电解质、酸碱平衡；,调节细胞外液量和渗透压；,（2）分泌生物活性物质:,肾素、前列腺素、活性维生素,D,3,、,促红细胞生成素,3,尿的理化性质,：,尿量：正常约1500,ml/d,少尿:150500,ml/d,无尿:100,ml/d,以下,多尿:2500,ml/d,以上,pH,值：6.0,比重：1.0151.025,渗透压：6001000,mmol/L,尿的生成:,包括肾小球滤过、肾小管和集合管的重吸收、肾小管和集合管的分泌三个基本过程。,4,第一节 肾的功能解剖和肾血流量,肾的功能解剖（,A,、,B,）,一、,肾单位的构成,肾单位,：,是肾的基本功能单位，它与集合管共同完成泌尿功能。人的两侧肾约有170-240万个肾单位,（,图,）,。,5,集合管：,在尿液浓缩过程中起着重要作用，每一集合管接受多条远曲小管运来的液体。许多集合管又汇入乳头管，最后形成的尿液经肾盏、肾盂、输尿管而进入膀胱，由膀胱排出体外。,(,图,),6,皮质肾单位和近髓肾单位,（图）,（表）,肾单位：皮质肾单位,近髓肾单位,（,髓旁肾单位,）,二、,球旁器：,主要分布在皮质肾单位,（图）,颗粒细胞：分泌肾素,系膜细胞,致密斑：感受小管液中,NaCl,含量的变化,7,三、滤过膜的构成,滤过膜是指肾小球毛细血管内的血液与肾小囊中超滤液之间的,隔膜,。由内皮细胞、基膜和脏层足细胞的足突构成。,物质的通透性决定于,分子大小,（2.0-4.2,nm,）,所带电荷,滤过膜带负电,（,电屏障,）,带负电的,血浆蛋白(,3.6,nm,),难于滤过。,(图,),8,滤过膜的三层结构：,组成,机械屏障,（,图,）,内皮细胞上的小孔,（窗孔70-90,nm,）小分子溶质和蛋白质均可自由通过，但,血细胞,不能通过。内皮细胞表面带负电。,基膜：,由基质和带负电的蛋白质构成，是,主要的屏障,。微纤维网的网孔（ 2-8,nm,）允许,水,和部分,溶质,通过。,肾小囊的上皮细胞：,滤过裂隙膜,上有直径4 -11,nm,的孔，是滤过的最后一道屏障。,9,肾的神经支配,肾交感神经：,递质是,NE,，,调节肾血流量、肾小球滤过率、肾小管的重吸收和肾素释放。未发现肾有副交感神经支配。,多巴胺,可扩张肾血管。,肾的血液供应,（,图,）,腹主动脉 肾动脉 叶间动脉 弓形动脉 小叶间动脉 入球动脉 肾小球毛细血管网 出球小动脉 肾周毛细血管网 小叶间静脉 弓形静脉 叶间静脉 肾静脉,10,肾血液循环的特征,血供丰富，1200,ml/,分钟，94%分布在肾皮质层，5%-6%分布在外髓，其余不到1%供应内髓。92用于尿的生成、8用于肾组织代谢需要。,肾血流量的自身调节,肾血流量的自身调节：,动脉血压在一定范围（80,mmHg-180mmHg）,变动时，肾血流量仍然保持相对恒定,（,图,）,两套,毛细血管网 1、肾小球毛细血管网,特点：,血压高，利于滤过。,2、肾小管周围毛细血管网,特点：,血压低，利于重吸收。,11,肌源学说:,当肾灌注压增高时，血管,平滑肌,的紧张性加强，入球小动脉,口径,缩小，保持肾血流量,稳定,；反之亦然。,管-球反馈：,小管液流量变化影响肾血流量和肾小球滤过率的现象。,通过致密斑感受器,(,图,),肾局部,RAAS,及肾内产生的,前列腺素、腺苷,和,NO,等也参与管-球反馈。,12,肾血流量的神经和体液调节,1,肾交感神经,使肾血管收缩，肾血流减少,E、NE、,血管升压素和血管紧张素,使肾血管收缩，肾血流量减少,前列腺素、,NO,：使肾血管扩张。 在通常情况下通过自身调节保持肾血流量的相对稳定，在紧急情况下，通过交感神经及,E,使血液重新分配，肾血流量，脑、心脏血流量。