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生理学教研室王晗wanghan2801第八章尿的生成和排泄主题：令人惊奇的肾脏，每天清洁200升血液定为每年3月份的第二个星期四平稳降压，保护肾脏保护您的肾脏---控制糖尿病第二节肾小球的滤过功能第一节肾的功能解剖和肾血流量第四节尿液的浓缩和稀释第八章尿的生成和排泄第三节肾小管和集合管的物质转运功能第五节尿生成的调节第七节尿的排放第六节清除率皮肤、呼吸器官（肺脏）、消化器官、肾脏（尿）排泄（execration）:机体将代谢的终产物过剩的物质药物、异物等,经血液循环由排泄器官排出体外的过程。排泄器官（途径）：肾脏是最重要的排泄途径机体将代谢的终产物过剩的物质药物、异物等,经血液循环由排泄器官排出体外的过程。表：人体的排泄途径及排泄物排泄器官排泄物排泄形式肾水、盐类、尿素、尿酸、肌酐、尿某些药物和毒物、色素等肺C02、水、挥发性药物等气体皮肤水、盐、少量尿素等发汗、不感蒸发消化道盐类、色素、药物、毒物粪便尿的生成过程：（1）肾小球的滤过；（2）肾小管和集合管的重吸收；（3）肾小管和集合管的分泌排泄一、肾的功能解剖第一节肾的功能解剖和肾血流量（三）肾单位的构成肾小球(毛细血管球)肾小体肾小囊肾单位近球小管近曲小管髓袢降支粗段肾小管髓袢细段降支细段升支细段远球小管髓袢升支粗段远曲小管肾脏的功能单位---肾单位肾小体肾小体(扫描电镜)正常肾小球Glomerulus肾小球Afferentarteriole入球小动脉Bowman’scapsule肾小囊LoopofHenle髓袢Vasarecta直小血管Collectingduct集合管肾单位(nephron)（二）近球小体:(球旁器)近球细胞（又称颗粒细胞；含有肾素）致密斑（感受小管液中流量和NaCl浓度）球外系膜细胞（吞噬功能）（二）球旁器（juxtaglomerularapparatus）1、近球C（juxtaglomerularcells）入球小A中膜肌上皮样C，呈球形，分泌肾素2、致密斑（maculadensa）远曲小管始部，感受小管液NaCl的变化，调节肾素释放。3、球外系膜C（extraglomerularmesangialcell）入球与出球小A之间，具有吞噬作用。efferentarterioleefferentarterioleJuxta-glomerularcellsvascularsmoothmusclemaculadensaextraglomerularmesangialcellcapillarypodocyteBowman’scapsule球旁器示意图（三）滤过膜的构成（三）滤过膜的构成：①毛细血管内皮细胞——窗孔（fenestration）直径50-100nm②基膜——微纤维网结构（meshwork）直径4-8nm③肾小囊上皮细胞——滤过裂孔（slit-pores）直径4-14nm血管有孔内皮基膜足细胞裂孔膜滤过屏障(EM)滤过膜的通透性有两种屏障——机械屏障及电化学屏障。（1）机械屏障（mechanicalbarrier）有效半径：2.0nm~4.2nm。随着半径增加，滤过增加。故对大小不同分子有选择性通透。机械屏障示意图（2）电化学屏障（electrochemicalbarrier）滤过膜各层含有的带负电荷的糖蛋白。若负电荷减少，可使带负电荷的血浆白蛋白滤过，而出现蛋白尿（proteinuria）。故滤过膜对电荷不同的分子有选择性通透。电学屏障示意图outsideofcapillaryinsideofcapillary（四）肾脏的神经支配和血管分布肾脏有丰富的神经支配，主要为交感神经。T12~L2交感神经纤维分布于肾A、入球小A和出球小A等。正常人安静时肾血流量为1200ml/min，相当于心输出量的1/5～1/4左右，其中94%的血液供应肾皮质。通常所说的肾血流量主要指肾皮质质血流量。