生理第8章尿的生成和排出.ppt

第八章 尿的生成和排出,肾脏的功能 1. 泌尿功能： 排除机体代谢废物; 调节细胞外液量和渗透 压、电解质和酸碱平衡,保 持机体内环境的相对稳定 2. 内分泌功能： 分泌生物活性物质（EPO 肾素，羟化的VitD3， 前列腺素）,第一节 肾的功能解剖和肾血流量 第二节 肾小球的滤过功能 第三节 肾小管和集合管的物质转运功能 第四节 尿液的浓缩和稀释 第五节 尿生成的调节 第六节 清除率 第七节 尿的排放,第一节 肾的功能解剖和肾血流量,髓质,皮质肾单位,肾锥体,肾 小 管,一、肾的功能解剖,肾小体, 肾单位的构成,近曲小管 近端小管直段,髓袢降支细段 髓袢升支细段,髓袢升支粗段 远曲小管,近端小管,肾单位,肾小球,肾小体,肾小囊,肾小管,远端小管,集合管：在尿液浓缩过程中起重要作用,髓袢细段,尿的生成过程: 1. 肾小球滤过-原尿 2. 肾小管和集合管的重吸收 3. 肾小管和集合管的分泌,终尿,二种肾单位,皮质肾单位与尿生成和排泄有关 近髓肾单位与尿的浓缩和稀释有关,合成，储存，释放肾素,NaCl感受器，调节肾素分泌和GFR,吞噬和收缩功能,(二)球旁器:主要分布在皮质肾单位，由三种细胞组成。,球旁细胞,滤过膜,肾小球Cap内的血浆经滤过进入肾小囊，其间的结构 即滤过膜。,1.结构 毛细血管内皮细胞 7090nm的窗孔 基膜层 有28nm的多角形网孔，是主要滤过屏障 肾小囊上皮细胞层 滤过裂隙膜上有411nm 的小孔，滤过的最后屏障,滤过膜各层膜均有带负电 荷的糖蛋白,滤过物质所带电荷的选择性(电学屏障)： 通透性大小： 正电荷物质中性负电荷物质,2. 选择通透性 取决于被滤过物质的分子大小及其所带电荷。 分子大小的选择性(机械屏障): 半径4.2nm 不能通过 半径半径2.0nm 有效半径与滤过量呈反比。, 肾的神经支配和血管分布 神经支配,肾脏仅受交感神经支配,肾的血管分布特点-两套串联毛细血管网,肾小球毛细血管网压力高，有利于滤过; 肾小管周围毛细血管网压力低，有利于重吸收,交感神经 (T12L2),NE,肾血流量 肾小球滤过率 肾小管重吸收 肾素的释放,肾动脉 肾小管 球旁细胞,肾血流特点,二、肾血流的特点及其调节,肾血流量的自身调节 在没有外来神经支配情况下，肾血流量在动脉血压一定的变动范围内(80-180mmHg) 能保持恒定的现象。,供血量丰富 血供分布不均,机制 肌源学说： 动脉压肾灌注压牵张入球小动脉平滑肌 紧张性 血管口径血流阻力 肾血流量不变 动脉压肾灌注压牵张刺激减弱血管平 滑肌舒张 血管口径血流阻力 肾血流量不变,管-球反馈(tubuloglomerular feedback) 肾血流量GFR小管液流量远曲小管致密斑的小管液流量致密斑将信息反馈给肾小球出、入球小动脉收缩 肾血流量、GFR恢复正常,小管液流量变化，影响 肾血流量和肾小球滤过 率(GFR)的现象，称为 管-球反馈。,肾血流的神经和体液调节,1.交感神经 交感神经兴奋肾血管强烈收缩肾血流量减少。,2.体液因素,ADH、NE、ANGII、腺苷,NO、PG 、缓激肽,肾血管收缩,肾血管扩张,肾血流的自身调节是维持GFR相对恒定,适应于泌尿功能; 神经-体液调节是使肾血流与全身循环相配合，适应于全身血流重分配.,思考题 1. 尿生成的基本过程？ 2. 简述皮质肾单位及近髓肾单位的区别？ 3. 试述球旁器的构成及作用？ 4. 滤过膜构成及通透特点？ 5. 肾血流的调节方式？,第二节 肾小球的滤过功能, 量： 1.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。 正常值：125ml/min(成年人), 180L/d 2.滤过分数(filtration fraction) 肾小球滤过率与肾血浆流量的比值。 正常值： 125/660100%=19%,一、原尿 质：血浆的超滤液-无蛋白的血浆,二、有效滤过压 (effective filtration pressure) 指促进超滤的动力与对抗超滤的阻力之间的差值。