生理学--肾脏的排泄

第一节肾脏的结构和血液循环特点概述第五节尿的浓缩和稀释第三节肾小管和集合管的重吸收功能第四节肾小管和集合管的分泌与排泄作用第八章肾脏的排泄功能第二节肾小球的滤过功能第六节尿生成的调节第八节排尿活动排泄：是指机体将体内物质代谢的终产物、多余的物质以及进入机体内环境的异物，经一定的排泄途径排出体外的过程。机体的排泄途径：概述一、排泄的概念及途径二、肾脏的主要功能(一)泌尿功能1.排泄：水分、无机盐、有机物和异物等。2.调节水和渗透压平衡3.调节电解质以及酸碱平衡(二)内分泌功能1.肾素2.促红细胞生成素3.羟化的维生素D3是机体内最重要的排泄器官，也是维持和调节机体内环境稳态的重要器官。医学全在线网站三、尿液的组成及理化特性（一）尿量正常：1000～2000ml/d左右，平均1500ml；多尿：＞2500ml/d长期、持续；少尿：100ml～500ml/d；无尿：＜100ml/d。（二）尿的理化特性比重一般介于1.015～1.025之间。渗透压：50~1200mOsm/血浆300mOsm尿的浓缩：高渗尿（高于血浆渗透压）尿的稀释：低渗尿（低于血浆渗透压）pH值：5.0~7.0/血浆7.35~7.45（三）尿的化学成分含水约95%～97％，固体物只占3%～5％。第一节肾脏的结构和血液循环特点一、肾脏的功能结构特点肾单位是肾脏的基本结构和功能单位。人的两肾约有两百多万个肾单位。每个肾单位由肾小体和肾小管两部分组成，它与集合管（一）肾单位肾小体肾小球肾小囊肾小管近端小管髓袢细段远端小管髓袢升支细段髓袢升支粗段远曲小管髓袢降支粗段近曲小管髓袢降支细段两类肾单位和肾血管的示意图处于肾皮质不同部位的肾单位和肾血管的结构显著不同(二)两种肾单位比较皮质肾单位近髓肾单位数量多(85-90%)小A口径少(10-15%)体积较大较小A入∶A出＝2∶1A入≤A出A出后的毛细血管髓袢长度分布于皮质部的肾小管周围形成U形的直小血管肾素含量短长多少(三)球旁器入球小动脉的球旁细胞、远曲小管的致密斑和间质细胞组成肾小球和球旁器结构示意图球旁器球旁细胞致密斑间质细胞肾素交感神经1.球旁细胞球旁细胞为入球小动脉中层的肌上皮样细胞，能合成和分泌肾素。该细胞受交感神经支配，交感神经兴奋促进肾素分泌。同时是一种较为敏感的牵张感受器，能感受血管容量和压力的变化。当肾小球入球小动脉血压降低时，可促使球旁细胞分泌肾素。2.致密斑是一种化学感受器，当小管液中Na＋浓度下降、小管液流量减少时，致密斑将感受的信息传递给球旁细胞，使球旁细胞的肾素分泌增加。（一）肾脏血液供应特点1.血液供应丰富但分布不匀二、肾脏血流特点及其调节肾脏皮质——94％左右肾脏外髓——5%～6％肾脏内髓——1％约为1200ml/min，相当于心输出量的20%～25％。肾脏血管2.血液流经两次小动脉和两套毛细血管网入球小动脉→肾小球毛细血管网滤过压较高，有利于肾小球滤过。出球小动脉→肾小管周围毛细血管网胶体渗透压高，有利于肾小管的重吸收。（二）肾血流量的调节•自身调节–现象：当动脉血压在一定范围内（10.7~24.0kPa/80~180mmHg）变动时，肾血流量保持相对稳定。–机制：肌源学说（Q=P/R）血管平滑肌的紧张性受牵张刺激而改变–重要意义：通常情况下，维持正常的泌尿机能肾血流量和肾小球滤过率的自身调节RPF：肾血浆流量GFR：肾小球滤过率2.神经和体液调节（应急）①神经调节交感神经兴奋→肾血管收缩→肾血流量↓；②体液调节NE、E、VAP、AngⅡ分泌↑→肾血管收缩→肾血流量↓。在紧急情况下，全身血液将重新分配。尿生成的三个环节：1.肾小球的滤过作用2.肾小管和集合管的重吸收作用3.肾小管和集合管的分泌作用第二节肾小球的滤过功能肾小囊微穿刺抽取液体分析发现,除蛋白质外，所含的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。滤过的实验证据肾小球的滤过是指血液流经肾小球毛细血管时，血浆中的部分成分通过滤过膜滤入肾小囊形成原尿的过程。