尿液的生成与排泄.pptx

第八章第八章 尿的生成和排出尿的生成和排出 (Urine Formation and Excretion)第一节第一节 肾脏的结构及功能概要肾脏的结构及功能概要 一、一、肾脏的功能结构肾脏的功能结构 皮质皮质髓质髓质肾小球肾小球近曲小管近曲小管髓襻髓襻远曲小管远曲小管集合管集合管 二、肾脏血液循环的特征二、肾脏血液循环的特征(一一)肾脏的血液供应的特点肾脏的血液供应的特点 1.血流量大：血流量大：1100ml/min 2.分布不均：分布不均：94%在皮质在皮质 3.两套两套Cap网网：各自血压：各自血压高高低低不同。不同。(1)肾小球肾小球Cap内血压内血压较高较高,利于利于滤过滤过；(2)肾小管周围肾小管周围Cap网血压网血压较低较低,利于利于重吸收重吸收。肾小球毛细血管网和肾小管周围毛细血管网肾小球毛细血管网和肾小管周围毛细血管网肾单位（含集合管）结构示意图肾单位（含集合管）结构示意图三、肾的功能单位三、肾的功能单位肾单位肾单位肾肾单单位位结结构构示示意意图图 第二节第二节 肾小球的滤过功能肾小球的滤过功能尿的产生的基本过程：尿的产生的基本过程：（1）肾小球滤过）肾小球滤过（2）肾小管重吸收物质到血液）肾小管重吸收物质到血液（3）从血液分泌物质到肾小管）从血液分泌物质到肾小管尿的排泄率尿的排泄率=滤过率滤过率-重吸收率重吸收率+分泌率分泌率一、肾小球的滤过作用和滤过率一、肾小球的滤过作用和滤过率1肾小球滤过液的成分肾小球滤过液的成分 原尿是血浆的超滤液原尿是血浆的超滤液对蛋白质不通透对蛋白质不通透2肾小球滤过率肾小球滤过率 单位时间内两肾滤过液体的量称为肾小球滤过率单位时间内两肾滤过液体的量称为肾小球滤过率(GFR)。正常为正常为125 ml/min。3滤过分数滤过分数 GFR与肾血浆流量的比值称为滤过分数与肾血浆流量的比值称为滤过分数(FF)。正常约为正常约为19%二、滤过膜及其通透性二、滤过膜及其通透性(一一)滤过膜的组成：三层结构滤过膜的组成：三层结构 毛细血管内皮细胞、基底膜、肾小囊上皮细胞毛细血管内皮细胞、基底膜、肾小囊上皮细胞(二二)滤过膜的通透性滤过膜的通透性 1.机械屏障：机械屏障：分子大小分子大小选择滤过器选择滤过器 2.电学屏障：电学屏障：分子电荷分子电荷选择滤过器选择滤过器 1.机械屏障：分子大小选择滤过器机械屏障：分子大小选择滤过器 不同不同有效半径有效半径的的电中性电中性物质的滤过情况：物质的滤过情况：*有效半径有效半径2.0nm的分子的分子:可可自由自由滤过。滤过。*有效半径有效半径2.04.2nm的分子的分子:滤过量随滤过量随 有效半径的增加而降低。有效半径的增加而降低。*有效半径有效半径4.2nm的分子的分子:完全完全不能不能滤过。滤过。2.电荷选择过滤器电荷选择过滤器作用作用:因滤过膜覆盖有带因滤过膜覆盖有带负电负电 荷荷的糖蛋白的糖蛋白,使带使带负电荷负电荷的物质的物质不易不易通过。通过。三、三、(肾小球肾小球)有效滤过压有效滤过压 (effective filtration pressure)肾小球滤过的肾小球滤过的动力动力。肾小球有效滤过压肾小球有效滤过压 肾小球肾小球Cap血压血压（血浆胶体渗透压血浆胶体渗透压囊内压囊内压）入球小动脉入球小动脉出球小动脉出球小动脉毛细血管血压毛细血管血压囊内压囊内压血浆胶体渗透压血浆胶体渗透压肾小球毛细血管压、胶体渗透压和肾小球毛细血管压、胶体渗透压和 囊内压对肾小球滤过率的影响囊内压对肾小球滤过率的影响 影响肾小球滤过的因素影响肾小球滤过的因素 (一一)滤过系数：正相关滤过系数：正相关 (二二)有效滤过压：正相关有效滤过压：正相关 1.