生理学 第十章 泌尿系统

第十章泌尿系统的结构与功能组成肾输尿管膀胱尿道肾输尿管膀胱泌尿系统尿道排出代谢废物和异物调节体内电解质和酸碱平衡调节细胞外液量和渗透压内分泌肾素促红细胞生成素1,25-二羟维生素D3排泄一、肾（一）肾的外形及断面结构第一节泌尿系统的组成和结构肾实质皮质髓质外髓内髓尿液的引流管道皮质髓质肾盂肾的冠状切面的肉眼观肾的冠状切面观（二）肾的组织学构造（显微观）肾单位集合管肾实质肾单位集合管肾的微细结构皮质髓质肾单位集合管1.肾单位肾单位肾小体肾小球肾小囊肾小管近端小管细段远端小管（1）肾小体的结构肾小球肾小囊→肾单位的微细结构肾小体肾小球（毛细血管球）肾小囊入球小动脉管径出球小动脉管径肾小球压高形成原尿脏层→足C壁层与近曲小管相连包绕肾小球2.集合管近曲小管远曲小管髓袢降支细段近端小管髓袢降支粗段细段髓袢升支细段远端小管髓袢升支粗段（2）肾小管肾的微细结构：肾单位肾小体集合管、乳头管肾小管皮质外髓内髓肾小体肾小管集合管肾实质重点理解皮质外髓内髓肾小球肾小囊近曲小管髓袢(loopofHenle)远曲小管集合管(collectingduct)近髓肾单位的微细结构3.球旁复合体肾素产生的主要部位球旁细胞：入球小A中层特殊分化的C分泌肾素致密斑：感受小管液中NaCl含量的变化调节肾素释放球外系膜细胞球旁复合体的结构模式图（三）肾的血管两套毛细血管→肾血液循环特点：3）管径：入球小动脉出球小动脉肾小球内压力高1）血流量大（1200ml/min血液流经肾，约占心输出量的1/4，其中90%进入皮质）、流速快。4）动脉在肾内形成两次毛细血管2）肾内血管走行较直，血液能很快到达血管球。入球小动脉肾小球毛细血管网利于滤过作用出球小动脉球后毛细血管网肾小管周围利于重吸收功能二、输尿管三、膀胱四、尿道方式：1.排出机体大部分的代谢终产物和异物。2.调节细胞外液量与渗透压。3.维持电解质与酸碱平衡。第二节尿生成的过程意义：维持机体内环境相对稳定。肾小球的滤过原尿肾小管集合管重吸收肾小管集合管分泌终尿•尿生成的基本过程尿生成的过程一、肾小球的滤过功能肾小球滤过（glomerularfiltration)：当血液流经肾小球毛细血管时，血液中的水和小分子溶质，透过肾小囊的囊腔形成超滤液的过程。血浆超滤液（原尿）（一）滤过膜的结构滤过膜肾小球毛细血管内皮C非细胞性基底膜肾小囊脏层上皮C窗孔50-100nm网孔（决定通透性）2-8nm裂隙（裂隙上覆盖一层薄膜）4-14nm（足C）肾小囊的脏层（二）滤过膜的分子通透性：不同的物质通过滤过膜能力不同（1）物质分子的大小机械屏障R2.0nm，完全滤过2.0nmR4.2nm，滤过量逐渐降低R4.2nm，不能滤过（2）物质所带电荷正电荷易滤过原因：滤过膜各层中含有很多带负电荷的物质，主要为糖蛋白。电学屏障不同的分子有效半径和带不同电荷右旋糖酐的过滤能力滤过能力的值为1.0：表示能自由滤过；0则表示不能滤过（三）肾小球滤过的动力——有效滤过压有效滤过压=滤过的动力－滤过的阻力肾小球毛细血管血压-（血浆胶体渗透压+囊内压）有效滤过压在逐渐变小滤过平衡(filtrationequilibrium)：当有效滤过压下降到零时，达到滤过停止状态（四）肾小球滤过率和滤过分数——评价肾小球滤过能力的常用指标•肾小球滤过率（glomerularfiltrationrate,GFR）：单位时间内（每分钟）两肾生成的超滤液量。•滤过分数（filtrationfraction,FF）125ml/minGFR每分肾血浆流量×100％19％通透性改变蛋白尿、血尿面积变化GFR少尿、无尿急性肾小球肾炎管腔变窄或者阻塞（五）影响肾小球毛细血管滤过的因素（1）滤过膜的面积和通透性滤过膜的面积：1.5m21.肾小球毛细血管血压•肾血流量的自身调节：Bp:80-180mmg动脉血压在一定范围内波动时，肾血流保持相对恒定，肾小球毛细血管血压稳定。