[生理学]尿的生成和排出.

1第八章尿的生成与排出(urineformationandexcretion)2[目的要求]（一）掌握:尿生成的过程(肾小球的滤过、肾小管和集合管重吸收与分泌）及影响因素，尿生成的调节，排尿反射。（二）熟悉:尿液的浓缩与稀释（三）了解:肾脏在机体排泄中的地位，在维持内环境相对稳定中的意义。3概述肾脏是机体主要的排泄器官之一。排泄：机体将代谢的终产物、过剩的物质和进入体内的异物经血液循环由排泄器官排出体外的过程。4肾脏的生理功能：1.排泄功能,维持内环境的相对稳定:①水、电解质平衡②酸碱平衡③血浆渗透压2.肾脏也是一个内分泌器官：合成分泌肾素、促红细胞生成素；1，25-二羟维生素D3，前列腺素等。5肾尿生成的过程：肾小球滤过(filtration)肾小管和集合管重吸收(reabsorption)肾小管和集合管分泌(secretion)6一、肾的功能解剖第一节肾的功能解剖和肾血流量7(一)肾单位(nephron)构成肾小体肾小球肾小囊肾小管近端小管髓袢细段远端小管升支细段髓袢升支粗段远曲小管髓袢降支粗段近曲小管降支细段集合管(collectingduct)：肾单位肾单位：尿液生成的基本功能单位1.肾单位的结构82.肾单位分类：二种肾单位1.2.皮质肾单位：外皮质和中皮质近髓肾单位：内皮质9两种肾单位比较皮质肾单位近髓肾单位数量多(80-90%)小A口径少(10-15%)肾小球体积较大较小A入A出2:1差异甚小1:1出球小A分支髓袢长度形成的毛细血管网几乎全部缠绕皮质部的肾小管周围形成肾周围cap网和U形的直小血管短，只达外髓层长，深入内髓层功能尿液的生成尿液的浓缩与稀释分布外、中皮质层内皮质层10（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。112.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Na+含量变化，并将信息传递至球旁细胞调节肾素的释放。Na+123.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。13(三)肾脏的神经支配肾交感神经来源:胸12-腰2支配范围:肾动脉、肾小管、球旁细胞兴奋效应: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14(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15二、肾血流量的特点及其调节概念：安静状态下，每分钟两肾的血流量※肾的血液循环特点⑴血流量大，一定范围内相对稳定：流量≈心输出量1/4～1/5；1200ml/min是体内血循环最丰富的器官。⑵血液分布不匀：皮质94%；外髓5%；内髓1%⑶两套毛细血管网，压力高低不同：肾小球毛细血管网压力高→利于滤过；肾小管毛细血管网压力低→利于重吸收16(一)肾血流量的自身调节(auto-regulation)定义：在没有外来神经支配的情况下，肾动脉血压在一定范围内(80-180mmHg)变动时,肾血流保持相对恒定的现象。意义：正常安静条件下，通过自身调节使RBF,GFR相对稳定，泌尿活动正常进行。※肾血流的调节171.肌源性学说：①血压在80-180mmHg升高时，入球小动脉血管平滑肌紧张性增加，会自动的引起其平滑肌收缩,维持肾血流量相对稳定，相反也成立。②＜80mmHg，平滑肌舒张达极限＞180mmHg，平滑肌收缩达极限∴肾血流量随血压的波动而变化。182.管-球反馈：（肾小管－肾小球反馈）定义：肾小管内液体的流量变化影响肾小球滤过率和肾血流量的现象。当RBF和GFR↑时，到达远曲小管致密斑处的小管液量↑，致密斑发出信息，通过某种信号转导至肾小球，使入球小动脉和出球小动脉收缩，使RBF和GFR恢复至正常。否则，相反。