*滤过率与滤过分数（一）滤过率（GFR）概念：单位时间内两肾生成的超滤液量。正常成人肾小球滤过率为125ml/min，也就是每分钟生成原尿125ml，由此推算每天生成原尿为180L。（二）滤过分数肾小球滤过率与肾血浆流量的比值称滤过分数。可用下式表示：滤过分数＝滤过率/肾血浆流量已知滤过率为125ml/min，肾血浆流量为660ml/min，则滤过分数为：滤过率/肾血浆流量＝125/660×100％＝19％入球端有效滤过压=6.0–(2.67+1.33)=2.0kPa(15mmHg)＞0有滤液生成出球端有效滤过压=6.0–(4.67+1.33)=0kPa(0mmHg)≤0无滤液生成一、肾小球滤过作用的动力有效滤过压=毛细血管血压-（血浆胶体渗透压+囊内压）二、滤过的结构基础——滤过膜滤过膜由肾小球毛细血管的内皮细胞、基膜和肾小囊上皮细胞所组成。1.毛细血管内皮细胞层：有大量的圆形小孔，称为窗孔，直径为50～100nm。2.基膜层：厚约300nm，是由水合凝胶所构成的微纤维网，其上有4～8nm的多角形网孔。3.肾小囊上皮细胞层：足突之间的裂隙称为裂孔，裂孔上有一层滤过裂孔膜，膜上有直径4～14nm的孔。电学屏障作用：肾小球滤过膜的各层表面都覆盖有带负电荷的唾液蛋白层，能阻止带负电荷的较大分子通过，该现象称电学屏障作用。滤过屏障——滤过膜外层中层内层水分子阳离子葡萄糖小分子阴离子白蛋白蛋白质机械屏障：由滤过膜的三层组织各种孔、裂构成。电学屏障：由各层含有带负电荷的糖蛋白构成。1.机械屏障决定了溶质分子的半径不同，通透性不同：滤过膜的通透性＜2.0nm自由通过半径2.0～4.2nm部分通过＞4.2nm不能通过分子量＜69000单体可通过三、影响肾小球滤过的因素（一）滤过膜的通透性和面积2.滤过面积1.滤过膜通透性机械屏障作用↓→血尿机械屏障作用↑→少尿电学屏障作用↓→蛋白尿正常时肾小球都活动，滤过面积=1.5m2滤过面积↓→肾小球滤过率↓→尿量↓（二）有效滤过压的改变肾小球毛细血管压血浆胶体渗透压囊内压有效滤过压→滤过率GFR→尿量=––※如：大失血→交感N+、NE↑→Cap.收缩高Bp病晚期→肾A入硬化而缩小如：快速大量输液→稀释血浆胶体渗透压如：肾盂或输尿管结石、肿瘤※※（三）肾小球血浆流量的改变由图可见：沿着毛细血管全长，随着水和溶质的滤出，胶体渗透压逐渐升高↑→有效滤过压随之下降↓(=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。影响因素滤过率的变化①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↓（肾炎）②有效滤过压毛细血管血压↓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）③肾小球血浆流量↓滤过率↓（中毒性休克）小结：影响肾小球滤过的因素第三节肾小管与集合管的重吸收功能分泌:指小管上皮细胞将自身代谢产物排入肾小管腔的过程。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。一、肾小管与集合管的重吸收特点和方式血浆→肾小球、肾小囊——超滤液（原尿）180L↓肾小管——小管液↓肾小管、集合管后——终尿1.5L（一）、选择性重吸收①全部被重吸收（100%）：葡萄糖、氨基酸；②大部分被重吸收（99%）：水、电解质如Na＋、Ｋ＋、Ｃl－、HCO3－等;③小部分被重吸收：尿素；④完全不被重吸收：肌酐、尿酸。*各段肾小管重吸收功能的差异近曲小管：其重吸收能力大，重吸收物质种类多，是肾小管重吸收的主要部位。远曲小管和集合管：其重吸收分别受到血管升压素和醛固酮的调节。