,13,第二节肾小球的滤过功能,尿的生成包括三,个基本过程:,肾小球滤过、肾小管和集合管的重吸收、肾小管和集合管的分泌。,滤过：,循环血液流经肾小球毛细血管时，血浆中的水分和小分子溶质滤入肾小囊腔而形成滤过液（原尿）的过程。,血浆与原尿比较,（,图,）,14,肾小球滤过率（,GFR）：,单位时间内（每分钟）两肾生成的超滤液量,。,体表面积为1.73,m,2,的个体，其肾小球滤过率为,125,ml/min,。,滤过分数（,FF）：,肾小球,滤过率,和肾,血浆流量,的比例。,肾小球滤过率大小决定,于,滤过系数,和,有效滤过压,。,滤过系数（,K,f,）：,即滤过膜的,面积,及其,通透性,的状态,15,有效滤过压（,图,）,肾小球滤过的动力是,有效滤过压,。,有效滤过压,=,肾小球毛细血管压（血浆胶体渗透压,+,肾小囊内压）,。,滤过平衡：,有效滤过压下降到,0,（,图,）,影响肾小球滤过的因素,肾小球毛细血管血压,囊内压,血浆胶体渗透压,肾血浆流量：影响滤过平衡的位置,滤过系数（,K,f,）：,即滤过膜的,面积,及其,通透性,的状态,16,第三节肾小管与集合管的转运功能,正常人两肾生成的超滤液180,L/D，,而终尿为1.5,L。,转运方式,重吸收,：,物质从,肾小管液,中转运至,血液,中,分泌：,上皮细胞本身产生的物质或,血液,中的物质转运至,肾小管,腔内,17,被动转运：,溶质,顺,电化学梯度,通过肾小,管,上皮细胞的过程,包括,扩散、渗透和易化扩散，,水的,溶质拖曳,主动转运：,溶质,逆,电化学梯度通过肾小,管上皮细胞的过程。,原发性主动转运,（,质子泵、钠泵、钙泵,）,继发性主动转运,18,同向转运,：两种物质与细胞膜上的,同向转,运体,结合，以,相同,方向通过细,胞膜。（,Na,+,-,葡萄糖、,Na,+,-,氨基酸、,K,+,-,Na,+,-,2,Cl,-,）,逆向转运：,两种物质与细胞膜上的,逆向转,运体,结合，以,相反,方向通过细,胞膜。（,Na,+,-,H,+,、,Na,+,-,K,+,）,生电性转运：,转运过程中出现,电位差,电中性转运：,转运过程中,无电位变化,重吸收途径：,跨细胞转运途径和细胞旁转运途径,19,肾小管与集合管中各种物质的重吸收与分泌,（一）,Na,+,、Cl,-,和水的重吸收,（,图,）,（,图2,）,1、近端小管,重吸收约,70%,Na,+,、CI,-,和水；其中约2/3经,跨细胞,转运途径，主要发生在近端小管前半段；约1/3经,细胞旁,途径被重吸收，主要发生在近端小管后半段。,80%,的,HCO,3,-,，葡萄糖、氨基酸全部被重吸收；泌,H,+,。,重吸收的动力：,基侧膜的,Na,+,泵,20,近端小管前半段,：,大部分,Na,+,与,GS、AA,同向转运,、与,H,+,逆向转运,主动,重吸收。,HCO,3,-,被重吸收。,近端小管后半段：,由于前半段,Cl,-,不被重吸收，所以后半段小管液中的,Cl,-,浓度高，同时，,顶端膜,上有,Na,+,-,H,+,交换和,Cl,-,-,HCO,3,-,逆向转运体，进入胞内的由基底侧膜上的,K,+,-,Cl,-,同向转运至细胞间隙，再吸收入血。,Na,+,为顺电势差扩散，,Cl,-,为顺浓度差扩散。,（图）,水的重吸收是,被动,的，是靠,渗透作用经跨上皮细胞和紧密连接,而进入细胞间隙后再进入血管中的。此段是,等渗重吸收。,21,2、髓袢(,图,),重吸收20%的,Na,+,、Cl,-,和,K,+,。,降支细段,：钠泵活性低，,Na,+,不通透，水通透。