医学课件生理学-泌尿系统

1第三节肾小管和集合管的物质转运功能一、肾小管和集合管中物质转运的方式二、肾小管和集合管中各种物质的重吸收与分泌2一、肾小管和集合管中物质转运的方式重吸收(Tubularreabsorption):肾小管上皮细胞将物质从肾小管液中转运至血液中分泌(Tubularsecretion):肾小管上皮细胞将自身产生的物质或血液中的物质转运至小管液(tubularfluid)34转运的方式被动转运:扩散，渗透，易化扩散，溶剂拖曳(1)原发性~:质子泵、Na+-K+泵和钙泵(2)继发性~:Na+-葡萄糖(氨基酸)同向转运，K+-Na+-2Cl-同向转运；Na+-H+和Na+-K+逆向转运主动转运跨细胞转运途径：穿过细胞细胞旁转运途径：通过细胞间紧密连接5Schematicviewofaproximaltubulecell基底侧膜顶端膜管腔毛细血管6细胞旁转运途径跨细胞转运途径小管液血液Lateralintercellularspace基底侧膜顶端膜紧密连接CapillarywallNa+Cl-Na+7二、肾小管和集合管中各种物质的重吸收与分泌（一）Na+,Cl-和水的重吸收（二）HCO3-的重吸收与H+分泌（三）NH3分泌与HCO3-、H+转运的关系（四）K+的重吸收与分泌（五）Ca2+的重吸收与分泌（六）葡萄糖和氨基酸的重吸收8（一）Na+、Cl-和水的重吸收2.髓袢:20%Na+,15%水•降支细段：对水通透性较高，对Na+不易通透•升支细段：对水不通透，但对Na+和Cl-易通透，NaCl扩散进入组织间液•升支粗段：1Na+-1K+-2Cl-（呋塞米—）,对水不通透Na+-H+交换体Na+-glucose(aminoacid)同向转运体Na+-H+交换体Cl--HCO3-逆向转运体前半段后半段Na+(顺电势差)Cl-(顺浓度差)细胞旁~:跨细胞~:1.近端小管:70%，2／3经跨细胞途径，1／3细胞旁途径93.远端小管和集合管：12%的NaCl，不同量的水(1)远端小管始段:Na+-Cl-同向转运体(噻嗪类，thiazide-)(2)~后段和集合管上皮主细胞:Na+:通道(阿米洛利，amiloride-)Cl-:细胞旁转运途径(顺电势差)(3)调节Na+重吸收受醛固酮调节，水通过水孔蛋白被重吸收，主要受血管升压素调节18NaCl重吸收部位比例机制调节近段小管67%始段AngⅡ肾上腺素去甲~后段髓袢20%升支细段升支粗段醛固酮远曲12%小管始段醛固酮ANP-集合管和小管后段Na+-H+交换体Na+-葡萄糖(氨基酸)同向转运体Na+-H+交换体Cl--HCO3-逆向转运体NaCl扩散进入组织间液1Na+-1K+-2Cl-Na+-Cl-同向转运体主细胞钠通道19水重吸收1.近端小管:70%，渗透作用，等渗重吸收2.髓袢:15%，仅降支细段•髓袢降支细段:对水通透性较高，但对Na+不易通透，水被重吸收•髓袢升支细段:对水不通透，但对Na+和Cl-易通透，NaCl扩散进入组织间液•升支粗段：对水不通透，但能主动重吸NaCl3.远曲小管始段：对水不通透，但主动重吸收NaCl4.远曲小管后段和集合管：8~17%，受血管升压素的调节20水重吸收途径和动力21（二）HCO3-重吸收1.近端小管:80%，以CO2形式扩散（顶端膜）Na+-3HCO3-同向转运;Cl--HCO3-逆向转运（基底侧膜）2.髓袢：15%，主要在升支粗段，机制同近端小管3.远端小管和集合管:5%,Cl--HCO3-逆向转运（基底侧膜）H+分泌1.近端小管:Na+-H+交换体;H+-ATPase2.