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1、第八章 尿的生成和排出,肾功能概述,（一）肾的排泄功能 调节机体水盐平衡和酸碱平衡等，维持内环境的稳态。一定的尿量是肾实现其排泄功能的保证：正常尿量：1.5 L/d 多尿：2.5 L/d 少尿：100500 ml/d 无尿：100 ml/d,肾功能概述,（二）肾的内分泌功能 肾素、促红细胞生成素、1-羟化酶等。,一、肾的功能解剖,（一）肾单位（nephron）的构成,肾单位,肾小体,肾小管,肾小球,肾小囊,近端小管,髓袢细段,远端小管,近曲小管,髓袢降支细段,髓袢升支细段,髓袢升支粗段,远曲小管,集合管,髓袢降支粗段,皮质肾单位和近髓肾单位,皮质,髓质,皮质肾单位,近髓肾单位,位置,形态,中、
2、外,内,髓袢短,髓袢长,功能,滤过功能,浓缩和稀释,表1 两类肾单位的主要区别,（二）球旁器*（juxtaglomerular apparatus）,远端小管,球旁细胞,二、肾血供的特点及肾血流量的调节,（一）肾血供的特点：1.血供丰富，血流量大；2.肾分布有两套毛细血管网；,肾小球毛细血管网压力较高利于滤过肾小管周围毛细血管网压力较低利于重吸收,3.供血不均。,(二)肾血流量的调节*,在安静状态下，当肾动脉灌注压在80180mmHg范围内变动时，肾血流量能保持相对恒定。（离体实验中也如此）意义：通过自身调节保证肾血流量、肾小球滤过率、尿量相对稳定。,1.肾血流量的自身调节,可能机制：,神经调
3、节：肾交感NNE作用于肾血管平滑肌的受体肾血管收缩（入球小动脉收缩更明显）肾血流 尿量。体液调节：E、NE、VP、内皮素、血管紧张素等；肾局部组织中生成的PGI2、PGE2、NO、缓激肽、腺苷等。,2.肾血流量的神经和体液调节,神经、体液调节的意义：使肾血流量与全身血液供应相适应，例如：在紧急情况下，交感神经活动增强，肾血流量减少，更多血液得以重新分配到心、脑或骨骼肌等器官。,第二节 肾小球的滤过功能*,肾小体(renal corpuscle),参见P232,滤过膜的构成,1.毛细血管内皮细胞层：窗孔，70nm2.基膜层：网孔，28nm3.肾小囊脏层足细胞层:裂隙膜小孔，414nm 机械屏障：
4、三层均有，基膜层为主 电荷屏障：三层均有，带负电的物质难通过,肾小球滤过率（glomerular filtration rate，GFR）：单位时间内（每分钟）两肾生成的超滤液量。正常为125ml/min。,滤过分数（filtration fraction,FF）：肾小球滤过率与肾血浆流量的比值。正常为19。,肾小球滤液（原尿，primitive urine）:不含大分子血浆蛋白的血浆。,参见P235,有效滤过压促进滤过的力量阻碍滤过的力量（肾小球毛细血管血压囊内液胶体渗透压）-(血浆胶渗压+囊内压)（450）（2510）10mmHg滤过平衡点：有效滤过压0,之后的毛细血管无滤过能力。,一、有
5、效滤过压*,（一）滤过系数（filtration coefficient，Kf）是指在单位有效滤过压的驱使下，单位时间内经过单位滤过膜的滤液量。滤过系数=滤过面积(s)有效通过系数(k),二、影响肾小球滤过的因素*,1.滤过膜的面积 急性肾小球肾炎，滤过膜面积GFR少尿，无尿，甚至肾衰竭。2.滤过膜的通透性 慢性肾小球肾炎、肾病综合征时，滤过膜的通透性血浆蛋白被滤过GFR尿量，蛋白尿。,二、影响肾小球滤过的因素*,(二)有效滤过压 1.肾小球毛细血管血压（1）动脉血压变动在80180mmHg 肾血流量保持相对稳定 肾小球毛细血管血压也能保持稳定 有效滤过压不变 GFR不变，尿量稳定。（2）动脉