,升支细段,：,Na,+,和,CI,-,易通透，对水不通透。,升支粗段:,是,NaCl,在髓袢重吸收的主要部位，其,机制,是通过顶端膜上的,Na,+,-K,+,-2Cl,-,同向转运体,主动重吸收,（,图,）。能量来自基底侧膜的钠泵。,这过程在尿液稀释和浓缩机制中具有重要,意义,。,速尿、利尿酸,通过抑制同向转运体发挥利尿作用,22,3、远曲小管和集合管,重吸收12%,Na,+,、,Cl,-,和水，同时也分泌,K,+,和,H,+,。该部位对,Na,+,、,Cl,-,和水重吸收,受机体水盐代谢的需要而调节。,Na,+,和,K,+,的转运受,醛固酮,调节。,水的重吸收受,抗利尿激素,(,ADH,),调节。,Na,+,多进多排，少进少排，不进不排,。,23,远曲小管初段（,图,）,逆电化学梯度主动转运,Na,+,机制：,Na,泵是动力,NaCl,同向转运体（噻嗪类阻断）,远曲小管后段和集合管,主细胞：基底侧膜的钠泵活动，促使顶端膜上,Na,+,内流,K,+,外流（,Na,+,-K,+,交换）。,（图）,（氯氨吡咪可抑制,此,Na,+,通道,）,闰细胞：顶端膜的,H,+,泵，主动泌,H,+,。,集合管主细胞内有水通道蛋白，受,ADH,的控制。,24,（二）,HCO,3,重吸收与,H,+,的分泌,1、近端小管,80%,的,HCO,3,-,在此处重吸收，其机制顶端膜上的,Na,+,-H,+,交换,及,碳酸酐酶,（,乙酰唑胺可抑制其活性,）有关（,图,）。进入胞内的,HCO,3,-,与其它的离子以联合转运方式或通过,Cl,-,-,HCO,3,-,逆向转运体进入细胞间液进而入血。,结果：分泌一个,H,+,重吸收一分子,NaHCO,3,2、髓袢,HCO,3,-,重吸收,在升支粗,段，机制同上。,3、远曲小管和集合管,闰细胞上主动泌,H,+,有两种机制：,质子泵（,图,）,和,H,+,-K,+,ATP,酶，泌,H,+,量,与,远曲小管和集合管细胞中的,碳酸酐酶活性,受小管液中的,PH,值影响。,25,（三,）,NH,3,分泌与,H,+,、,HCO,3,-,的转运的关系,（图）,近端小管、,髓袢,升支粗段和,远端小管,上皮细胞内的,谷氨酰胺,在,谷氨酰胺酶,及,谷氨酸脱氢酶,作用下生成,NH,3,和,HCO,3,-,；,NH,3,的分泌与,H,+,的分泌密切相关；,H,+,分泌增加促使,NH,3,分泌及,NaHCO,3,的重吸收，实现,排酸保碱,的作用。,集合管细胞膜对,NH,3,有高度通透，对,NH,4,+,低通透。,26,（四）,K,+,的重吸收和分泌,65-70%,被近球小管重吸收(,其机制尚不清楚，,但应为主动过程,) ，,25-30,%,在髓袢重吸收,。尿中的,K,+,主要是由远曲小管和集合管分泌的，并受许多因素的影响。,远曲小管后段和集合管,主细胞：,基底侧膜的钠泵活动，促使顶端膜上,Na,+,内流,K,+,外流（,Na,+,-K,+,交换）。,（图）,泌,K,+,量受细胞外钾浓度、醛固酮分泌量及小管液流量的影响。,闰细胞：,顶端膜的,H,+,泵,（,图,）,，主动泌,H,+,时,重吸收,K,+,，即,H,+,-K,+,ATP,酶,27,（五）钙的重吸收和排泄,约70%在近端小管被重吸收，与,Na,+,的重吸收,平,行；20%在髓袢，9%在远端小管和集合管被重,吸收，小于1%的,Ca,2+,随尿排出。,近端小管,：,约80%由,溶质拖曳,经细胞旁路，,20%经跨膜细胞重吸收。,髓袢,升支粗段：,重吸收少许；,远端小管和集合管：,小管液为负电位，故钙,的重收为,跨膜细胞途径,的主动转运。