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1、第八章排泄与渗透调节 教学要求掌握肾脏结构 尿的生成过程 尿液浓缩和稀释 了解不同动物排泄及渗透调节 第八章排泄与渗透调节 本章内容第一节排泄概述 第二节肾小球的滤过功能 第三节肾小管与集合管的转运功能 第四节尿液的浓缩和稀释 第五节主要水产动物的渗透调节 第一节排泄概述 一 肾脏排泄功能肾是维持机体内环境相对稳定的最重要的器官之一 通过尿的生成和排出完成以下功能 排除机体的大部分代谢终产物以及进入体内的异物 调节细胞外液量和渗透压 保留体液中的重要电解质如钠 钾 碳酸氢盐以及氯离子等 排出氢离子 维持酸碱平衡 尿的生成 肾小球滤过 肾小管和集合管重吸收 肾小管和集合管分泌三个基本过程 第一节
2、排泄概述 鱼类的排泄器官及其功能鱼类的排泄器官主要是鳃和肾脏 肾脏主要排泄水 无机盐 尿酸 肌酸 肌酸酐 鳃主要排泄二氧化碳 水 无机盐 氨 尿素等 有些鱼类的肠道和板鳃鱼类的直肠也具有排泄功能 维持水盐平衡 渗透调节功能 调节方式 变渗动物 调渗动物 狭盐性鱼类和广盐性鱼类 维持酸碱平衡 保持内环境稳定 鱼类的排泄 渗透压调节和酸碱平衡是相互关联的生理学过程 第一节排泄概述 鱼类肾脏结构鱼类的肾脏结构比人类和哺乳动物原始的多 胚胎时期是原肾 成体时发育为中肾 鱼类成体的肾脏呈块状 可分成两个部分 头肾和体肾 头肾含有淋巴组织 肾间组织 嗜铬组织 具有免疫调节和产生应激的功能 体肾是肾脏的排泄
3、功能主体部分 是尿生成部位 第一节排泄概述 鱼类肾单位典型的淡水鱼类肾单位是球形的 主要由肾小球 纤毛颈段 近球小管 次级近球小管 纤毛中间管和远球小管组成 与集合管共同组成泌尿系统 典型的海水鱼类有球形肾单位包括 肾小球 中等长度的纤毛颈段 第一近球小管 第二近球小管 远曲小管 集合管 牙鲆属于这种类型 部分海洋鱼类属于无球形肾单位 第一节排泄概述 人类泌尿系统组成 第一节排泄概述 人类和高等动物尿生成的基本过程 第一节排泄概述 二 肾的功能解剖1 肾单位和集合管肾单位 肾的基本功能单位 由肾小体和肾小管组成 与集合管共同完成泌尿功能 人两侧肾约有170 240万个肾单位 肾小体 肾小体包括
4、肾小球和肾小囊 肾小球为毛细血管网 两端与入球小动脉和出球小动脉相连 外包囊为肾小囊 其脏层和壁层之间为囊腔 与肾小管管腔相通 血浆成分通过肾小球毛细血管网向囊腔滤出 必须通过肾小球毛细血管内皮细胞 基膜和肾小囊脏层上皮细胞 滤过膜 第一节排泄概述 肾小球超微结构 第一节排泄概述 肾小管 由近球小管 髓袢和远球小管组成 近球小管包括近曲小管和髓袢降支粗段 髓袢由髓袢降支和髓袢升支组成 前者包括髓袢降支粗段 近球小管组成部分 和降支细段 后者是指髓袢升支细段和升支粗段 远球小管的一部分 远球小管包括髓袢升支粗段和远曲小管 后者与集合管相连 集合管 不包括在肾单位内 在功能上和远球小管密切相关 它
5、在尿生成过程中 特别是在尿液浓缩过程中起着重要作用 每一集合管接受多条远曲小管运来的液体 许多集合管又汇入乳头管 最后形成的尿液经肾盂 输尿管进入膀胱 由膀胱排出体外 第一节排泄概述 肾单位组成与集合管 第一节排泄概述 哺乳动物肾小囊结构 第一节排泄概述 2 皮质肾单位和近髓肾单位皮质肾单位 分布于外皮质层和中皮质层 占肾单位总数的85 90 肾小球体积较小 出球小动脉分为毛细血管后 全部分布于皮质肾小管周围 髓袢短 只达外髓质层 近髓肾单位 分布于近髓质内皮质层 肾小球体积较大 髓袢长 可深入到内髓质层或更长 出球小动脉缠绕邻近的近曲小管或远曲小管的网状毛细血管 还形成细而长的U字形直小血管
