动物生理学第十章肾与排泄ppt课件.ppt
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1、第十章第十章第十章第十章 渗透渗透渗透渗透调节调节与排泄与排泄与排泄与排泄 第一第一节节 渗透渗透渗透渗透调节调节的意的意的意的意义义渗透渗透调节:对体液渗透体液渗透压的的调节,即,即对体内水分和体内水分和盐类含量的含量的调节。排泄排泄:动物体将分解代物体将分解代谢的的终产物排出体外的物排出体外的过程。程。呼吸器官呼吸器官:排出排出CO2和少量水和少量水消化器官:肝分泌胆色素消化器官:肝分泌胆色素经肠排出,排出,大大肠粘膜排出无机粘膜排出无机盐皮肤:皮肤:经汗腺排出水、汗腺排出水、盐和尿素和尿素肾:排出水和大量代:排出水和大量代谢废物物排泄器官排泄器官1 1.排泄器官的功能排泄器官的功能维持体
2、液中的主要持体液中的主要电解解质的适当的适当浓度,度,维持酸碱平衡;持酸碱平衡;维持适当水量;持适当水量;维持一定的渗透持一定的渗透压;清除机体的代清除机体的代谢终产物;物;清除清除进入机体的异物及其代入机体的异物及其代谢产物。物。前三前三项与渗透与渗透调节相关。相关。2 2.第二第二节节 肾肾的的结结构与功能构与功能一、一、一、一、肾肾的的的的结结构构构构 (图图)近曲小管近曲小管髓袢髓袢远曲小管曲小管髓袢降枝粗段髓袢降枝粗段髓袢髓袢细段段髓袢升枝粗段髓袢升枝粗段近球近球小管小管远球球小管小管肾小管小管肾单位位肾小体小体肾小球小球肾小囊小囊1、肾单位(位(nephron)3 3.2 2、皮皮
3、皮皮质肾单质肾单位、近髓位、近髓位、近髓位、近髓肾单肾单位位位位3、近球小体:、近球小体:由近球由近球细胞、系膜胞、系膜细胞和致密斑胞和致密斑组成。成。(图图)皮皮质肾单位:位:肾小球位于皮小球位于皮质外外2/3处,体,体积较小,髓袢短。小,髓袢短。占占肾单位位总数数8590%;近髓近髓肾单位:位:肾小球位于小球位于肾皮皮质深部,髓袢很深部,髓袢很长,可达内髓。,可达内髓。占占总数数10%15%近球近球细胞位于入球小胞位于入球小动脉的血管壁内,内含脉的血管壁内,内含肾素分泌素分泌颗粒。粒。致密斑位于致密斑位于远曲小管的起始部分。曲小管的起始部分。远曲小管近血管极曲小管近血管极处一一侧的的上皮成
4、上皮成椭圆形隆起,形隆起,变高高变窄,排列窄,排列紧密。密。致密斑感受小管液中的致密斑感受小管液中的Na+的的变化,并将信息化,并将信息传至近球至近球细胞,胞,调节肾素的素的释放。放。(图)4 4.4、肾的血液供的血液供应(图)肾的血液供的血液供应非常丰富,两个非常丰富,两个肾的血流量的血流量为心心输出量的出量的22%肾血流量的自身血流量的自身调节:在体内平均在体内平均动脉脉压在在80-180mmHg范范围变动时,肾血流量基血流量基本本稳定不定不变。(图)肾脏小小动脉血管平滑肌的肌源机制:脉血管平滑肌的肌源机制:当当动脉脉压降低降低时,肾脏入球小入球小动脉血管平滑肌所受的脉血管平滑肌所受的牵张
5、减减低,平滑肌就舒低,平滑肌就舒张,从而入球小,从而入球小动脉的阻力降低。脉的阻力降低。肾小球毛小球毛细血管(第一次毛血管(第一次毛细血管网)、血管网)、管周毛管周毛细血管(血管(第二次毛第二次毛细血管网血管网)直小血管直小血管5 5.肾小球毛小球毛细血管网内血血管网内血浆成分向成分向肾小囊腔小囊腔滤过尿生成第一步尿生成第一步囊内液就是血囊内液就是血浆的超的超滤液,液,实际上是去蛋白上是去蛋白质的血的血浆。(图)影响影响滤过的因素的因素1、肾小球小球滤过作用的作用的动力力有效有效滤过压=肾小球毛小球毛细血管血管压(血(血浆胶体渗透胶体渗透压+肾小囊内小囊内压)肾小球毛小球毛细血管血血管血压平均
