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1、尿的生成和排出尿的生成和排出医学类泌尿系统 概述概述 肾的功能肾的功能 代谢产物、异物排出体外代谢产物、异物排出体外 调节水、电解质平衡：调节水、电解质平衡： 如：体液渗透压、各电解质浓度和体液如：体液渗透压、各电解质浓度和体液 量、调节酸碱平衡。量、调节酸碱平衡。 内分泌功能：内分泌功能： 如：如：肾素；促红细胞生成素；肾素；促红细胞生成素；1-羟化酶。羟化酶。医学类泌尿系统尿尿的的生生成成过过程程 医学类泌尿系统第第一节一节肾的功能解剖肾的功能解剖肾血流量肾血流量医学类泌尿系统第第一节（一节（1 1） 肾的功能解剖肾的功能解剖医学类泌尿系统肾肾解解剖剖位位置置肾的结构特点肾的结构特点平平T
2、 T1212平平L L3 3平平T T1111下缘下缘平平L L2 2下缘下缘右侧右侧医学类泌尿系统肾的结构特点肾的结构特点15-2515-25个肾椎体个肾椎体医学类泌尿系统肾肾结结构构肾的结构特点肾的结构特点医学类泌尿系统 肾单位肾单位 肾的结构特点肾的结构特点100100万个万个/ /肾肾医学类泌尿系统皮皮质质、近近髓髓肾肾单单位位肾的结构特点肾的结构特点医学类泌尿系统皮皮质质、近近髓髓肾肾单单位位肾的结构特点肾的结构特点医学类泌尿系统 皮质肾单位皮质肾单位 近髓肾单位近髓肾单位 分部分部 肾皮质的外层和中层肾皮质的外层和中层 肾皮质的近髓层肾皮质的近髓层 占肾单位总数占肾单位总数% %
3、85-90% 10-15% 85-90% 10-15% 肾小球体积肾小球体积 较小较小 较大较大 入、出球小动脉口径入、出球小动脉口径 入球大于出球入球大于出球 差异较小差异较小 出球小动脉分支出球小动脉分支 形成的毛细血管几乎形成的毛细血管几乎 形成肾小管周围毛细形成肾小管周围毛细 全部缠绕在皮质部全部缠绕在皮质部 血管网和血管网和U U形直小血管形直小血管 肾小管周围肾小管周围 髓袢髓袢 短，只达外髓层短，只达外髓层 深入内髓，甚至达乳头深入内髓，甚至达乳头 球旁器球旁器 有，肾素含量多有，肾素含量多 几乎无几乎无肾单位肾单位医学类泌尿系统集集合合管管肾的结构特点肾的结构特点医学类泌尿系统
4、 球旁器球旁器（近球小体）近球小体） 感受小管液感受小管液感受小管液感受小管液 NaClNaClNaClNaCl含量含量含量含量肾素肾素肾素肾素吞噬和收缩吞噬和收缩吞噬和收缩吞噬和收缩肾的结构特点肾的结构特点管球反馈管球反馈管球反馈管球反馈医学类泌尿系统 滤过膜滤过膜4-11nm2-8nm70-90nm肾的结构特点肾的结构特点基质基质+ +负电荷的硫酸类肝素负电荷的硫酸类肝素 + +负电荷的蛋白聚糖负电荷的蛋白聚糖带负电荷的糖蛋白带负电荷的糖蛋白nephrin蛋白蛋白医学类泌尿系统 物质通过滤过膜的能力大小物质通过滤过膜的能力大小 影响因素影响因素 溶质的分子大小溶质的分子大小: : 有效半径
5、在有效半径在2.04.2nm 溶质的带电情况。溶质的带电情况。 滤过膜的通透性滤过膜的通透性肾的结构特点肾的结构特点医学类泌尿系统白蛋白白蛋白有效半径为有效半径为3.6nm却不能滤过却不能滤过医学类泌尿系统肾的神经支配肾的神经支配肾肾仅仅接受交感神经支配接受交感神经支配 T12 - L2T12 - L2IMLIML腹腔神经节腹腔神经节主动脉神经节主动脉神经节肾动脉部神经节肾动脉部神经节肾肾动脉动脉肾小管肾小管球旁细胞球旁细胞NE医学类泌尿系统肾的神经支配肾的神经支配肾肾的感觉神经的感觉神经 脊髓脊髓肾神经肾神经机械刺激机械刺激化学刺激化学刺激下丘脑下丘脑医学类泌尿系统医学类泌尿系统第第一节（一
