肾脏生理学

肾脏生理学KidneyPhysiology肾脏生理学一、肾脏的功能二、肾脏的结构三、肾脏的血液循环四、尿生成的过程五、尿的浓缩和稀释六、尿生成的调节七、血浆清除率八、尿的排放九、复习思考题KidneyPhysiology一、肾脏的功能㈠泌尿功能㈡内分泌功能水盐平衡㈢调节酸碱平衡渗透压平衡㈣调节血压(长期效应)正常尿量=1500ml/day多尿＞2500ml/day少尿＝100～500ml/day无尿＜100ml/day肾素促红细胞生成素1,25-(OH)2-D3前列腺素肾血管舒缓素二、肾脏的结构㈠肾脏的解剖结构㈡肾脏的显微结构1、肾单位：肾脏的基本功能单位，双肾约200万个肾单位⑴.组成⑵.类型2、球旁器（近球小体）组成存在部位或分布功能或作用球旁细胞(近球细胞)入球小动脉分泌肾素致密斑远曲小管起始部Na＋感受器,调节肾素分泌球外系膜细胞(间质细胞)入球小A与出球A之间调节肾血浆流量,吞噬功能肾脏的解剖位置肾脏位于腹膜外肾脏水平面肾盏皮质髓质肾盂肾脏断面（额状切）输尿管肾单位的组成肾单位的构成肾单位的组成肾小球近曲小管髓袢远曲小管集合管近球小管髓袢细段远球小管近曲小管髓袢降支粗段髓袢降支细段髓袢升支细段髓袢升支粗段远曲小管↓集合管↓乳头管↓肾盏↓肾盂→输尿管→膀胱肾单位肾小体肾小管肾小球(毛细血管网)肾小囊(内层、囊腔、外层)Bowman囊（肾小囊）肾小球颗粒细胞近球小体近曲小管肾小球光学显微镜照片肾小球光学显微镜照片肾小球电子显微镜照片肾小球电镜照片216页，图8-1皮质肾单位近髓肾单位肾单位的类型类型皮质肾单位近髓肾单位部位中皮层、外皮层内皮层占肾单位百分数85%～90%10%～15%肾小球体积小大入球小动脉口径比出球小动脉口径2：11：1出球小动脉分支肾小管周围U型直小血管和肾小管周围髓袢长短短长颗粒细胞(分泌肾素)多(有)少(无)交感神经支配入球小动脉和颗粒细胞出球小动脉功能①生成尿液②分泌肾素③维持血容量和血压稳定①浓缩和稀释尿液②维持水平衡近球小体的位置组成存在部位或分布功能或作用球旁细胞（近球细胞）入球小动脉分泌肾素致密斑远曲小管起始部Na＋感受器,调节肾素分泌球外系膜细胞（间质细胞）入球小动脉与出球小动脉之间调节肾血浆流量,吞噬功能近球小体217页，图8-2三、肾脏的血液循环㈠肾脏血供特点1．血液供应丰富：两肾血流量＝1200ml/min，约占心输出量20%肾脏是全身血流量最丰富的器官2．血液分布的解剖特点1）血流量分布2）血管形态学分布㈡肾血流量的调节1．自身调节：(正常情况)2．神经和体液调节(紧急情况时)1）交感神经兴奋→肾血管收缩→肾血流量↓2）NE、肾上腺素、升压素、血管紧张素→肾血管收缩→肾血流量↓3）一氧化氮、前列腺素→肾血管舒张→肾血流量↑肾皮质占94%肾外髓占5%肾内髓占1%肾血流量主要部分腹主动脉↓肾动脉↓叶间动脉↓弓形动脉↓小叶间动脉↓入球小动脉↓肾小球毛细血管网（血压高，有利滤过）肾静脉↑叶间静脉↑弓形静脉↑小叶间静脉↑肾小管周围毛细血管网（血压低-胶渗压高）（有利重吸收）↑出球小动脉小叶间动脉肾动脉肾静脉叶间A-V双重毛细血管网分布肾小球毛细血管网肾小管周围毛细血管网肾血流量的自身调节1）定义：去神经或离体肾脏，在平均动脉压＝80～180mmHg（10.7～24kPa）时，肾血流量保持恒定调节2）肾血流量自身调节曲线：平均肾动脉压与肾血流量的关系曲线3）机制⑴肌原性血管收缩学说：灌注压↑→肾血管收缩→血管阻力↑→肾血流量恒定证据：血管平滑肌抑制剂（婴粟碱、水合氯醛、氰化物）⑵管-球反馈①定义：小管液流量变化影响肾血流量和肾小球滤过率的现象②过程：③参与的激素：肾素、血管紧张素肾血流量↓↑入球小动脉收缩↑血管紧张素↑↑肾素↑肾血流量↑↓肾小球滤过率↑↓小管液Na+↑↓致密斑兴奋负反馈性平衡肾血流量自身调节曲线负反馈性平衡管-球反馈小管液Na+↑致密斑㈩肾血流量↑↓肾小球滤过率↑↓小管液Na+↑↓致密斑兴奋↓肾素↑↓血管紧张素