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1、第八章尿的生成和排出人体通过呼吸和消化系统，摄入代谢和所需的氧和营养物质。在物质代谢过程中，氧 和能源物质被不断地消耗，为各种生命活动提供所需的能量，同时产生对人体无用甚至有害 的终产物。排泄（excre tion） 机体将代谢终产物和进入体内的异物及过剩不需要的物质经血 液循环，通过某些器官排出体外的过程。所以，排泄是体内物质代谢过程中的最后一个环节，是多系统功能互相协调才得以完 成的一种重要生命活动。人体主要的排泄途径：皮肤：水、盐类、少量尿素、乳酸等。肺：C02、H20、挥发性药物等。消化道：排泄物混合在粪便中。Ca、Mg、Fe、P等电解质、胆色素、毒物等。胆色素一肝脏排泄在肠中起变化的
2、胆色素（尿胆素、粪胆素）。 无机盐一经大肠粘膜排出的，如钙、镁、铁等。唾液腺：碘、铅等。肾脏：最重要，以尿的形式由肾排出。所含排泄物的种类最多、数量最大；并随机体 的不同状态而改变尿量和尿中物质的含量。有：水、尿素、尿酸、肌酐、盐类、药物、毒物 等。肾的功能：1）排泄功能：排出机体的大部分代谢终产物及进入体内的异物。2）调节功能：调节水、电解质、渗透压及酸碱平衡一一维持稳态。调节细胞外液量和血液渗透压。保留体液中的重要电解质，如：Na+、K+、Cl 等。排出过剩H+维持酸碱平衡。3）内分泌功能：产生肾素、促红细胞生成素等。尿的生成包括肾小球的滤过、肾小管和集合管的重吸收及分泌三个基本过程。本章
3、主 要讨论尿的生成过程及其调节机制、肾脏排泄功能的生理意义及输尿管和膀胱的排尿活动。第一节肾的功能解剖和肾血流量一、肾的功能解剖：（一）肾单位和集合管:1. 肾单位（nephron）是肾的基本单位，与集合管共同完成泌尿功能。人两侧肾有170240万个肾单位。肾小球（毛细血管球）肾小体L肾小囊近曲小管近端小管I髓袢降支粗段、髓袢降支细段i肾小管髓袢细段髓袢升支细段髓袢髓袢升支粗段丿远端小管远曲小管2. 集合管(collecting duet)在胚胎发生中起源于尿道嵴，故不属于肾单位，但功能上与远端小管密切相关；在尿浓缩 过程中起作用；每条集合管可收集多条远曲小管运来的液体；许多集合管汇入乳头管，
4、最后 形成尿液经肾盏、肾盂、输尿管而进入膀胱。（二）皮质肾单位和近髓肾单位按其所在部位分为皮质肾单位（cortical nephron）和近髓肾单位（juxtamedullarynephron）两类。不同部位的肾单位和肾血管的结构和功能明显不同。见下表:分布特点皮质肾单位外皮质层和中皮质层 肾小体体积小，髓袢短，只达 外髓质层，甚至不到髓质。 数量多，占总数的8590%。 A 口径入：出=2： 1 出球小动脉离开肾小球后进一 步再分为毛细血管，几乎全部分布于皮 质部分的肾小管周围。 有，肾素含量多近髓肾单位靠近髓质的内皮质层 肾小体体积大，髓袢长，可深入到内髓质层, 甚至达乳头部。 数量少，占
5、总数的1015%。 基本一致，甚至前者更细。 出球小动脉离开肾小球后分为：网状毛细血管：缠绕于临近的近/远曲小管。U字形小血管：深入内髓形成毛细血管网包绕 髓袢升支和集合管。 几乎无功能生成尿液完成尿液的浓缩和稀释尿液浓缩的基础：近髓肾单位的长髓袢和直小血管。(三) 球旁器(juxt aglomerular appara tus)主要分布于皮质肾单位，由球旁细胞、球外系膜细胞和致密斑组成；近髓肾单位几乎 不含肾素。1. 球旁纟田胞(juxtaglomerular cell)位于入球小动脉中膜内的肌上皮样细胞，由血管平滑肌细胞演变而来；内含分泌颗粒，颗粒内含有肾素，故又称为颗粒细胞。2. 致密斑