6、节（2 2） 肾的血液供应肾的血液供应医学类泌尿系统肾的血液供应肾的血液供应腹主动脉腹主动脉肾静脉肾静脉医学类泌尿系统肾血液循环的特点肾血液循环的特点( (一一) )血流量大血流量大, ,主要分布在皮质主要分布在皮质 1200ml/min（两肾，安静）两肾，安静） 94%肾皮质层肾皮质层 5%外髓外髓 1%内髓内髓肾的血液供应肾的血液供应医学类泌尿系统肾血液循环的特点肾血液循环的特点( (二二) ) 肾小球毛细血管网血压高，利于滤过。肾小球毛细血管网血压高，利于滤过。 约为主动脉平均压的约为主动脉平均压的4060%；（三）肾小管周围毛细血管网的血压低，血管（三）肾小管周围毛细血管网的血压低，血
7、管 内胶体渗透压高，利于肾小管吸收。内胶体渗透压高，利于肾小管吸收。医学类泌尿系统肾血液循环的特点肾血液循环的特点( (四四) )直小血管的形态利于肾髓质直小血管的形态利于肾髓质高渗透压的维持高渗透压的维持医学类泌尿系统肾血液循环的特点肾血液循环的特点( (五五) )肾血流量的调节肾血流量的调节 1 1、自身调节、自身调节最重要取决于肾入球小动脉的阻力最重要取决于肾入球小动脉的阻力医学类泌尿系统血压在血压在80-160mmHg80-160mmHg，肾血流量相对恒定肾血流量相对恒定肾血流量自身调节肾血流量自身调节肌源学说肌源学说管管- -球反馈球反馈医学类泌尿系统肾血液循环的特点肾血液循环的特点
8、( (五五) )肾血流量的调节肾血流量的调节 2 2、神经调节：、神经调节： 交感神经交感神经医学类泌尿系统( (四四) )肾血流量的调节肾血流量的调节 3 3、体液调节、体液调节（收缩）（收缩） 肾上腺素、去甲肾上腺素肾上腺素、去甲肾上腺素 血管紧张素血管紧张素 血管升压素血管升压素 内皮素内皮素肾血液循环的特点肾血液循环的特点医学类泌尿系统( (四四) )肾血流量的调节肾血流量的调节 3 3、体液调节、体液调节（舒张）（舒张） NO 前列腺素：前列腺素：PGI2、PGE2 缓激肽缓激肽肾血液循环的特点肾血液循环的特点医学类泌尿系统第第二节二节 肾小球的滤过功能肾小球的滤过功能医学类泌尿系统
9、 研究肾功能的一些实验技术研究肾功能的一些实验技术 微穿刺微穿刺 微灌流微灌流 细胞内微电极记录细胞内微电极记录 膜片钳技术膜片钳技术 分子生物技术分子生物技术肾小球的滤过功能肾小球的滤过功能医学类泌尿系统 微穿刺实验证明微穿刺实验证明 肾小球的滤过液是血浆的超滤液肾小球的滤过液是血浆的超滤液 微细玻璃管微细玻璃管肾小球的滤过功能肾小球的滤过功能医学类泌尿系统 肾小球滤过率肾小球滤过率 （glomerular filtration rate ,GFR）单位时间内（每分钟）两肾生成单位时间内（每分钟）两肾生成 的超滤液量。的超滤液量。正常成人为正常成人为125ml/min125ml/min。GF
10、R = Kf PUFKf = K s医学类泌尿系统 肾小球滤过分数肾小球滤过分数 (filtration fraction)是指肾小球滤过率与肾血浆流量是指肾小球滤过率与肾血浆流量 的比值的比值正常值约为正常值约为 125/660125/660100%=19%100%=19% 医学类泌尿系统 滤过膜滤过膜4-11nm2-8nm70-90nm基质基质+ +负电荷的硫酸类肝素负电荷的硫酸类肝素 + +负电荷的蛋白聚糖负电荷的蛋白聚糖带负电荷的糖蛋白带负电荷的糖蛋白nephrin蛋白蛋白医学类泌尿系统成人两肾总面积约为成人两肾总面积约为1.51.5 滤过膜面积滤过膜面积医学类泌尿系统 有效滤过压有效