6、平均为45mmHg,囊内囊内压约10mmHg,血血浆胶体渗透胶体渗透压:在入球小在入球小动脉脉处(20mmHg)出球小出球小动脉脉处(35mmHg)(图)滤过平衡平衡:有效有效滤过压下降到下降到0时,就达到,就达到滤过平衡。平衡。二、二、二、二、肾肾小球的小球的小球的小球的滤过滤过机能机能机能机能6 6.2 2、滤过滤过膜膜膜膜滤过膜有三膜有三层组成:成:(图)内内层由由毛毛细血血管管的的内内皮皮细胞胞组成成。小小孔孔50100nm。仅防防血血细胞通胞通过。3、肾小球小球滤过率:率:单位位时间内两内两肾生成的超生成的超滤液量液量125ml/min,180L/day每天排出每天排出终尿尿1.5L
7、中中间层是是非非细胞胞性性的的基基膜膜,为水水合合凝凝胶胶构构成成的的微微纤维网网结构构。网孔网孔4-8nm。为滤过膜的主要屏障。膜的主要屏障。外外层由由肾小囊的上皮小囊的上皮细胞胞组成。成。414nm小孔。小孔。滤过膜膜各各层有有许多多带负电的的糖糖蛋蛋白白,可可排排斥斥带负电的的血血浆蛋蛋白白,阻止其阻止其滤过。7 7.三、三、肾小管与集合管的重吸收功能小管与集合管的重吸收功能重吸收:指物重吸收:指物质从从肾小管液中小管液中转运至血液。运至血液。1、近球小管、近球小管肾小球小球滤过液流液流经近球小管后,近球小管后,滤过液中液中近近67%的的Na+、Cl-、K+和水被重吸收;和水被重吸收;8
8、5%的的HCO3-被重吸收;被重吸收;葡萄糖、氨基酸全部被重吸收;葡萄糖、氨基酸全部被重吸收;H+被分泌到被分泌到肾小管中。小管中。肾小管上皮小管上皮细胞粘膜胞粘膜侧由由许多微多微绒毛形成刷状毛形成刷状缘;浆膜膜侧存在存在钠钾泵,胞内有大量,胞内有大量线粒体。粒体。Fig10-10在近曲小管末在近曲小管末端,端,滤液液缩减减到原体到原体积的的1/4。8 8.2 2)HCOHCO3 3-的重吸收与的重吸收与的重吸收与的重吸收与H H+的分泌的分泌的分泌的分泌3)钾离子的主离子的主动重吸收重吸收小管液中小管液中K+浓度度4mM,上皮,上皮细胞内胞内K+浓度度150mM。4)葡萄糖与氨基酸的重吸收)
9、葡萄糖与氨基酸的重吸收次次级主主动转运运5)水的重吸收)水的重吸收水的重吸收是被水的重吸收是被动的,是靠渗透作用而的,是靠渗透作用而进行的。行的。近年来近年来发现在近球小管上皮在近球小管上皮细胞的胞的顶膜和基膜和基侧膜有大量水通膜有大量水通道(道(aquaporin,AQP1),),对水的重吸收起重要作用。水的重吸收起重要作用。肾小管上皮小管上皮细胞分泌胞分泌1H+就可使就可使1HCO3-和和1Na+重吸收回血。重吸收回血。肾小管重吸收小管重吸收HCO3-是以是以CO2的形式。的形式。(详见后)后)9 9.降支降支细段:段:对尿素和尿素和Na+、Cl-等溶等溶质的通透性很低,但的通透性很低,但
10、对水高水高度通透。度通透。升支升支细段:段:对Na+、Cl-通透性很高,通透性很高,对尿素具中等通透性,尿素具中等通透性,对水不通透。水不通透。升支粗段:将升支粗段:将Na+、Cl-和和K+从管腔重吸收从管腔重吸收转运到运到细胞胞间隙,但隙,但对水通透性很低。水通透性很低。1Na+-2Cl-1K+的的协同同转运体,运体,Na+顺浓度梯度度梯度扩散散进入入细胞胞释放放势能能驱动Cl-和和K+逆逆浓度梯度度梯度进入入细胞。胞。(图)大大约有有25%滤过的的Na+、Cl-和和K+是在升支粗段被重吸收。是在升支粗段被重吸收。升支粗段具有很厚的上皮升支粗段具有很厚的上皮细胞,胞,细胞基底胞基底侧膜(膜(