6、血压80mmHg？,二、影响肾小球滤过的因素*,2.肾小囊内压 囊内压（尿路梗阻时）有效滤过压GFR，尿生成。,3.血浆胶体渗透压：静脉输入大量生理盐水 肝功能严重受损 滤过膜通透性,二、影响肾小球滤过的因素*,（三）肾血浆流量,肾血浆流量,血浆胶体渗透压上升速度,滤过平衡点靠近 球小动脉端,肾小球滤过率,入,出,有滤过作用毛细血管段,二、影响肾小球滤过的因素*,肾血浆流量,滤过平衡点：,有效滤过压,第三节 肾小管和集合管的物质转运功能,小管液（tubular fluid）重吸收（reabsorption）分泌（secretion）,一、转运途径：跨细胞转运途径（transcellular p
7、athway）细胞旁转运途径（paracellular transport）,第三节 肾小管和集合管的物质转运功能,NaCl H2O 近端小管 67 67 髓 袢 25 15 远曲小管和集合管 一定量 一定量,二、肾小管和集合管中各种物质的重吸收和分泌,表 肾小管和集合管各段Na+、Cl-、H2O的重吸收,（一）Na+、Cl-、H2O的重吸收*,近端小管前半段 Na+：动力：Na+泵 方式：继发性主动转运（Na+-葡萄糖、氨基酸同向转运，Na+-H+交换）H2O：被动转运 Cl-：暂时不被重吸收。近端小管后半段：Na+：被动和主动转运；Cl-、H2O：被动转运。,1.近端小管,等 渗,皮质,外
8、髓,内髓,高渗,髓袢降支细段:对NaCl难通透,H2O高通透 升支细段:对NaCl易通透,H2O不通透,2.髓袢,髓袢升支粗段：Na+、Cl-：通过Na+-K+-2Cl-同向转运体继发性主动转运；Na+也可顺电位差被动转运。H2O：不通透。,2.髓袢,等 渗,低 渗,高 渗,皮质,外髓,内髓,高渗,3.远曲小管和集合管,远曲小管始段:Na+、Cl-：通过Na+-Cl-同向转运体主动转运。H2O：不通透。,等 渗,低 渗,高 渗,皮质,外髓,内髓,高渗,远曲小管后段、集合管 主细胞：重吸收Na+和H2O，分泌K+Na+：通过Na+通道主动转运；Cl-：顺电位差被动吸收；K+：被动扩散入小管液。H
9、2O：通过水通道被动重吸收。闰细胞：通过H+泵、H+-K+-ATP酶分泌H+。,3.远曲小管和集合管,远曲小管后段、集合管 主细胞：重吸收Na+、H2O，分泌K+Na+的重吸收量受醛固酮的调节；见P251,3.远曲小管和集合管,H2O的重吸收量受抗利尿激素(ADH)的调节。,血中Na+或K+醛固酮：保钠保水排钾,水不足ADH远曲小管后段、集合管水重吸收尿量；反之，ADH 尿量。,复习：影响肾小球滤过的因素*,肾血浆流量,滤过平衡点：,有效滤过压,等 渗,低 渗,皮质,外髓,内髓,ADH,醛固酮,NaCl H2O 近端小管 67 67 髓 袢 25 15 远曲小管和集合管 一定量 一定量,（一）
10、Na+、Cl-、H2O的重吸收*,表 肾小管和集合管各段Na+、Cl-、H2O的重吸收,（二）HCO3-的重吸收与H+的分泌*,1.部位：主要在近端小管 2.特点：HCO3-以CO2的形式被重吸收，与H+的分泌关系密切。两者互相促进，共同调节酸碱平衡。酸中毒时，碳酸酐酶活性H 分泌HCO3-的重吸收。,3.髓袢对HCO3-的重吸收主要发生在升支粗段。4.远曲小管和集合管上皮细胞主动分泌H+（H+-ATP酶和H+-K+-ATP酶）。小管液中H+的去向：与HCO3-或HPO42-或NH3结合。,（二）HCO3-的重吸收与H+的分泌*,（三）NH3和NH4+分泌及其与H+、HCO3-转运的关系*,方