*重吸收的有限性血浆、原尿和终尿成分比较(g/L)成分血浆原尿终尿浓缩倍数水9009809601.1蛋白质800.3微量-葡萄糖11极微量-Na+3.33.33.51.1Cl-3.73.76.01.6K+0.20.21.57.5尿酸0.020.020.525.0尿素0.30.320.067.0肌酐0.010.011.00100.0氨0.0010.0010.4400.0①比较下表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(重吸收为100%)；肌酐、氨原尿中微量→终尿中大量(由肾小管分泌)。②比较原尿与终尿量：原尿量=125ml/min×60×24=180L/d终尿量=1～2L/d(重吸收)医学全在线网站（二）重吸收的方式被动重吸收：单纯扩散易化扩散主动重吸收：原发性主动转运继发性主动转运离子泵、协同转运肾小管的重吸收过程是以细胞内液为中介的两次跨膜转运二、各段肾小管与集合管的重吸收功能•Na+的重吸收99%被重吸收，以维持细胞外液中Ｎa+的浓度和渗透压的相对稳定。近端小管：泵-漏模式实际重吸收量＝主动重吸收量－回漏量近曲小管Na+重吸收的泵-漏模式：细胞间隙内[Na+]↑→渗透压↑细胞间隙内静水压↑部分Na+和H2O回漏入管腔内上皮细胞的紧密连接被撑开管腔膜Na+易化扩散进入上皮细胞内管周膜Na+泵将Na+泵出上皮细胞H20顺渗透压进入上皮细胞间隙K+Na+小管上皮细胞内基底膜髓袢升支粗段Cl-的重吸收管腔膜上有Na+:2Cl-:K+同向转运体→Na+、Cl-顺电-化学梯度，K+逆电-化学梯度同向转运进入细胞内。进入细胞Na+由管周膜Na+泵泵出，Cl-经管周膜Cl-通道、K+经管腔膜K+通道顺浓度梯度易化扩散出细胞同向转运模：(P220)Cl-K+Na+Na+K+Cl-水②同向转运体对速尿和利尿酸很敏感，即它们能与Cl-竞争结合位点，从而抑制Na+、Cl-、K+的同向转运，使小管内溶质浓度增高，引起渗透性利尿。因此，将速尿称髓袢利尿剂。远曲小管和集合管：紧密连接较紧密，回漏量较近端小管少，使Na+浓度管外高于管内。此部位重吸收Na+受醛固酮的调节。总结：肾小管和集合管Na+的重吸收部位重吸收量机制特点近曲小管65-70%管腔膜Na+-X偶联转运，管周膜Na+泵①定比重吸收(泵-漏现象)②不受调节髓袢升支细段和粗段25-30%①细段被动(顺浓度差)②粗段主动(Na+-K+-2Cl-同向转运体)①降支细段对Na+不通透②重吸收量与尿浓缩机制有关远曲小管集合管10%①管腔膜H+-Na+交换②管腔膜K+-Na+交换③管周膜Na+泵受醛固酮调节水的重吸收（1）近球小管水的重吸收●重吸收机制:被动过程（渗透作用）。●重吸收途径：①细胞旁路；②水通道。●重吸收率：65%～70%特点：①类同Na+的重吸收，有球-管平衡现象②近曲小管水的重吸收量对终尿量的影响不大（2）远曲小管和集合管水的重吸收远曲小管和集合管水的重吸收率为10～15%。特点:①水的重吸收量根据机体的需要而被抗利尿激素（ADH）调节；②水的重吸收量对终尿量的影响很大（10～15%）。水通道2.HCO3-的重吸收特点：HCO3-的重吸收⑴是以CO2的形式重吸收的；⑵HCO3-的重吸收优先于Cl-的重吸收；⑶HCO3-的重吸收与H+-Na+交换呈正相关(H+分泌↑→重吸收HCO3-↑)。•实现排酸保碱，维持体内酸碱平衡3.K+的重吸收原尿中的K+绝大部分(≈70％)在近端小管被重吸收入血,终尿中的K+主要是由远曲小管和集合管分泌的（K+-Na+交换）。重吸收的机制:主动过程(细节尚不清楚)。因为[K+]管内∶[K+]管外＝1∶40(4mol/L)：(150mol/L)是逆浓度差进行的，故认为是主动过程小管液→管腔膜→小管壁细胞→管周膜→管周血管低（主动）高（被动）低4.葡萄糖的重吸收重吸收部位:仅限于近曲小管重吸收机制:与Na+重吸相伴联的继发性主动转运。管腔膜：葡萄糖和Na+与管腔膜的转运体结合同向转运入细胞内。管周膜：葡萄糖顺浓度差通过载体易化扩散的方式经管周膜进入组织间液。葡萄糖小管上皮细胞内K+Na+○Na+被管周膜钠泵泵出→[Na+]i↓→为管腔膜葡萄糖协同转运提供动力。因此，将管周膜Na+泵的活动称原发性主动转运；将葡萄糖在管腔膜的协同转运称继发