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1、,肾的排泄功能,肾脏生理 第一节 概述 排泄： 机体不断地将物质代谢的终产物和多余的水分以及进入体内的各种异物，如药物通过排泄器官排出体外。,排泄途径:,1.经肺排出CO2和少量水分。,2.经消化道排出由肝脏代谢的胆色素和由肠粘膜排出的无机盐。,3.经皮肤通过汗腺分泌汗液排出水、少量尿素和盐类。,4.经肾脏以尿的形式排出水分及大量代谢产物。,一 肾脏的结构 肾脏为实质性器官，分为皮质和髓质。,肾盂,肾锥体,皮质,髓质,肾动脉,肾静脉,肾单位,输尿管,生成尿的功能是由肾单位和集合管完成的。 肾单位是肾脏的 基本功能单位。常人的两肾有170240万个肾单位，肾单位由肾小体和肾小管组成。,肾单位：,
2、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,髓袢降支粗段,髓袢降支细段,髓袢升支细段,髓袢升支粗段,远曲小管,2肾小管 与肾小囊壁层相延续。肾小管的初始段高度曲屈，走行于肾皮质内，称为近曲小管。以后，小管伸直，下降走行于肾髓质内，然后返折上 升又进入肾皮质内并再度弯曲，称为远曲小管，最后汇入集合管。肾小管走行在髓质内的一段呈“U”形，称为髓袢。髓袢又分为降支和升支。与近曲小管连接的降支起始段的管径较粗，称为降支粗段，以后管径缩窄，称为降支细段。降支细段在髓袢顶端折返称为升支细段，以后管径又增粗而成为升支粗段。升支粗段与远曲小管连接。近曲小管和髓袢降支粗段合称为近
3、球小管；远曲小管与髓袢升支粗段合称为远球小管。,集合管 集合管并不包括在肾单位中，但其功能与肾单位密切相关。对浓缩尿和稀释尿的形成起着重要作用。许多肾单位的远曲小管都汇集于一条集合管。许多集合管汇合于肾盏，由此入肾盂，再经输尿管而入膀胱。,皮质肾单位与近髓肾单位,肾单位按所在部位的不同分为皮质肾单位和近髓肾单位两类，其结构有明显的不同。 1皮质肾单位 主要分布于外皮质层和中皮质层。人肾的皮质肾单位约占肾单位总数的8590。入球小动脉比出球小动脉口径大，出球小动脉离开肾小体后分支成毛细血管，包绕在肾小管周围，这类肾单位髓袢较短，一般只达外髓质层，有的甚至不到髓质。,2近髓肾单位 分布于靠近髓质的
4、内皮质层，在人肾约占肾单位中的1015。入球小动脉与出球小动脉口径相当，髓袢较长，可达内髓质层，有的甚至可达乳头部。出球小动脉不仅形成缠绕邻近的近曲小管或远曲小管的网状毛细血管，而且还形成细而长的U字形直小血管，直小血管可深入到髓质，并形成毛细血管网包绕髓袢升支和集合管。,这两类肾单位结构的差异，提示两者的机能有所不同。 皮质肾单位的入球小动脉口径大于出球小动脉，使肾小球毛细血管血压较高，有利于肾小球的滤过； 近髓肾单位的长髓袢和直小血管是尿液浓缩和稀释的结构基础。,皮质肾单位 近髓肾单位,近球小体 1.近球细胞: 分泌肾素 2.致密斑: 感受Na+ 含量。 3.间质细胞：,近球细胞 是入球小
5、动脉中层的肌上皮样细胞，内含分泌颗粒，颗粒内是肾(renin)，近球细胞接受致密斑的信息而分泌肾素。近球细胞也受交感肾上腺素能神经支配，当肾交感神经兴奋时，末梢释放的去甲肾上腺素与近球细胞上的B1受体结合，引起肾素分泌。,2、致密斑由位于远曲小管起始部的呈高柱状的上皮细胞构成，它同入球小动脉和出球小动脉相接触，其功能是感受小管液中NaCl含量的变化，并将其信息传至球旁细胞，调节肾素的释放。 3、间质细胞分布在入球小动脉和出球小动脉之间，具有吞噬功能。,二、 肾血液循环的特点,（一） 血流量大，主要分布在皮质 : 正常成人两肾重约300g，仅占体重的0.5，但安静时两肾血流量约为1200ml/m