11、式：通过Na+-NH4+交换被分泌到小管液，再以铵盐形式随尿排出。,近端小管、髓袢升支粗段和远端小管：,意义:1分子谷氨酰胺代谢时，生成两个NH4+进入小管液，就会有2个HCO3-重吸收回血液。,集合管：方式：NH3单纯扩散到小管液，与H+结合生成NH4+，以铵盐形式随尿排出。,意义：每排出1个NH4+，就会有1个HCO3-重吸收回血液；2.NH3的分泌有利于H+的排出。,酸中毒时，肾小管和集合管上皮细胞谷氨酰胺的代谢加强，NH3和NH4+的分泌HCO3-的重吸收，泌H+，共同调节酸碱平衡。,（三）NH3和NH4+分泌及其与H+、HCO3-转运的关系*,（四）葡萄糖和氨基酸的重吸收*,葡萄糖的
12、重吸收：1.部位：近端小管 2.方式：通过Na+-葡萄糖同向转运体继发性主动重吸收 3.肾糖阈(renal glucose threshold)：尿中不出现葡萄糖时的最高血糖浓度。160180mg/100ml,（四）葡萄糖和氨基酸的重吸收*,糖尿病患者为何出现尿糖？因为：近端小管上皮细胞管腔膜上葡萄糖转运体的数量有限，所以近端小管对葡萄糖的重吸收能力有限。糖尿病人血糖浓度超过其自身肾糖阈，小管液中葡萄糖过多，超出近端小管的重吸收能力，将有一部分葡萄糖不能被重吸收。,（四）葡萄糖和氨基酸的重吸收*,每个肾单位近端小管葡萄糖转运体数目不同，重吸收葡萄糖的能力不同。肾糖阈的值主要由重吸收葡萄糖能力
13、那部分肾单位决定。葡萄糖的最大转运率：男：375mg/min，女：300mg/min,较低的？较高的？,(五)K+的重吸收和分泌*,原尿中的K+绝大部分已在近端小管、髓袢升支粗段被重吸收，尿中排出的钾主要来自远、集主细胞K+的分泌，分泌的量受多种因素影响。,(五)K+的重吸收和分泌,影响K+分泌的因素：,1.醛固酮；2.细胞外液K+的浓度；,3.小管液的流速；4.细胞外液H+的浓度。,摄入量过多血K 远、集K+的分泌;摄入量不足血K 远、集K+的分泌。,酸中毒时，Na+-H+交换、Na+-K+交换，K+的分泌量，可导致血K+升高。碱中毒时，相反。,Na+-K+交换与Na+-H+交换存在竞争性抑
14、制：,(六)Ca2+的重吸收和排泄,重吸收主要部位：70%，近端小管 方式和途径：大部分顺浓度差经细胞旁途径被动重吸收。（溶剂拖曳方式）,1.小管液中溶质的浓度 渗透性利尿（osmotic diuresis）：小管液中溶质的浓度渗透压管内外渗透压差水重吸收的动力水的重吸收，尿量小管液NaCl浓度管内外NaCl浓度差NaCl重吸收NaCl随尿排出增多。糖尿病患者多尿的机制,三、影响肾小管和集合管重吸收的因素*,2.球-管平衡(glomerulotubular balance)：GFR增加,近端小管对NaCl、H2O的重吸收也增加；反之,重吸收也减少。近端小管对NaCl、H2O的重吸收率总是占肾小