肾小球毛细血管网血压高，有利于肾小球的滤过；肾小管周围毛细血管网的血压较低，有利于肾小管的重吸收。肾脏的血液供应（二）两套毛细血管网（一）供血丰富，血液分布不均一二、肾血流量的特点及其调节（一）肾血流量的自身调节在没有外来神经支配的情况下，肾血流量在动脉血压一定的变动范围内能保持恒定的现象。1、肌源性学说2、管-球反馈（二）肾血流量的神经和体液调节神经调节：肾交感神经使血管平滑肌有一定程度的收缩。体液调节：去甲肾上腺素、肾上腺素、血管升压素和血管紧张素Ⅱ、内皮素均可使血管收缩，肾血流量减少。PGI2、PGE2、NO和缓激肽可引起血管舒张，肾血流量增加。第二节肾小球的滤过功能第一节肾的功能解剖和肾血流量第四节尿液的浓缩和稀释第八章尿的生成和排泄第三节肾小管和集合管的物质转运功能第五节尿生成的调节第七节尿的排放第六节清除率肾小球的滤过作用的证据（微穿刺法）原尿:肾小球滤过的液体除了缺少大分子蛋白质外，其余成分、渗透压和酸碱度都与血浆相似。所以，肾小球滤过液是血浆的超滤液，又称原尿。第二节肾小球的滤过功能血液肌酐葡萄糖氯化物水尿素磷酸盐尿酸蛋白质肌酐葡萄糖氯化物水尿素磷酸盐尿酸原尿血液血细胞肾小球的滤过:指血液流过肾小球毛细血管时，在有效滤过压的作用下，使血浆中的一部分水和小分子溶质透过滤过膜进入肾小囊而形成原尿的过程，这是生成尿的第一步。1、肾小球生成超滤液的速率通常用肾小球滤过率(glomerularfiltrationrate，GFR)表示:指单位时间(每分钟)内两肾生成的超滤液量，与体表面积有关。体表面积为1.73m2的个体，GFR约125ml／min2.滤过分数(filtrationfraction，FF)肾小球滤过率和肾血浆流量的百分比值。1.73m2体表面积成人的滤过分数是125/660×100％＝19％，表明流径肾的血浆约有1/5由肾小球滤出。一、有效滤过压—肾小球滤过的动力肾的有效滤过压＝肾小球毛细血管血压－（血浆胶体渗透压＋肾小囊内压）肾毛细血管内血压为8.0KPa（60mmHg），囊内压为2.4KPa（18mmHg），入球端的肾毛细血管血浆胶体渗透压是4.2KPa（32mmHg）入球端的有效滤过压＝8.0－（4.2+2.4）＝1.4KPa（10mmHg）。出球端肾毛细血管处血浆胶体渗透压升至5.6KPa（35mmHg）。出球端有效滤过压＝8.0－（5.6+2.4）＝0。二、影响肾小球滤过的因素（一）肾小球毛细血管血压（二）囊内压（三）血浆胶体渗透压（四）肾血浆流量（五）滤过系数为什么严重大出血会出现无尿？大失血→血容量减少↓动脉血压降低↓肾小球毛细血管血压↓↓有效滤过压↓↓肾小球滤过↓为什么结石会引起肾功能衰竭？肾盂、输尿管结石↓囊内压↑↓有效滤过压↓↓肾小球滤过↓为什么输液尿量增多？静脉输液→血浆蛋白稀释↓血浆胶体渗透压↓↓有效滤过压↑↓肾小球滤过↑（四）肾血浆流量肾血浆流量大时，血浆胶体渗透压上升速度慢，肾毛细血管全长都有滤过，肾小球滤过率（GFR）增大；肾血浆流量减少时，血浆胶体渗透压上升速度快，有效滤过压很快达零（未到出球端），即肾小球毛细血管只有很短一段有滤过，肾小球滤过率（GFR）减小。（五）滤过系数1.滤过膜面积：人两侧肾脏全部肾小球毛细血管总面积约为1.5m2，在急性肾小球肾炎时，由于肾小球毛细血管管腔变窄或完全阻塞，以至有滤过功能的肾小球数量减少，出现少尿。2.滤过膜的通透性：正常时滤过膜有稳定的通透性。在肾发生某些病理变化时，如肾小球肾炎，滤过膜上带负电的唾液蛋白的减少，削弱了滤过膜上电化学屏障，使原来不易滤出的带负电的血浆白蛋白也滤出了，产生蛋白尿。另外，炎症引起滤过膜损伤时，红细胞也能滤出，形成血尿。影响肾小球滤过的因素影响因素肾小球滤过率滤过膜通透性孔径↑↑负电荷↓尿中出现蛋白质和红细胞面积↓↓有效滤过压肾小球毛细血管血压全身血压10.7~24kPa较稳定全身血压＜10.7kPa↓肾小囊内压↑↓血浆胶体渗透压↓↑肾血浆流量↓↓第三节、肾小管和集合管的物质转运功能原尿（血浆的超滤液）小管液（小管腔）从原尿和最终排出体外的终尿的比较中，观察到：①每日产生原尿180L，而终尿平均为1.5L；②原尿中葡萄糖浓度与血浆相同，而终尿中几乎无葡萄糖，说明经过肾小管和集合管的重吸收，99％的水分及全部葡萄糖又重新回到血液中来。