,28,（六）,葡萄糖和氨基酸等重吸收,（,图,）,1、 在近端小管全部被重吸收，与,Na,+,同向转运,密切相关。,aa,与,Gs,的重吸收机制相同.,血糖正常值：80-120,mg/100ml,肾糖阈：,尿中开始出现葡萄糖时的,血糖,浓度，正常值：,160-180,mg/dl,。,此时,部分,肾小管达到吸收极限量,葡萄糖吸收极限量,：,全部,肾小管对葡萄糖的吸收均已达到极限时的血糖浓度。 正常值：男性为375,mg/dl，,女性为300,mg/dl。,机制,：由于同向转运体数量有限,2、少量蛋白质通过吞饮作用被重吸收。,3、,HPO,4,2-,、SO,4,2-,与,a,+,同向转运。,4、分泌：青霉素、酚红，利尿药等。,小结,29,第四节 尿液的浓缩和稀释,高渗尿低渗尿等渗尿,尿液的,稀释,(最低可至50,mmol/L),在髓袢升支粗段小管液的,溶质,被重吸收而,水,不易被重吸收造成,尿液的,浓缩,(最高可至1200,mmol/L),水,被重吸收而,溶质,仍留在小管液中造成,髓质的渗透梯度的建立,（冰点降低法）,结构基础：,髓袢,，髓袢愈长浓缩能力愈强。,30,逆流：,指两个并列的管道，其中液体流动的,方向相反。,（图）,逆流系统：,两管下端是连通的，而且两管 间的隔膜容许液体中的溶质或热能在两管间,交换。,（,图,）,逆流倍增：,由于管壁通透性和管道周围环境的作用，形成温度,递度，,这就是逆流倍增现象。 (,图,),髓袢、集合管的结构与逆流倍增的模型很相似。,31,1、,外髓部,渗透梯度的形成,主要由升支粗段对,NaCl,的重吸收所形成,2、,内髓部,渗透梯度的形成,与,尿素,的再循环和,NaCl,重吸收有关,动力：髓袢升支粗段对,Na,+,和,CI,-,的主动重吸收。,主要溶质：,尿素和,NaCl,皮质部渗透浓度,低,；内髓部渗透浓度,高,（,图,）,直小血管,维持髓质高渗递度,（,图,）,1、将溶质大部分保留,2、重吸收的水份送回体循环。,32,影响尿液浓缩和稀释的因素,髓质高渗区,及,渗透梯度,是,动力,ADH,是不可少的条件,1影响髓袢升支粗段主动重吸收,NaCl,的因素,2影响,尿素,再循环的因素,3髓袢的,长度,及近髓肾单位的,数量,4直小血管,血流速度,5,ADH,的分泌和作用,33,第五节 尿生成的调节,通过对,滤过、重吸收、分泌,的调节实现。,滤过的调节：,1.滤过膜的面积和通透性,2.影响有效滤过压的因素,小管液中溶质的浓度,小管液中溶质,渗透压,近曲小管重吸收水,NaCl,浓度,NaCl,重吸收 ，水重吸收 。,渗透性利尿：,临床上给病人使用能被肾小球滤过但不被肾小管重吸收的物质（如甘露醇），来提高小管液中溶质的浓度而达到利尿的目的。,34,球-管平衡,1、,球-管平衡,(,glomerulotubular balance,),：,近球小管的重吸收率始终占肾小球滤过率的65%-70%左右的现象。是,定比重吸收,。(,图,),2、生理意义,：,使尿中排出的溶质和水不因肾小管滤过率的增减而出现大幅度变动。,3、机制,：与,管周毛细血管血压,和,血浆胶体渗透压,改变有关。,4、球-管平衡打乱,：如渗透性利尿,35,神经和体液调节,肾,交感神经兴奋的作用,入球,小动脉收缩大于,出球,小动脉收缩,肾素,释放增多,血管紧张素和醛固酮增加,肾小管对,NaCI,和水的重吸收,增加近球小管、髓袢升支粗段、远球小管重吸收,NaCl,和水,。,36,抗利尿激素,（,antidiuretic hormone,ADH）,又称血管升压素(,vasopressin,AVP)，,由下丘脑的,视上核,和,室旁核,分泌。