泌尿系统(生理)

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=19%,滤过的评价指标,:,2.,滤过的结构基础,滤过膜,滤过屏障:,肾小球毛细血管内的血浆成分滤入肾小囊必须经过的屏障结构,又称,滤过膜,。含机械屏障和电荷屏障。,(,1,)滤过膜的组成:,毛细血管内皮层,基膜层,足细胞裂孔膜层,(,2,)滤过膜的通透性,机械屏障:分子的有效半径,指由滤过膜三层结构上孔道所构成的屏障。小分的物质易通过(分子量小于,69000,)。,电荷屏障:带电荷状态,滤过膜三层结构的表面都覆盖有一层带负电荷的唾液酸蛋白,这就使带负电荷的物质不易通过,而带正电荷的物质较易通过。,(,3,)滤过面积,人体两侧肾脏的肾单位总数达,200,万个,总滤过面积约,1.5m,2,,十分有利于滤过。,1.,足细胞,2.,基底膜,3.,内皮细胞,4.,被过滤物质,_ _,_ _,_ _,_ _,_ _,_ _,-,-,-,-,-,-,+,+,+,+,+,+,-,-,-,-,+,+,+,+,+,+,-,-,-,-,-,-,-,-,+,+,+,+,+,+,1,2,3,4,3.,滤过的动力,有效滤过压,肾小球毛细血管血压,动力,血浆胶体渗透压,阻力,肾小囊内压,阻力,有效滤过压,=,肾小球毛细血管血压,-,(血浆胶体渗透压,+,肾小囊内压),Pcap,较高的原因:,1,、入球小动脉粗短,阻力小。,2,、毛细血管直接发出,流入容易。,3,、出球小动脉细长,阻力大。,入球端:有效滤过压,=45 (,25,+10) =10mmHg,0,有滤液生成,出球端:有效滤过压,=45 (,35,+10)= 0mmHg0,无滤液生成,4.,影响肾小球滤过的因素,主要有三方面:,滤过膜的改变,通透性的改变,总面积的改变,有效滤过压的改变,肾小球毛细血管血压,血浆胶体渗透压,肾小囊内压,肾血浆流量的变化,4.1,滤过膜的变化,在生理情况下,,肾小球滤过膜的面积与通透性都是比较稳定。,当,肾疾病,引起滤过膜面积和通透性发生改变时,肾小球滤过率也将发生显著变化。例如:,肾小球炎症,滤过膜通透性增加,肾小球滤过率增加,可出现,蛋白尿,甚至血尿,。,急性肾小球肾炎,可使滤过膜面积减少,肾小球滤过率下降,造成,少尿,甚至无尿及,水肿,。,4.2,肾小球毛细血管血压,自身调节机制,动脉血压变动于,80-180mmHg,范围内,,肾小球滤过率,保持稳定。,机制:肌源性机制,管球反馈,超出自身调节范围,,,肾小球毛细血管的血压,滤过量增加。,肾小球毛细血管的血压,滤过量减少。,在失血性休克、缺,O2,等病理情况下,由于交感神经强烈兴奋,肾血浆流量急剧减少,肾小球滤过率明显下降。,在高血压病晚期,入球小动脉由于硬化而缩小,肾小球毛细血管血压可明显降低,于是肾小球滤过率减少而导致少尿。,4.3,囊内压,在正常情况下,肾小囊内压较稳定。,病理变化:肾盂或输尿管结石、肿瘤压迫或其他原因引起的输尿管阻塞,肾盂内压显著升高,囊内压也将升高,有效滤过压降低,肾小球滤过率减少,尿量减少。,影响因素,滤过率的变化,滤过膜,滤过膜的孔径,滤过率,(血尿),滤过膜带负电荷,滤过率,(蛋白尿),滤过膜面积,滤过率,(少尿),有效滤过压,肾小球,Cap,血压,滤过率,(大失血),血浆胶体渗透压,滤过率,(快速大量输液),囊内压,滤过率,(结石、肿瘤),肾血浆流量,滤过率,(中毒性休克),影响肾小球滤过的因素,沉默的杀手:,尿毒症,尿改变,尿量,尿质,少尿、无尿,多尿、夜尿,血尿,蛋白尿,管型尿,水肿 高血压,氮质血症,尿毒症,尿毒症,延伸:红斑狼疮与循环免疫复合物,肾小球基底膜正常厚度:约,300nm,糖尿病肾病患者可达,600nm,长期糖尿病病人结节性肾小球硬化的,PAS,染色。