1、第八章 尿的生成和排出,Urine Formation,南京醫(yī)科大學(xué) 生理學(xué)系 崔勝忠,and Excretion,水的動(dòng)態(tài)平衡,水的攝入： 飲水、進(jìn)食 水的排出： 1. 腎臟排尿：保持水的穩(wěn)態(tài) 2. 不感失水（呼吸器官、皮膚）：400-600 ml 3、出汗：變化很大 4. 糞便：100 ml,Kidney,腎小球的濾過(guò) (filtration) 腎小管和集合管的重吸收(reabsorption) 腎小管和集合管的分泌(secretion),Urine Formation,Function of kidney,1、排泄代謝尾產(chǎn)物 2、調(diào)節(jié)水、電解質(zhì)和酸堿平衡 3、產(chǎn)生多種生物活性物質(zhì)： re

2、nin erythropoietin kinins 1,25-dihydroxycholecalciferol, PG,Urine volume in 24 h,正常：1000 - 2000ml(1500ml) 少尿：100-500ml 無(wú)尿：少于100ml 多尿：超過(guò)2500ml（長(zhǎng)期）,第一節(jié) 腎的功能解剖和腎血流量,一、腎的功能解剖 腎單位（nephron）腎臟的基本功能單位 共有170 - 240萬(wàn)個(gè) 由腎小體和腎小管組成,（一）腎單位的構(gòu)成,腎單位（nephron）是腎臟的基本功能單位，共有170 - 240萬(wàn)個(gè)。,cortical nephron (皮質(zhì)腎單位) 90%，腎皮質(zhì)的淺

3、層和中層，腎小球體積小，髓袢短，含腎素較多。與尿液生成、腎素生成關(guān)系較大。 juxtamedullary nephron(近髓腎單位) 10%，靠近髓質(zhì)的腎皮質(zhì)深層，腎小球體積大，髓袢長(zhǎng)，含腎素較少，在尿液的濃縮與稀釋過(guò)程中起重要作用。,皮質(zhì)腎單位和近髓腎單位,（二）球旁器 (juxtaglomerular apparatus),致密斑 (macula densa)：遠(yuǎn)曲小管始段靠近球旁細(xì)胞。感受小管液NaCl含量的變化，調(diào)節(jié)球旁細(xì)胞對(duì)腎素的釋放。 顆粒細(xì)胞（球旁細(xì)胞, juxtaglomerular cell）：入球小動(dòng)脈中層內(nèi)的肌上皮樣細(xì)胞，能合成、貯存和分泌腎素。 球外系膜細(xì)胞（extr

4、aglomerular menangial cell）,（三）濾過(guò)膜 （filtration membrane）,Capillary endothelial cell Basement membrane Podocyte and foot process,Filtration membrane,毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞有許多小孔窗孔（fenestration) 基膜含有微細(xì)纖維網(wǎng)，對(duì)濾過(guò)膜的通透性起決定性作用 腎小囊臟層上皮細(xì)胞的足狀突起間有許多裂隙裂孔（slit),濾過(guò)膜通透性,(1) 與被濾過(guò)物質(zhì)分子大小有關(guān)： 分子有效半徑4.2 nm (分子量69000)不能濾過(guò)如球蛋白和纖維蛋白原。 分子有效

5、半徑2.0 nm可自由濾過(guò)，如葡萄糖。 白蛋白分子有效半徑為3.6 nm，因帶負(fù)電荷，濾液中濃度極低。,(2) 與被濾過(guò)物質(zhì)所帶電荷有關(guān),濾過(guò)膜各層含有許多帶負(fù)電荷的物質(zhì)，主要為糖蛋白。這些帶負(fù)電荷的物質(zhì)排斥帶負(fù)電荷的血漿蛋白，限制它們的濾過(guò)。,（四）腎臟的神經(jīng)支配和血管分布,Renal sympathetic nerve 末梢釋放去甲腎上腺素，促使腎血管收縮和腎素釋放。,腎的血管分布,腎動(dòng)脈分支進(jìn)入腎臟后要經(jīng)過(guò)兩次毛細(xì)血管網(wǎng)。腎小球毛細(xì)血管網(wǎng)壓力較高，有利于腎小球的濾過(guò)。腎小管周圍毛細(xì)血管網(wǎng)壓力較低，有利于腎小管的重吸收。,Blood supply of cortical nephron a

