泌尿系统的结构与功能-----

泌尿系统的结构与功能学习要点泌尿系统的组成及结构肾小球的滤过功能肾小管和集合管的重吸收与分泌功能尿液的浓缩和稀释尿液生成的调节排尿反射第一节泌尿系统的组成和结构肾的一般结构1．肾单位（nephron)肾单位肾小体肾小管肾小囊血管球近端小管细段远端小管近曲小管近直小管远直小管远曲小管（皮质迷路）（皮质迷路）（皮质迷路）（髓质、髓放线）髓袢（1）肾小体肾小体血管球扫描电镜肾小管各段结构模式图近曲小管近直小管远曲小管远直小管细段直集合管(2)肾小管单层上皮性小管，近端接肾小囊，远端接集合管，有重吸收原尿中大部分成分和排泄的作用近端小管细段远端小管肾皮质（示血管球）人肾HE染色2.集合管包括弓形集合管、直集合管和乳头管。各段管径由细到粗，细胞由上皮单层立方到单层柱状，分界清楚，染色较浅。远曲小管弓形集合管（位于皮质迷路）→直集合管（位于髓放线与肾锥体）→乳头管（位于肾乳头）功能：重吸收水，进一步浓缩尿液，形成终尿。受醛固酮、抗利尿激素和心房钠尿肽的调节。3.球旁复合体位于肾小体血管极的三角形区域，是肾内具有内分泌功能的结构。由球旁细胞、致密斑、球外系膜细胞组成。球旁细胞：为入球微动脉中膜内的上皮样细胞，含丰富的分泌颗粒，分泌肾素，收缩血管，升高血压。致密斑：位于远曲小管靠近血管极一侧，细胞变为柱状，排列紧密，呈椭圆形斑。可感受Na+浓度的变化，将信息传给球外系膜细胞。球外系膜细胞：位于血管极三角区内，细胞较小。传递信息。基膜肾小囊腔基膜球内系膜细胞内皮细胞球外系膜细胞平滑肌细胞出球微动脉远端小管致密斑入球微动脉球旁细胞裂孔次级突起初级突起毛细血管腔足细胞体肾小囊壁层近曲小管(三)血液循环的主要通路肾动脉叶间动脉弓形动脉小叶间动脉入球微动脉肾单位血管球出球微动脉球后毛细血管网小叶间静脉被膜毛细血管星形静脉弓形静脉叶间静脉肾静脉直小动脉直小静脉肾段动脉肾血液循环模式图弓形动脉弓形静脉球后毛细血管网髓袢入球微动脉近曲小管远曲小管血管球小叶间动脉——直小静脉2)入球小动脉直径出球小动脉直径滤过压高肾的血循环特点1)肾动脉起源于腹主动脉，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，经肾小球滤过），流速快，压力高3)动脉在肾内形成两次毛细血管第一次入球微动脉形成的血管球毛细血管网起滤过作用，形成原尿第二次出球微动脉形成的球后毛细血管网分布于肾小管周围，利于重吸收功能4)髓质内直小动脉、静脉与髓袢伴行，有利于髓袢及集合小管重吸收和尿液的浓缩排尿管道包括输尿管、膀胱和尿道。输尿管和膀胱的管壁均由黏膜、肌层和外膜组成。黏膜由变移上皮和固有层组成。肌层为平滑肌。外膜除膀胱顶外为纤维膜。排尿管道:输尿管(ureter):粘膜形成许多纵行皱襞,管腔呈星形.变移上皮有4~5层细胞,固有层为结缔组织,肌层为平滑肌,外膜为疏松结缔组织。膀胱(urinarybladder):为贮存尿液的器官,其结构与输尿管相似,但肌层较厚。粘膜有许多纵行皱襞，皱襞在膀胱充盈时减少或消失。当膀胱空虚时，上皮厚约8~10层细胞,膀胱充盈时，仅有3~4层细胞，细胞变扁。肌层由内纵、中环、外纵三层平滑甩组成。外膜为疏松结缔组织，仅膀胱顶部为浆膜。膀胱结构HE染色(高倍镜)表面为变移上皮尿的生成基本过程肾小球的滤过肾小管和集合管的重吸收肾小管和集合管的分泌第二节尿生成的过程一、肾小球的滤过功能•肾小球滤过（glomerularfiltration）是指当血液流经肾小球毛细血管时，血液中的水和小分子溶质（包括少量分子量较小的血浆蛋白），透过肾小囊的囊腔形成超滤液的过程。血液流经肾小球毛细血管时发生超滤过（ultrafiltration）现象，囊内液是血浆的超滤液，也被称为原尿。血浆、肾小球滤液和尿液成分的比较（一）滤过膜的结构•三层结构：①内层是毛细血管的内皮细胞。＊上面有许多直径50-100nm的窗孔，可防血细胞通过。②中间层是非细胞的基膜层，是滤过膜的主要屏障。