图右下的小动脉管壁显著增厚,是糖尿病肾病的玻璃样变性的小动脉的典型表现,第二节 重吸收和分泌,重吸收与分泌,重吸收,:,物质从小管液中转运到血液中。高达,99%,分泌,:,小管上皮细胞将本身产生的物质或血液中的物质转运到小管液中。主要有 肌酐、,H+,、,K+,和,NH3,等。,进入体内的某些物质如青霉素、酚红等,由于与血浆蛋白结合而不能通过肾小球滤过,均在近曲小管被主动分泌。,g/24h H,2,O Na,+,K,+,Glu,尿素 肌酐 氨,原尿,180L,500,28,140,53 1.8 0.45,终尿,1.5L 35 35 0 25,2.2,1.2,肾小管与集合管中物质转运的方式,被动转运,:溶质顺电化学梯度通过肾小管上皮细胞的过程,扩散、渗透、易化扩散、,溶剂拖曳,(,溶质随水分子一起转运,),例如,:尿素和水,主动转运,:溶质逆电化学梯度通过肾小管上皮细胞的过程(转运过程需要消耗能量),原发性,(,钠泵、氢泵、钙泵,)/,继发性主动转运,同向,/,异向转运,例如,:葡萄糖、氨基酸、,Cl-,、,Na+,、,K+,等,途径:,跨细胞转运途径:小管液上皮细胞血液,细胞旁转运途径:小管液 细胞间隙 血液,重吸收的特点:,选择性,氨基酸、葡萄糖全部被重吸收。,90%,以上的,Na+ Cl-,、,85%,的,HCO3-,被重吸收。,H2O,绝大部分被重吸收。,70%,的,K+,被重吸收,有限性重吸收,:,转运体的数目有限的缘故,各段肾小管的重吸收能力不同,近曲小管吸收,70%,肾小管袢升支吸收,20%,远曲小管吸收,8%,9%,排泄到尿中的钠量仅约为肾小球滤过量的,1%,重吸收:,水,Na+,葡萄糖,分泌,肌酐,NH3,K+,H+,药物,(1),近曲小管:,重吸收量最大,,重吸收的物质种类也最多,是重吸收最主要的部位。,原尿中的葡萄糖、氨基酸、维生素及微量蛋白质等,几乎全部在近曲小管重吸收,。,Na+,、,K+,、,Cl-,、,HCO3-,等无机盐离子绝大部分在此段重吸收。,(2),髓袢:主要重吸收一部分水和,NaCl,。在尿液的浓缩稀释等功能中起重要作用。,(3),远曲小管和集合管:继续重吸收部分,水,和,Na+,等,,重吸收量,分别,受到,血管升压素,和,醛固酮,的调节,在决定终尿的量和质(体液平衡)方面起着重要作用。分泌,H+,、,NH3,和,K+,,调节机体酸碱平衡,决定尿液酸碱度。,重吸收和分泌的部位与功能,各段肾小管和集合管的物质转运比较,主要物质,近球小管,髓袢,远球小管和集合管,NaCl,的重吸收,67%,20%,12%,水的重吸收,67%,12%,8-17%,(与进水量有关),葡萄糖和氨基酸的重吸收,100%,K,+,的重吸收,67%,20%,K,+,的分泌,主要部位,HCO,3,-,的重吸收,85%,与,H,+,分泌量相呼应,H,+,的分泌,部分,主要部位,NH,3,的分泌,主要部位,重吸收和分泌的特点: 选择性:对机体有用的物质重吸收多(如葡萄糖),无用的不吸收甚至分泌(如肌酐)。 