6、nd juxtamedullary nephron,血流量大：1200ml/min，占心輸出量的1/4 供血不均：皮質(zhì)94%， 外髓部5%，1%內(nèi)髓部 耗氧量大：占基礎(chǔ)耗氧量10%,二、腎血流量的特點(diǎn)及其調(diào)節(jié),動(dòng)脈血壓于10.724.0kPa ( 80180mmHg)范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)，腎血流量保持相對(duì)穩(wěn)定，從而腎小球?yàn)V過(guò)率保持相對(duì)穩(wěn)定。 在去神經(jīng)支配的腎或離體腎均存在，說(shuō)明為自身調(diào)節(jié)。,（一）腎血流量的自身調(diào)節(jié),1. 肌源性機(jī)制（myogenic mechanism),入球小動(dòng)脈平滑肌的舒縮與跨壁壓直接相關(guān)。,動(dòng)脈壓血管平滑肌收縮血流阻力,動(dòng)脈壓血管平滑肌舒張血流阻力,2.管球反饋（tubulog

7、lomerular feedback，TGF）,腎素血管緊張素、前列腺素、腺苷、NO等？,腎血流量和腎小球?yàn)V過(guò)率 到達(dá)致密斑的小管液流量 致密斑感受到Na+、K+、Cl-的轉(zhuǎn)運(yùn)速率并發(fā)出信息 入球小動(dòng)脈和出球小動(dòng)脈收縮 腎血流量和腎小球?yàn)V過(guò)率恢復(fù),（二）腎血流量的神經(jīng)體液調(diào)節(jié),神經(jīng)調(diào)節(jié)： renal sympathetic nerve, norepinephrine, receptor 應(yīng)急狀態(tài)(反射)腎交感神經(jīng)興奮腎血管收縮腎血流量 有利于活動(dòng)器官和重要器官得到較多的血液供應(yīng) （血液重分配）。,. 體液調(diào)節(jié),腎上腺素、去甲腎上腺素、血管緊張素II、升壓素、內(nèi)皮素腎血管收縮。 前列腺素、一氧化

8、氮、緩激肽腎血管舒張。,Figure Question,血液流經(jīng)腎小球毛細(xì)血管時(shí)，除蛋白質(zhì)分子以外的血漿成分被濾過(guò)進(jìn)入腎小囊腔而形成超濾液(ultrafiltration) 。 可用微穿刺法證明。,第二節(jié) 腎小球的濾過(guò)功能,腎小球?yàn)V過(guò)率 (glomerular filtration rate，GFR),Glomerular filtration rate (GFR)單位時(shí)間內(nèi)(每分鐘)兩腎生成的超濾液量。 125 m1min，180 L / Day。 Filtration fraction (濾過(guò)分?jǐn)?shù), FF)腎小球?yàn)V過(guò)率和腎血漿流量的比值。 Renal plasma flow (腎血漿流量,

9、 RPF)660 m1min。FF為125660100%19。流經(jīng)腎的血漿約有1/5由腎小球?yàn)V出到囊腔中。,一、有效濾過(guò)壓 (effective filtration pressure),腎小球?yàn)V過(guò)的動(dòng)力:有效濾過(guò)壓 有效濾過(guò)壓促進(jìn)濾過(guò)的動(dòng)力與阻礙濾過(guò)的阻力的代數(shù)和,由腎小球毛細(xì)血管入球端到出球端血壓下降不多，兩端血壓幾乎相等。 腎小球毛細(xì)血管血壓較高的原因： .入球小動(dòng)脈粗短，阻力小 .毛細(xì)血管直接發(fā)出，流入容易 .出球小動(dòng)脈細(xì)長(zhǎng)，阻力大,Plasma colloid osmotic pressure,血液流經(jīng)腎小球毛細(xì)血管時(shí)，不斷生成濾過(guò)液血漿蛋白濃度逐漸血漿膠體滲透壓隨之有效濾過(guò)壓逐漸。