Bp80mmHg:肾小球毛细血管血压GFR不变GFRBP40mmHg:GFR为0，导致无尿（2）有效滤过压3.血浆胶体渗透压的改变如低蛋白血症2.囊内压如尿路阻塞、结石囊内压↑→有效滤过压↓→GFR↓血浆胶体渗透压↓→有效滤过压↑→GFR↑（3）肾血浆流量主要影响滤过平衡点的位置肾血浆流量大→GFR↑严重缺氧、休克交感神经兴奋肾血浆流量GFR二、肾小管重吸收和分泌功能原尿量：180L/d终尿量：1.5L/d原尿与终尿的成分比较结论•重吸收：上皮细胞将物质从肾小管液中转运至血液•分泌：上皮细胞将本身产生的物质或血液中的物质转运至肾小管腔内。降低或消失浓缩重吸收和分泌重吸收的百分率不同皮质外髓内髓小管液细胞细胞间隙细胞（一）物质转运方式与途径原发性：继发性：主动转运：逆电化学梯度被动转运：顺电化学梯度ATP，如Na+泵Na+顺电化学梯度释能溶剂拖曳：当水分子通过渗透被重吸收时有些溶质分子可随水分子一起转运。•转运方式：电中性转运：小管内外无电位变化生电性转运：小管内外出现电位差继发性主动转运跨细胞途径：溶质→小管上皮细胞→组织间隙细胞旁途径：溶质→组织间隙•转运途径：肾小球的滤过水原尿Na+、Cl-、K+HCO3-H2PO4-、HPO42-葡萄糖尿素尿酸肌酐氨肾单位的微细结构近曲小管：重吸收的主要部位（50-60m2)全部：Glu、AA部分：65~67%（水、Na+、Cl-、K+等）85%（HCO3-等）重吸收分泌：H+髓袢：重吸收－20%水、Na+、Cl-、K+等远曲小管和集合管重吸收12%：Na+(醛固酮)、Cl-不同量的水（血管升压素）分泌：不同量的K+(醛固酮)、H+（二）肾小管和集合管中各种物质的转运Na+在近曲小管（65~67%Na+）是近曲小管各种溶质和水重吸收的主要动力2/3Na+：主动重吸收，近曲小管前半段1/3Na+：被动重吸收，近曲小管后半段（1）Na+Na+和水的吸收在近曲小管有回漏。1.Na+、Cl-和水的重吸收主动重吸收Na+-H+交换Na+泵Na+-H+交换•近曲小管前半段Na+-葡萄糖(氨基酸)同向转运体Na+-葡萄糖同向转运体被动重吸收：•近曲小管后半段Na+顺电位差（细胞旁途径）动力：Cl-顺浓度梯度被重吸收时，产生小管内外的电位差Na+髓袢（20%Na+）髓袢降支：水通透，对NaCl几乎不通透。髓袢升支细段：对NaCl通透，对水几乎不通透。NaCl→被动重吸收髓袢升支粗段：50%继发性主动转运50%被动重吸收（细胞旁途径）•升支粗段继发性主动转运：Na+-2Cl--K+同向转运体被动重吸收：细胞旁通路Na+在远曲小管和集合管（12%NaCl）→受醛固酮的调节远曲小管起始段：主动重吸收远曲小管后段和集合管：主动重吸收•远曲小管起段Na+-Cl-同向转运体主动重吸收NaCl，对H2O没有通透性主C：重吸收Na+和水，分泌K+•远曲小管后段和集合管Na+-K+交换（2）Cl-近曲小管（65~67%）前半段：无后半段：被动重吸收（顺浓度差）髓袢（20%）髓袢降支：无髓袢升支细段：被动重吸收髓袢升支粗段：继发性主动转运Na+-K+-Cl-同向转运体远曲小管和集合管（12%）远曲小管起始段：继发性主动转运Na+-Cl-同向转运体远曲小管后段和集合管：被动重吸收（细胞旁途径）（3）水顺渗透压梯度，被动重吸收•强制性吸收：与机体缺水与否无关。•转运方式10%扩散85%细胞膜上的水通道髓袢（20%）髓袢降支：水通道，被动重吸收髓袢升支：无远曲小管和集合管（12%）远曲小管起始段：无远曲小管后段和集合管：取决VP水平近曲小管（65~67%）有回漏（均为被动、量大、占99%）2.HCO3-重吸收与H+的分泌与Na+-H+交换有密切关系以CO2形式，被动扩散比Cl-优先重吸收H+CO2HCO-3•近曲小管：重吸收HCO3-，分泌H+•髓袢：重吸收HCO3-，分泌H+；转运过程与近曲小管相似区别：分泌H+的方式不同近曲小管：Na+-H+交换体远曲小管和集合管：H+泵（闰细胞）升支粗段，重吸收HCO3-，机制与近曲