肾小球肾小球Cap血压血压:正正变变;(一定范围内一定范围内稳定稳定)2.囊内压囊内压:反反变变;(正常时较正常时较稳定稳定)3.血浆胶体渗透压血浆胶体渗透压:反反变变;(正常时变动不大正常时变动不大)(三三)肾血浆流量肾血浆流量:正正变变.(影响较大影响较大)第三节第三节肾小管与集合管的物质转运功能肾小管与集合管的物质转运功能 一、肾小管与集合管的重吸收功能一、肾小管与集合管的重吸收功能 肾小球滤过生成的滤过液进入肾小管肾小球滤过生成的滤过液进入肾小管后称为小管液。后称为小管液。小管液中小管液中99%的水、的水、100%的的葡萄糖葡萄糖及不及不同量的钠、尿素等被同量的钠、尿素等被重吸收重吸收；肌酐、尿酸、；肌酐、尿酸、钾等被钾等被分泌分泌入小管腔。入小管腔。重吸收重吸收：指物质从肾小管液中转运至：指物质从肾小管液中转运至 血液中。血液中。分泌分泌：上皮细胞将本身产生的物质或：上皮细胞将本身产生的物质或血液中的物质转运至肾小管腔内。血液中的物质转运至肾小管腔内。一、肾小管重吸收和分泌的特征和方式一、肾小管重吸收和分泌的特征和方式（一）、肾小管重吸收的特征（一）、肾小管重吸收的特征1.重吸收量大重吸收量大 肾小球滤液经肾小管被大量的重吸收，有肾小球滤液经肾小管被大量的重吸收，有99%的水分在流经肾小管和集合管时被重吸收。的水分在流经肾小管和集合管时被重吸收。2.选择性高选择性高 葡萄糖和氨基酸，几乎被肾小管完全吸收，尿葡萄糖和氨基酸，几乎被肾小管完全吸收，尿中排泄率几乎为零。滤液中的水和电解质也是中排泄率几乎为零。滤液中的水和电解质也是被高度重吸收。被高度重吸收。某些代谢产物如尿素只有小部分被重吸收，而某些代谢产物如尿素只有小部分被重吸收，而肌酐则完全不被重吸收肌酐则完全不被重吸收（二）、肾小管重吸收的方式（二）、肾小管重吸收的方式1.被动重吸收被动重吸收 顺顺电化学梯度进行转运，不需要直接消耗能量。电化学梯度进行转运，不需要直接消耗能量。如尿素、水和如尿素、水和HCO3-的重吸收。的重吸收。2.主动重吸收主动重吸收 逆逆电化学梯度进行转运，需要从代谢获得能量电化学梯度进行转运，需要从代谢获得能量进行重吸收。如葡萄糖、氨基酸、蛋白质的重进行重吸收。如葡萄糖、氨基酸、蛋白质的重吸收。吸收。（三）、重吸收的有限性（三）、重吸收的有限性 肾小管对物质的重吸收是有一定限度的，肾小管对物质的重吸收是有一定限度的，这称之为重吸收的这称之为重吸收的最大限度最大限度。肾小管重吸收的有限性只表现在主动重吸肾小管重吸收的有限性只表现在主动重吸收中，而被动重吸收不表现转运的最大收中，而被动重吸收不表现转运的最大限度。限度。（四）、肾小管分泌的特征（四）、肾小管分泌的特征 肾小管的分泌是由管周毛细血管将物质肾小管的分泌是由管周毛细血管将物质转运到小管腔的过程。主要通过扩散和转运到小管腔的过程。主要通过扩散和跨细胞介导的过程进行。跨细胞介导的过程进行。分泌的主要物质是分泌的主要物质是H+和和K+（一）、近端小管中的物质转运（一）、近端小管中的物质转运 近端小管重吸收近端小管重吸收67%的的Na+、Cl-、K+、H2O；85%的的HCO3-；100%葡萄糖、氨基葡萄糖、氨基酸；同时分泌酸；同时分泌H+入肾小管。入肾小管。重吸收的关键动力是上皮细胞基侧膜上的重吸收的关键动力是上皮细胞基侧膜上的Na+泵。泵。二、肾单位不同部分的重吸收和分泌二、肾单位不同部分的重吸收和分泌1.Na+、Cl-和和H2O的重吸收的重吸收 近端小管前半段，近端小管前半段，Na+主要与主要与HCO3-、葡萄糖、葡萄糖、氨基酸一起被重吸收，氨基酸一起被重吸收，以跨上皮细胞以跨上皮细胞主动重吸主动重吸收收为主为主；并与；并与H+分泌相耦联，吸收量占总量的分泌相耦联，吸收量占总量的2/3。