10、 當(dāng)有效濾過(guò)壓下降到零時(shí)，達(dá)到濾過(guò)平衡 (filtration equilibrium)，濾過(guò)就停止。,Effective filtration pressure,有效濾過(guò)壓腎小球毛細(xì)血管血壓一(血漿膠體滲透壓十腎小囊內(nèi)壓),大鼠： 入球端：有效濾過(guò)壓6.0-(3.3+1.3) 1.4 kPa (濾過(guò)) 出球端：有效濾過(guò)壓6.0-(4.7+1.3) 0 kPa (無(wú)濾過(guò)),二、影響腎小球?yàn)V過(guò)的因素,有效濾過(guò)壓 濾過(guò)系數(shù) 腎血漿流量,Effective filtration pressure Filtration coefficient (Kf) Renal plasma flow,有效濾過(guò)壓

11、尿量,有效濾過(guò)壓腎小球毛細(xì)血管血壓一 (血漿膠體滲透壓十腎小囊內(nèi)壓),動(dòng)脈血壓：80180 mmHg，腎小球毛細(xì)血管血壓維持穩(wěn)定，腎小球?yàn)V過(guò)率保持不變（自身調(diào)節(jié)）。 動(dòng)脈血壓80 mmHg 腎小球毛細(xì)血管血壓 有效濾過(guò)壓 腎小球?yàn)V過(guò)率 。 動(dòng)脈血壓50 mmHg 腎小球?yàn)V過(guò)率降到零無(wú)尿。 高血壓病晚期：入球小動(dòng)脈硬化縮小 腎小球毛細(xì)血管血壓明顯降低腎小球?yàn)V過(guò)率減少少尿。,(一)腎小球毛細(xì)血管血壓 有效濾過(guò)壓 尿量,入球小動(dòng)脈硬化縮小 腎小球毛細(xì)血管血壓明顯降低腎小球?yàn)V過(guò)率減少少尿。,高血壓病晚期,(二)囊內(nèi)壓 腎盂或輸尿管結(jié)石、腫瘤阻塞管腔囊內(nèi)壓 有效濾過(guò)壓 (三)血漿膠體滲透壓 全身血漿蛋白

12、濃度或靜脈快速注入生理鹽水血漿膠體滲透壓 有效濾過(guò)壓 腎小球?yàn)V過(guò)率,（四）腎血漿流量,不是腎小球毛細(xì)血管全段都有濾過(guò)作用，只有從入球小動(dòng)脈端到濾過(guò)平衡這一段才有濾過(guò)作用。 濾過(guò)平衡越靠近入球小動(dòng)脈端，有效濾過(guò)的毛細(xì)血管長(zhǎng)度就越短，有效濾過(guò)壓和面積就越小，腎小球?yàn)V過(guò)率就低。,腎小球血漿流量腎小球毛細(xì)血管內(nèi)血漿膠體滲透壓上升速度濾過(guò)平衡靠近出球小動(dòng)脈端有效濾過(guò)壓和濾過(guò)面積(具有濾過(guò)作用的毛細(xì)血管段)腎小球?yàn)V過(guò)率。 嚴(yán)重缺氧、中毒性休克：交感神經(jīng)興奮腎血流量和腎血漿流量腎小球?yàn)V過(guò)率。,腎小球血漿流量,（五）濾過(guò)系數(shù),濾過(guò)系數(shù) = 濾過(guò)膜的有效通透性系數(shù)濾過(guò)膜面積 Kfks ()濾過(guò)膜通透性 腎小球腎

13、炎：濾過(guò)膜上帶負(fù)電荷的糖蛋白減少或消失濾過(guò)膜通透性白蛋白濾過(guò)量蛋白尿 ()濾過(guò)膜面積：1.5 m2 急性腎小球腎炎：腎小球毛細(xì)血管管腔變窄或阻塞有效濾過(guò)面積腎小球?yàn)V過(guò)率少尿或無(wú)尿。,Summary,The three basic renal processes are glomerular filtration, tubular reabsorption, and tubular secretion. Urine formation begins with glomerular filtration, which is driven by the hydrostatic pressure in