11、滤过压医学类泌尿系统肾小球有效滤过压的变化示意图肾小球有效滤过压的变化示意图滤过平衡滤过平衡始端：始端：血浆胶体渗透压血浆胶体渗透压25mmHg25mmHg囊内压囊内压10mmHg10mmHg血压血压45mmHg45mmHg血浆胶体渗透压血浆胶体渗透压45mmHg45mmHg囊内压囊内压10mmHg10mmHg血浆胶体渗透压血浆胶体渗透压3535囊内压囊内压1010医学类泌尿系统肾小球毛细血管滤过特点肾小球毛细血管滤过特点1 1、毛细血管压高：、毛细血管压高：起始端起始端60mmHg，血压下降，血压下降3-43-4mmHgmmHg （其他部位（其他部位3040mmHg）。）。2 2、对蛋白质通
12、透性低、对蛋白质通透性低 肾小囊胶体渗透压：肾小囊胶体渗透压：0.3mmHg（其他为（其他为5mmHg）3 3、血浆胶体渗透压逐渐升高、血浆胶体渗透压逐渐升高4 4、肾、肾小囊静水压较高小囊静水压较高（15mmHg，其他为，其他为4mmHg）医学类泌尿系统 影响肾小球滤过的因素影响肾小球滤过的因素( (一一) )有效滤过压有效滤过压 1 1、肾小球毛细血管血压、肾小球毛细血管血压 2 2、囊内压、囊内压 3 3、血浆胶体渗透压、血浆胶体渗透压（二）肾血浆流量（二）肾血浆流量 改变滤过平衡点改变滤过平衡点医学类泌尿系统 影响肾小球滤过的因素影响肾小球滤过的因素( (三三) )滤过系数（滤过系数（
13、Kf） 单位有效滤过压下单位有效滤过压下, ,单位时间单位时间经过滤过膜滤过的液体量经过滤过膜滤过的液体量 Kf = K S第二节第二节比其他组织的比其他组织的K值大值大1-2个数量级个数量级医学类泌尿系统第第三节三节 肾小管和集合管的肾小管和集合管的 物质转运物质转运医学类泌尿系统医学类泌尿系统重吸收重吸收分分 泌泌 肾小管和集合管的物质转运肾小管和集合管的物质转运医学类泌尿系统重吸收的方式重吸收的方式 主动转运（原发性、继发性）主动转运（原发性、继发性） ； 被动转运（扩散、渗透、易化扩散）；被动转运（扩散、渗透、易化扩散）； 溶剂拖曳；溶剂拖曳；肾小管和集合管的重吸收作用肾小管和集合管的
14、重吸收作用医学类泌尿系统物质通过上皮的转运物质通过上皮的转运跨细胞途径跨细胞途径细胞旁途径细胞旁途径 肾小管和集合管的重吸收作用肾小管和集合管的重吸收作用医学类泌尿系统1、NaCl和水的重吸收和水的重吸收 近端小管：近端小管：65-70%几种物质的重吸收几种物质的重吸收医学类泌尿系统近端小管近端小管前半段前半段：NaNa+ +的重吸收：主动重吸收的重吸收：主动重吸收NaCl和水的和水的重重吸收吸收医学类泌尿系统近端小管近端小管后半段后半段： NaNa+ +的重吸收：细胞旁途径的重吸收：细胞旁途径NaCl和水的和水的重重吸收吸收NaNa+ +H H+ +ClCl- -HCOHCO3 3- -Cl