15、球滤过率的6570（定比重吸收）。意义：随尿排出的溶质和水不会因GFR的增减而出现大幅度的变动。,小结 小管液中各种物质重吸收或分泌的主要部位，方式。影响肾小管和集合管重吸收的因素。,高渗尿（浓缩尿）：尿渗透压 血浆渗透压 低渗尿（稀释尿）：尿渗透压 血浆渗透压 等渗尿：尿渗透压血浆渗透压,第四节 尿液的浓缩和稀释,皮质,外髓,内髓,H2O,H2O,H2O,一、尿液的稀释 机体水过多ADH远、集水通透 H2O的重吸收尿量。,（一）尿液浓缩和稀释的机制,机体水过多血浆Na+醛固酮远、集对NaCl重吸收 留在小管液中的NaCl尿渗透压。,ADH缺乏或受体缺乏尿崩症,机体水过少血浆Na+醛固酮分泌受
16、抑远、集对NaCl重吸收 留在小管液中的NaCl尿渗透压。,（一）尿液浓缩和稀释的机制,二、尿液的浓缩 机体水过少ADH 远、集水通透性 H2O的重吸收尿量。,皮质,外髓,内髓,H2O,H2O,H2O,高渗,浓缩的部位：远曲小管后段和集合管 浓缩动力：渗透压差 浓缩条件：ADH使远、集对H2O的通透性,尿液的浓缩,图 肾髓质渗透压梯度示意图,外髓部组织液高渗的形成,髓袢升支粗段对NaCl的主动重吸收，对水无通透性。,皮质,外髓,内髓,（1）内髓集合管对尿素的通透,皮质,外髓,内髓,H2O,尿素,内髓部组织液渗透压梯度的形成,H2O,H2O,（2）髓袢升支细段对NaCl的通透,等 渗,高渗,尿素
17、再循环(urea recycling),皮质,外髓,内髓,尿素,H2O,H2O,尿素,外髓：髓袢升支粗段对NaCl的主动重吸收，对水无通透性。,内髓：（1）内髓集合管对尿素的通透（2）髓袢升支细段对NaCl的通透尿素再循环(urea recycling),肾髓质组织液渗透压梯度的建立,直小血管在维持肾髓质渗透压梯度中的作用,直小血管在肾髓质渗透压梯度维持中的作用,皮质,外髓,内髓,1 2 3 4 5,H2O,尿素,NaCl,高渗,肾髓质高渗梯度的维持:直小血管的逆流交换作用移除间质中的多余溶质和水，而不破坏肾髓质高渗梯度,直小血管在肾髓质渗透压梯度维持中的作用,影响尿液浓缩和稀释的因素,第五节
18、 尿生成的调节,肾小球滤过的调节 肾小管和集合管的重吸收和分泌的调节 神经、体液调节,肾交感神经兴奋去甲肾上腺素：1.通过受体使肾血管收缩(入球小动脉收缩更明显)肾小球毛细血管血浆流量，血压肾小球滤过率尿量减少。,二、肾交感神经的调节作用,2.通过受体使近球细胞释放肾素激活肾素-血管紧张素-醛固酮系统Na+、H2O重吸收尿量减少。3.直接刺激近端小管和髓袢对Na+、Cl-，H2O重吸收尿量减少。,交感神经调节尿生成的意义：血容量减少和（或血压下降）时，交感神经兴奋，尿生成减少，有助于血容量的维持和恢复。,1.抗利尿激素（ADH）的生理作用：（1）升压作用：ADHV1受体血管收缩。（2）抗利尿效
19、应：ADHV2受体远、集对水通透水的重吸收尿量。,三、体液调节,失水禁水,1.血浆晶体渗透压,下丘脑渗透压 感受器兴奋,视上核、室旁核ADH合成,失血,2.血容量,心肺感受器兴奋,迷走神经传入冲动减少,2.ADH释放的调节,ADH调节尿生成的生理意义：帮助维持机体的渗透压平衡、血容量及血压的稳定。,3.动脉血压的改变：动脉血压正常时，来自压力感受器的传入冲动抑制ADH的合成和释放。,水利尿（water diuresis）:大量饮清水后引起尿量增多的现象。,血管紧张素原,（二）肾素-血管紧张素-醛固酮系统,该系统调节尿生成的生理意义：当血量不足和（或血压下降）时，可通过控制肾脏排钠排水，促使血量