14、 the glomerular capillaries and is opposed by both the hydrostatic pressure in Bowmans space and the osmotic force due to the proteins in the glomerular capillary plasma. Glomerular filtrate is approximately 180L/d, and contains all plasma substances other than proteins and substances bound to prote

15、in.,第三節(jié) 腎小管與集合管的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能,原尿：180 L/Day 終尿： 1.5 L/Day 99重吸收 排出體外,Reabsorption and Secretion,重吸收腎小管和集合管上皮將小管液中水分和溶質(zhì)重新轉(zhuǎn)運(yùn)回血液 分泌上皮細(xì)胞本身產(chǎn)生的物質(zhì)或血液中的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)至小管液,腎小管與集合管的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能,1、被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) (passive transport) 單純擴(kuò)散 易化擴(kuò)散 滲透(osmosis)：水分子從滲透壓低的一側(cè)向滲透壓高的一側(cè)移動(dòng)。 溶劑拖曳(solvent drag)：當(dāng)水分子重吸收時(shí)，有些溶質(zhì)隨水分子一起轉(zhuǎn)運(yùn)。,一、腎小管和集合管中物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的方式,2、主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) (

16、active transport),原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)：鈉泵(sodium pump)、質(zhì)子泵 (proton pump)。 繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)：Na-葡萄糖同向轉(zhuǎn)運(yùn)。,聯(lián)合轉(zhuǎn)運(yùn)(coupled transport),同向轉(zhuǎn)運(yùn)(symport)：如Na+和葡萄糖、 Na+和氨基酸同向轉(zhuǎn)運(yùn)。 逆向轉(zhuǎn)運(yùn)(antiport)：如Na+和H+、 Na+和K+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)。 3、入胞 (endocytosis),物質(zhì)通過(guò)腎小管上皮轉(zhuǎn)運(yùn)的途徑,Transcellular pathway 跨細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)途徑,Paracellular pathway 細(xì)胞旁轉(zhuǎn)運(yùn)途徑,二、腎小管、集合管中各種物質(zhì)的重吸收和分泌,（一）Na+、

17、Cl- 和水的重吸收: 99%被重吸收 .近球小管 Na+、Cl、K+ 、Ca2+ 、水70%被重吸收,管腔膜： Na+-葡萄糖同向轉(zhuǎn)運(yùn)，Na+-氨基酸同向轉(zhuǎn)運(yùn)，Na+-H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)。 Na+順濃度差、葡萄糖和氨基酸逆濃度差進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。 H進(jìn)入小管液（分泌），HCO3被重吸收，Cl不被重吸收。 基底膜： 細(xì)胞內(nèi)葡萄糖、氨基酸順濃度差進(jìn)入血液循環(huán)（易化擴(kuò)散） 細(xì)胞內(nèi)Na通過(guò)Na-K+泵主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞外液。,近球小管前半段,近球小管后半段,Na+ -H+交換， Cl- HCO逆向轉(zhuǎn)運(yùn)。 Cl進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)基底膜K-Cl同向轉(zhuǎn)運(yùn)體至細(xì)胞間隙，再進(jìn)入血液。 由于近球小管前半段重吸收水而不重吸收Cl，小

18、管液Cl升高，Cl順濃度差進(jìn)入細(xì)胞間隙，形成電位差，Na+順電位差進(jìn)入細(xì)胞間隙。,Na+、葡萄糖和氨基酸進(jìn)入細(xì)胞間隙 細(xì)胞間隙中滲透壓 小管液中水進(jìn)入細(xì)胞間隙（滲透） 細(xì)胞間隙靜水壓（緊密連接） Na、水進(jìn)入毛細(xì)血管（重吸收）,近球小管對(duì)水的重吸收,2.髓袢,20%NaCl和水在髓袢被重吸收。 Na+、Cl的重吸收主要在髓袢升支粗段進(jìn)行，依靠管腔膜上電中性的Na+-K+-2Cl同向轉(zhuǎn)運(yùn)體。 哇巴因(ouabain)抑制Na+泵后， Na+和Cl的重吸收均減少。 水在髓袢升支粗段不通透，在髓袢降支細(xì)段以滲透方式重吸收。,呋喃苯胺酸(furosemide,速尿)抑制Na+-K+-2Cl同向轉(zhuǎn)運(yùn)體，