（与肾脏局部的肾素-血管紧张素以及局部产生的腺苷，NO和前列腺素也可能参与调节）19（二）肾血流量神经-体液调节：①神经支配：肾交感神经兴奋→肾血管收缩→肾血流↓②体液因素：NE、E、VP、AⅡ分泌↑→肾血管收缩→RBF↓。肾组织生成的PG、NO、缓激肽引起肾血管舒张意义：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。20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。21★第二节肾小球的滤过功能滤过：指血液流过肾小球时,血浆中水和小分子溶质及少量小分子蛋白质通过滤过膜进入肾小囊形成原尿的过程。22滤过的实验证据:肾小囊微穿刺抽取液体分析发现,除蛋白质含量甚少外，所含的其他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23成分血浆(g/L)滤液(g/L)水900980蛋白质70－900.3葡萄糖1.001.00Na+3.303.30K+0.20.2Cl-3.703.70H2PO4-HPO42-0.040.04尿素0.300.30尿酸0.040.04肌酐0.010.01氨0.0010.001血浆、肾小球滤液成分的比较24肾小球滤过功能的度量指标1.肾小球滤过率（glomerularfiltrationrate,GFR)单位时间内两肾生成的超滤液量。GFR＝两肾生成的原尿量ml/min＝125ml/min=180L/d2.滤过分数(filtrationfractionGFF)概念：GFR与每分钟肾血浆流量的百分比。GFF＝GFR÷肾血浆流量×100％＝125÷660×100％＝19％25影响肾小球滤过率的两个因素:滤过系数Kf(滤过膜面积和膜通透性)有效滤过压（PUF)肾小球滤过率＝Kf×PUF26一、滤过的结构基础—滤过膜P214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2、基膜层3、肾小囊脏层足细胞的足突血管内皮内皮下基膜足细胞足突27三层滤过膜: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28两种屏障使滤过膜对血浆中物质通过具有高度选择性，对原尿的质量起着决定作用。三层滤过膜:Cap内皮细胞层：唾液酸蛋白基膜层：硫酸肝素/蛋白聚糖肾小囊足细胞层：nephrin电屏障29决定物质通过滤过膜的因素:1.物质分子有效半径大小：中性物质有效半径小于2nm自由滤过；2-4.2nm随半径增加，滤过降低；大于4.2nm不能滤过2.物质所带电荷：在有效半径相同的条件下，正电荷易通过，负电荷不易通过。主要限制带负电荷的大分子蛋白通过，而其他带负电荷的微小物质如Cl-HCO3-HPO42-SO42-也可顺利通过。3031机械屏障：由滤过膜的三层组织各种孔、裂构成。静电屏障：由各层含有带负电荷的糖蛋白构成。外层中层内层32二、滤过的动力---有效滤过压是指促进超滤的动力和阻碍超滤的阻力的差值有效滤过压=(毛细血管压+囊内液体胶体渗透压)-（血浆胶体渗透压+囊内压）=毛细血管压-（血浆胶体渗透压+囊内压）33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无滤液生成有效滤过压=毛细血管压-（血浆胶体渗透压+囊内压）34●由图可见：沿着毛细血管全长，随着水和溶质的滤出，胶体渗透压渐↑→有效滤过压渐↓(=0时称滤过平衡)→滤过平衡的位置决定着毛细血管滤过的长度。滤过平衡：当滤过阻力等于滤过动力时，有效滤过压为0。滤过停止。35三、影响肾小球滤过的因素(一)肾小球毛细血管压•全身血压在80~180mmHg范围内,滤过率保持不变。血压低于80mmHg,随血压,有效滤过压,滤过减少。血压降至40~50mmHg,有效滤过压为零,无尿生成。