20、恢复，血压回升。,（三）心房钠尿肽（ANP）,来源：心房肌细胞 刺激ANP释放的因素：心房壁受牵拉作用：排钠排水（1）使入球小动脉舒张GFR。（2）关闭集合管Na+通道NaCl重吸收。（3）抑制肾素、醛固酮和ADH分泌。,第六节 血浆清除率,(plasma clearance,C)定义：两肾在单位时间内能够将多少毫升血浆 中的某物质完全清除，该血浆的毫升数 就是该物质的清除率。,测定方法：P：血浆中某物质的浓度(mg/100ml)C:血浆清除率(ml/min)U：尿中某物质的浓度(mg/100ml)V:每分钟尿量(ml/min)P C U V CU V/P,第七节 尿的排放,膀胱内尿量内压骤然
21、,尿道外括约肌松弛,名词解释：肾小球滤过率，滤过分数，肾糖阈，尿素再循环，渗透性利尿，球-管平衡，水利尿，清除率。,思考题1静脉输入大量生理盐水后，尿量有何变化？为什么？2试述HCO3-在近端小管被重吸收的过程。3糖尿病患者为何出现尿糖和多尿现象？4大量出汗后尿量有何变化？为什么？,测肾小球的滤过率 如果某物质能被自由滤过，不被重吸收，不被 分泌，则该物质的清除率可代表肾小球滤过率。如菊粉，内生肌酐。,某物质尿排量滤过量重吸收量分泌量 U V P GFR GFRU V/P,P：血浆中某物质的浓度(mg/100ml)GFR:肾小球滤过率(ml/min)U：尿中某物质的浓度(mg/100ml)V:
22、每分钟尿量(ml/min),2.髓袢降支细段：H2O被动重吸收，NaCl不通透升支细段：NaCl被动重吸收，H2O不通透,等 渗,高渗,皮质,外髓,内髓,肌源性学说,肾血管收缩,RBF不变GFR不变,管球反馈学说：,图1 近端小管前半段NaCl重吸收示意图,小管液 肾小管上皮细胞 血液,图2 近端小管后半段NaCl重吸收示意图,小管液 肾小管上皮细胞 血液,图3 髓袢升支粗段Na+、Cl-、K+重吸收示意图,小管液 肾小管上皮细胞 血液,图4 远曲小管始段NaCl重吸收示意图,小管液 肾小管上皮细胞 血液,Cl-,图5 远后、集合管主细胞NaCl重吸收示意图,图5 远后、集合管主细胞H2O重吸
23、收示意图,小管液 肾小管上皮细胞 血液,图 近端小管HCO3-重吸收示意图,小管液,组织间隙,CA,CA,图 远曲小管和集合管重吸收HCO3-和分泌H+示意图,图1 远、集合管主细胞K+分泌示意图,图1 近端小管前半段NaCl重吸收示意图,小管液 肾小管上皮细胞 血液,NH4+H+NH3,NH4+,NH4Cl,ATP,Na+,HCO3-,小管液,上皮细胞,组织间隙,图 近端小管、升支粗段和远端小管NH4+分泌和排出,谷氨酰胺,Na+,NaCl,Cl-,K+,图 集合管NH3的分泌和排出,图1 远、集合管主细胞K+分泌示意图,球-管平衡的机制,肾素分泌的调节,球旁细胞分泌肾素,血量血压,肾小球血
24、流量,小管液中NaCl,致密斑感受器,交感N兴奋,肾上腺素，去甲肾上腺素，PGI2，PGE2,GFR,血管紧张素对尿生成的调节：（1）促进近端小管对Na+、H2O的重吸收；（2）收缩肾血管，改变肾小球滤过率；（3）通过体液因素间接调节尿生成：增加醛固酮、血管升压素的释放等。,醛固酮的作用：保钠保水排钾。醛固酮分泌的调节：（1）受肾素-血管紧张素-醛固酮系统调节；（2）受血钠和血钾水平调节：,血中Na+或K+醛固酮：保钠保水排钾,皮质,外髓,内髓,H2O,H2O,H2O,H2O,高渗,肾血流量的自身调节,250,750,1250,1750,80,160,220,全身动脉压(mmHg),ml/min,40,120,180,240,肌源性学说,肾血管收缩,RBF不变GFR不变,