近端小管后半段，近端小管后半段，Na+主要与主要与Cl-一起被重吸收，一起被重吸收，Na+重吸收是通过重吸收是通过Na+-H+交换的反向转运，交换的反向转运，Cl-的重吸收是通过和阴离子的反向转运完成的，的重吸收是通过和阴离子的反向转运完成的，绝大部分的绝大部分的Cl-是顺浓度梯度，是顺浓度梯度，被动重吸收被动重吸收。H2O是靠渗透作用进行是靠渗透作用进行被动重吸收被动重吸收的。的。2.HCO3-的重吸收和的重吸收和H+的分泌的分泌 HCO3-的重吸收与的重吸收与Na+-H+交换交换密切相关，密切相关，HCO3-随着随着Na+被动被动转运回血液，转运回血液，H+通过通过Na+-H+交换入管腔。交换入管腔。肾小管重吸收肾小管重吸收HCO3-是以是以CO2的形式进行的形式进行NaHCO33.K+的重吸收的重吸收小管液中小管液中80%K+被重吸收。被重吸收。K+的重吸收是的重吸收是主动转运主动转运过程，机制未过程，机制未明。明。4.葡萄糖的重吸收葡萄糖的重吸收 100%葡萄糖被重吸收，部位仅限于近端小葡萄糖被重吸收，部位仅限于近端小管，尤其是其前半段；管，尤其是其前半段；是一种是一种继发性主动转运继发性主动转运；近端小管对葡萄糖的重吸收有一定限度，近端小管对葡萄糖的重吸收有一定限度，滤液中葡萄糖的总量超过肾小管重吸收的滤液中葡萄糖的总量超过肾小管重吸收的极限，尿中即出现葡萄糖。极限，尿中即出现葡萄糖。肾糖阈肾糖阈：指尿中在不出现葡萄糖时的最高血：指尿中在不出现葡萄糖时的最高血浆葡萄糖浓度。一般为浆葡萄糖浓度。一般为160-180mg/100ml160-180mg/100ml。葡萄糖葡萄糖吸收极限量吸收极限量：指全部肾小管对葡萄糖：指全部肾小管对葡萄糖的吸收均已达到极限时小管液中的葡萄糖滤过的吸收均已达到极限时小管液中的葡萄糖滤过量。量。成年男性为成年男性为375mg/min375mg/min；女性；女性300mg/min300mg/min。葡萄糖吸收具有极限量，可能与近端小管葡萄糖吸收具有极限量，可能与近端小管NaNa+-葡萄糖同向转运体数目有限有关。葡萄糖同向转运体数目有限有关。（二）、髓袢中的物质转运（二）、髓袢中的物质转运髓袢重吸收髓袢重吸收25%的的Na+、Cl-、K+。Cl-与与Na+、K+由由同一载体同向转运同一载体同向转运，其转运，其转运比例是比例是Na+：2Cl-：K+。Na+：主动重吸收：主动重吸收 被动重吸收（顺浓度梯度）被动重吸收（顺浓度梯度）Cl-、K+：继发性主动重吸收：继发性主动重吸收(三）远端小管和集合管的重吸收和分泌三）远端小管和集合管的重吸收和分泌特点特点：(1)可调节可调节：对水的重吸收受对水的重吸收受抗利尿激素抗利尿激素调节；调节；对对NaCl的重吸收受的重吸收受醛固酮醛固酮调节调节.(2)机机制制：Na+(主主动动)，Cl-（被被动动）、水水(被被动动-渗透渗透)。(3)重吸收量重吸收量:Na、Cl-(约约12%)和和 不同量水不同量水(使机体水平衡而定使机体水平衡而定)。远端小管前段：远端小管前段：通过通过Na+-Cl-同向转运体，在同向转运体，在Na+泵泵供能供能下，下，主动重吸收主动重吸收Na+。噻嗪类药物可抑制噻嗪类药物可抑制Na+-Cl-同向转运体，同向转运体，导致利尿。导致利尿。对水的通透性很低，水重吸收量很少。对水的通透性很低，水重吸收量很少。远端小管后段和集合管：远端小管后段和集合管：主细胞主细胞重吸收重吸收Na+和和H2O，分泌，分泌K+；闰闰细胞细胞主要分泌主要分泌H+。远端小管和集合管的闰细胞通过远端小管和集合管的闰细胞通过H+泵泌泵泌H+。（促进。