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1、 第八章 尿的生成和排出 肾脏的功能 排出机体代谢产物与进入体内的异物 调节体内水和电解质的平衡并维持体液渗透 压的稳态 参与调节机体的酸碱平衡 合成与分泌激素 如肾素 促红细胞生成素 激肽等 维持内环境的相对稳定 第一节 肾的功能解剖 出球小动脉 入球小动脉 肾的功能解剖 肾单位 集合管 肾小体 肾小管 肾小球 毛细血管球 肾小囊 近端小管 髓袢细段 远端小管 近曲小管 髓袢降支粗段 降支细段 升支细段 髓袢升支粗段 远曲小管 髓 袢 皮质肾单位 近髓肾单位 分布 皮质的外层和中层 皮质的内层 数量 85 15 肾小球 小 大 髓袢 短 位于皮质内或 长 可深达内髓层 外髓层 入出球小A 入
2、 出 入 出 出球小A分支 管周毛细血管网 管周毛细血管网 和U形直小血管 肾素含量 丰富 少 交感N末梢 丰富 少 主要功能 尿的滤过和生成肾素 尿的浓缩和稀释 滤过膜 滤过屏障 filtration barrier 内皮细胞 基膜 足突 滤过膜 入球小动脉 远曲小管 出球小动脉 致密斑 近球细胞 系膜细胞 微细 玻璃管 肾小囊 毛细血管球 近球小体 juxtaglomerular apparatus 能分泌肾素 入球小动脉 压力感受器 化学感受器 肾的血管分布 肾血液循环的特征 1 血流量大 400ml min 100g 2 血液分布不均匀 肾乳头 1 肾髓质 5 肾皮质 94 3 经过两
3、次毛细血管网 肾小球毛细血管网 位于入 出球小动脉之间 血压高 有利于肾小球的滤 过作用 肾小管和集合管周围毛细血管网 由出球小动脉分支形成 血压低 有利于肾小管的重吸 收 肾血流量 肾的神经支配 从中枢至肾的传出神经纤维 肾交感神经 脊髓第12胸段 第2腰段的中间外侧柱内 腹腔神经节 主动脉 肾动脉部的神经节 肾 迷走神经纤维 肾脏没有迷走神经末梢分布 肾的传入神经 节前纤维 节后纤维 1 引起血管收缩 调节肾血流量 2 促进肾小管上皮细胞对Na Cl 等的重吸 收 3 支配近球细胞 引起肾素的释放 感受机械性和化学性刺激 中枢神经系统 肾脏功能的研究方法 肾清除率的测定 肾清除率 rena
4、l clearance 指每分钟尿中排出 的某一物质来自多少毫升的血浆 即 每分钟使多少 毫升血浆中的某一物质通过尿生成的过程排出体外 CX UX PX V CX 任何一物质 X 的清除率 PX 血浆中的浓度 UX 尿液中的浓度 V 尿量 测定肾清除率的理论意义 了解肾脏功能 了解肾对各种物质的排泄功能 测定肾小球滤过率 测定菊糖清除率和内生肌酐清除率 菊糖 可自由肾小球通过滤过膜 既不被重吸收 也不 被分泌 菊粉清除率 C U V P GFR U 尿中菊糖浓度 V 尿流量 P 血浆中菊糖浓度 内生肌酐 是指体内组织代谢所产生的肌酐 肌酐能自 由通过肾小球滤过膜 肌酐清除率 尿肌酐浓度 24h
5、尿量 血浆肌酐浓度 GFR 单位时间内两肾 生成的超滤液量 滤过的血浆量 测定肾血浆流量和推算肾血流量 测定碘锐特或PAH 对氨基马尿酸 的清除率 碘锐特 PAH 在经过肾循环一周后可以完全 清除掉 即在肾动脉中该物质有一定浓度 但 在肾静脉中其浓度接近0 肾血流量 U V P 55 推测肾小管转运功能 测定物质的清除率来推测哪些物质被肾小管重吸 收 哪些物质被肾小管分泌 返回 入球小动脉 远曲小管 出球小管 微细 玻璃管 肾小囊 毛细血管球 微穿刺 micropuncture 微穿刺和微 灌流技术 尿的生成过程 三个环节 肾小球的滤过作用 肾小管与集合管的重吸收 肾小管与集合管分泌排泄 肾小
