[生理学]尿生成与排出

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1、1,第八章 尿的生成与排出 (urine formation and excretion),2,目的要求 （一）掌握: 尿生成的过程(肾小球的滤过、肾小管和集合管重吸收与分泌）及影响因素， 尿生成的调节，排尿反射。 （二）熟悉: 尿液的浓缩与稀释 （三）了解: 肾脏在机体排泄中的地位，在维持内环境相对稳定中的意义。,3,概 述 肾脏是机体主要的排泄器官之一。 排泄：机体将代谢的终产物、过剩的物质和进入体内的异物经血液循环由排泄器官排出体外的过程。,4,肾脏的生理功能： 1.排泄功能,维持内环境的相对稳定: 水、电解质平衡 酸碱平衡 血浆渗透压 2.肾脏也是一个内分泌器官： 合成分泌肾素、促红细

2、胞生成素； 1，25-二羟维生素D3，前列腺素等。,5,肾尿生成的过程： 肾小球滤过(filtration) 肾小管和集合管重吸收(reabsorption) 肾小管和集合管分泌(secretion),6,一、肾的功能解剖,第一节 肾的功能解剖和肾血流量,7,(一)肾单位(nephron)构成,肾小体,肾小球,肾小囊,肾小管,近端小管,髓袢细段,远端小管,升支细段,髓袢升支粗段,远曲小管,髓袢降支粗段,近曲小管,降支细段,集合管(collecting duct)：,肾单位,肾单位：尿液生成的基本功能单位,1.肾单位的结构,8,2.肾单位分类：二种肾单位,皮质肾单位：外皮质和中皮质 近髓肾单位：

3、内皮质,9,两种肾单位比较,皮质肾单位,近髓肾单位,数 量,多(80-90%),小A口径,少(10-15%),肾小球体积,较大,较小,A入 A出 2:1,差异甚小1:1,出球小A分支,髓袢长度,形成的毛细血管网几乎全部缠绕皮质部的肾小管周围,形成肾周围cap网和 U形的直小血管,短，只达外髓层,长，深入内髓层,功 能,尿液的生成,尿液的浓缩与稀释,分布,外、中皮质层,内皮质层,10,（二）球旁器：三种细胞组成，皮质肾单位,1.球旁细胞(颗粒 细胞或近球细胞)： 入球小A中特殊分化 的平滑肌细胞，内含分泌颗粒，合成储存和分泌肾素。,11,2.致密斑 远曲小管起始部,特殊分化的高柱状上皮细胞； 能

4、感受小管中的Na+含量变化，并将信息传递至球旁细胞调节肾素的释放。,Na+,12,3.球外系膜细胞 位于出、入球小动脉和 致密斑之间的一群细胞 有吞噬和收缩功能。,13,(三) 肾脏的神经支配,肾交感神经 来源:胸12 - 腰2 支配范围: 肾动脉、肾小管、 球旁细胞 兴奋效应: 调节肾血流量、 GFR、肾小管重吸收和 肾素释放等,副交感神经 至今未发现有支配,14,(四) 肾的血管分布,来源:腹主A肾A叶间A- 弓状A小叶间A - 入球小A 特点: 经过两次毛细血管网 肾小球毛细血管网 出球小A 肾小管周围毛细血管网,15,二、肾血流量的特点及其调节 概念：安静状态下，每分钟两肾的血流量 肾

5、的血液循环特点 血流量大，一定范围内相对稳定： 流量心输出量1/41/5；1200ml/min 是体内血循环最丰富的器官。 血液分布不匀： 皮质94%；外髓5%；内髓1% 两套毛细血管网，压力高低不同： 肾小球毛细血管网压力高利于滤过； 肾小管毛细血管网压力低利于重吸收,16,(一) 肾血流量的自身调节(auto-regulation),定义：在没有外来神经支配的情况下，肾动脉血压在一定范围内(80-180mmHg)变动时,肾血流保持相对恒定的现象。 意义：正常安静条件下，通过自身调节使RBF, GFR相对稳定，泌尿活动正常进行。,肾血流的调节,17,1.肌源性学说： 血压在80-180mmH

