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肾脏的排泄功能
- 1. 2010 年 3 月 29 日
- 2. 机体通过 ( 皮肤 - 呼吸 - 肝脏 - 消化道 ) 肾脏 排出代谢终产物及异 物保持内环境的稳定
- 3. 肾的功能概述 排泄代谢终产物：含氮物质、电解质、水 调节水、电解质和酸碱平衡 产生多种生物活性物质：肾素、促红细胞生成素、羟化维生素 D 3 、 前列腺素等
- 4. 尿液的理化性质 颜色：淡黄色透明液体 比重： 1.015~1.025 渗透压：比血浆高 PH ： 5.0~7.0 尿量： 1000~2000ml 多尿： >2500ml 少尿： 100~500ml 无尿： 100ml
- 5. 本章内容 1. 肾小球滤过 2. 肾小管和集合管的重吸收及分泌 3. 尿的浓缩
- 6. 概 述 肾的功能解剖和肾血流量 肾单位和集合管 皮质肾单位和近髓肾单位 近球小体 肾血液循环特征 自身调节 80-180mmHg 机理不清 神经和体液调节
- 7. 肾的功能解剖
- 8. 肾的功能解剖和肾血流量 肾脏基本功能单位是肾单位 , 包括肾小体和肾小管 每侧肾有 ~100 万个肾单位 , ~40 万个肾单位即可维持正常泌尿功能 不能再生 . 40 岁后 , 数量随年龄增加而递减 , 每 10 年约减少 10%. 80 岁余 40% 肾单位 , 功能代偿增加 思考 : 为什么老年人易肾功能受损 ? 易见药物肾毒性 ?
- 9. 肾小体结构 （ 肾小囊 + 肾小球 ）
- 10. Glomerulus , magnified ~ 1440 times
- 11. 肾单位 ( 肾小球和 肾小管 ) 和集合管示意图
- 12. 肾单位和集合管 肾小囊 Bowman capsule 肾小体 (renal corpuscle): 肾小球 glomerulus 肾单位 (nephron) 肾小管 (renal tubule): 近端小管 proximal tubule 髓袢细管 thin segment 远端小管 distal tubule 集合管 collecting duct: 与多个 肾单位的 远曲小管相连 , 尿浓缩和稀释功能
- 13. 皮质肾单位和近髓肾单位执行不同的功能 皮质肾单位： 占 85-90% 入球小动脉与出球小动脉口径之比约为 2:1 髓袢短 主要功能 : 尿的初始过滤 近髓肾单位： 占 10-15% 髓袢长 , 可深入到内髓 有 U 型直小血管 主要功能 : 尿的浓缩与稀释 思考：皮质肾单位形成的尿液如何被浓缩？
- 14. Cortical and Juxtamedullary Nephrons
- 15. 近髓肾单位负责尿浓缩与稀释 皮质肾单位负责尿液初始滤过 Henle ’ s loop Henle ’ s loop
- 16. 球旁细胞（ Juxtaglomerular cells ）：入球小动脉上皮样细胞，分泌肾素 致密斑（ Macula densa ）：远曲小管起始部分，感受肾小管液体流量及其 NaCl 量的变化 间质细胞 球旁器
- 17. 肾脏血液供应特点 腹主动脉->肾动脉， 1200ml/min 占心输出 22% 。 94% 在皮质 ， 5-6% 在外髓， <1% 在内髓 两次形成毛细血管网 肾血流量在动脉血压 80-180mmHg 范围内自身调节，机理不清（肌源学说） 移植的肾脏 , 无神经支配 , 血流量的自动调节 其它 : 骨骼肌 , 心肌，脑 血流量的自动调节 神经和体液调节 肾交感神经，去甲肾上腺素、血管紧张素 II ：血管收缩、血流减少