6、in，相当于心输出量的2025。血浆约占全血容量的55，故肾血浆流量为660ml/min。流经肾皮质的血量约为肾血流量的94。,（二）两套毛血管网的血压差异大: 肾小球毛细血管网血压高-利于滤过 肾小管周围毛细血管网血压低-利于重吸收 两套毛细血管网： 1肾小球毛细血管网 肾小球毛细血管网由入球小动脉分支形成，介于入球和出球小动脉之间。在皮质肾单位，因入球小动脉粗而短，血流阻力小，流入血量大；出球小动脉细而长，血流阻力大，故肾小球毛细血管的血压高，有利于肾小球的滤过。 2肾小管周围毛血管网 由出球小动脉的分支形成，在血流经过入球和出球小动脉之后，因阻力消耗，肾小管周围毛细血管网的血压降低，有利
7、于肾小管对小管液中物质的重吸收。,(三) 肾血流的调节,1.自身调节 （1）概念: 当动脉血压变化于 80-180 mmHg（10.724.0KPa）时，肾血流量不依赖于神经和体液因素的作用，而保持相对恒定的现象。 (2). 机制： 肌源学说： BP 肾血管壁平滑肌收缩 血流阻力 血流量相对恒定,肾血流量的自身,2. 神经和体液调节,正常：肾血流量在自身调节下保持相对恒定， 以维持泌尿功能； 应急 ：在神经体液调节下，肾血流量减少，以 维持重要器官的血液供应。,肾血管收缩 肾血流量,肾交感神经,E 和NE,血管紧张素 II,第二节 尿生成过程 尿生成包括三个基本过程： 肾小球滤过 肾小管和集合
8、管重吸收 肾小管和集合管分泌与排泄,一 肾小球滤过作用 （一）滤过：尿生成的第一个环节,概念：当血液流经肾小球毛细血管时，血浆中的水分和小分子溶质透过滤过膜进入肾小囊腔形成肾小球滤液（即原尿）的过程。,滤液与血浆的区别：原尿中不含有大分子蛋白质。,2. 肾小球滤过率（GFR）: 每分钟两肾生成的 原尿量。正常成人肾小球滤过率约125ml/min，每昼夜两肾肾小球滤过液的总量约为180L。 3. 滤过分数: 肾小球滤过率与肾血浆流量的比值称为滤过分数。按肾血浆流量为660ml/min算，滤过分数为：125/660 100%=19%。它表明流过肾脏的血浆约有1/5由肾小球滤入肾小囊腔，形成超滤液，
9、其余4/5从出球小动脉流走。,（二）滤过的结构基础滤过膜（三层）,肾小球毛细血管内皮细胞层 基膜 肾小囊上皮细胞层,滤过膜示意图,毛细血管内皮,基膜,肾小囊上皮,外层是毛细血管内皮细胞，细胞间有许多直径为50100nm的圆形微孔，可阻止血细胞通过，对血浆中的物质几乎无限制作用。 中间层是非细胞性的基膜，厚约300nm，是由水和凝胶形成的纤维网结构，网孔直径48nm，可允许水和部分溶质通过。 外层是肾小囊脏层上皮细胞，伸出许多足突贴附于基膜外面，足突相互交错，形成的裂隙称为裂孔，裂孔上覆盖一层薄膜，膜上有414nm的微孔，可限制蛋白质通过。 以上三层结构组成了滤过膜的机械屏障。除机械屏障外，在滤
10、膜的各层，均覆盖着一层带负电荷的物质（主要是糖蛋白），这些物质可能起着电学屏障的作用。,不同物质通过肾小球滤过膜的能力取决于被滤过物质的分子大小及其所带的电荷。一般来说，凡有效半径小于1.8nm的带正电荷或呈电中性物质，如水、Na+、尿素、葡萄糖等，均可自由地通过滤过膜上的微孔。有效半径等于或大于3.6nm的大分子物质，即使是带正电荷，由于机械屏障的作用，也难以通过。虽然血浆白蛋白的有效半径为3.5nm，但由于带负电荷，不能通过电学屏障，故原尿中几乎无蛋白质。另外，电学屏障的阻隔作用不如机械屏障，故Cl- 、HCO3- 、HPO42-和SO42-等带负电荷的物质可顺利通过滤过膜。,（1）滤过膜
11、的通透性：肾病-蛋白尿、血尿 （2）滤过膜的面积: 肾小球肾炎肾小球滤过率 少尿 少尿（100500ml/d）无尿(100 ml /d),(三)滤过的动力-有效滤过压 有效滤过压=肾小球毛细血管血压-(血浆胶渗压+囊内压),+ 45,10,20,15,毛细血管血压 血浆胶渗压 囊内压 有效滤过压,入球端 出球端,45mmHg 45mmHg 20mmHg 35mmHg 10mmHg 10mmHg 15mmHg 0mmHg,因此，滤液只有在入球端的一段毛细血管中滤出，出球端则无滤液生成。,影响有效滤过压,（1）肾小球毛细血管压： 由于肾血流量的自身调节机制，当动脉血压在80180mmHg范围内变动