19、從而抑制Na+、Cl的重吸收，干擾尿的濃縮機(jī)制，導(dǎo)致利尿。,3. 遠(yuǎn)球小管和集合管,Na+、Cl和水10%在遠(yuǎn)球小管和集合管被重吸收（遠(yuǎn)球小管：7%；集合管：3%） 水的重吸收主要受抗利尿激素（antidiuretic hormone, ADH）調(diào)節(jié) Na的重吸收主要受醛固酮(aldosterone)調(diào)節(jié),遠(yuǎn)球小管始段,對(duì)水不通透 Na+-Cl-同向轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入細(xì)胞（主動(dòng)） 細(xì)胞內(nèi)Na+由鈉泵轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞間隙 Cl-經(jīng)Cl-通道進(jìn)入細(xì)胞間隙 噻嗪類(thiazide)利尿劑如雙氫克尿噻(hydrochlorothiazide)抑制Na+-Cl-同向轉(zhuǎn)運(yùn),遠(yuǎn)球小管后段和集合管,主細(xì)胞(principa

20、l cell)： 基底膜的鈉泵將Na+轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞間隙，細(xì)胞內(nèi)Na+，小管液Na+中經(jīng)通道進(jìn)入細(xì)胞。 集合管對(duì)水的重吸收量取決于集合管主細(xì)胞對(duì)水的通透性。 水孔蛋白(aquaporin, AQP)。管腔側(cè)有AQP-2，基底膜側(cè)有AQP- 和AQP-， AQP-決定上皮對(duì)水的通透性，受ADH控制。 閏細(xì)胞(intercalated cell)： 分泌H+（與酸堿平衡有關(guān)）,酸堿平衡 揮發(fā)性酸：CO2經(jīng)肺排出 非揮發(fā)性酸（硫酸、鹽酸）： 緩沖系統(tǒng)作用下生成相應(yīng)鈉鹽和CO2，需消耗HCO3- 腎：重吸收HCO3- 和分泌H+；分泌氨,(二) HCO3的重吸收和H+的分泌,HCO3- 的重吸收,以CO2

21、形式，碳酸酐酶(carbonic anhydrase, CA)催化 幾乎全部重吸收，80 %在近球小管 碳酸酐酶抑制劑乙酰唑胺(acetazolamide)可抑制H+的分泌,H+的分泌,近球小管： Na+-H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)（繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)） 遠(yuǎn)曲小管和集合管： 質(zhì)子泵（H + -ATP酶）， H+ - K+-ATP酶（逆向轉(zhuǎn)運(yùn)）,（三）NH3的分泌與H、HCO3轉(zhuǎn)運(yùn)的關(guān)系,1分子谷氨酰胺生成2個(gè)NH4+ 和2個(gè)HCO3-（谷氨酰胺酶催化） 谷氨酰胺酶是生成NH4+的限速酶 NH4+NH3+H，動(dòng)態(tài)平衡 通過(guò)Na-H轉(zhuǎn)運(yùn)體進(jìn)入小管液（NH4+代替H） NH3單純擴(kuò)散到小管液，與H+結(jié)合成NH4+，以

22、銨鹽形式排出 每排出1個(gè)NH4+，就有1個(gè)HCO3-重吸收回血,（四）K+的重吸收和分泌,K排出量取決于： 濾過(guò)量 重吸收量 分泌量，為主 K的重吸收部位： 近球小管70% 髓袢2530% 遠(yuǎn)球小管和集合管受調(diào)節(jié),K+的分泌,近球小管和髓袢不分泌K+ 遠(yuǎn)球小管和集合管主細(xì)胞分泌K，受醛固酮調(diào)節(jié) 細(xì)胞內(nèi)鉀高，管腔膜對(duì)K通透，K順濃度差進(jìn)入小管液 H-K ATP酶：H-K交換（細(xì)胞外液濃度低時(shí)起作用）,刺激主細(xì)胞分泌K+的因素,細(xì)胞外液K+濃度 刺激Na+-K+ ATP酶，細(xì)胞內(nèi)K+濃度升高 增加管腔膜對(duì)K+的通透性 刺激腎上腺皮質(zhì)分泌醛固酮 醛固酮 小管液流量,利尿劑小管液流量K+的分泌,(五)