（促进HCO3-的重吸收，排酸保碱，的重吸收，排酸保碱，维持体内酸碱平衡；可调节尿液酸碱度。维持体内酸碱平衡；可调节尿液酸碱度。）NH3的分泌的分泌 NH3由由谷氨酰胺谷氨酰胺脱氨而来脱氨而来 NH3可自由扩散，扩散量取决于管腔膜可自由扩散，扩散量取决于管腔膜两侧的两侧的pH值值 生理意义生理意义 促进排促进排H+及及HCO3-的重吸的重吸收收 第四节第四节 尿液的浓缩和稀释尿液的浓缩和稀释生理意义生理意义：调节调节排水量排水量，维持，维持体液平衡体液平衡和和渗透压恒定。渗透压恒定。(一一)尿液的尿液的稀释稀释 尿被稀释尿被稀释,尿量尿量,体内水体内水小管液中溶质被小管液中溶质被重吸收比例重吸收比例水水 升支粗段、升支粗段、远曲小管和远曲小管和 集合管集合管主动主动 重吸收重吸收NaCl远曲小管远曲小管和集合管和集合管对水对水不通不通透透(二二)尿液的浓缩尿液的浓缩 管对水的通透性管对水的通透性 体内体内缺水缺水血管升压血管升压素素(VP)释放释放小管液中的水被小管液中的水被髓质高渗梯髓质高渗梯度度吸出管外吸出管外(被重吸收被重吸收)尿被尿被浓缩浓缩,尿量尿量,体内水体内水水的重吸收水的重吸收溶质溶质 组织液渗透浓度组织液渗透浓度 血浆渗透浓度血浆渗透浓度 1.0 2.0 3.0 4.0皮质皮质髓质髓质渗透压梯渗透压梯度度 肾髓质渗透梯度示意图肾髓质渗透梯度示意图 二、肾髓质高渗梯度的形成和保持二、肾髓质高渗梯度的形成和保持 小管部分小管部分 水水 Na+尿素尿素 髓袢降支细段髓袢降支细段 易易通透通透 不易不易通透通透 不易不易通透通透 髓袢升支细段髓袢升支细段 不易不易通透通透 易易通透通透 中等通透中等通透 髓袢升支粗段髓袢升支粗段 不易不易通透通透 主动重吸收主动重吸收 不易不易通透通透 远曲小管远曲小管 VP时时易易通透通透 主动重吸收主动重吸收 不易不易通透通透 集合管集合管 VP时时易易通透通透 主动重吸收主动重吸收 皮质和外髓部皮质和外髓部 不易不易通透通透,内髓部内髓部易易通透通透 兔肾小管和集合管不同部分的通透性兔肾小管和集合管不同部分的通透性Na+Cl-尿素尿素尿素尿素尿尿素素水水尿素尿素尿素尿素尿素尿素尿素尿素尿素尿素尿素尿素NaClNaClNaClNaClNaClNaCl水水水水尿尿素素尿尿素素尿尿素素尿素尿素尿素尿素尿素尿素肾髓质高渗梯度形成的肾髓质高渗梯度形成的要点要点:(1)启动力量启动力量:髓袢升支粗段对髓袢升支粗段对Na+和和 Cl-的主动重吸收；的主动重吸收；(2)外髓部组织液高渗：由外髓部组织液高渗：由NaCl形成形成;(3)内髓部组织液高渗：内髓部组织液高渗：由由尿素尿素和和NaCl共同形成。共同形成。皮质皮质外髓外髓内髓内髓NaCl尿素尿素H2ONaClH2O尿素尿素H2O(三三)肾髓质高渗梯度的保持肾髓质高渗梯度的保持 机制机制:逆流交换逆流交换.第五节第五节 尿生成的调节尿生成的调节 一、肾内自身调节一、肾内自身调节 (一一)小管液小管液溶质浓度溶质浓度对肾小管功能的调节对肾小管功能的调节 小管液溶质浓度小管液溶质浓度 小管液渗透压小管液渗透压 阻碍阻碍肾小管对水和肾小管对水和NaCl的重吸收的重吸收 尿量尿量增多增多,NaCl排出量排出量增多增多 (渗透性利尿渗透性利尿osmotic diuresis)(二二)球管平衡球管平衡(glomerulotubular balance)球管平衡球管平衡近端小管对近端小管对NaCl和水的重吸收量和水的重吸收量随随GFR变化而改变变化而改变,保持保持定比重吸收定比重吸收，使，使重吸收重吸收率率始终始终占占GFR的的65-70%左右左右。