6、管和集合管的物 质转运功能 肾小球的滤过作用 血液流经肾小球毛细血管 血 液中的水分和小分子物质透过滤过膜而进入肾小囊腔内 形成肾小球滤液 超滤液 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 滤过的血 浆量 肾小球滤过分数 glomerular filtration fraction GFF 肾小球滤过率 GFR 与肾血浆流量 RPF 的比值 肾小球的滤过功能 决定肾小球滤过的因素 1 有效滤过压 effective filtration pressure 2 滤过系数 filtration coefficient Kf
7、 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 囊 内压 肾小球毛细血 管血压的特点 血压高于其他组 织毛细血管血压 沿着血管全长 保持相对恒定 血浆胶渗压从入 球端到出球端有较 大升高 滤过系数 Kf 指在单位有效滤过压的驱动下 单位时间内经滤过膜滤 过的液量 决定Kf值的两个主要因素 滤过膜的面积s 滤过膜的通透性系数k Kf k s 基膜 窗孔 裂隙小孔滤过膜的结构 血细胞的屏障作用 肾小球滤过的主要 屏障 附加屏障 阻止大 分子蛋白质通过 滤过膜的通透性特征 分子大小 2 0nm 自由通过 4 2nm 完全不能通过 电荷性质 正电荷 中性 负电荷 影响肾小球滤过率的
8、因素 有效滤过压的变动 滤过系数的变化 SNGFR K S PGC GC PT GFR 肾小球滤过率 S 肾小球滤过膜的面积 K 滤过膜的通透性系数 PGC 肾小球毛细血管血压 GC 毛细血管血浆胶体渗透压 PT 囊内压 n 肾血流量的变动 有效滤过压 Kf 肾血流量和肾小球滤过率的调节 当动脉血压在80 160mmHg80 160mmHg 时 肾血流量保持相对恒定 从而使肾小球滤过率不因 血压波动而改变 维持肾小 球滤过率的相对稳定 去神经的或离体的肾 均存在 意义 使肾脏的功能不随 动脉血压的变化而改变 使水和电解质的排出保 持稳定 自身调节 机 制 1 肌源性学说 由肾入球小动脉血管平滑
9、肌的特 性决定 动脉压 血管平滑肌所受的牵张 平滑肌舒张 牵张 反射 入球小动脉的阻力RA 动脉压 RA 罂粟碱 水合氯醛 氰化钠等抑制血管平滑肌 自身调节消失 2 管 球反馈 tubulo glomerular feedback TGF 远曲小管致密斑与肾小球之间的信息联系 Myogenic mechanism 返回 肾血流量和肾小球滤过率的神经 体液调节 神经调节 肾交感神经 血容量减少 强烈的伤害性刺激或情绪激动等 交感神经 活动加强 入球小动脉收缩 RBF GFR减少 血容量增加 交感神经活动减弱 入球小动脉舒张 RBF GFR增加 体液调节 肾上腺素 去甲肾上腺素 血管升压素 血管紧
10、张素 肾血管收缩 肾血流量减少 前列腺素 NO ANP 缓激肽 内皮素 肾血管扩张 肾血流量增加 总之 在通常情况下 在一般的血压变动范 围内 肾主要依靠自身调节来保持血流量的 相对稳定 以维持正常的泌尿功能 在紧急 情况下 全身血液将重新分配 通过神经体 液调节 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 心等重要器 官 这对维持脑和心脏的血液供应有重要意 义 肾小管和集合管的物质转运功能 转运 transport 肾小管与集合管的重吸收作用 是指小 管液中的水分和各种溶质重新转运回血液的 过程 肾小管与集合管的分泌作用 是指上皮细胞将本身产生的物质或血液中的 物质转 运至肾
11、小管腔内的过程 转运方式 被动转运 溶质顺电化学梯度通过肾小管上皮细 胞的过程 扩散 渗透 易化扩散 溶剂拖曳 主动转运 溶质逆电化学梯度通过肾小管上皮细 胞 的过程 转运过程需要消耗能量 钠泵 氢泵 钙泵 联合转运 同向 逆向转运 继发性主动转运 转运的途径 细胞旁途径 跨细胞途径 肾小管和集合管中各种物质的转运 Na Cl 水的重吸收 近球小管中的重吸收 Na 的重吸收 滤液中的Na 在流经肾小管和集合管时 99 以上被重吸收 其中主要在近球小管 占总量的60 70 髓袢升支 25 30 远曲小管和集合管 10 重吸收机制 主动重吸收 包括细胞内Na 主动转运到管周组织间液和小管液中Na