15、Cl- -K K+ +医学类泌尿系统近端小管近端小管 水的重吸收：渗透梯度水的重吸收：渗透梯度 “溶液拖曳现象溶液拖曳现象”NaCl和水的和水的重重吸收吸收医学类泌尿系统髓袢髓袢 重吸收滤过的重吸收滤过的20% NaCl， 15% H2O。 髓袢降支髓袢降支 对对NaClNaCl不通透不通透 对水通透对水通透NaCl和水的和水的重重吸收吸收医学类泌尿系统 髓袢升支细段髓袢升支细段 对水不通透对水不通透 对对NaClNaCl通透通透- -易化扩散易化扩散NaCl和水的和水的重重吸收吸收医学类泌尿系统髓袢升支粗段髓袢升支粗段 水不通透水不通透 NaClNaCl继发性主动重吸收继发性主动重吸收 Na
16、Cl和水的和水的重重吸收吸收医学类泌尿系统髓袢升支粗段髓袢升支粗段 NaClNaCl继发性主动重吸收继发性主动重吸收 NaNa+ +：2Cl2Cl- -：K K+ +同向转运同向转运NaCl和水的和水的重重吸收吸收医学类泌尿系统 髓袢中的物质转运髓袢中的物质转运 20% K20% K+ +、NaNa+ +、ClCl- -被重吸收被重吸收 15%H15%H2 2O O被吸收被吸收 髓袢升支粗段末端为低渗液髓袢升支粗段末端为低渗液 医学类泌尿系统远端小管和集合管远端小管和集合管 重吸收：重吸收： 约约12%NaCl（主动转运），主动转运）， 不等量的不等量的H2O。 调节：调节： Na+、K+醛固
17、酮调节。醛固酮调节。 H2O抗利尿抗利尿激素。激素。NaCl和水的和水的重重吸收吸收医学类泌尿系统远曲小管初段远曲小管初段 H20不被重吸收不被重吸收 NaCl主动转运：主动转运：Na+-Cl-同向转运同向转运NaCl和水的和水的重重吸收吸收医学类泌尿系统远曲小管后段、集合管远曲小管后段、集合管 主细胞：主细胞： 重吸收重吸收Na+，分泌分泌K+NaCl和水的和水的重重吸收吸收ClCl- -医学类泌尿系统集合管集合管 主细胞：主细胞： 重吸收水取决上皮细胞重吸收水取决上皮细胞 顶端膜的顶端膜的水孔蛋白水孔蛋白AQP2。NaCl和水的和水的重重吸收吸收血管升压素血管升压素医学类泌尿系统水孔蛋白水
18、孔蛋白AQP AQP1：近曲小管、髓袢细段的顶：近曲小管、髓袢细段的顶 端膜和基底侧膜。端膜和基底侧膜。 AQP2：集合管细胞的顶端膜和细集合管细胞的顶端膜和细 胞内的囊泡。胞内的囊泡。 AQP3、 AQP4 ：集合管基底侧膜集合管基底侧膜 AQP4 ：内髓直小血管内髓直小血管NaCl和水的和水的重重吸收吸收医学类泌尿系统2 2、HCO3-的重吸收的重吸收 吸收吸收量：量：99% 近端小管：近端小管：85% 吸收方式：吸收方式： CO2方式方式HCO3-的重的重吸收吸收医学类泌尿系统2、HCO3-的重吸的重吸收收 医学类泌尿系统3、K+的重吸收的重吸收 吸收吸收量：量：94% 近端小管：近端小
19、管：65-70% 髓袢：髓袢：25-30% 远端小管和集合管：可调控远端小管和集合管：可调控 吸收方式：吸收方式： 主动转运主动转运（近端小管确切机制不清）（近端小管确切机制不清）K+的重的重吸收吸收医学类泌尿系统髓袢升支粗段髓袢升支粗段 K+被动转运被动转运K+的重的重吸收吸收K+医学类泌尿系统3、K+的的重吸收重吸收 闰细胞闰细胞：在细胞外在细胞外液液K+极低时发生极低时发生 K+的重的重吸收吸收H+H+K+K+医学类泌尿系统4、Ca2+的重吸收的重吸收 吸收吸收量：量：94-99% 近端小管：近端小管：70% 髓袢：髓袢：20% 远端小管、集合管：远端小管、集合管：9%总钙量占体重总钙量