,作用：,1、提高远曲小管和集合管对,水的通透性(,图,),2、增加髓袢升支粗段对,NaCl,的主动重吸收，,增加内髓部集合管对,尿素的通透,，利于尿浓缩。,3、肾小球系膜细胞收缩，,有效滤过面积,减少。,作用机制：,与,V,2,受体结合，使水通道内移,。,ADH,分泌调节：,血浆,晶体渗透压,（,图,水利尿,）,和,循环血量、动脉血压、痛刺激、冷刺激、缺氧、,乙醇,等。,（图）,37,分泌的调节：,BP,入球小,A,压力血流,入球小,A,处的牵张感受器,肾素分泌,BP,入球小,A,压力血流,滤过,流经肾小管的钠量,致密斑钠感受器兴奋,肾素分泌,BP,肾交感神经兴奋肾素的释放,E,和,NE,直接刺激颗粒细胞释放,肾素,肾素-血管紧张素-醛固酮系统,1、肾素,：由颗粒细胞分泌,作用：使血管紧张素原生成血管紧张素,I,38,2、血管紧张素的作用,：,刺激,醛固酮,的合成和分泌,直接刺激近球小管对,NaCl,的重吸收,刺激垂体后叶释放,ADH,3 醛固酮,：由肾上腺皮质球状带分泌,作用：,保,Na,+,、,保水、排,K,+,(图,),分泌调节：,肾内机制、神经机制、,体液机制 血,K,+,、,血,Na,+,浓度。,39,心房尿钠肽,atrial natriuretic peptide(,ANP,),由,心房肌,合成，当心房壁受牵拉或血中有,AchNEADH,等物质时可促进其释放。,作用：,促进,NaCl,、水排出,抑制集合管对,NaCl,的重吸收,出球小动脉舒张大于入球小动脉舒张，,增加肾血浆流量和肾小球滤过率。,抑制肾素的分泌,抑制醛固酮的分泌,抑制抗利尿激素的分泌,40,第六节 清除率,清除率的概念和计算方法,清除率,（,clearance,C）,：指肾在单位时间（每分钟,）,内能将多少毫升血浆中所含的某些物质完全清除出去，这个被完全清除了某物质的,血浆毫升数,就称该物质的清除率（,ml/min）。,C=UV/P,41,测定清除率的理论意义,测定肾小球滤过率,1.菊粉清除率,肾排出量为肾小球滤过量与肾小管、集合管的重吸收量和分泌量的代数和。,UV=FP-R+E,某物质滤过后，不被重吸收，也不被分泌则,UV=FP， F=UV/P=C,2.,内生肌酐清除率,C,肌酐尿肌酐（,mg/L）24,小时尿量（,L）/,血浆肌酐（,mg/L）（L/24h),正常值：128,L/24h,42,测定肾血流量,血浆中某一物质（如碘锐特、对氨基马尿酸），经过肾循环一周后可以被完全清除:,UV=XP，,则,C=UV/P=X,测得肾血浆流量为660,ml/min,肾血流量=660/55100=1200,ml/min,为,肾有效血浆流量和肾有效血流量,推测肾小管的功能,C,小于125,ml/min，,重吸收大于分泌,C,大于125,ml/min，,重吸收小于分泌,43,第七节 尿的排放,尿的生成是连续，排尿是间歇的。,膀胱与尿道的神经支配（,图,）,传出,N,1、,盆,N （,副交感,N）,兴奋使逼尿肌收缩、膀胱内括约肌松驰，促进排尿。,2、,腹下,N,（,交感,N）,兴奋使逼尿肌松驰、内括约肌收缩，阻抑尿的排放。,3、,阴部,N,（,躯体,N）,兴奋使膀胱外括约肌收缩，受意识控制。,传入,N,：,盆,N：,膀胱充胀感觉,腹下,N：,传导膀胱痛觉,阴部,N：,传导尿道感觉,44,排尿反射,在正常情况下，膀胱内压经常保持在,10,cm,H,2,O，,当尿量增加到,400-500,ml,时膀胱内压明显升高（,图,）。膀胱内尿量增加到,700,ml,，,膀胱内压增加至,35,cm H,2,O,，逼尿肌便出现节律性收缩，排尿欲增加，可控制排尿。