有一定的限度:远曲小管和集合管的机能可调节:远曲小管和集合管虽然重吸收的量较其它部位少,但这里是可以被调节的主要部位,略,近端小管,HCO,3,-,重吸收和,H,+,分泌的示意图,HCO3- 80%,在近端小管重吸收。,Na+-H+,交换。,转变成,CO2,形式吸收,需碳酸酐酶。,意义:排酸保碱,略,NH,3,的分泌与,H,+,、,HCO,3,-,转运的关系,机制:,单纯扩散,集合管分泌,NH,3,示意图,谷氨酰胺,泌,NH,3,的意义,:,促进泌,H,+,促进,HCO,3,-,重吸收,排酸保碱,略,H+,的分泌:肾小管各段和集合管都能分泌,H+,1,)近端小管是分泌,H,+,的主要部位。在小管细胞内生成的,H+,与小管液中的,Na+,以,11,经管腔膜的载体逆向同步转运,即,H+,进入小管液,,Na+,进入小管细胞内,这一过程称为,H+-Na+,交换。肾小管每分泌一个,H+,入小管液,就可从小管液中重吸收一个,Na+,和一个,HCO3-,入血。,2,)远端小管和集合管以,H,+,泵的形式主动转运,H,+,。,H,+,的分泌既可促进,Na,+,的吸收又可促进,HCO,3,-,的吸收,而,NaHCO,3,又是人体的储备碱,这种排酸保碱的作用对调节体内的酸碱平衡有重要意义。,略,葡萄糖的重吸收,部位,:,100%,重吸收,仅限于,近端小管,特点,:,与,Na+,的重吸收相耦联,是继发性主动转运,葡萄糖的重吸收有一定,限度,肾糖阈:,不出现尿糖的最高血糖浓度,称为,。,160,180mg/100ml,葡萄糖吸收极限量,:,男,375mg/min,,女,300mg/min,延伸:肾小管坏死,药物的排泄,肾小球滤过: 血浆中大多数游离型药物经肾小球滤过。,近端肾小管分泌:部分药物通过由近端肾小管分泌的方式随尿液排泄。,肾小管重吸收:经肾小球滤过或肾小管分泌的药物,可通过简单扩散或特殊转运方式不同程度地被肾小管重吸收。,略,药源性肾损害的主要原因:,原尿的浓缩,使尿中药物浓度远高于血药浓度,易产生结晶阻塞肾小管,药物通过直接作用损伤肾小管上皮细胞,其毒力程度与药物浓度有关,主要累及肾小管细胞的功能。,肾脏代谢酶活性高(耗氧量仅次于心肌)。药物在此转化时,可产生有毒物质。或干扰肾脏代谢。,肾脏为活性物质产生部位,如前列腺素,其调节肾血流的作用受某些药物如非甾体类抗炎药的影响,抗原抗体复合物沉积于肾脏基底膜,主要表现为药物的变态反应。,1,、药物肾毒性损害:发病率有升高趋势,分别占总急肾衰发病率的,11%,和内科病因急肾衰的,17.1%,。常见药物为氨基糖甙类抗菌素如庆大霉素、卡那和丁胺卡那霉素多粘菌素,B,妥布霉素,磺胺类药物,解热镇痛药和抗癌药等。中草药主要有:斑蝥、雷公藤、钩吻、山慈姑、鱼胆、毒蕈、仓耳子、木通、防己、泽泻、巴豆、草(川)乌、马钱子、朱砂、雄黄、轻粉、洋金花、青木香、马兜铃、寻骨风、朱砂莲、细辛、使君子、番泻叶、芦荟、白头翁,等等。,2,、毒物肾毒性损害:,重金属类肾毒物:如汞、镉、砷、铀、铬、锂、铋、铅和铂等,;,工业毒物:如氰化物、四氯化碳、甲醇、甲苯、乙烯二醇和氯仿等,;,杀菌消毒剂:如甲酚间苯二酚、甲醛等,;,杀虫剂及除草剂:如有机磷、百草枯等。