12、时，肾小球毛细血管血压可保持相对稳定，从而使肾小球滤过率基本不变。当动脉血压降低到80 mmHg以下时，肾小球毛细血管血压降低，有效滤过率降低，肾小球滤过率减小。当血压下降到40mmHg以下时，肾小球滤过率减小到零，无原尿产生。 失血少尿、无尿,影响有效滤过压,（2）血浆胶体渗透压： 正常人血浆胶体渗透压维持相对恒定，对肾小球滤过率影响不大。若因某些疾病使血浆蛋白的浓度明显降低，或由静脉输入大量生理盐水使血浆稀释，均可导致血浆胶体渗透压降低，因而有效滤过压升高，肾小球滤过率增加，尿量将增多。 肾病、输液尿量,影响有效滤过压,（3）囊内压： 正常情况下囊内压是比较稳定的。但当肾盂或输尿管结石，或
13、受到肿物压迫使尿流阻塞时，可导致肾盂内压升高，肾小囊内压也将升高，有效滤过压降低，肾小球滤过率减小。 结石有效滤过压肾小球滤过率 GFR,影响肾小球滤过的因素 .肾小球有效滤过压 .滤过膜通透性及面积 .肾血浆流量,.滤过膜通透性及面积,正常情况下，滤过膜的面积和通透性保持稳定。但在病理情况下，如急性肾小球肾炎时，由于肾小球毛细血管的管腔变窄，使具有滤过功能的面积减少，肾小球滤过率亦减小，出现少尿(500ml/天)甚至无尿(100ml/天)。某些病理情况下，滤过膜上带负电荷的糖蛋白减少或消失，以致带负电荷的血浆蛋白滤过量明显增加，而出现蛋白尿。此外有些肾脏疾病使机械屏障作用减弱，使正常时不能滤
14、过的物质如红细胞被滤出，出现血尿。,3、肾血浆流量,肾血浆流量对肾小球滤过率有明显影响。在其他条件不变时，肾血浆流量与肾小球滤过率呈正变关系。肾血浆流量增加，肾小球毛细血管内血浆胶体渗透压升高的速率和有效滤过压下降的速率均减慢，产生滤过作用的毛细血管长度增加，肾小球滤过率增多。相反，在各种原因所致的休克时，由于交感神经兴奋，肾血管收缩，肾血流量减少，血浆胶体渗透压上升的速度和有效滤过压下降的速率均加快，肾小球滤过率减少。 交感神经兴奋肾小球滤过率 GFR 少尿,二 肾小管和集合管的重吸收作用 滤液进入肾小管和集合管后称为小管液。 概念：小管液中的成分经肾小管和集合管 的上皮细胞重新回到周围血液
15、中去 的过程称为重吸收。 小管液中99%的水、100%的G及不同量的钠、尿素等被重吸收；肌酐、尿酸、钾等被分泌入小管腔。,小管液流过肾小管各段和集合管时，其量和质均发生了很大变化。如前所述，两侧肾脏每天生成的原尿量为180L，而每天排出的终尿量平均为1.5L，说明有99的水在流经肾小管和集合管时被重吸收。就溶质来说，原尿中除蛋白质外，其他物质的浓度基本与血浆中的浓度相同。在肾小管内，如果只有水的重吸收，各种溶质将一律被浓缩约100倍。但事实上有些物质在终尿中消 失了(如葡萄糖)，有些物质浓缩了约100倍(如肌酐)，有些物质基本未被浓缩(如Na+）或浓缩程度很小(如Cl- 、K+等)，说明小管液
16、是在肾小管和集 合管中经历了复杂的加工过程才成为终尿的。这种加工过程是通过肾小管和集合管对各种物质的选择性重吸收、分泌或排泄实现的。, 重吸收：指物质从肾小管液中转运至血液中。 （一）重吸收的部位和方式 1.重吸收的部位 主要在近端小管进行 2.重吸收的方式 （1）主动重吸收 （2）被动重吸,二、肾小管和集合管的重吸收作用 （一）重吸收的部位和方式 1.重吸收的部位 主要在近端小管进行 2.重吸收的方式 （1）主动重吸收 （2）被动重吸收,1主动重吸收 主动重吸收是指肾小管上皮细胞通过耗能过程，逆着浓度梯度和或电位梯度将小管液内的溶质转运到小管周围细胞间液的过程，主要通过离子泵和吞饮活动完成。一般说来，小管液中各种对机体有用的物质，如葡萄糖、氨基酸、Na+等都是由肾小