＊基膜层是由水合凝胶构成的微纤维网结构，有许多4-8nm的多角形网孔，可决定通过基膜的分子大小，大分子的蛋白质很难通过基膜。③外层是肾小囊的上皮细胞。＊上皮细胞具有足突，足突间有小的裂隙，裂隙上有滤过裂隙膜，膜上有直径4-14nm的孔，是滤过的最后一道屏障。滤过膜的分子通透性1、溶质的分子大小一般来讲，有效半径小于2nm的中性物质可以自由滤过；有效半径大于4.2nm的大分子物质则不能滤过；有效半径在2.0-4.2nm之间的各种物质分子，随着有效半径的增加，它们被滤过的量逐渐降低。2、溶质的带电情况滤过膜各层均含有许多带负电荷的物质（主要是糖蛋白），由于同性电荷相斥作用，可限制带负电的分子（如血浆白蛋白）的滤过，促进正电荷分子滤过。滤过膜及其通透性滤过面积成人两肾总的滤过面积约为1.5㎡。正常情况下，两肾全部肾小球都起滤过作用，滤过面积保持相对稳定；急性肾小球肾炎时，有效滤过面积下降，GFR降低，结果出现少尿或无尿。滤过膜的分子通透性和滤过膜的面积机械屏障：允许滤过的小分子物质直径（分子量选择）电学屏障：由于滤过膜各层均含有带负电荷的糖蛋白。可以排斥带负电荷的血浆蛋白电荷选择）肾炎：糖蛋白减少或消失－蛋白尿。急性肾小球肾炎：肾小球毛细血管管腔变窄或完全阻塞，有滤过功能的肾小球数量,有效滤过面积也因而减少（二）肾小球滤过动力有效滤过压＝肾小球毛细血管压－（血浆胶体渗透压＋囊内压）有效滤过压=（毛细血管血压+组织液胶渗压）–（血浆胶渗压+组织静水压）45mmHg10mmHg45－（25＋10）=10mmHg（二）肾小球滤过动力滤过平衡：血浆胶体渗透压在滤过过程中不断升高,最终动力与阻力相等,有效滤过终止。有效滤过长度/面积：指从入球小动脉端到滤过平衡点的肾小球毛细血管长度/面积。肾小球滤过•滤过的衡量1.肾小球滤过率（glomerularfiltrationrate,GFR）每分钟两肾生成的超滤液(原尿)量。125ml/min,180L/24h。2.滤过分数（filtrationfraction）：肾小球滤过率和肾血浆流量（renalplasmaflow，RPF）的比值。正常值＝125/660＝19％（2）肾小球毛细血管血压（Bpcap）BP在80-180mmHg范围内时，Bpcap相对稳定，GFR基本不变。BP＜80mmHg时，Bpcap下降，GFRBP＜40-50mmHg时，GFR=0，无尿。影响肾小球滤过因素(1)滤过膜的分子通透性和滤过膜的面积（3）囊内压正常时比较稳定结石、肿瘤压迫等输尿管阻塞肾盂内压囊内压有效滤过压GFR（4）血浆胶体渗透压正常时变动不大；营养不良、实验中快速注射NS血浆蛋白血浆胶压有效滤过压GFR(5)肾血浆流量肾血浆流量对GFR有很大影响，主要影响滤过平衡点的位置。肾血浆流量血浆胶压上升速度慢滤过平衡靠出球端有效滤过长度GFR；严重缺氧等交感神经肾血浆流量GFR尿量二、肾小管重吸收和分泌功能•肾小球滤过液进入肾小管称为小管液,小管液经过肾小管和集合管的重吸收与分泌作用最后排出体外的液体称为终尿。•重吸收(reabsorption)物质从肾小管液中转运至血液中的过程。在重吸收的质和量上，近端小管居首位。•分泌是指上皮细胞将本身代谢产物或血液中的物质转运至小管液（腔）中的过程。血浆、肾小球滤液和尿液成分的比较途径二、肾小管重吸收和分泌功能跨细胞途径细胞旁途径方式被动转运主动转运1.Na+、Cl-、H2O重吸收（1）近端小管重吸收67%Na+、Cl-、。2/3经跨膜细胞转运途径（近曲小管前半段），1/3经细胞旁途径（近曲小管后半段）重吸收的关键动力是上皮细胞基侧膜上的Na+泵。（2）髓袢髓袢重吸收20%的Na+、Cl-。•髓袢降枝对Na+不易通透，对水有通透性,水被重吸收，使小管液中NaCl浓度增高，参与与尿液的浓缩和稀释•髓袢升枝细段则相反,高浓度的NaCl可扩散到组织间液，被动重吸收•髓袢升支粗段：以Na+：2Cl-：K+同向转运模式继发性主动重吸收NaCl（细胞途径50%）；参与与尿液的浓缩和稀释。