- 18. 肾脏血流的自身调节与肾小球滤过率 GFR RBF 0 40 80 120 160 200 240 280 60 50 40 30 20 10 0 600 500 400 300 200 100 0 RENAL ARTERIAL PRESSURE (mmHg) ml per 100g kidney per min GFR RBF ( dog )
- 20. 肾小球过滤将血浆中的大部分物质 ? 超滤液 , 原尿 肾小管和集合管重吸收原尿中的营养物质，水，电解质 ? 血浆 肾小管和集合管分泌血浆中的物质 ? 尿液 尿的生成
- 21. 肾小球滤过是尿生成的第一步
- 22. 肾小球滤过：血液流经肾小球毛细血管时，血浆中的水分和小分子溶质从毛细血管到达肾小囊腔的过程。滤过的液体称为超滤液或原尿。 肾小球滤过率（ Glomerular filtration rate ， GFR ）：单位时间内（每分钟）两侧肾生成的超滤液量 体表面积 1.73 m 2 个体的 GFR 为 125ml/min 滤过分数（ filtration fraction ）：肾小球滤过率与肾血流量的比值 125/660 X 100% = 19%
- 23. 血浆清除率：两侧肾脏在单位时间内能将血浆内所含的物质清除（ ml/min ） C= U x V / P U ：尿中该物质浓度（ mmol/L ） V ：每分钟尿量（ L/min ） P ：血浆该物质浓度
- 24. 有效滤过压 肾小球滤过的动力 : 有效滤过压 = 肾小球毛细血管压 - （血浆胶体渗透压＋肾小囊内压） 入球端： 6.0 - （ 2.7+1.3 ） =2.0kPa 出球端： 6.0 - （ 4.4+1.3 ） =0 滤过膜及其通透性 组成：毛细血管内皮细胞层 基膜层 上皮细胞层
- 25. EFP （有效滤过压） = 有效滤过压 = 肾小球毛细血管压 - （血浆胶体渗透压＋肾小囊内压） 入球端 = 45 -( 20 + 10 )=15mmHg 出球端 = 45 -( 35 + 10 )=0mmHg 45 45 20 35 10 10
- 26. ?
- 27. 影响肾小球滤过的因素： 有效滤过压 （ 1 ）肾小球毛细血管血压 : 如高血压肾病 （ 2 ）血浆胶体渗透压 : 低蛋白血症、大量输等渗液 （ 3 ）囊内压 : 尿路结石、肾脏肿瘤 肾小球滤过膜 （ 1 ）通透性 : 如急性肾小球肾炎 （ 2 ）面积 : 如慢性肾小球肾炎、肾免疫性病 肾小球的血浆流量
- 28. 肾小管与集合管转运功能 肾小管各段重吸收和分泌的机理 近端小管 髓袢 远端小管 集合管重吸收和分泌的机理
- 29. 肾小管与集合管转运功能 每天肾小球滤过 180 L ，但尿量约 1.5 L 重吸收 : 将肾小管液中的物质运至血中 被动 : 顺电化学梯度 主动 : 逆电化学梯度 原发性 : ATP 泵供能 继发性 : Na 泵供能 分泌：将肾小管上皮细胞产生 的或血中物质运至肾小管腔内
- 30. ?
- 31. 近端小管具有强大的主动和被动重吸收能力 65 ～ 70 ％： Na + ， K + ， Cl - ， H 2 O 100% ：葡萄糖，氨基酸 85% ： HCO 3 - 分泌Ｈ ＋ 钠泵提供动力
- 32. Na+ 管腔 血管 Cl - Na + Na+ K+ K+ Na+ Na+ Glucose AA water HCO3 - Cl - Na + H +
- 33. 近端小管前半段吸收 100% glucose 100% AA 67% Na + 主动重吸收， Cl - ， HCO3 - 近端小管后半段： Na + , Cl - 经细胞旁路 被动重吸收
- 34. ?
- 35. ?