6、g升高时，入球小动脉血管平滑肌紧张性增加，会自动的引起其平滑肌收缩,维持肾血流量相对稳定，相反也成立。 80mmHg，平滑肌舒张达极限 180mmHg，平滑肌收缩达极限 肾血流量随血压的波动而变化。,18,2.管-球反馈：（肾小管肾小球反馈） 定义：肾小管内液体的流量变化影响肾小球滤过率和肾血流量的现象。 当RBF和GFR时，到达远曲小管致密斑处的小管液量，致密斑发出信息，通过某种信号转导至肾小球，使入球小动脉和出球小动脉收缩，使RBF和GFR恢复至正常。否则，相反。 （与肾脏局部的肾素-血管紧张素以及局部产生 的腺苷，NO和前列腺素也可能参与调节）,19,（二）肾血流量神经-体液调节： 神经

7、支配： 肾交感神经兴奋 肾血管收缩肾血流 体液因素： NE、E、VP、A分泌肾血管收缩RBF。 肾组织生成的PG、NO、缓激肽引起肾血管舒张 意义： 运动或异常（如高温、出血缺氧时）：通过神经、体液调节使血流量减少，保证重要器官的血流供应。,20,总 结 通常情况下，在一般的血压变动范围内，肾主要靠自身调节来保持血流量的相对稳定，维持正常的泌尿功能。 紧急情况下，全身血液重新分配，通过交感神经及交感肾上腺素等的作用来减少肾血流量，使血液分布到心脑等重要器官。,21,第二节 肾小球的滤过功能,滤过：指血液流过肾小球时,血浆中水和小分子溶质及少量小分子蛋白质通过滤过膜进入肾小囊形成原尿的过程。,2

8、2,滤过的实验证据: 肾小囊微穿刺抽取液体分析发现,除蛋白质含量甚少外，所含的其他成分及其浓度与血浆基本一致,而且渗透压和pH值也与血浆近似。,原尿=血浆的超滤液,23,成分 血浆(g/L) 滤液 (g/L) 水 900 980 蛋白质 7090 0.3 葡萄糖 1.00 1.00 Na+ 3.30 3.30 K+ 0.2 0.2 Cl- 3.70 3.70 H2PO4- HPO42- 0.04 0.04 尿素 0.30 0.30 尿酸 0.04 0.04 肌酐 0.01 0.01 氨 0.001 0.001,血浆、肾小球滤液成分的比较,24,肾小球滤过功能的度量指标,1.肾小球滤过率（glo

9、merular filtration rate,GFR) 单位时间内两肾生成的超滤液量。 GFR两肾生成的原尿量 ml/min 125ml/min = 180L/d,2.滤过分数(filtration fraction GFF) 概念：GFR与每分钟肾血浆流量的百分比。 GFF GFR肾血浆流量100 125660 100 19,25,影响肾小球滤过率的两个因素: 滤过系数Kf(滤过膜面积和膜通透性) 有效滤过压（PUF) 肾小球滤过率KfPUF,26,一、滤过的结构基础滤过膜P214 滤过膜是肾小球毛细血管腔与肾小囊腔之间的结构。,三层构成： 1、毛细血管内皮细胞层 2、基膜层 3、肾小囊脏

10、层足细胞的足突,血管内皮 内皮下基膜 足细胞足突,27,三层滤过膜: Cap内皮细胞层： 窗孔70-90nm 基膜层： 网孔2-8nm 肾小囊足细胞层：裂孔4-11nm,28,两种屏障使滤过膜对血浆中物质通过具有高度选择性，对原尿的质量起着决定作用。,三层滤过膜: Cap内皮细胞层： 唾液酸蛋白 基膜层： 硫酸肝素/蛋白聚糖 肾小囊足细胞层： nephrin,29,决定物质通过滤过膜的因素: 1.物质分子有效半径大小： 中性物质有效半径小于2nm自由滤过；2-4.2nm 随半径增加，滤过降低；大于4.2nm不能滤过 2.物质所带电荷： 在有效半径相同的条件下，正电荷易通过，负电荷 不易通过。主