,3,、生物毒素:,4,、造影剂肾损伤:,略,第三节 尿的浓缩与稀释,参与者,髓袢,远曲小管和集合管,直小血管,一、肾脏主动浓缩或稀释尿液,高渗尿,:,尿渗透压,血浆渗透压,尿液被浓缩,低渗尿,:,尿渗透压, 2.5L/d,:,多尿,尿量, 400ml/d,:,少尿,尿量, 100ml/d,:,无尿,二、尿浓缩和稀释的过程,肾小管各部,水,Na,+,尿素,髓袢降支细段,易通透,不易通透,不易通透,髓袢升支细段,不易通透,易通透,中等通透,髓袢升支粗段,不易通透,易通透,不易通透,远端小管,有,ADH,时易通透,易通透,不易通透,集合管,有,ADH,时易通透,易通透,内髓质易通透,水重吸收的调控:,ADH,和水通道,远曲小管后段和集合管:管腔膜有,ADH,调控的水通道,(,当,ADH,作用时,水通道便从胞浆镶嵌到管腔膜上,),,调节水的重吸收。,ADH,尿浓缩和稀释的过程,尿浓缩和稀释过程主要在,远曲小管和集合管,中进行,受,抗利尿激素(,ADH,),的调节。,(一)尿液的浓缩,当机体缺水时,,ADH,释放增加,使远曲小管、集合管对水的通透性增加。当小管液流经远曲小管和集合管时,由于,髓质高渗梯度,的存在,其中水分不断进入组织液被重吸收,管内溶质浓度不断升高变为高渗,尿被浓度、尿量减少。,(二)尿液的稀释,当机体水过剩时,,ADH,释放减少,远曲小管、集合管对水的通透性降低,水重吸收减少,而远曲小管、集合管仍继续主动重吸收,NaCl,,小管液渗透压不断降低,尿被稀释、尿量增加。,髓袢升支粗段,远曲小管和集合管,低渗小管液,低渗尿,对水不通透,主动重吸收,NaCl,抗利尿激素释放减少,水重吸收减少,NaCl,H,2,O,NaCl,其他溶质,1.,尿液的稀释, 发生部位和原理,:,髓袢升支粗段对水不通透,+,主动重吸收,NaCl,低渗尿,ADH,释放远曲小管和集合管水重吸收,髓袢升支粗段,远曲小管和集合管,低渗小管液,对水不通透,主动重吸收,NaCl,NaCl,NaCl,其他溶质,高渗尿,H,2,O,渗透压梯度,抗利尿激素释放增加和髓质高渗环境使水重吸收,2.,尿液的浓缩, 发生部位和原理,:,肾髓质间质高渗,易于重吸收水,ADH,释放远曲小管和集合管水重吸收,小管液应先在一段对水不通透的管道(髓袢升段)中变成,低渗液,。,这种低渗液最后流经,高渗区,的管道,对水的通透性是可以调节的,ADH,的调节,。,尿浓缩必要条件肾髓质组织液高渗,以便重吸收水分。,水重吸收的动力,血液将高渗区的水分和溶质带走时,保持了髓质的渗透压梯度不被破坏。,尿的浓缩与稀释的生理条件,略,三、肾髓质渗透压梯度,肾,皮质,组织间液与血浆渗透压是等渗的,肾,髓质,组织间液的渗透压高于血浆渗透压,从外髓向内髓逐渐升高, 在肾乳头部位最高,约为血浆渗透压的,4,倍,尿液的浓缩和稀释过程主要在,肾脏髓质中进行,,髓质内层越发达,髓袢越长者,浓缩能力亦越强。,沙鼠可以产生高于血浆,20,倍的浓缩尿。,人可产生高于血浆,45,倍的浓缩尿。,肾髓质高渗梯度的形成机制,髓袢的,逆流倍增,作用:建立梯度,直小血管,逆流交换,作用:维持梯度,逆流学说,U,形的髓袢,直小血管,逆流交换与逆流倍增,Na,+,Na,+,Na,+,Na,+,Na,+,Na,+,Na,+,Na,+,Na,+,Na,+,Na,+,Na,+,Na,+,Na,+,Na,+,Na,+,Na,+,Na,+,Na,+,Na,+,Na,+,Na,+,Na,+,Na,+,Na,+,甲,乙,丙,M,1,M,2,逆流倍增,谁带走热量多?,(一)髓袢的逆流倍增作用,(,1,)髓袢降支细段,:对,NaCl,不易通透,对尿素不易通透,对水高度通透,水被重吸收,管内,NaCl,浓度倍增,(,管内为高渗梯度,),(,钠盐,管内,钠盐,管外,),(,尿素,管内,尿素,管外,(,2,)髓袢升支细段,:,对,NaCl,高度通透,对尿素中等通透,对水不通透,由肾内髓渗透压梯度已形成。