- 36. 近曲小管的重吸收 上皮细胞向组织间液主动转运 Na + , 导致胞内 Na + 浓度降低 , 小管液中 Na + 顺电化学梯度进入胞内 葡萄糖、氨基酸、 PO 4 3- 、乳酸 , HCO 3 - , Cl - 等与 Na + 的吸收偶联 , 共转运 K + 逆电化学梯度主动重吸收 , 但机理不详 Na + -H + 交换 ,H + 进入小管液 , 维持电中性 , 并有利于 HCO 3 - 的重吸收 .H + +HCO 3 - ->H 2 CO 3 ->H 2 O+CO 2 -> 吸收 因组织间液渗透压增加 , 水被被动吸收
- 37. 肾糖阈 近球小管对葡萄糖的吸收有一定的限 度 , 超过此限度 , 葡萄糖不能被完全吸收 , 出现糖尿 . 此时血浆葡萄糖浓度称为肾 糖阈，一般为 9 ～ 10mmol/L 糖尿病患者 , 尿糖升高 , 导致渗透性利尿 , 尿量增加
- 38. 髓袢降支 对 NaCl 通透性差 对水通透性好 髓袢升支 对 NaCl 通透性好 对水通透性差
- 40. 髓袢升支粗段的重吸收 重吸收 25%Na + ， Na + 愈多重吸收也愈多 Na + -K + -2Cl - 共转运体，动力来源于 Na + 细胞外内梯度和 Na + 泵 Cl - 随 Na + 泵出到血 ;K + 部分到血 , 部分回到小管 , 造成管腔为正电荷 , 进一步驱动 Na + 泵出 对水不通透 , 利于尿液的稀释 快速利尿药 , 如速尿和利尿酸主要抑制髓袢 Na-Cl 重吸收 , 稀释尿液，使尿量增加
- 41. 远曲小管初段主动转运和吸收 Na + -Cl - 对水不通透 , 进一步稀释尿液 氢氯噻嗪类利尿药 , 抑制 Na + -Cl - 转运体 , 排钠利尿
- 42. 远曲小管远端和集合管重吸收和分泌 通过 Na + -K + 泵 重吸收少量 ~3% 的 Na + , 重吸收大部分 H 2 O 分泌功能： K + 通道分泌 K + H + 泵分泌 H + , NH 3 +H + ->NH 4 + ? NH 4 Cl 可被调节 醛固酮调节 Na + 通道 抗利尿激素， ADH 对 H 2 O 吸收
- 43. -10-45mv 集合管 K+ 分泌
- 44. K + 分泌：被动转运， K + -Na + 交换 顺着 Na + 吸收形成的电化学梯度 K + 进入小管液 H + ：主动分泌，与 HCO 3 - 的重吸收和酸碱平衡 近球小管： Na + -H + 交换 远球小管、集合管： K + -Na + 和 Na + -H + 呈竞争性抑制 NH3 ： NH 3 的分泌与 H + 分泌有关 自由扩散，促进了酸的排出
- 45. 尿液浓缩和稀释 用冰点降低法测鼠肾皮质、外髓部、内髓部的渗透压，发现从皮质到乳头 P 是逐渐升高的，存在着明确的渗透梯度。 为什么如此，有何生理意义？
- 47. ?
- 48. 肾髓质渗透压梯度的形成原理 （ 1 ）不同部位对于 NaCl 、水的通透性不相同 （ 2 ）尿素再循环 （ 3 ）直小血管
- 49. 髓质的渗透压形成机制 外髓部：髓袢升支粗段 对水不通透 NaCl 主动转运到肾髓质组织，导致小管液渗透压下降 , 同时髓质组织渗透压升高
- 50. ?
- 51. 内髓部： 远曲小管、皮质、外髓集合管对尿素通透性差，对水存在通透性（血管加压素） 内髓集合管对尿素通透性好，尿素扩散到组织液 髓袢降支细段对水通透性好，对 Na 通透性差 髓袢升支细段对水通透性差，对 Na 通透性好， Na 根据浓度差进入组织液，尿素进入髓袢升支细段
- 52. ?