6、(macula densa)位于远曲小管的起始部分；升支进入皮质行至肾小球血管近旁时，贴近肾小球入球小 动脉的上皮细胞就变为高柱状细胞，局部呈现斑状隆起，成为致密斑；致密斑与入/出球小动脉相接触；可感受小管液中NaCl含量的变化，并将信息传递给球旁细胞，调节肾素的释放。3. 球外系膜细胞(extraglomerular mesangial cell)是入球小动脉和出球小动脉之间的一群细胞，具有吞噬功能。与致密斑相互联系，细胞内有细丝，有收缩能力。(四) 肾的神经支配目前发现只有交感神经支配。主要是从胸12至腰2脊髓发出，其纤维经腹腔神经丛随 血管进入肾皮质和外髓层支配肾动脉(尤其是入、出球小动
7、脉的平滑肌)、肾小管和球旁细 胞。交感神经末梢释放去甲肾上腺素的主要作用是：引起血管收缩，调节肾血流量、肾小 球滤过率、肾小管的重吸收和肾素的释放；一般情况下，肾交感神经的紧张性活动很弱，发 挥作用时，肾表现为缩血管反应。肾的各种感受器可经肾神经传入纤维进入脊髓，并投射到中枢的不同部位，调节血压 和水盐平衡。(五) 肾的血液供应腹主动脉垂直分出f肾动脉f其分支经叶间动脉f弓形动脉f小叶间动脉f入球小动 脉一肾小球毛细血管网一出球小动脉一毛细血管网一汇合成静脉，由小叶间静脉一弓形静脉 f叶间静脉f肾静脉。二、肾血流量及其调节两肾占体重的0.5%(300g)，正常成人安静时血流量达1200ml/m
8、in，相当于心输出 量的1/51/4；其中约94%供应皮质层，约5%供应外髓，其余不到1%供应内髓；通常所 说的肾血流量主要指肾皮质血流量。肾血流量的调节涉及两方面：肾血流量要与肾脏的泌尿机能相适应(主要靠自身调 节来实现);肾血流量要与全身的血液循环的调节相配合(主要靠神经与体液调节来调控)。(一) 肾血流量(renal blood flow)的自身调节肾血流量的自身调节：不依赖于神经和体液因素的作用，肾血流量在一定的动脉血压 变动范围内保持相对恒定的现象。(1) 特点：(离体肾的灌注实验)肾A的灌注压(相当于体内的平均动脉压)为80(10.7Kpa) 180 mHg(24Kpa)时，肾血流
9、量保持相对恒定；在20mmHg(2.7Kpa)80 mHg / 80mmHg 180mHg时，血流量与灌注压呈正变关系。(2) 机制：肌源学说和管-球反馈 肌源学说入球小动脉壁平滑肌紧张性变化是肾血流量自身调节的基础；在一定范围内，当灌注压升高，入球小动脉受牵张作用强，平滑肌紧张性升高，入球 小动脉口径减小，血流阻力增大，导致肾血流量不致因压力升高而升高，当达到180mHg时， 平滑肌收缩达到极限；反之，入球小动脉平滑肌舒张，达到80mHg时达舒张极限。证据：用罂粟碱、水合氯醛等药物抑制血管平滑肌的活动后，自身调节消失。 管-球反馈(tu bulogomerular feedback)肾血流量
10、和肾小球滤过率f到达远曲小管和致密斑的小管液流量f致密斑将信息 反馈至肾小球一肾血流量和肾小球滤过率恢复正常；反之，也成立。(二) 肾血流量的神经和体液调节1神经因素：主要为交感神经，释放的去甲肾上腺素有缩血管作用。(1) 作用：一般情况下不起作用，神经紧张性低，对血流量无影响；交感神经兴 奋性增高一肾血流减少。(2) 生理意义：剧烈运动/环境温度增高一肌肉/皮肤血流量升高一神经兴奋一肾血 流减少一保证重要器官血供；大失血、休克、缺氧等病理情况一神经活动增强一肾血流减 少。2.体液因素：主要是肾上腺素、去甲肾上腺素和血管升压素。(1) 作用：收缩血管，减少肾血流量。(2) 生理意义：与交感神经