当膀胱内压达到,70,cm H,2,O,以上时，便出现明显的痛感以致不得不排尿。,45,排尿反射途径,：,尿量充盈（400-500,ml）,牵张感受器,兴奋,盆神经,骶髓的排尿反射初级中枢,脑干和大脑皮层的排尿反射,高位中枢盆神经逼尿肌收缩、内括约肌松驰,尿液进入后尿道。,尿液刺激尿道,感受器,阴部神经,脊髓排尿,中枢，,进一步加强其活动，使外括约肌开放，于是尿注被强大的膀胱内压（150,cmH,2,O）,驱出。这是一种,正反馈,。（,图,1）,（图2）,46,排尿异常：,1、尿频：,排放次数过多。,膀胱炎症或机械性刺激（如结石）引起,2,、尿潴留：,膀胱尿液充盈过多而不能排出。,由排尿反射初级中枢的活动发生障碍或尿流受阻所致。,3,、尿失禁：,排尿失去了大脑皮层意识控制。,47,谢谢,48,49,球旁器组成示意图,50,滤过膜示意图,51,RBF：,肾血流量,RPF：,肾血浆流量,GFR：,肾小球滤过率,肾血流量的自身调节,52,53,有效滤过压示意图,54,肾小球毛细血管血压、胶体渗透压和囊内压对肾小球滤过率的影响,55,近球小管对,GS、AA、,磷酸盐等的重吸收示意图,56,近端小管前半段重吸收,NaCl,示意图,X,代表,GS、AA、,磷酸盐,Cl,等,57,近端小管后半段重吸收,NaCl,示意图,58,59,髓袢升支粗段重吸收,Na,+,、K,+,、Cl,-,示意图,60,远曲小管初段重吸收,NaCl,示意图,61,远曲小管后段和集合管重吸收,NaCl、,泌,H,和,K,示意图,62,铵的排泄示意图,63,64,65,逆流系统与逆流倍增示意图,66,尿浓缩机制示意图,67,68,ADH,作用机制示意图,69,一次饮一升清水和一升生理盐水后的排尿率,70,71,72,醛固酮作用机制示意图,73,膀胱和尿道的神经支配,74,膀胱充盈与压力的关系,75,76,77,78,79,血浆、滤过液、尿液成分比较,成分 血浆(,g%),P,滤液(,g%),尿(,g%),U,水 90 98 96,Pr 8 0.03 0,GS 0.1 0.1 0,Na,+,0.33 0.33 0.35,K,+,0.02 0.02 0.15,Cl,-,0.37 0.37 0.6,H,2,PO,4,-,HPO,4,2,-,0.004 0.004 0.15,尿素 0.03 0.03 0.18,尿酸 0.004 0.004 0.05,肌酐 0.001 0.001 0.10,氮 0.0001 0.0001 0.04,80,肾小球（毛细血管球）,肾小体 肾小囊,近曲小管,近端小管,髓袢降支粗段,肾单位 髓袢降支细段,髓袢细段 髓袢,肾小管 髓袢升支细段,髓袢升支粗段,远端小管,远曲小管,81,皮质肾单位和近髓肾单位的比较,皮质肾单位 近髓肾单位,分布 外、中皮质层 内皮质层 （近髓）,肾小球 小 大,髓袢长度 短 长,AA/EA 2,小于1,EA,分支 分布于皮质部 在髓袢形成直小血管,肾小管周围 网状分布于肾小管,交感,N,支配 丰富 较少,比例 80-90% 10-15%,肾素含量 较多 很少,功能 泌尿 尿的浓缩与稀释,82,肾脏对正常血浆成分的滤过量、重吸收率与排泄量,滤过量(,g/24h),排泄量(,g/24h),重吸收率(%),Na,+,6303.299.5,HCO,3,-,300 0.3 99.5,Cl,-,630 5.3 99.0,K,+,28 3.9 86.0,GS 180 0 100,尿素 54 30 44,肌酐 1.4 大于1.4 0,83,