- 53. 尿素再 循环 参与 形成和维持髓质渗透压梯度 尿素是蛋白质在肝脏的代谢产物。 肾小管对尿素通透性很低，但内髓部的集合管对其通透性高，其次为降支和升支细段。 随着水的重吸收，尿素在集合管浓度增加，顺浓度差扩散到组织液，提高髓质渗透压。 尿素经近髓集合管->髓质组织液->髓袢升枝细段->再循环。维持髓质渗透压梯度
- 54. 尿素再循环
- 55. 水通透性 Na+ 通透性 尿素通透性 髓袢降支细段 好 无 无 髓袢升支细段 无 有 中等 髓袢升支粗段 无 主动吸收 无 远曲小管 ADH 作用下吸收 Na-K 交换 无 集合管 ADH 作用下吸收 有 皮质、内髓集合管无通透性 外髓集合管有通透性
- 56. 直小血管参与渗透梯度维持 直小血管是毛细血管与内髓层肾小管的髓袢相而行的部分，呈 U 形，也是一种逆流系统
- 57. 直小血管的作用 : 维持髓质渗透压梯度 , 参与尿液浓缩与稀释 直小血管对溶质和水的通透性均高 髓袢下降过程，其周围组织的 Na 、尿素逐渐升高 Na 、尿素从组织液扩散到髓袢降支 水依据渗透压进入组织 髓袢上升过程，其周围组织的 Na 、尿素逐渐降低 Na 、尿素从髓袢降支扩散至组织液 水进入髓袢中
- 58. ?
- 60. 尿液浓缩 赖于抗利尿激素（血管升压素）水平和肾髓质高渗压 肾皮质、外髓、内髓渗透压逐渐 升高，存在着明确的渗透梯度。 近髓肾单位髓袢参与形成渗透梯 度，是尿液浓缩的必要条件 沙鼠 , 长髓袢 , 20-fold 高渗尿 猪 , 短髓袢 , 1.5-fold 渗尿 人 , 4.5-fold
- 61. 集合管重吸收水，尿液被逐渐浓缩
- 62. 尿液浓缩 血容量 ? 及血浆晶体渗透压 ? 导致抗利尿激素 ? 远端小管和集合管对水吸收 ? 产生浓缩尿 , 量少 大量出汗 , 失血 尿液的稀释 血容量 ? 及血浆晶体渗透压 ? 导致抗利尿激素 ? 远端小管和集合管对水吸收 ? 产生稀释尿 , 量大
- 63. 影响尿浓缩和稀释因素 肾髓质结构 肾小管和集合管功能 尿素 直小血管逆流交换
- 64. 尿生成调节 水的重吸收 , 与小管液溶质浓度呈反比 水利尿 , 甘露醇 渗透性利尿 , 糖尿病病人多尿 肾小球滤过率 近端小管重吸收 到远端小管的量 125 ml/min 87.5 ml/min (70%) 37.5 ml/min 150 ml/min 105 ml/min (70%) 45 ml/min 100 ml/min 70 ml/min (70%) 30 ml/min 意义 : 在肾小球滤过率大幅波动时 , 尿排出的水、电解质的量保持相对稳定
- 65. 肾内自身调节 小管液中溶质的浓度 肾糖阈：尿中不出现葡萄糖的最高血糖浓度 (160 ～ 180mg/dl) 渗透性利尿：由于小管液中溶质浓度升高而导致的尿量增多的现象，称为渗透性利尿。 糖尿病病人常常会多尿，其原因如下： 血糖增加->肾小球滤过葡萄糖多，超过肾糖阈->近曲小管不能全部重吸收->多出的葡萄糖在小管液中浓度增加->小管液的渗透压升高->阻碍了肾小管对水的重吸收->水在小管内积存->尿量增加
- 66. 近端小管的球－管平衡 不论肾小球滤过率增加和减小，近端小管是定比吸收的，既近端小管的重吸收始终占肾小球滤过率的 65 ％～ 70 ％ 机制：与管周毛细血管和胶体渗透压的改变有关 管 - 球反馈 肾血流和肾小球滤过率改变时，远曲小管致密斑的小管液流量改变，反馈信息调整肾脏血流
- 67. 神经调节 交感神经兴奋 释放去甲肾上腺素作用于入球与出球小动脉平滑肌的 alfa 受体 -> 入球小动脉收缩 -> 血流减少 激活 beta 受体 -> 促进球旁细胞分泌肾素 近端小管和髓袢上皮细胞对 Na ， Cl ，水的重吸收
- 68. 体液调节 血管升压素（抗利尿激素， ADH ） 醛固酮 心房钠尿肽 其他
- 69. 血管升压素 / 抗利尿激素 抗利尿激素 (ADH) 合成、释放的部位 抗利尿激素在下丘脑视上核、室旁核分泌，沿神经轴突运送至垂体后叶（神经垂体）贮存，当神经冲动刺激兴奋时释放入血 抗利尿激素的作用部位 远曲小管、集合管
- 70. 生理作用： 增加远曲小管、集合管对水的通透性，促进水的重吸收 影响抗利尿激素合成、释放的因素 （ 1 ）血浆晶体渗透压的改变： ? ? ADH ? eg 出汗 ? ? ADH ? eg 饮清水 （ 2 ）循环血量的改变 ? ? ADH ? ? ? ADH ?