•紧急情况下，交感神经兴奋，肾血流量减少，肾小球毛细血管血压下降，肾小球滤过率降低36(二)肾小球囊内压一般较稳定,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。如肾盂和输尿管结石、肿瘤压迫、输尿管狭窄等37(三)血浆胶体渗透压全身白蛋白浓度明显时,血浆胶体渗透压,有效滤过压。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。38（五）滤过系数：（filtrationcoefficient,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39⑵面积⑴通透性机械屏障作用↓→血尿（如：肾炎时因免疫反应蛋白分解酶的释放导致滤过膜孔、裂增大）静电屏障作用↓→蛋白尿（如：肾炎时带负电荷的糖蛋白减少或消失）正常时肾小球都活动滤过面积=1.5m2急性肾炎→毛细血管腔狭窄或阻塞→滤过面积↓→GFR↓→尿量↓40肾尿生成的过程：肾小球滤过(glomerularfiltration)肾小管和集合管重吸收(reabsorption)肾小管和集合管分泌(secretion)41物质转运功能：指其重吸收和分泌作用。●分泌:指小管上皮细胞将自身代谢产物或血液中的某些物质排入小管液的过程。●重吸收:指小管上皮细胞将原尿中某些成分重新摄回血液的过程。第三节肾小管和集合管的物质转运功能42血浆、肾小球滤液和尿液成分的比较成分血浆(g/L)滤液(g/L)尿(g/L)尿中浓缩倍数水9009809601.1蛋白质70－900.3微量－葡萄糖1.001.00极微量－Na+3.303.303.351.10K+0.20.21.57.5Cl-3.703.706.001.60H2PO4-HPO42-0.040.041.5037.5尿素0.300.3018.0060.00尿酸0.040.040.5012.5肌酐0.010.011.00100氨0.0010.0010.4040043●重吸收和分泌的证据：①比较原尿与终尿中成分的质和量可见：蛋白质、葡萄糖原尿中有→终尿中无(重吸收)；肌酐、氨原尿中微量→终尿中大量(分泌)。②比较原尿与终尿量：原尿量=125ml/min×60×24=180L/d终尿量：1-2L/d（99％水被重吸收）44一、肾小管和集合管物质转运的方式被动：单纯扩散易化扩散渗透溶剂拖曳主动：原发主动-泵继发主动入胞：45重吸收途径：二条1、跨细胞转运途径：小管液溶质-小管上皮细胞-组织间隙液2、细胞旁途径：小管液H2O、Cl-、Na+--小管上皮细胞间的紧密连接--组织间隙肾小管上皮细胞顶端部分称顶端膜（管腔膜）细胞侧面和基地部称基底侧膜46二、肾小管和集合管中物质的重吸收与分泌①近端小管重吸收：65％Na+Cl-、H2O，85％HCO3-以及全部磷酸盐、葡萄糖、氨基酸及滤过的少量蛋白。②髓袢、远曲小管和集合管也有重吸收功能。③远曲小管和集合管还有分泌功能。47(一)Na+、Cl-、H2O的重吸收1.近端小管：吸收65-70%（定比吸收，等渗）前半段跨细胞主动重吸收过程：2/3后半段细胞旁路被动重吸收：1/3H2O随溶质重吸收。①基底侧膜：钠泵②管腔膜：Ⅰ.Na+分别与葡萄糖、氨基酸等同向偶联转运；Ⅱ.Na+与H+逆向偶联转运。前半段重吸收机制：继发性主动转运48近端小管前半段NaCl重吸收示意图H2OX代表AA和葡萄糖49①Cl-顺浓度梯度经紧密连接进入细胞间隙，Cl-被动重吸收②Na+顺电位梯度经紧密连接进入细胞间隙，Na+被动重吸收后半段：Na+、Cl-被动吸收（细胞旁途径）1/3③管腔膜Na+-H+和Cl--HCO3-逆向转运体？Na+和Cl-进入细胞,H+和HCO3-进入小管液，基底侧膜上的k+-Cl-同向转运体将Cl-转运至细胞间隙，Na+泵转运Na+至细胞间隙。H2O随着溶质通过紧密连接途径重吸收50近端小管后半段NaCl重吸收示意图H2O？51H2OH2O52Na+K+Cl-水①髓袢降支