11、浆膜)上含有膜)上含有丰富的丰富的钠钾泵。髓袢降支髓袢降支细段和升支段和升支细段段都由很簿的扁平上皮都由很簿的扁平上皮细胞构成,无胞构成,无刷状刷状缘,少,少线粒体,代粒体,代谢水平低。水平低。2 2、髓袢降支、髓袢降支、髓袢降支、髓袢降支细细段和髓袢升支段和髓袢升支段和髓袢升支段和髓袢升支1010.3、远曲小管曲小管将将K+、H+和氨和氨转运运进管内,而将管内,而将Na+、Cl-和和HCO3-转运出运出肾单位。位。盐类的的转运在激素(运在激素(醛固固酮)的控制下)的控制下进行。行。4、集合管、集合管从管内的低渗溶液中重吸收水,形成高渗的尿。重吸收水受从管内的低渗溶液中重吸收水,形成高渗的尿。
12、重吸收水受抗利尿激素(抗利尿激素(ADH)的)的调节。集合管上皮集合管上皮细胞的管腔胞的管腔侧胞胞浆的囊泡内有水孔蛋白的囊泡内有水孔蛋白AQP-2,而在基底而在基底侧膜有膜有AQP-3和和AQP-4。AQP-2是是ADH诱导的水通道,的水通道,ADH可使可使这些囊泡插入上皮些囊泡插入上皮细胞的胞的顶端膜,形成跨膜水通道。端膜,形成跨膜水通道。如果再撤除如果再撤除ADH,则顶端膜上的端膜上的AQP-2囊泡又可以通囊泡又可以通过入胞的入胞的方式方式进入胞入胞浆,顶端膜端膜对水的通透性就明水的通透性就明显降低。降低。进入集合管入集合管上皮上皮细胞的水,可通胞的水,可通过基底基底侧膜上的膜上的AQP-
13、3和和AQP-4进入入细胞胞间隙而被毛隙而被毛细血管吸收。血管吸收。集合管集合管还重吸收重吸收Na+,分泌,分泌K+、H+和氨。和氨。1111.NaCl尿素尿素水水备注注髓髓袢袢降支降支细段段不易通透不易通透不易通透不易通透高高度度通通透透升支升支细段段高度通透高度通透中等通透中等通透不通透不通透升支粗段升支粗段高高度度主主动吸收吸收不通透不通透不通透不通透远曲小管曲小管主主动吸收吸收不通透不通透不通透不通透有有ADH时水水易易通透通透集集合合管管皮皮质部部主主动吸收吸收不通透不通透不通透不通透有有ADH时水水易易通透通透髓髓质部部主主动吸收吸收易通透易通透不不易易通通透透有有ADH时水水易易
14、通通透透,并并增增加加尿素通透尿素通透髓袢、髓袢、远曲小管和集合管各段曲小管和集合管各段对溶溶质和水的和水的转运和通透性运和通透性1212.四、四、四、四、肾肾小管与集合管的分泌小管与集合管的分泌小管与集合管的分泌小管与集合管的分泌 分泌:指上皮分泌:指上皮细胞将本身胞将本身产生的物生的物质或血液中的物或血液中的物质转运运至小管腔内。至小管腔内。1、K+的分泌的分泌K+-Na+交交换(Fig)2、H+的分泌与的的分泌与的HCO3-重吸收重吸收(Fig.)肾小管小管细胞面向管腔的膜上有胞面向管腔的膜上有Na+-H+协同同转运运系系统。H+由由细胞内分泌到小管液中。胞内分泌到小管液中。Na+进入入
15、细胞后被胞后被钠钾泵泵到到间隙隙。肾小管重吸收小管重吸收HCO3-是以是以CO2的形式,而不是直接以的形式,而不是直接以HCO3-的形式的形式进行。行。H+被分泌被分泌进入管腔即与入管腔即与HCO3-形成形成H2CO3,再分解成,再分解成CO2和和H2O。CO2扩散散进入入肾小管小管细胞,在碳酸胞,在碳酸酐酶的作用下,与水的作用下,与水结合合成碳酸,再离解成成碳酸,再离解成H+与与HCO3-,HCO3-转运运进细胞胞间隙,再隙,再进入血液。入血液。1313.3、NH3的分泌的分泌代代谢过程中生成的氨(程中生成的氨(NH3)主要由谷氨)主要由谷氨酰胺胺(glutamine)脱氨而来。)脱氨而来。
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