- 71. 血浆晶体渗透压 循环血量、血容量 血浆晶体渗透压感受器 （位于视上核周围） 容量感受器 （位于腔静脉和右心房处） 下丘脑视上核、室旁核 神经垂体 抗利尿激素（ ADH ） 远曲小管、集合管 对水的通透性，对水的重吸收 尿量
- 72. 血浆晶体渗透压 循环血量、血容量 血浆晶体渗透压感受器 容量感受器 下丘脑视上核、室旁核 神经垂体 抗利尿激素（ ADH ） 远曲小管、集合管 对水的通透性，对水的重吸收 尿量 大量出汗、 呕吐 大量失血 － ＋ ＋
- 73. 血浆晶体渗透压 循环血量、血容量 血浆晶体渗透压感受器 容量感受器 下丘脑视上核、室旁核 神经垂体 抗利尿激素（ ADH ） 远曲小管、集合管 对水的通透性，对水的重吸收 尿量 大量饮清水 大量输液 ＋ 水利尿 － －
- 74. 渗透性利尿 水利尿 发生部位 近球小管 远曲小管、集合管 发生机制 小管中溶质浓度↑ 抗利尿激素↓ 刺激条件 小管内渗透压高于血管内渗透压 大量饮水，血浆晶体渗透压↓ 刺激感受器 无 晶体渗透压感受器 重吸收方式 水的被动渗透 主动调节水重吸收
- 75. 醛固酮 合成、分泌部位：肾上腺皮质球状带 作用部位：远曲小管、集合管 生理作用： 增加远曲小管、集合管对 Na+ 的通透性，促进 Na+ 的重吸收，同时可排出 K+ 。即保钠、保水、排钾 分泌的有效刺激条件 肾素 - 血管紧张素 - 醛固酮系统 血 Na+ 浓度降低或血 K+ 浓度升高
- 76. 肾素－血管紧张素－醛固酮 肾素（球旁细胞） 血管紧张素原 血管紧张素 I 刺激肾上腺髓质分泌 血管紧张素 II 收缩血管 醛固酮 抗利尿激素 血管紧张素 III 醛固酮 收缩血管
- 77. 心房钠尿肽 抑制集合管对 NaCl 的重吸收 入球小动脉舒张 抑制肾素、醛固酮、血管升压素的分泌
- 78. ?
- 79. 排尿活动 膀胱逼尿肌、内括约肌（膀胱与尿道连接处） 平滑肌 盆神经（含副交感）、腹下神经（交感）支配 副交感兴奋 -> 逼尿肌收缩，内括约肌舒张 -> 排尿 外括约肌 骨骼肌 阴部神经支配 阴部神经兴奋 -> 外括约肌收缩 -> 阻止排尿
- 80. 排尿反射 正反馈反射活动 膀胱尿量 400 ～ 500ml ，内压超过 7mmHg -> 膀胱牵张感受器兴奋 -> 脊髓的排尿反射，高级中枢所产生的尿意 婴儿大脑皮质发育未完善，控制排尿能力差 尿潴留：膀胱尿液充盈过多不能排出 尿失禁：脊髓受损，排尿失去意识控制 膀胱刺激征：尿频、尿急、尿痛
- 81. 下课