髓袢：同上3.远端小管和集合管:H+-ATPase;H+-K+ATPase28（三）NH3的分泌与H+、HCO3-转运的关系1.生成部位：近端小管、髓袢升支粗段和远端小管上皮细胞过程：谷氨酰胺↔谷氨酰胺酶↔NH4+和谷氨酸根↔谷氨酸脱氢酶↔NH4+和α-酮戊二酸↔2HCO3-(谷氨酰胺↔…↔2HCO3-+2NH4+↔NH3+H+)2.NH3分泌的机制近端小管(1)Na+-H+逆向转运体(NH4+代替H+)(2)NH3单纯扩散进入小管腔，NH3+H+↔NH4+29髓袢分泌的NH4+主要在髓袢升支粗段重吸收(NH4+代替1Na+-1K+-2Cl-同向转运体中的K+)，并积聚在组织间隙中。集合管NH3通过扩散方式进入小管液，与分泌的H+结合形成NH4+，并随尿排出。3.NH3分泌和HCO3-、H+转运的关系:H+分泌对NH4+的排出是非常重要的，尿中每排出一个NH4+就有一个HCO3-被重吸收。NH3分泌是肾脏调节酸碱平衡的重要机制之一30NH3在肾小管中生成、转运、排出Blood31NH3的分泌与H+、HCO3-转运的关系32（四）K+的重吸收和分泌1.部位和重吸收百分比近端小管:重吸收65~70%;髓袢:重吸收25~30%;远端小管和皮质集合管：重吸收钾，也能分泌钾2.K+在远端小管和集合管的转运机制：(1)主细胞分泌钾K+机制：决定肾脏对K+的排出量步骤：①K+通过Na+-K+-ATPase进入细胞②细胞内K+扩散进入小管液（顺浓度差）(2)闰细胞可重吸收K+机制不清，可能通过H+-K+-ATPase33主细胞分泌钾离子示意图----343、影响K+分泌的因素刺激钾分泌：细胞外液钾浓度升高，醛固酮分泌增加和小管液流量增高抑制钾分泌：H+浓度升高(酸中毒)，细胞外液钾浓度降低，小管液流量降低细胞外液K+浓度升高促使钾分泌↑的机制：①刺激Na+-K+-ATPase，加速K+进入细胞内②可增高小管顶端膜对K+的通透性③可刺激醛固酮分泌联系临床：给予利尿剂，或细胞外液量增加时，小管液流量增加，可促进K+的分泌35（四）Ca2+的重吸收和排泄1.重吸收部位：99%Ca2+被重吸收，不到1%随尿排出(1)近端小管：70%;(2)髓袢：20％;(3)远端小管和集合管:约9%2.Ca2+重吸收机制近端小管：80%Ca2+溶剂拖拽，20%跨细胞途径。髓袢(仅升支粗段)：同上，无溶剂拖拽。远端小管和集合管：跨细胞途径。3.调节甲状旁腺激素（PTH）血磷、血浆pH值、近端小管钠和水的重吸收38（六）葡萄糖和氨基酸的重吸收1、重吸收部位：均在近端小管（特别是前半段）全部被重吸收2、重吸收机制:Na+—葡萄糖同向转运（继发性的主动转运）3、重吸收特点：重吸收部位只局限于近端小管（特别是前半段）重吸收与Na+相偶联，属于继发性的主动转运近端小管对葡萄糖的重吸收有一定限度4、肾糖阈：180mg/100ml，尿中刚开始出现葡萄糖时的血浆葡萄糖浓度（尿中不出现葡萄糖时的最高血浆葡萄糖浓度）39近端小管对葡萄糖重吸收机制示意图40Cl-盐出水出水出水出盐出尿素出尿素入41所谓尿的浓缩和稀释是根据尿液渗透压与血浆渗透压相比较而言等渗尿：排出尿的渗透压与血浆渗透压相等高渗尿：排出尿的渗透压比血浆高，可高达1200mOsm/(kg·H2O)，即尿液浓缩低渗尿：排出尿的渗透压比血浆低，可低至50mOsm/(kg·H2O)，即尿液稀释第四节尿液的浓缩和稀释42尿液浓缩和稀释—肾小管NaCl转运和通透性肾小管NaCl主动转运通透性NaClH2Ourea近端小管++++++++髓袢降支细段0+++++升支细段0+++0++升支粗段+++000远端小管+0+ADH0皮质集合管+0+ADH0内髓部集合管+0+ADH+++ADH：抗利尿激素+：低通透；++：中等通透；+++：高度通透43水出盐出水出尿素出盐出水出44一、尿液的稀释1.