,P = 肾小球毛细血管压(血浆胶体渗透压+囊内压),入球端: 45-(25+10)=10mmHg 出球端: 45-(35+10)= 0mmHg,滤过平衡(filtration eqilibrium) 滤过动力=滤过阻力有效滤过压=0。 滤过平衡越靠近入球端，则GFR 越小； 滤过平衡越靠近出球端，则GFR 越大。,滤过平衡发生位置与血浆胶体渗透压上升速率有关，上升速率越慢，滤过平衡越靠近出球端。,三、影响肾小球滤过的因素,有效滤过压-滤过动力 肾小球Cap血压 动脉血压在80180mmHg 范围变动时，肾小球Cap血压保持稳定。 动脉血压80mmHg尿量 动脉血压50mmHg无尿 肾小囊内压：正常情况下较稳定 输尿管堵塞时(如结石，肿瘤等)，肾小囊内压, GFR 血浆胶体渗透压：正常情况下变动不大,肾血浆流量-滤过原料 主要影响滤过平衡点 肾血浆流量肾小球Cap内血浆胶体渗透压上升 速度 滤过平衡靠近出球小动脉端，GFR,滤过系数-滤过结构基础 单位有效滤过压的驱动下，单位时间内经过滤过膜滤过的液体量。 Kf=KS,思考题 1. 什么是有效滤过压，肾小球滤过率？ 2. 影响肾小球滤过的因素因素？,第三节 肾小管和集合管的物质转运功能,一、转运的方式及特点 (一)分类 肾小管液 血液 (二)途径 细胞旁路和跨细胞途径 (三) 转运方式 被动；主动,重吸收,分泌,(四)转运特点选择性转运 完全性重吸收G、AA 部分性重吸收Na+、尿素、水 不吸收肌酐、尿酸 (五)转运的主要部位近端小管 Na+、Cl-、K+、H2O 重吸收 70% HCO3- 重吸收 85% H+ 分泌 G、AA 重吸收 100%,二、肾小管和集合管中各种物质的重吸收与分泌, Na+、Cl-和水的重吸收,近端小管 (重吸收Na+、Cl-和水 70%) 前半段 Na+:主动重吸收(占2/3) 管腔膜: 顺浓度梯度扩散 同向转运 Na+-G或 Na+-AA 逆向转运 Na+-H+交换,促进HCO3- :以CO2形式，优先于Cl-被动重吸收,基底侧膜: Na+泵作用，泵至细胞间隙，进而吸收。,Cl- , 后半段,水因渗透作用被动重吸收，故近端小管属等渗性重吸收,Cl-HCO3-逆向交换,Cl-：,K+-Cl-同向 转运体,跨细胞途径：,Cl-,细胞,血液,细胞旁路途径：,顺浓度梯度,Na+(占1/3)：,Na+-H+逆向转运体,Na+泵,Na+,细胞,血液,跨细胞途径：, 髓袢 重吸收量：Na+、Cl- 20%； 水 15%,降支细段： 重吸收水(对水通透性高)， 不吸收 Na+小管液渗透压 升支细段： 重吸收Na+、Cl-(易通透)， 不吸收水小管液渗透压,升支粗段,1Na+: 1K+:2Cl- 同向转运体 (电中性),上皮细胞,Na+,Cl-,K+,Na+泵,扩散(Cl-通道),返回(顺浓度),管腔,组织间液,造成小管液呈正电位，从而促进了小管液中Na+、K+和Ca2+等正离子经细胞旁路途径被动重吸收,由于升支粗段对H2O几乎不通透 ，小管液向外髓流动，渗透压逐渐，但管外渗透压。,1Na+: 1K+: 2Cl- 同向转运体 (电中性),Na+、K+、Ca2+, 远端小管和集合管 重吸收量： 12% Na+、Cl-和不同量的水， 属低渗性重吸收；并且受激素调节。 Na+的重吸收主要受醛固酮的调节； 水的重吸收主要受血管升压素的调节。 远曲小管始段 对水通透性低，继续产生低渗小管液。 Na+主动转运(逆电化学梯度),活性在肾单位中最高,Na+-Cl-同向转运体,主动重吸收,Na+泵,远曲小管后段和集合管,扩散,Na+泵,基底膜,管腔膜,Na+,主细胞,细胞间液,细胞旁路,Na+重吸收,管腔负电位,重吸收进入 主细胞,分泌到小管液中,Cl-,K+,集合管的主细胞对水通透性: ADH主细胞顶端膜水孔蛋白AQP-2密度水重吸收,Cl-,AQP-2,H2O,-10-40mV,Cl-,远曲小管后段和集合管对NaCl, H2O重吸收,AQP-4,AQP-3,H2O, H+ 的分泌与 HCO3-重吸收 近端小管 80% HCO3- ，以CO2的形式被重吸收。 分泌1个H+ 重吸收 1个Na+和 1个HCO3- 意义：排酸保碱，调节酸碱平衡。 