生理意义：使尿中排出的溶质和水生理意义：使尿中排出的溶质和水不致不致因因GFR的的增增减减而而大幅度变动大幅度变动。(一一)肾交感神经兴奋导致肾交感神经兴奋导致 1.血管收缩血管收缩;2.肾素分泌肾素分泌:肾素肾素血管紧张素血管紧张素醛固酮醛固酮 肾小管对肾小管对NaCl和水的重吸收和水的重吸收 3.增加增加近端小管等对近端小管等对NaCl和水的和水的重吸收重吸收。结果：滤过结果：滤过、水钠重吸收、水钠重吸收,尿量尿量减少。减少。二、神经和体液调节二、神经和体液调节(二二)血管升压素血管升压素(Vasopressin,VP)(抗利尿激素抗利尿激素:antidiuretic hormone,ADH)(一一)VP的作用的作用*生理浓度生理浓度时时(浓缩尿液浓缩尿液,抗利尿抗利尿)：1.提高提高远曲小管和集合管上皮细胞远曲小管和集合管上皮细胞对对水通透性水通透性,增加增加水的重吸收水的重吸收,;2.提高提高髓质的渗透浓度髓质的渗透浓度:增加内髓部集合管对尿增加内髓部集合管对尿素的通透性素的通透性,。*高浓度高浓度时时:收缩收缩血管血管,升高升高血压。血压。渗透压感受器渗透压感受器下丘脑视上核和室旁核下丘脑视上核和室旁核 神经垂体神经垂体 VP分泌分泌 集合管和远曲小管对集合管和远曲小管对水水的的重吸收重吸收 体内水体内水、体液渗透压、体液渗透压、尿被、尿被浓缩浓缩、尿量、尿量 体液渗透压体液渗透压(+)容量感受器容量感受器 血容量血容量 血压血压()迷走迷走N 压力感受器压力感受器()1.血管紧张素血管紧张素:增加肾对水钠重吸收增加肾对水钠重吸收,尿量尿量 (1)改变肾小球滤过率改变肾小球滤过率:维持正常或减小维持正常或减小;(2)直接刺激近端小管对直接刺激近端小管对NaCl的重吸收；的重吸收；(3)促进促进VP和醛固酮分泌；和醛固酮分泌；2.醛固酮醛固酮:保保Na排排K保水保水 增加增加远曲小管和集合管对远曲小管和集合管对Na、Cl、水、水 的的重吸收重吸收和和K的的排泄排泄,使细胞外液量使细胞外液量增多增多。(三三)肾素肾素-血管紧张素血管紧张素-醛固酮系统醛固酮系统 (renin-angiotensin-aldosterone,R-A-A系统系统)醛固酮分泌醛固酮分泌肾上腺皮质球状带肾上腺皮质球状带 血血K+或血或血Na+醛固酮分泌的调节醛固酮分泌的调节保保钠钠排排钾钾保保水水血血K+血血Na+循环血量循环血量 A-BP 循环血量循环血量,A-BP 肾素肾素 血管紧张素血管紧张素 第六节第六节 血浆清除率血浆清除率 (clearance,C)两两肾在肾在1 1分钟内分钟内能将多少毫升血浆中的某一能将多少毫升血浆中的某一物质物质完全清除完全清除，这个被完全清除该物质的血浆，这个被完全清除该物质的血浆的毫升数，称为该物质的的毫升数，称为该物质的清除率清除率。*计算方法：计算方法：需要测量以下三个数值需要测量以下三个数值:(1)尿中该物质的浓度尿中该物质的浓度(Ux,mg/100ml);(2)每分钟尿量每分钟尿量(V,ml/min);(3)血浆中该物质的浓度血浆中该物质的浓度(Px,mg/100ml);该物质的血浆清除率该物质的血浆清除率:CxUx VPx膀胱尿量膀胱尿量400-500ml 排尿反射过程排尿反射过程 尿液尿液进入进入后尿道后尿道 膀胱逼尿肌膀胱逼尿肌收缩收缩尿道内括约肌尿道内括约肌舒张舒张 盆盆N 刺激刺激尿道感受器尿道感受器阴部阴部N膀膀胱胱壁壁、后尿道感后尿道感受器受器兴奋兴奋 大脑皮层、脑桥排尿高级中枢大脑皮层、脑桥排尿高级中枢 骶髓骶髓 初初 级级 排排 尿中尿中 枢枢 盆盆N膈膈肌肌、腹腹壁壁肌肌收收缩缩尿尿道道外外括括约肌约肌开放开放 尿液尿液被排出被排出体外体外 阴阴部部N