小管相同•远曲小管和集合管：闰C：分泌H+（重吸收HCO3-）H+HPO42-H2PO4-NH3NH4+尿液的酸碱度H+的分泌意义：①排酸保碱②酸化尿液③促进NH3/NH4+的分泌3.NH3/NH4+的分泌来源：1个谷氨酰胺→2分子NH4+•近曲小管（分泌）逆向交换：Na+-H+逆向转运体（NH4+替代H+）单纯扩散：取决于膜两侧的pH值H+H+HCO3-NH3NH+4NH3NH4++Cl-NH4Cl细胞排出Na+NaHCO3小管液NH4+代替Na+、K+，由Na+-K+-2Cl-同向转运体细胞膜对NH3高通透，对NH4+的通透性差，对NH3的分泌与近曲小管的单纯扩散相似。意义：泌NH3与泌H+密切相关促进NaHCO3的重吸收排酸保碱，维持体液酸碱平衡•髓袢（重吸收）：•集合管（分泌）：4.K+的重吸收和分泌原尿中的K+被全部重吸收，而终尿中的K+主要为远曲小管和集合管分泌的。•近曲小管主动重吸收：机制不清①电位：管腔内-4mv②浓度：管腔内（4mmol/L）；细胞内（150mmol/L）•髓袢升支粗段：（继发性主动重吸收）Na+–K+-2Cl－同向转运体•远曲小管和集合管：分泌K+Na+–K+交换；多吃多排，少吃少排，不吃也排Na+-K+交换Na+-H+交换原因：动力都来源于Na+泵高K+血症→酸中毒低K+血症→碱中毒竞争性抑制作用5.Ca2+的重吸收近曲小管（65~67%）80%细胞旁途径：溶液拖曳20%跨细胞途径：被动扩散髓袢（20%）髓袢细段：对Ca2+不通透髓袢升支粗段：被动转运、主动转运远曲小管和集合管：9%，主动转运6.葡萄糖的重吸收部位：仅限于近球小管（主要在近曲小管）方式：继发性主动转运伴随Na+的继发性主动转运（协同转运）肾糖阈（renalglucosethreshold）：尿中不出现葡萄糖的最高血糖浓度。160~180mg/100ml原因:葡萄糖载体的数量是有限的。即部分近曲小管吸收葡萄糖的能力已达到饱和。葡萄糖最大转运率（transportmaximum）：肾小管的重吸收达到它的最大限度原因：所有近曲小管重吸收葡萄糖的能力都达到饱和7.其他物质的重吸收与分泌氨基酸、SO42-、HPO42-：伴随Na+的主动重吸收蛋白质：吞饮代谢产物以及青霉素、酚红、利尿药等：近曲小管主动分泌三、尿液的浓缩和稀释终尿渗透浓度血浆渗透浓度→浓缩尿→稀释尿=→等渗尿前提:肾髓质组织间液中存在渗透浓度梯度调节因素：改变肾远曲小管和集合管上皮细胞对水的通透性VP肾髓质渗透压梯度示意图（一）肾髓质渗透浓度梯度及其形成1.肾髓质渗透浓度梯度•逆流倍增系统髓袢降支细段：对水通透，对NaCl不通透→渗透压髓袢升支细段：对水不通透，对NaCl通透→渗透压H2ONaClNaCl皮质外髓内髓2.肾髓质渗透浓度梯度的形成髓袢升支粗段NaCl、K+主动重吸收H2O不通透高渗渗透浓度梯度尿素再循环NaCl重吸收高渗渗透浓度梯度髓袢降支细段和升支细段的逆流倍增作用髓袢降支、升支细段，集合管（1）外髓部渗透浓度梯度形成（2）内髓部渗透浓度梯度形成外髓内髓ADHNaClH2O尿素H2OADH尿素尿素尿素H2OH2OADH尿素H2ONaCl皮质外髓内髓（二）肾髓质渗透浓度梯度保持功能：（1）使髓质的溶质不易被血流带走（2）将重吸收的水分运回循环系统直小血管的作用：升支与降支的逆流交换作用1)髓袢的正常结构（结构基础）2)髓袢升支粗段主动重吸收NaCl（主要动力）3)血液尿素浓度4)直小血管的血流速度影响其维持渗透浓度梯度的形成。（三）影响尿液浓缩和稀释的因素1.影响肾髓质渗透浓度梯度形成的因素2.血管升压素（VP）分泌的调节（四）尿液浓缩和稀释功能的实现调节因素：血管升压素（VP）：下丘脑视上核和室旁核产生神经垂体释放入血作用：调节远曲小管和集合管对水的通透性过程:VP分泌远曲小管集合管上皮C对H2O的通透性H2O被重吸收尿渗透压高渗尿渗透浓度梯度尿量H2O不被重吸收NaCl主动重吸收尿渗透压低渗尿机体缺