↑↓入球小动脉收缩↓肾血流量↓交感神经兴奋↓释放NE↓血管平滑肌α受体↓肾血管收缩↓肾血流量↓↑排钾保钠保水↑醛固酮↑AngiotensinⅡ↑肾素↑近球细胞β受体↑释放NE↑交感神经兴奋四、尿生成的过程㈠肾小球滤过1、定义2、研究方法：微穿刺＋微量化学分析3、结构基础——滤过膜4、滤过动力——有效滤过压5、衡量指标6、影响因素㈡肾小管和集合管的重吸收1、转运方式2、各种物质的转运㈢肾小管和集合管的分泌1、分泌方式2、影响因素肾小球滤过肾小球毛细血管的血浆通过滤过膜在肾小囊生成原尿（超滤液）的过程原尿滤过膜肾小囊（超滤液）（血浆）肾小球毛细血管肾小球滤过入球小A研究方法＝微穿刺＋微量化学分析成分血浆g%原尿(超滤液)g%终尿g%水909896蛋白质80.030葡萄糖0.10.10Na+0.330.330.35K+0.020.020.15Cl－0.370.370.6H2PO4-HPO42-0.0040.0040.15尿素0.030.031.8尿酸0.0040.0040.05肌酐0.0010.0010.1氨0.00010.00010.04比较血浆与原尿成分：除蛋白质不同之外，血浆成分＝原尿成分滤过膜(透射电镜)滤过膜(扫描电镜)218页，图8-3形态结构(机械屏障)酸性蛋白(唾液蛋白)(电学屏障)滤过膜组成厚度[nm]孔径[nm]毛细血管内皮(窗孔)4050～100异多糖涎基（负电荷）基膜(网孔)3254～8葡萄糖胺硫酸基（负电荷）肾小囊上皮(裂隙膜)404～14异多糖涎基（负电荷）机械屏障（基膜起首要作用）电学屏障滤过能力：自由滤过物＞可滤过物＞不可滤过物正电＞中性电＞负电分子量＜180D＜69KD＞69KD白蛋白带负电荷不可滤过有效半径＜0.36nm＜3.6nm＞3.6nm代表物葡萄糖白蛋白球蛋白纤维蛋白原218页，图8-4正电＞电中性＞负电有效半径↑→滤过能力↓4.有效滤过压0）模式1）血浆滤出的动力：毛细血管血压＋肾小囊胶体渗透压（＝0）2）血浆滤出的阻力：囊内压＋血浆胶体渗透压3）公式：有效滤过压＝毛细血管血压－（囊内压＋血浆胶体渗透压）4）规律：从入球端到出球端：血浆胶渗压递增→有效滤过压递减5）在入球端与出球端肾小球有效滤过压不同的原因血浆胶体渗透压在入球端与出球端的差异6）滤过平衡⑴定义：当肾小球有效滤过压＝0时的滤过状态称为滤过平衡⑵移动方向：平衡左移时（向入球端移动）有效滤过压↓，滤过面积↓，肾小球滤过率↓平衡右移时（向出球端移动）有效滤过压↑，滤过面积↑，肾小球滤过率↑221页，图8-5毛细血管血压肾小囊胶体渗透压肾小囊内压血浆胶体渗透压有效滤过压25mmHg35mmHg45mmHg10mmHg10mmHg45mmHg↑毛细血管血压↑肾小囊内压↑血浆胶体渗透压↑肾小囊胶体渗透压有效滤过压＝肾小球有效滤过压肾小球有效滤过压＝肾小球毛细血管血压－血浆胶体渗透压－肾小囊内压组织液生成有效滤过压＝毛细血管血压－血浆胶体渗透压＋组织液胶体渗透压－组织静水压滤过平衡↑滤过平衡点221页，图8-6入球小动脉端出球小动脉端滤过平衡右移（向出球端移动）↓有效滤过压↑↓滤过面积↑↓肾小球滤过率↑5．肾小球滤过的衡量指标1）肾小球滤过率（GFR）⑴定义式：GFR＝两肾原尿量ml／min＝125ml/min（正常值）⑵关系式：GFR＝滤过系数×有效滤过压＝滤过面积×通透性×(毛细血管血压-囊内压-血浆胶渗压)⑶GFR与肾血流量的关系：正比关系2）滤过分数(glomerularfiltrationfraction)⑴定义：肾小球滤过率125滤过分数＝———————×100%＝——×100%＝19%肾血浆流量660⑵结论：肾血浆流量大约20%由肾小球滤入肾小囊GFR＝两肾原尿量ml／min原尿肾小球滤过率（glumerularfiltrationrate,GFR）↑肾小球滤过率↑滤过系数↑毛细血管血压↑肾小囊内压↑血浆胶体渗透压↑肾小囊胶体渗透压滤过系数=滤过面积×通透性GFR与肾血流量