12、被动扩散进入细 胞内两个步骤 前半段 Na 与HCO3 PO43 葡萄糖 氨基酸 等经载体同向转运进入 细胞 Na 与H 通过载 体逆向转运进入细胞 后半段 Na 主要与 Cl 一同被重吸收 Cl 的重吸收 Cl 主要在近球小管后半段伴 随Na 重吸收而被动重吸收 水的重吸收 65 在近球小管 机制 通过渗透作 用 伴随溶质的重 吸收而被动重吸收 由于Na HCO3 Cl 葡萄糖 氨基酸被重吸收后 降低小管液的渗 透性 髓袢中的重吸收 NaCl 主要在升支粗段 20 Na 2Cl K 同向转运模 式 髓袢的薄壁段 包括降支和 升支 钠泵的活性很低 水 主要在髓袢降支 薄壁段 渗透方式重吸收 n
13、 远球小管和集合管的重吸收 NaCl 约7 在远 球小管中被重吸收 远球小管的起始段 Na Cl 同向转运 对H2O不通透 远曲小管后段和集合管 Na 主细胞 基底侧膜 钠泵 顶端膜 钠通道 Cl 随Na 被重吸收 依靠正 负电荷相吸引 经细胞旁 途径被重吸收 Cl H2O 依赖ADH的分泌 视身体水平衡情况而改变 滤液中的K 大部分被近球小管 70 和髓袢 20 主动重吸收 仅约13 的K 移行到远曲小管和集合管 机体K 负荷决定远曲小管与集合管是重吸收还是分泌 K 当机体缺K 远曲小管继续吸收12 1 K 排出 当机体摄K 过多时 远曲小管和集合管分泌K K 分泌的动力 管腔中带负电位 主
14、细胞内的K 浓度高于小管液中的浓度 基侧膜上的Na 泵 提高细胞内的K 浓度 K 的重吸收和分泌 钙 磷的重吸收 Ca2 主要在近球小管重吸收 1 3是通过Ca2 泵 2 3是通过溶剂拖带作用 磷是以HPO42 H2PO4 方式存在 绝大部分被近 球小管重吸收 很少一部分 HPO42 与H 结 合从尿中排出 HCO3 和H 的转运 每分泌一个H 就有一个HCO3 被 重吸收 入血 这 就是肾的排酸保碱功能 维持体内酸 碱平衡 acid base balance 肾小球滤过的HCO3 80 以上在近球小管被重吸收 约15 在髓袢升支粗段被重吸收 其余的在远球 小管和集合管被重吸收 近球小管HCO
15、3 的重吸收与H 的分泌 HCO3 的重 吸收的形式 是CO2 而 不是直接以 HCO3 的形 式重吸收的 H 的分泌通 过Na H 逆 向交换实现 的 远球小管和集合管 H 的分泌与HCO3 的 重吸收 分泌H 管腔膜上有质子 泵 H ATP酶 H K ATP酶 ATP K NH3的分泌与H HCO3 转运的关系 NH3分泌 60 来自 谷氨酰胺 40 来 自甘氨酸 NH3的分泌与H 的 分泌有相互促进作 用 分泌NH3的同 时也促进HCO3 的重 吸收 这有利于肾 脏的排酸保碱的作 用 NH3 NH3 NH4 葡萄糖的重吸收 全部被近曲小管重吸收 Na 葡萄糖载体 继发性主动转运 主要在近
16、球小管 的前段被重吸收 全部 机制 Na 氨基 酸同向转运体 氨基酸 蛋白质 的重吸收 第五节 尿液的稀释和浓缩 血浆渗透压 300mmol L 300mOsm kg H2O 尿液渗透压 血浆渗透压 高渗尿 表明尿液被浓缩了 尿液渗透压 血浆渗透压 低渗尿 表明尿液被稀释了 尿液渗透压 血浆渗透压 等渗尿 表明肾脏浓缩和稀释尿的功能受到损害 尿液浓缩和稀释的机制 尿液的稀释 髓袢升支粗段 能主动 重吸收Na Cl 并且 对水不通透 使小管液 变为低渗 当缺乏ADH 的条件下 远曲小管和 集合管对水不通透 水 不能或很少被重吸收 但集合管能主动重吸 收Na 使小管液的渗透 压进一步降低 最终排 出低渗尿 尿液的浓缩 关键在于远端小管和集 合管中的水被重吸收而 溶质仍留在小管液中造 成的 水的重吸收 渗透性被动重吸收 要求集合管外的髓 质组织间液必须高 渗 肾髓质组织肾髓质组织 间液的渗透间液的渗透 压高于血浆压高于血浆 渗透压 而渗透压 而 肾肾 皮质组织皮质组织 间液是等渗间液是等渗 的 的 肾髓质肾髓质 组织间液的组织间液的 渗透压从外渗透压从外 髓向内髓逐髓向内髓逐 渐升高 渐升高