20、占体重2%骨组织骨组织99%牙、软组织及细胞外液：牙、软组织及细胞外液：1%血浆血浆40%与蛋白质结合与蛋白质结合血浆血浆60%滤过入肾小管滤过入肾小管医学类泌尿系统4、Ca2+的重吸收的重吸收 近端小管近端小管：（：（70%） 跨细胞途径：主动转运跨细胞途径：主动转运(20%) 细胞旁路：细胞旁路：被动转运被动转运(80%) 溶剂拖曳溶剂拖曳ATPATPCa2+Ca2+Ca2+Ca2+医学类泌尿系统4、Ca2+的重吸收的重吸收 髓袢（升支粗段）：髓袢（升支粗段）：20% 主动转运、被动转运主动转运、被动转运 远端小管、集合管：远端小管、集合管：9% 主动转运主动转运 医学类泌尿系统影响影响C
21、a2+重吸收的因素重吸收的因素 甲状旁腺素（甲状旁腺素（PTH）：）： 促进远端小管对促进远端小管对CaCa2+2+的吸收的吸收血浆磷升高：血浆磷升高：刺激刺激PTH分泌分泌细胞外液量或动脉血压升高：细胞外液量或动脉血压升高：减少近端小管吸收减少近端小管吸收体液体液PH值值：代谢性酸中毒：促进；代谢性酸中毒：促进； 代谢性碱中毒：减少代谢性碱中毒：减少VitD3：促进远端小管对促进远端小管对CaCa2+2+和磷的重吸收和磷的重吸收 医学类泌尿系统5 5、葡萄糖的重吸收葡萄糖的重吸收 部位：部位： 仅仅限于近端小管限于近端小管 机制：机制： 继发性主动转运继发性主动转运 葡萄糖的葡萄糖的重重吸收
22、吸收医学类泌尿系统肾小管葡萄糖吸收机制肾小管葡萄糖吸收机制X葡萄糖的葡萄糖的重重吸收吸收葡萄糖转运体葡萄糖转运体2医学类泌尿系统 肾糖阈：肾糖阈： 9-10mmol/L 葡萄糖吸收极限量葡萄糖吸收极限量： 男性：男性：375mg/min 女性：女性：300mg/min葡萄糖的葡萄糖的重重吸收吸收300mg/100ml180mg/100ml医学类泌尿系统6 6、其他物质的重吸收其他物质的重吸收 氨基酸氨基酸；（NaNa+ +同向转运体）同向转运体） HPO42-；SO42- ； （NaNa+ +同向转运体）同向转运体） 微量蛋白质微量蛋白质;（吞饮）（吞饮） 葡萄糖的葡萄糖的重重吸收吸收医学类泌
23、尿系统1、H+分泌分泌:主要在近端小管主要在近端小管 Na+-H+交换交换肾小管和集合管的分泌作用肾小管和集合管的分泌作用医学类泌尿系统1、H+的分的分泌泌 远端小管、集合管的闰细胞：远端小管、集合管的闰细胞： 主动分泌主动分泌H+ H+-ATP酶酶 H+-K+ ATP酶酶 ATPATPH H+ +K K+ +NH3H+NH4+肾小管和集合管的分泌肾小管和集合管的分泌H H+ +NaNa+ +医学类泌尿系统影响影响H+分泌的因素分泌的因素1 1、体内酸碱平衡改变：、体内酸碱平衡改变：血中血中H+浓度升高浓度升高刺激刺激Na+-H+交换；交换；H+泵；泵；H+-K+ ATP酶。酶。刺激谷氨酰胺酶
24、刺激谷氨酰胺酶活性，活性，NH3增加增加。2 2、血钾浓度：、血钾浓度： Na+-H+交换与交换与Na+-K+交换竞争。交换竞争。3 3、血容量改变：、血容量改变： 慢性血容量减少刺激慢性血容量减少刺激Na+-H+交换。交换。 肾小管和集合管的分泌肾小管和集合管的分泌医学类泌尿系统2 2、分泌分泌NH3 （近端小管）：近端小管）：扩散与逆向交换扩散与逆向交换NH4+NH3+ +H+NH4+小管腔小管腔细胞细胞+ NaC lNH4C l+Na+HCO3-H+Na +HCO3-NH3+H+Na +谷胺酰胺谷胺酰胺Na+NH4+血浆氨的浓度低于血浆氨的浓度低于0.1mmol/L尿液氨的浓度约为尿液氨