肾小管重吸收和分泌的概念1、重吸收（reabsorption）：是指某些物质选择性地从小管液中转运至血液的过程。2、分泌（secretion）：是指一些物质由肾小管上皮细胞产生或从血液转运到肾小管腔内的过程。一、肾小管和集合管中物质转运的方式（一）肾小管重吸收的特征1、重吸收量大：GFR为125ml/min，经肾盂输出的终尿约为1ml/min，99％被重吸收。2、重吸收的选择性：（1）完全重吸收：如葡萄糖、氨基酸；（2）大部分重吸收：如水、电解质（Na＋、Cl－、HCO3－等）；（3）小部分重吸收：如尿素等；（4）不重吸收：如肌酐等（二）肾小管重吸收的方式1．被动重吸收：指小管液中溶质顺着电化学梯度通过肾小管上皮细胞进入组织间液和管周毛细血管的过程。渗透压差是水被动重吸收的动力。2．主动重吸收：小管液中溶质逆电化学梯度通过小管上皮细胞进入组织间液和管周毛细血管过程。主动重吸收需要消耗能量。根据主动转运过程中能量来源不同，可分为原发性主动转运和继发性主动转运。（三）重吸收的有限性肾小管对物质的重吸收具有一定限度，称为重吸收的最大限度(reabsorptionmaximum)这是由于小管中溶质量超过了载体蛋白的数量，使专门转运系统发生饱和的缘故。如葡萄糖为320mg/min、磷酸0.1mg/min、尿酸盐15mg/min、乳酸盐75mg/min血浆蛋白30mg/min、硫酸盐0.06mmol/min、氨基酸。（四）肾小管分泌的特征分泌的方式：扩散和跨细胞介导分泌过程：从血液转运到细胞内（跨基侧膜分泌）从细胞转运到官腔（跨管腔膜分泌）二、肾小管和集合管中各种物质的重吸收和分泌（一）Na+、Cl－和水的重吸收1、近端小管（proximaltubule）重吸收量:约70%(2/3)机制:前半段和后半段不同前半段:Na+与葡萄糖或氨基酸同向转运Na+与H+逆向转运(Na+-H+交换)Cl不被重吸收后半段:NaCl—细胞旁路和跨细胞转运水:随溶质重吸收—等渗性重吸收glucoseaminoacidsISFepithelialcellslumenHPO42近端小管前半段tightjunctionH2OlumenepithelialcellsISFsolutes近端小管后半段2、髓袢（loopofHenle）：髓袢降支细段：对水通透性高，对溶质通透性低髓袢升支细段：对水通透性低。髓袢升支粗段（thickascendinglimb）：对Na+主动重吸收（1Na+：2Cl-：1K+同向转运模式）。对水的通透性低。髓袢(loopofHenle):重吸收量:NaCl约20%,水约15%机制:髓袢升支粗段:Na+-K+-2Cl同向转运呋喃苯胺酸(呋塞米,furosemide)可抑制此转运体3、远端小管和集合管重吸收量:NaCl约12%,水不等(可调)Na+受醛固酮(aldosterone)调节,水受血管升压素(vasopressin)调节机制:多属主动转运远曲小管始段:Na+-Cl同向转运远曲小管后段与集合管:主细胞:Na+通道(+基侧膜钠泵)抑制剂:氨氯吡咪闰细胞:质子泵(H+-K+ATP酶)集合管:水孔通道(aquaporin)lumenbloodprincipalcellintercalatedcell远曲小管和集合管（二）HCO3－的重吸收及H＋的分泌1、近端小管以CO2的形式进入肾小管上皮细胞，在上皮细胞内产生HCO3－，然后再进入血中。通过Na+－H+逆向转运泌H+，Na+进入细胞。近端小管重吸收HCO3和泌H+的机制lumenepithelialcellsISF2、髓袢髓袢对HCO3－的重吸收主要发生在升支粗段。其机制同近端小管。3、远端小管和集合管H+的分泌（三）NH3的分泌与H+、HCO3-的转运的关系