的关系：正比关系GFRRBF滤过分数:GFF肾小球滤过率:GFR肾血浆流量:RBFGFRGFF=--------×100％RBF125GFF=-------×100％660肾小球血压肾血浆胶渗压肾小囊内压肾小球滤过率＝滤过面积×通透性×(肾小球血压－肾血浆胶渗压－肾小囊内压)变动因素GRF尿量举例1）有效滤过压①肾小球毛细血管血压肾动脉血压↓↓↓休克、出血BP＜80mmHg肾动脉硬化↓↓高血压晚期②囊内压泌尿管内压↑↓↓肾结石、输尿管阻塞肾间质压↑↓↓肾肿瘤③血浆胶体渗透压血浆水量↑↑↑静脉快注生理盐水血浆水量↓↓↓脱水血浆蛋白量↓↑↑贫血、营养不良2）肾血流量↓↓↓严重缺氧、中毒性休克3）滤过膜面积↓↓↓肾小球疾病6.影响肾小球滤过的因素肾结石囊内压↑1．肾小管和集合管的转运方式转运方式涵义重吸收物质从肾小管转运到血液的过程。分泌物质从血液转运到肾小管的过程。被动转运顺电－化学梯度的转运。如：单纯扩散、易化扩散主动转运逆电－化学梯度的转运。如：钠泵、钙泵、质子泵同向转运(协同转运)不同物质向同一方向的转运。如：葡萄糖/Na＋，K＋：2Cl－：Na＋逆向转运不同物质向相反方向的转运。如：Na＋-H＋交换，Na＋-K＋交换电中性转运不伴有电荷增减的物质转运过程。如：Cl―-甲酸根交换，Na＋-H＋交换生电性转运伴有电荷增减的物质转运过程。如：葡萄糖／Na＋，氨基酸／Na＋重吸收物机制部位1)NaCl2)水随Na＋被动重吸收近曲小管占67％,不受ADH调节。远曲小管占20%～30%,受ADH调节3)HCO3-①Na＋-H＋交换②泌氢③HCO3-重吸收④以CO2方式入胞⑤HCO3-优先Cl-近球小管约占70％4)K＋主动转运近球小管占67％5)葡萄糖葡萄糖／Na＋同向转运体近曲小管全部重吸收肾糖阈：出现尿糖的血糖值，即血糖＞160～180mg％葡萄糖吸收极限量：血糖＞300mg％时，肾小管对葡萄糖的吸收达极限。正常值：♂375mg/min，♀300mg/min。6)其他氨基酸／Na＋同向转运体HPO42-／Na＋同向转运体SO42-／Na＋同向转运体2．肾小管和集合管的各种物质转运重吸收率部位机制特点管腔膜侧基底膜67%近球小管前半段(上皮细胞)Na＋/葡萄糖、Na＋-H＋交换钠泵主动转运近球小管后半段(上皮细胞)细胞旁途径：Na＋顺电位差Cl－顺化学差被动转运20%髓袢升支粗段(上皮细胞)①K＋：2Cl—：Na＋同向转运载体②抑制K＋:2Cl－:Na＋载体的药物速尿；呋喃苯胺酸（呋喃米,furosemide)钠泵Na＋主动转运Cl—继发主动12%远曲小管初段(上皮细胞)①NaCl同向转运载体②噻嗪类利尿药抑制NaCl同向转运体钠泵肾单位中钠泵活性最高远曲小管后段(主细胞)Na＋-K＋交换（顺浓度梯度）氨氯吡咪(amiloride)抑制Na＋-K＋交换钠通道钠泵滤过＋重吸收滤过＋分泌同向转运生电性转运逆向转运电中性转运不同部位对NaCl的重吸收率近曲小管髓袢升支粗段远曲小管集合管223页，图8-7A√A.近球小管前半段近球小管前半段对NaCl重吸收Na＋/葡萄糖、Na＋-H＋交换√B.近球小管后半段223页，图8-7B近球小管后半段对NaCl重吸收细胞旁途径：Na＋顺电位差Cl－顺化学差224页图8-8速尿呋喃苯胺酸㈠远曲小管初段对NaCl重吸收NaCl同向转运225页，图8-9A噻嗪类(thiazide)㈠远曲小管后段(主细胞)Na＋-K＋交换225页，图8-9B氨氯吡咪(阿米洛利)(amiloride)㈠水－钠偶联吸收HCO3-重吸收①Na＋-H＋交换②泌氢③HCO3-重吸收④以CO2方式入胞⑤HCO3-优先Cl-226页，图8-10K+重吸收不同部位的比例葡萄糖重吸收机制：葡萄糖／Na＋同向转运体近曲小管对葡萄糖的重吸收肾小管葡萄糖管内葡萄糖管内葡萄糖近曲小管长度肾小管对葡萄糖的吸收存在饱和现象分泌滤过重吸收出现尿糖的血糖值称为肾糖阈葡萄糖吸收极限量肾小管对葡萄糖的吸收达极限血