25、的浓度约为40mmol/L医学类泌尿系统2 2、分、分泌泌NH3 （集合管集合管）NH4+NH3+ +H+NH4+小管腔小管腔细胞细胞+ NaC lNH4C l+Na+HCO3-H+Na +HCO3-NH3+H+Na +谷胺酰胺谷胺酰胺医学类泌尿系统Na+-2Cl-NH4+同向转运，同向转运，NH3扩散入集合管扩散入集合管2 2、分、分泌泌NH3 （髓袢升支粗段髓袢升支粗段）NH3 + H+ NH4 +医学类泌尿系统分泌分泌NH3意义意义 每排出一个每排出一个NH4+： 促进一个促进一个H+分泌，分泌， 一个一个NaHCO3吸收入血。吸收入血。医学类泌尿系统3、 K+的分泌的分泌: 主要在远曲
26、小管、集合管主要在远曲小管、集合管 细胞外液细胞外液K+K+浓度升高浓度升高醛固酮分泌增加醛固酮分泌增加小管液流速增高小管液流速增高小管液相对于主细胞内的负电位值小管液相对于主细胞内的负电位值小管液小管液Cl-的浓度降低的浓度降低医学类泌尿系统4、排出血浆中某些物质、排出血浆中某些物质 : 肌酐；肌酐； 青霉素，速尿；青霉素，速尿； 酚红；酚红；肾小管和集合管的分泌肾小管和集合管的分泌医学类泌尿系统第第四节四节 尿的稀释和浓缩尿的稀释和浓缩医学类泌尿系统 一、尿浓缩和稀释一、尿浓缩和稀释 的基本过程的基本过程医学类泌尿系统 尿液的稀释和浓缩部位尿液的稀释和浓缩部位 远曲小管和集合管远曲小管和集
27、合管尿尿浓缩和稀释的基本过程浓缩和稀释的基本过程医学类泌尿系统 尿液的稀释机制尿液的稀释机制 远曲小管和集合管对水的通透性下降远曲小管和集合管对水的通透性下降ADH减少减少尿尿浓缩和稀释的基本过程浓缩和稀释的基本过程肾髓质高渗浓度肾髓质高渗浓度 不存在不存在医学类泌尿系统尿尿浓缩和稀释的基本过程浓缩和稀释的基本过程 尿液的浓缩机制尿液的浓缩机制 ADH的存在的存在 肾髓质高渗状态肾髓质高渗状态医学类泌尿系统肾髓质渗透梯度示意图肾髓质渗透梯度示意图尿尿浓缩和稀释的基本过程浓缩和稀释的基本过程冰点降低法测定冰点降低法测定肾组织分层切片肾组织分层切片沙鼠可产生沙鼠可产生2020倍高于血浆渗透压的高渗
28、尿倍高于血浆渗透压的高渗尿人最多产生人最多产生4-54-5倍高于血浆渗透压的高渗尿倍高于血浆渗透压的高渗尿医学类泌尿系统 二、肾髓质渗透压梯度的二、肾髓质渗透压梯度的 形成和保持形成和保持医学类泌尿系统外髓部高渗梯度形成外髓部高渗梯度形成 渗透梯渗透梯渗透梯渗透梯度增高度增高度增高度增高肾髓质高渗梯度的形成肾髓质高渗梯度的形成医学类泌尿系统 外髓部高渗梯度形成机制外髓部高渗梯度形成机制 髓袢升支粗段髓袢升支粗段: : 主动转运主动转运NaCl， 对水不易通透。对水不易通透。肾髓质高渗梯度的形成肾髓质高渗梯度的形成医学类泌尿系统内髓部高渗梯度形成内髓部高渗梯度形成 渗透梯渗透梯渗透梯渗透梯度增高
29、度增高度增高度增高肾髓质高渗梯度的形成肾髓质高渗梯度的形成医学类泌尿系统 内髓部高渗梯度形成机制内髓部高渗梯度形成机制 尿素再循环尿素再循环 髓袢升支细段髓袢升支细段NaCl被动扩散被动扩散肾髓质高渗梯度的形成肾髓质高渗梯度的形成医学类泌尿系统 肾髓质高渗梯度的形成肾髓质高渗梯度的形成 髓袢是重要结构髓袢是重要结构肾髓质高渗梯度的形成肾髓质高渗梯度的形成医学类泌尿系统 肾髓质高渗的保持肾髓质高渗的保持 直小血管的逆流交换直小血管的逆流交换医学类泌尿系统 直小血管作用直小血管作用 维持髓质高渗的维持髓质高渗的NaCl浓度，浓度， 带走髓质组织液多余的水。带走髓质组织液多余的水。肾髓质高渗梯度的保持肾髓质高渗梯度的保持医学类泌尿系统