,NaCl,向管外扩散,尿素向管内扩散,管内浓度倍减,(,但仍为高渗梯度,),(,管外为高渗梯度,),(,管内,钠盐,渐,),(,管内,尿素,渐,),(,3,)髓袢升支粗段:,对,NaCl,主动转运,对尿素不通透,对水不通透,NaCl,向管外扩散,管内浓度倍减,(,管内为低渗液,),(,管外为高渗梯度,),(,钠盐,管内,钠盐,管外,),肾外髓渗透压梯度已形成。,(,4,)尿素循环:,条件:,.,髓袢升支粗段、远曲小管、皮质与外髓集合管尿素均不通透;,.,髓袢升支细段对尿素易通透;,.,内髓集合管对尿素易通透,+,尿素,高,(,当,ADH,时远曲小管和集合管对水的通透性,尿素,),。,过程:,尿素出内髓集合管入髓袢升支细段经髓袢升支粗段、远曲小管、皮质与外髓集合管内髓集合管。,作用:,建立和维持肾内髓高渗梯度。,尿素在循环,水呢?,小结:,形成肾髓质高渗梯度的物质:,外髓质:,主要是,NaCl,。,内髓质:,主要是,NaCl+,尿素,形成肾髓质高渗梯度的决定因素:,逆流系统,+,各段对物质的选择性通透逆流倍增现象。,(二)直小血管的逆流交换作用:不带走溶质,带走水,直小血管通透性高,+,降支与升支彼此靠得很近,+,与髓袢并行;当直小血管的血液逆流时:,降支 升支,同水平组织间液的渗透压, ,直小血管 直小血管,尿素和,NaCl,尿素和,NaCl,入直小血管 出直小血管,水出直小血管 水入直小血管,当升支离开外髓时带走的溶质水,维持髓质高渗梯度,水进钠出,水出钠进,小结,尿液的浓缩和稀释:,1.,结构基础:,髓袢、集合管,U,形结构的逆流系统,2.,物质转运的差异:,肾小管各段对水、溶质通透性不同,3.,逆流倍增机制:,建立髓质高渗梯度,4.,尿素再循环:,使渗透梯度加强,5.,直小血管的作用,:维持该梯度,6.ADH,的作用:,大量水分进入肾脏间质,被直小血管等重吸收,尿液得以浓缩。,略,第四节 尿液生成的调节,尿的生成调节,一、肾内自身调节,(一)小管液中溶质的浓度,渗透性利尿,:,由小管液溶质浓度增加,渗透压升高,阻碍了肾小管对,Na+,和水的重吸收而引起尿量增多的现象。,举例:,糖尿病多尿,甘露醇脱水,临床上给病人使用可被肾小球滤过而又不被肾小管重吸收的物质来提高小管液中溶质的浓度,借以达到利尿和消除水肿的目的。如甘露醇。,脑水肿,近端小管、髓袢重吸收,渗透性利尿,集合管重吸收,水利尿,(二),球管平衡,概念:不论肾小球滤过率增多或减少,近端小管的重吸收率始终占肾小球滤过率的,65,70%,左右。,(定比重重吸收),意义:,维持,尿量,和,溶质,的相对稳定,形成机制:以肾小球滤过率增加为例,管周血管血压,血浆胶体渗透压 ,近端小管对,Na,+,、水的重吸收率,660,125,NaCl,H,2,O,150,535,Cap,血压,胶渗压,(510),球管平衡示意图,略,二、神经体液调节,(,一,),肾交感神经的作用:尿量减少,血管收缩肾血流量滤过,球旁细胞,肾素释放血管紧张素,和醛固酮,NaCl,和水的重吸收,(,二,),血管升压素,(,抗利尿激素,ADH ),来源,:,下丘脑视上核、室旁核,储存、释放,:,神经垂体,作用,:,水的重吸收,使尿液浓缩,尿量,提高远曲小管和集合管对水的通透性,增加髓袢升支粗段对,NaCl,的重吸收,提高内髓部集合管对尿素的通透性,分泌因素:,血浆晶体渗透压,-,渗透压感受器(下丘脑),循环血量,-,容量感受器(,心房和胸腔内大静脉器,),动脉血压,-,压力感受器(颈动脉窦),ADH,与远曲小管和集合管的管周膜,V,2,受体结合,激活,腺苷酸环化酶,c-AMP,激活,蛋白激酶,A,水通道从胞浆,镶嵌到管腔膜上,水重吸收,内髓集合管尿素通透性,袢升粗段主动重吸收,NaCl,内髓高渗梯度,尿浓缩,尿 量 ,下丘脑释放,ADH,略,小管液在逆流系统,髓质高渗梯度,集合管对水通透性,集合管对水重吸收,低渗尿,(,尿稀释,),集合管对水通透性,集合管对水重吸收,高渗尿,(,尿浓缩,),ADH ,ADH,略,抗利尿激素的产生、调节及其作用示意图,血浆晶体渗透压,循环血量,动脉血压,应激、疼痛、情绪激动,渗透压感受器,+,容量感受器,-,压力感受器,-,中枢神经系统,+,下丘脑视上核、室旁核,下丘脑,-,垂体束,神经垂体,抗利尿激素,肾远曲小管、集合管对水通透性,水重吸收,尿量,血浆晶体渗透压恢复,循环血量、动脉血压恢复,+,略,水利尿:,大量饮清水后尿量增多的现象。,大量饮水 血浆晶体渗透压 下丘脑渗透压感受器(,-,) 反射性,ADH,分泌 远曲小管、集合管水重吸收 尿量,尿液稀释。,尿崩症:抗利尿激素的缺乏所引起的肾脏排出水分增加的现象。,(三)肾素,-,血管紧张素,-,醛固酮,系统,来源,:,肾上腺皮质球状带,(,指醛固酮,),作用,: ,远曲小管和集合管重吸收,Na+,排出,K+(,保钠排钾,),水随,Na+,重吸收,尿量,(,水钠潴留,),肾素分泌的刺激因素,:,循环血容量,肾动脉压,入球小动脉,牵张感受器,致密斑感受器,肾动脉压,肾血流量,球 旁 器 细 胞,肾交感,N,兴奋,肾小球滤过率,远曲小管,Na,+,、,Cl,-,负荷,循环血容量,心房容量感受器,动脉压力感受器,肾 素,反射性,+,+,+,+,+,+,去甲肾上腺素,受体,去甲肾上腺素肾上腺素,略,肾上腺皮质球状带,血,K,+,、,Na,+,肾素,血管紧张素原,血管紧张素,血管紧张素,血管紧张素,最小浓度刺激近曲小管重吸收,NaCl,;,中等浓度进一步刺激肾上腺皮质合成与释放醛固酮;,较高浓度进一步收缩血管、升高血压;,另外:刺激肾上腺髓质和交感,N,分泌释放,NE,、,E,;刺激,ADH,、,ACTH,释放。,醛 固 酮,肺血管紧张素转换酶,排,2K,+,、保,3Na,+,、保,H,2,O,肾素,-,血管紧张素,-,醛固酮系统的调节,促肾上腺皮质激素,略,略,?,想一想 练一练,1,、从肾小球流出的血液是( ),A.,含氧少的血,B.,含尿素最少的血,C.,含二氧化碳多的血,D.,含二氧化碳少的血,B,2,、人体中,下列那一种血管内流动着含尿素最少的血( ),A.,下腔静脉,B.,肺静脉,C.,肾静脉,D.,肺动脉,C,3,、尿液形成是在( ),A.,肾小球,B.,肾小囊,C.,肾单位,D.,肾小体,C,4,、原尿中不含有的成分是( ),A.,尿素,B.,无机盐,C.,葡萄糖,D.,血,细胞,D,小管液渗透压的变化,:髓袢降支细段由等渗递增式高渗;髓袢升支细段为递减式高渗;髓袢升支粗段为递减式低渗;远曲小管为低渗;皮质部集合管由低渗高渗;髓质部集合管为递增式高渗。,
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