6、 后者可深入到髓质 包绕髓袢升支和集合管 第一节排泄概述 3 近球小体或球旁器 juxtaglomerularapparatus 近球小体由球旁细胞 球外系膜细胞和致密斑组成 球旁细胞 颗粒细胞 位于入球小动脉中膜 分泌肾素 球外系膜细胞 入球小动脉和出球小动脉之间 有吞噬功能 致密斑 位于远曲小管起始部分 它可感受小管液中NaCI含量的变化 并将信息传递至颗粒细胞 调节肾素的释放 功能 近球小体分布在皮质肾单位 近髓肾单位几乎不含肾素 提示两种肾单位在功能上有所不同 第一节排泄概述 高等动物近球旁器结构 第一节排泄概述 4 肾的神经支配肾交感神经腹腔神经丛支配肾动脉 肾小管和颗粒细胞 释放N
7、E 调节肾血流量 没有副交感神经支配 5 肾的血液供应腹主动脉 叶间动脉 弓形动脉 小叶间动脉 入球小动脉 出球小动脉再次分成毛细血管网 缠绕于肾小管和集合管的周围 肾血液供应经过两次毛细血管网 汇成小叶间静脉 弓形静脉 叶间静脉 肾静脉 肾小球毛细血管内血压较高 有利于肾小球的滤过作用 肾小管周围的毛细血管网的血压较低 促进肾小管的重吸收 第一节排泄概述 肾脏的血液循环与尿生成 第一节排泄概述 三 肾血液循环的特征及其调节正常成人安静时1200ml min血液流过两侧肾 相当于心输出量的1 5 1 4左右 其中绝大部分分布在肾皮质层 1 肾血流量的自身调节动脉血压在一定范围内变动时 肾血流量
8、保持相对恒定 不依赖肾外神经支配使肾血流量在一定的血压变动范围内能保持不变 自身调节只涉及肾皮质血流量 通过肾血流量自身调节 使肾小球滤过率不会因血压波动而改变 维持肾小球滤过率相对恒定 第一节排泄概述 2 肾血流量的神经和体液调节肾血流量神经调节 使肾血流量与全身血液循环调节相配合 肾交感神经活动加强时 引起肾血管收缩 肾血流量减少 体液调节 E与NE能使肾血管收缩 肾血流量减少 血管升压素和血管紧张素也能使肾血管收缩 前列腺素可使肾血管扩张 紧急情况下 全身血液重新分配 通过交感神经及肾上腺素的作用来减少肾血流量 使血液分配到脑 心脏等重要器官 这对维持脑和心脏的血液供应有重要意义 第一节
9、排泄概述 本部分小结1 排泄机能与尿形成的基本过程 2 肾单位及其结构 3 皮质肾单位和近髓肾单位 4 近球小体及其生理功能 5 肾脏的血液循环和神经支配 6 肾脏血流量特点与调节 本部分思考题1 皮质肾单位主要功能 A 超滤液形成与重吸收 B 尿液的浓缩与稀释 C 血量与血压维持 D 酸碱平衡 2 肾脏血流量绝大部分供应 A 肾皮质层 B 肾外髓层 C 内髓层 D 肾盂 第二节肾小球滤过功能 一 肾小球滤过作用超滤液 原尿 血液经过肾小球毛细血管时 血浆中水和小分子溶质 少量血浆蛋白 滤入肾小囊囊腔中 肾小球滤过率 GFR 单位时间内两肾生成的超滤液量称为肾小球滤过率 正常成年人肾小球滤过率
10、约为125ml min 24h滤出的血浆总量达180L 约为体重3倍 滤过分数 肾小球滤过率和肾血浆流量的比例 肾血浆流量为660ml min 滤过分数为19 滤过率决定于滤过膜面积 通透性 有效滤过压 第二节肾小球的滤过功能 二 滤过膜及其通透性1 滤过膜面积与通透性 人体两侧肾全部肾小球毛细血管总面积在1 5m2以上 正常情况下 肾小球滤过面积保持稳定 急性肾小球肾炎时 有效滤过面积减少 出现少尿 100 500ml 以致无尿 100ml 2 被滤过物质大小与通透性 有效半径小于1 8nm的物质被完全滤过 大于3 6nm的大分子物质不能通透 滤过膜上存在着大小不同孔道 小分子物质很容易通过
11、各种大小的孔道 而有效半径较大的物质只能通过较大的孔道 第二节肾小球的滤过功能 3 被滤过物质所带电荷与通透性 有效半径相同的物质 带正电荷较易被滤过 带负电荷则较难通过 血浆白蛋白虽然其有效半径为3 5nm 因其带负电荷 难于通过滤过膜 4 滤过膜的结构特点内层 毛细血管内皮细胞 其上有许多窗孔 中层 为基膜 是滤过膜的主要屏障 由水合凝胶构成微纤维网 水和部分溶质可以通过网孔 外层 肾小囊的上皮细胞 其上有足突 相互交错形成裂隙膜 膜上的孔道是滤过的最后一道屏障 第二节肾小球的滤过功能 高等动物肾小球的滤过膜结构 第二节肾小球的滤过功能 上次课内容回顾1 排泄机能 2 尿形成的基本过程 3