11、要限制带负电荷的大分子蛋白通过， 而其他带负电荷的微小物质如Cl- HCO3- HPO42- SO42-也可顺利通过。,30,31,机械屏障：由滤过膜的三层组织各种孔、裂构成。,静电屏障：由各层含有带负电荷的糖蛋白构成。,32,二、滤过的动力-有效滤过压 是指促进超滤的动力和阻碍超滤的阻力的差值,有效滤过压 =(毛细血管压+囊内液体胶体渗透压) -（血浆胶体渗透压+囊内压） =毛细血管压 -（血浆胶体渗透压+囊内压）,33,入球端 有效滤过压 =45 (25+10) =10(mmHg） 0有滤液生成,出球端 有效滤过压 =45 (35+10) = 0(mmHg) 0无滤液生成,有效滤过压=毛细

12、血管压-（血浆胶体渗透压+囊内压）,34,由图可见：沿着毛细血管全长，随着水和溶质的滤出，胶体渗透压渐有效滤过压渐(=0时称滤过平衡)滤过平衡的位置决定着毛细血管滤过的长度。,滤过平衡：当滤过阻力等于滤过动力时，有效滤过压为0。滤过停止。,35,三、影响肾小球滤过的因素,(一) 肾小球毛细血管压 全身血压在 80180 mmHg范围内, 滤过率保持不变。血压低于80mmHg, 随血压,有效滤过压, 滤过减少。 血压降至40 50mmHg, 有效滤过压为零, 无尿生成。 紧急情况下，交感神经兴奋，肾血流量减少，肾小球毛细血管血压下降，肾小球滤过率降低,36,(二) 肾小球囊内压 一般较稳定, 各

13、种原因引起的输尿管阻塞时可增高，有效率过压降低，肾小球滤过率降低。 如肾盂和输尿管结石、肿瘤压迫、输尿管狭窄等,37,(三) 血浆胶体渗透压 全身白蛋白浓度明显时,血浆胶体渗透压, 有效滤过压。 静脉快速输液, 血浆胶体渗透压,有效滤过压。 (四) 肾血浆流量 对GFR影响较大, 主要影响滤过平衡的位置。 肾血浆流量, 毛细血管胶体渗透压减慢, 滤过 平衡点靠近出球端。,38,（五）滤过系数：（filtration coefficient, Kf) 是指在单位有效滤过压的驱动下，单位时间内经过滤过膜的滤液量。 Kf=滤过膜的有效通透系数滤过膜面积,39,面积,通透性,机械屏障作用血尿 （如：肾

14、炎时因免疫反应蛋白分解酶的释放导致滤过膜孔、裂增大）,静电屏障作用蛋白尿 （如：肾炎时带负电荷的糖蛋白减少或消失）,正常时肾小球都活动滤过面积=1.5m2 急性肾炎毛细血管腔狭窄或阻塞 滤过面积GFR尿量,40,肾尿生成的过程： 肾小球滤过(glomerular filtration) 肾小管和集合管重吸收(reabsorption) 肾小管和集合管分泌(secretion),41,物质转运功能：指其重吸收和分泌作用。,分 泌:指小管上皮细胞将自身代谢产物或血液中的某些物质排入小管液的过程。,重吸收:指小管上皮细胞将原尿中某些成分重新摄回血液的过程。,第三节 肾小管和集合管的物质转运功能,42

15、,血浆 、肾小球滤液和尿液成分的比较 成分 血浆(g/L) 滤液 (g/L) 尿(g/L) 尿中浓缩倍数 水 900 980 960 1.1 蛋白质 7090 0.3 微量 葡萄糖 1.00 1.00 极微量 Na+ 3.30 3.30 3.35 1.10 K+ 0.2 0.2 1.5 7.5 Cl- 3.70 3.70 6.00 1.60 H2PO4- HPO42- 0.04 0.04 1.50 37.5 尿素 0.30 0.30 18.00 60.00 尿酸 0.04 0.04 0.50 12.5 肌酐 0.01 0.01 1.00 100 氨 0.001 0.001 0.40 400,43,重吸收和分泌的证据： 比较原尿与终尿中成分的质和量可见： 蛋白质、葡萄糖原尿中有终尿中无(重吸收)； 肌酐、氨原尿中微量终尿中大量(分泌)。,比较原尿与终尿量： 原尿量=125ml/min6024=180L/d 终尿量：1-2L/d（99水被重吸收）,