稀释：小管液NaCl被继续重吸收，而水仍留在其中2.部位：主要发生在远端小管和集合管，受ADH控制3.机制：①髓袢升支粗段末端小管液是低渗②水多时→ADH释放被抑制→远曲小管和集合管对水的通透性很低→水不被重吸收而小管液中NaCl继续被重吸收→小管液的渗透浓度进一步降低，形成低渗尿4.联系临床：尿崩症：ADH完全缺乏或远曲和集合管缺乏ADH受体；饮大量清水后，引起尿量增加，尿液稀释45ADH释放减少时，形成低渗尿46二、尿液的浓缩1.浓缩：由于小管液中的水被继续吸收而溶质仍留在小管液中2.部位：也发生在远端小管和集合管3.浓缩的两个条件：①高浓度的ADH：即集合管上皮细胞对水的通透性增加②必备条件：髓质高渗，是小管液水重吸收的动力47ADH释放减增加时，形成高渗尿48肾皮质部的渗透浓度与血浆是相等的，由髓质外层向乳头部逐渐升高，内髓部的渗透浓度为血浆渗透浓度的4倍(约1200mOsm／L)？49尿素皮质内髓外髓50肾髓质渗透梯度形成的过程及机制机制：逆流倍增形成的主要因素①髓质高渗形成的原动力：髓袢升支粗段1Na+-1K+-2Cl-同向转运体主动重吸收NaCl②尿素的再循环：尿素从内髓部集合管液向组织液扩散，使内髓部组织间液的渗透浓度进一步增加③髓袢的形态和功能特性：U形结构和小管液逆流；升、降支对水的通透性差别51髓袢逆流倍增现象300600900120052髓质渗透梯度形成的关键机制1.外髓部高渗：升支粗段上皮细胞主动重吸收NaCl(Na+-K+-2Cl-)，而对水又不通透，→小管液在向皮质方向流动时渗透浓度逐渐降低，而小管周围组织中由于NaCl的堆积，渗诱浓度升高，形成髓质高渗。2.内髓部高渗：由NaCl（升支细段扩散出来）和尿素（内髓部集合管扩散至组织间隙）共同构成的53髓质渗透梯度形成的过程1、升支粗段主动重吸收NaCl→小管液流入远端小管时为低渗，外髓部组织间隙则为高渗（呋塞米能抑制此处Na+-K+-2Cl-同向转运，使水重吸收减少，产生利尿效应），是原动力2、降支细段对水通透，水不断进入组织间隙（渗透作用），而对NaCl和尿素相对不通透→小管液NaCl浓度在髓袢折返处达峰值，为其在升支扩散打下基础3、升支细段对水不通透，而对NaCl能通透，NaCl向组织间液扩散→内髓部组织间液高渗4、髓质集合管内髓部组织高渗是由NaCl和尿素共同构成。内髓部集合管扩散至组织间液的尿素再进入升支细段小管液，进行再循环54尿素皮质外髓内髓55三、直小血管在维持肾髓质高渗中的作用血管中的物质直小血管降支升支H2O出血管入血管NaCl、尿素入血管出血管56直小血管：逆流交换器直小血管的降支和升支是并行的血管，与髓袢相似，在髓质中形成袢直小血管的功能①维持肾髓质的渗透梯度：将髓质中多余的溶质和水带回血液循环，与血流量有关②为肾髓质提供营养，特别是为髓袢升支粗段主动重吸收NaCl提供能量三、直小血管在维持肾髓质高渗中的作用57尿液的稀释与浓缩原理总结结构功能作用肾小管髓袢逆流倍增器形成高渗直小血管逆流交换器维持高渗集合管受ADH控制利用高渗581、髓质高渗的形成：逆流倍增，浓缩动力①髓袢的长度：相对长度越长，尿浓缩能力越强②髓袢和集合管重吸收溶质的能力：NaCl和尿素2、髓质高渗透梯度维持：直小血管的血流量3、远端小管和集合管对水的通透性：ADH影响尿液浓缩的因素