12、 肾单位及其结构 皮质肾单位和近髓肾单位 4 近球小体及其生理功能 5 肾脏的血液循环和神经支配 6 肾脏血流量特点与调节 7 影响滤过膜通透性因素 滤过膜面积 被滤过物质大小 被滤过物质所带电荷 滤过膜的结构特点 8 有效滤过压 第二节肾小球的滤过功能 三 有效滤过压1 有效滤过压 肾小球毛细血管压 囊内液胶体渗透压 血浆胶体渗透压 肾小囊内压 肾小囊内滤过液中蛋白质胶体渗透压可忽略 肾小球毛细血管血压是滤出的唯一动力 2 滤过平衡 血液流经肾小球毛细血管时 不断生成滤过液 血浆蛋白浓度逐渐增加 胶体渗透压升高 有效滤过压逐渐下降 当有效滤过压降到零时 达到滤过平衡 从入球小动脉端到滤过平衡
13、这一段为有滤过作用 滤过平衡越靠近入球小动脉端 有效滤过压和面积越小 肾小球滤过率低 相反 肾小球滤过率就越高 第二节肾小球的滤过功能 四 影响肾小球滤过的因素1 肾小球毛细血管血压动脉血压为80 145mmHg时 肾小球毛细血管血压维持稳定 滤过率基本保持不变 动脉血压降到80mmHg以下 肾小球毛细血管血压相应下降 滤过率减少 动脉血压降到40 50mmHg以下 滤过率降到零 无尿 2 囊内压正常情况下 肾小囊内压比较稳定 肾盂或输尿管结石 肿瘤压迫或其它原因引起的输尿管阻塞 可使肾盂内压显著升高 此时囊内压也升高 有效滤过压降低 肾小球滤过率减少 第二节肾小球的滤过功能 3 血浆胶体渗透
14、压正常情况下不会有很大变动 全身血浆蛋白浓度明显降低时 血浆胶体渗透压降低 有效滤过压将升高 滤过率增加 4 肾血流量肾血流量主要影响滤过平衡的位置 肾血流量加大 肾小球毛细血管内血浆胶体渗透压的上升速度减慢 滤过平衡靠近出球小动脉端 有效滤过压和滤过面积增加 肾血流量进一步增加 血浆胶体渗透压上升速度减慢 肾小球毛细血管全长都有滤过 肾小球滤过率进一步增加 第二节肾小球的滤过功能 肾小球滤过率的调节 第二节肾小球的滤过功能 本部分小结1 肾小球的滤过作用 原尿 滤过率 滤过分数 2 肾小球的滤过膜结构 通透性 面积 物质大小 电荷 3 有效滤过压和滤过平衡点 4 影响肾小球滤过因素 毛细血管
15、压力 囊内压 血浆渗透压 血流量 本部分思考题1 与肾小球滤过无关因素 A 血浆晶体渗透压 B 血浆胶体渗透压 C 肾血流量 D 滤过膜面积 2 剧烈运动时尿量减少的主要原因 A 肾小囊内压升高 B 抗利尿激素分泌增加 C 肾小动脉收缩 肾血流量减少 D 肾小球滤过膜面积减少 第三节肾小管与集合管的转运功能 一 肾小管与集合管的转运方式与途径1 重吸收与分泌 肾小管和集合管的转运包括重吸收和分泌 重吸收 物质从肾小管液中转运至血液中 分泌 上皮细胞本身产生的物质转运至肾小管腔内 小管液 肾小球滤过液进入肾小管后称为小管液 2 重吸收途径 跨上皮细胞途径 细胞旁路途径 经过上皮细胞间隙进入组织液
16、 3 转运方式 物质通过细胞的转运包括被动转运和主动转运 第三节肾小管与集合管的转运功能 同向转运 cotransport 两种物质以相同方向通过细胞膜的转运 Na 葡萄糖 Na 氨基酸 Na 有机酸 Na CI 逆向转运 antiport 两种物质以相反方向通过细胞膜转运 H Na 电中性转动 等量带正电荷和带负电荷的物质的同向转动 或电荷相同的物质逆向转运都不会造成小管内外电位改变 生电性转运 离子与电中性物质同向转运 使小管内外出现电位差 Na 葡萄糖被重吸 小管内呈现负电 CI 被动重吸收造成管内带正电位 第三节肾小管与集合管的转运功能 二 各段肾小管和集合管的转运功能1 近球小管 流经近球小管后 滤过液中67 Na CI K 和水被重吸收 85 的HCO3 也被重吸收 葡萄糖 氨基酸全部被重吸收 H 则分泌到肾小管中 关键动力是基侧膜上的Na 泵 许多溶质 包括水重吸收都与Na 泵的活动有关 Na CI 和水的重吸收 前半段 大部分Na 与葡萄糖 氨基酸同向转运 与H 逆向转运而被主动重吸收 后半段 Na 和CI 主要通过细胞旁路而被被动重吸收 水随NaCI等溶质重吸收而被被