髓袢：主要发生在升支粗段，其机制同近端小管, Na+-H+交换,远端小管和集合管,H+ 小管腔, H+HCO3- H2CO3 排酸保碱 H+HPO42-H2PO4- H+NH3 NH4+,降低尿液的酸碱度,（三） 葡萄糖(Glu)的重吸收 部位：仅限于近端小管，尤其是前半段 方式: 继发性主动重吸收,葡萄糖,Na+-Glu同向转运体,细胞,Glu转运体2,细胞间隙,重吸收,肾糖阈: 尿中刚刚开始出现葡萄糖的最低血糖浓度. 正常值：180mg /100ml (葡萄糖滤过量 220 mg/min) 葡萄糖的最大转运量： 当全部肾小管对葡萄糖重吸收达到最大量时，此时葡萄糖的滤过量即为葡萄糖的最大转运量. 正常值：男性为 375mg/min 女性为 300mg/min,一、肾内自身调节 小管液中溶质浓度对肾小管功能的调节 小管液中溶质(如葡萄糖等)浓度小管液渗透压 水和NaCl重吸收尿量 渗透性利尿,第五节 尿生成的调节, 球-管平衡 1.定义：近端小管对Na+和水的重吸收随肾小球滤过率的变化而变化的现象称为球-管平衡。 GFR，近端小管对Na+和水的重吸收率 GFR，近端小管对Na+和水的重吸收率,定比 重吸收,2. 定比重吸收机制 -肾小管周围Cap血浆胶体渗透压变化有关 GFR管周毛细血管血量毛细血管压而血浆胶体渗透压近端小管对Na+和水重吸收,3. 生理意义 使尿中排出的溶质(如Na+)和水不致因GFR的增减而出现大幅度的变动。,二、神经和体液调节 肾交感神经,交感神经(+),肾Cap收缩 (入球A出球A),GFR,颗粒细胞释放肾素,血管紧张素,近端小管和髓袢NaCl 和H2O的重吸收,醛固酮,远端小管、集合管保Na+保水排K+,肾血流量及Cap血压,尿量,(二)抗利尿激素ADH(血管升压素，VP),1.生理作用 ADH + V1-R血管平滑肌收缩升压 ADH + V2-R 提高远曲小管和集合管上皮细胞对 水的通透性，增加水的重吸收。,AQP2,ADH,AQP3，4,AQP3，4,V2,ADH管腔膜AQP2水孔蛋白内移 H2O通透性水重吸收远曲小管和集合管中低渗小管液被排出尿液稀释。,AQP2,水利尿(water diuresis)： 大量饮用清水使血浆晶体渗透压降低，引起尿量增加的现象。,2. 调节ADH释放的因素 血浆晶体渗透压-最主要、最敏感因素 血浆晶体渗透压渗透压感受器兴奋ADH分泌 远曲小管和集合管水重吸收尿量,血容量和动脉血压的改变 心肺感受器（+)，压力感受器(+)抑制ADH释放 循环血量心肺感受器 动脉血压压力感受器,血容量或动脉压降低510%，才能刺激ADH的释放,(3)其他 恶心、疼痛、应激、低血糖、药物 ADH分泌 乙醇 ADH分泌饮酒后尿量,对ADH抑制减弱尿量,日常生活现象引起尿量变化,现象 尿量 原因,注射50%G100ml，进食大量G,糖尿病病人,尿量,渗透性利尿,一次饮用大量清水,尿量,水利尿,一次饮用大量生理盐水,尿量不变,静脉注射大量生理盐水,尿量,血浆胶体渗透压,GFR,因大量出汗急性失水,尿量,血浆晶体渗透压,ADH,血管紧张素原(肝脏合成) 肾素(球旁细胞分泌) 血管紧张素 血管紧张素转换酶 血管紧张素 肾上腺皮质 醛固酮 血管紧张素,肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAA),血管紧张素酶A,直接作用： （1）使近端小管对NaCl的重吸收增加 （2）改变肾小球滤过率,1. 血管紧张素对尿生成的调节,低浓度ANG缩血管（出球A收缩入球A） 肾小球血流量, Cap压GFR不变 高浓度ANG入球A强烈收缩GFR,间接作用： （3）刺激醛固酮合成和分泌 （4）使ADH释放增加,促进远曲小管和集合管水重吸收,2. 醛固酮对尿生成的调节 生理作用:保Na+(保水) 排K+ 促进远曲小管和集合管的主细胞重吸收Na+，同时排出K+ 作用机制 醛固酮分泌的调节,思考题 1. 简述Na+、Cl-、H2O在集合管和肾小管的转运机制？ 2. 什么是肾糖阈，渗透性利尿，水利尿？ 3. 简述抗利尿激素