11、类似，安静条件下无明显调节作用。 剧烈运动：交感神经兴奋，调节肾上腺髓质分泌Adr、NE增多。此时保证活动器官 供血，如：肌肉、脑和心肺等。 失血性/中毒性休克一交感神经兴奋增强、血管紧张素和血管升压素生成、释放增多， 使肾血管强烈收缩，肾血流量减少甚至无血流，以保证心脑的血供。第二节肾小球的滤过功能尿生成的过程：肾小球滤过；肾小管和集合管的重吸收；肾小管和集合管的分 泌与排泄。肾小球滤过一血液流经肾小球时，血浆中水分和小分子物质通过滤过膜滤入肾小囊形 成原尿的过程。微穿刺实验证明：肾小球的滤过液就是血浆的超滤液。肾小囊内液除了蛋白质含量甚 少之外，各种晶体物质如葡萄糖、氯化物、无机磷酸盐、尿
12、素、尿酸和肌酐等的浓度都与血 浆中的非常接近，渗透压和酸碱度也与血浆相似。原尿的特点： 不含血细胞和大分子蛋白质； 除蛋白以外的其它成分及浓度与血浆近似； 其渗透压和酸碱度也与血浆近似。 肾小球滤过率(glomerular fil tra tion ra te, GFR)单位时间内(每分钟)两肾生 成的超滤液量。GFR与体表面积有关，所以常表示为125ml/min/1.73m2-两侧肾脏每一昼夜 从肾小球滤出的血浆总量可高达180升，约为体重的3倍。 滤过分数(fil trat ion frac tion)肾小球滤过率和肾血浆流量的比值。为 (125ml/min)/(660ml/min) X1
13、00% = 19%； GFR的大小决定于滤过系数(Kf)(滤过膜的面积及其通透性的状态)和有效滤过压 (effective filtration pressure,PUF), 即 GFR=KfXPUF一、滤过膜及其通透性(一) 滤过膜的结构：内层：毛细血管的内皮细胞；含许多直径为50100nm的圆形窗孔(fenestration)；可 阻止血细胞通过，但对血浆中的其它物质几乎无限制作用。中层：最厚，约300nm的非细胞性的基膜，是滤过膜的主要屏障；由水和凝胶形成直 径48nm的多角形纤维网孔；允许水和部分溶质通过，分子量大的蛋白质不能通过，分子 量小的也可通过一基膜伸展性较大。外层：肾小囊内层
14、的上皮细胞层；其伸出的足突附在基膜上形成裂隙，裂隙上覆盖一 层滤过裂隙膜(filtrationslit membrane)，膜上有直径约414nm的微孔；可限制蛋白 的通过。(二) 膜屏障1机械屏障：膜结构中的三种孔道-机械屏障。通透性的大小与物质的分子量和半径有关：分子量70000,半径4.2nm的物质完全 不能通过，如：大分子蛋白质；分子量 6000,半径2.0nm的物质可以自由通过，如：小分子物质等，葡萄糖分子的 有效半径为0.36nm，分子量为180；分子量介于600070000,半径介于2.04.2nm，随有效半径增加滤过量逐渐降低。 如:有效半径小于2.0nm的中性右旋糖酐可自由通
15、过滤过膜，有效半径大于4.2nm的右旋糖 酐完全不能通过，有效半径在2.04.2nm的右旋糖酐，其滤过量与有效半径成反比。所以，基膜上的网孔构成机械屏障的最主要部分。2电屏障：三层膜均覆盖一层带负电荷的物质(糖蛋白)一电屏障。只能阻挡刚能通过孔道的大分子物质，如：白蛋白(69000, 3.6nm)，血红蛋白(64500) 可以通过机械屏障，但由于它们带负电荷，就不易通过滤过膜；有效半径相同的带正电荷的 右旋糖酐比带负电的较易滤过；分子量太小的物质即便带负电荷也不能被滤过膜阻挡，说明机械屏障的作用要远大于 电屏障，如：各种阴离子；当肾发生病变，负电荷减少时，原尿中会出现蛋白质。二、有效滤过压-一肾小球滤过的动力形成：有效滤过压=肾小球毛细血管血压一(血浆胶渗压+囊内压)毛细血管血压：入、出球小动脉端压力几乎相等，为45mmHg (6.0kPa)；入球小动脉 粗而短，血流阻力小，出球小动脉细而长，血流阻力大。囊内压：较为恒定，为10mmHg(1.33kPa),生成的原尿不断被带走。主要取决于