小管中Na+、K+和Ca2+等正离等被动重吸收（细胞旁途径50%）,呋噻咪机制跨上皮途径A.远曲小管初段管腔膜——Na+、Cl-同向转运体基侧膜——Na+泵＊通过Na+-Cl-同向转运体，在Na+泵供能下，主动重吸收NaCl。噻嗪类药物可抑制Na+/Cl-同向转运体，导致利尿。(3)远曲小管和集合管(3)远曲小管和集合管B.远曲小管后段和集合管管腔膜——Na+通道基侧膜——Na+泵阿米洛利（amiloride）抑制顶端膜Na+通道H2O部位：除髓袢升支和远曲小管起始段的各段肾小管2）方式：被动转运（渗透）①约10%以扩散方式通过脂质双分子层②约85%通过细胞膜上的水孔蛋白（aquaporin，AQP），又称为水通道（waterchannel）介导。近端小管：占60-70%，等渗性重吸收远、集合管：为调节性重吸收（ADH），非等渗性重吸收2.K+的重吸收与分泌肾小球滤过出的K+几乎全部被重吸收。近曲小管占65%～70%，主动转运过程（机制不清）。髓袢升支占25%～30%，（Na+-K+-Cl同向转运），远曲小管集合管分泌K+：多种因素调节，尿中排出的K+主要是由远曲小管和集合管分泌的。多吃多排，少吃少排，不吃也排。2.K+的重吸收与分泌远曲小管集合管K+分泌机制与Na+吸收密切相关•Na+-K+交换与Na+-H+交换间存在竞争性抑制作用高K+酸中毒，低K+碱中毒Na+进入主细胞后，可刺激基侧膜上的Na+泵转运功能，从而促进K+分泌。阿米洛林（保K+利尿剂）H+的分泌在体内酸碱平衡中有重要的生理意义:①排酸保碱：肾小管分泌一个H+可重吸收一个HCO3-和一个Na+，对保持酸碱平衡，保持碱储备含量的稳定起重要作用。②酸化尿液，在远曲小管，分泌H+主要与HPO42-结合生成H2PO4-（酸性），增加尿液中可滴定酸的浓度。③促进NH3/NH4+的分泌。小管细胞中：CO2＋H2O碳酸酐酶H2CO3→HCO3－＋H+→分泌部位（小管全长）近端小管、远曲小管、集合管远曲小管、集合管中有闰细胞主要分泌H+近端小管Ｈ+/Na+交换与K+/Na+交换相竞争。3.H+的分泌4.HCO3-的重吸收HCO3-的重吸收与H+分泌密切相关近曲小管:肾小管重吸收HCO3-是以CO2的形式重吸收的形式进行。CO2透过顶端膜的速度明显高于Cl-的速度，因此，HCO3-的重吸收率明显大于Cl-的重吸收率。髓袢HCO3-的重吸收主要发生在升支粗段，机制与近曲小管相同远曲小管和集合管HCO3-的重吸收与闰细胞顶端膜上的质子泵（H+泵）功能密切相关。其转运过程与近曲小管相似，区别在于闰细胞以H+泵泌H+，近曲小管上皮细胞以Na+-H+逆向交换机制泌H+。乙酰唑胺（acetazolamide）5.NH3的分泌来源:谷氨酰胺脱氨，NH3扩散入管腔中NH3的分沁与H+的分泌密切相关部位：近曲小管、远曲小管、集合管近曲小管可通过扩散和逆向交换方式（Na+/H+交换中NH4+代替H+）分泌入小管液NH4+在髓袢升支粗段可与以Na+、K+同向转运方式被重吸收6．葡萄糖的重吸收•100%葡萄糖被重吸收，部位仅限于近端小管，尤其是其前半段；•是一种继发性主动转运；小管液中Na+与葡萄糖通过Na+-X（葡萄糖）同向转运机制进入细胞内，葡萄糖通过基底膜上葡萄糖转运载体，转运入细胞间隙。•近端小管对葡萄糖的重吸收有一定限度＊肾糖阈（renalglucosethreshold）：尿中刚开始出现葡萄糖时的血浆葡萄糖浓度。一般为180mg/100ml。＊葡萄糖最大转运率（transportmaximum）:当血糖浓度超过约300mg/100ml后，全部肾小管对葡萄糖的吸收均已达到极限，此值即为葡萄糖最大转运率（transportmaximum）成年男性为375mg/min；女性300mg/min。＊葡萄糖吸收具有极限量，可能与近端小管Na+-葡萄糖同向转运体数目有限有关。7．Ca2+的重吸收和分泌•近曲小管重吸收65%