23、 Ca2+的重吸收和排泄,近球小管70% 髓袢20% 遠(yuǎn)球小管9% 集合管1% 排出不到1%,(六) 葡萄糖和氨基酸的重吸收,腎小球?yàn)V過(guò)液中葡萄糖濃度與血糖濃度相同，但尿中幾乎不含葡萄糖，說(shuō)明葡萄糖全部被重吸收回血。 葡萄糖的重吸收部位僅限于近球小管，尤其在近球小管前半段，其他各段腎小管沒(méi)有重吸收葡萄糖能力。 如果近球小管以后的小管液中仍有葡萄糖，則尿中將出現(xiàn)葡萄糖（糖尿）。,Na-葡萄糖同向轉(zhuǎn)運(yùn),葡萄糖和氨基酸均在近球小管被重吸收，繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn),近球小管對(duì)葡萄糖的重吸收有一定限度。 當(dāng)血液中葡萄糖濃度超過(guò)180 mgdL時(shí)，部分腎小管對(duì)葡萄糖的吸收已達(dá)到極限，尿中開始出現(xiàn)葡萄糖，此時(shí)的血糖

24、濃度稱為腎糖閾。,腎糖閾(renal threshold for glucose),當(dāng)血糖濃度超過(guò)約300 mg100 ml后，全部腎小管對(duì)葡萄糖的吸收達(dá)到極限，此值即為葡萄糖吸收極限量。 男性為375 mgmin，女性為300 mgmin。 與同向轉(zhuǎn)運(yùn)體數(shù)目有限有關(guān),葡萄糖吸收極限量（最大轉(zhuǎn)運(yùn)率，maximal rate of transport for glucose),尿的滲透濃度可由于體內(nèi)缺水或水過(guò)剩而大幅變動(dòng)，501200 mOsmL 缺水時(shí)，尿液滲透濃度明顯高于血漿滲透濃度高滲尿 (濃縮尿，concentrated urine) 水過(guò)剩時(shí)，尿液滲透濃度低于血漿滲透濃度低滲尿 (稀釋

25、尿，dilute urine),第四節(jié) 尿液的濃縮和稀釋,一、尿液的稀釋,大量飲清水后，血漿晶體滲透壓降低，引起血管升壓素釋放減少，引起水利尿(water diuresis)。 尿液的稀釋是由于小管液中的溶質(zhì)重吸收而水不易被重吸收造成的。,在體內(nèi)水過(guò)剩而血管升壓素釋放減少時(shí)，集合管對(duì)水的通透性非常低。NaCl繼續(xù)被重吸收，而水不被重吸收，形成低滲尿，造成尿液的稀釋，可降低至50 mOsmL。 如果血管升壓素完全缺乏時(shí)，每天可排出高達(dá)20L的低滲尿尿崩癥（diabetes insipidus),二、尿液的濃縮,失水、禁水血漿晶體滲透壓血管升壓素釋放尿液濃縮，尿量（抗利尿，antidiuresis

26、）。 小管液中溶質(zhì)未被重吸收，而水被重吸收，引起尿液的濃縮。 尿液濃縮的條件： 腎髓質(zhì)滲透梯度抽吸水分的力 抗利尿激素集合管對(duì)水的通透性,腎髓質(zhì)滲透梯度的形成,冰點(diǎn)降低法測(cè)腎的滲透濃度 皮質(zhì)部的組織間液是等滲的 髓質(zhì)部組織間液的滲透濃度由外向內(nèi)逐步升高滲透梯度,髓袢是形成髓質(zhì)滲透梯度的重要結(jié)構(gòu),只有具有髓袢的腎才能形成濃縮尿 髓袢愈長(zhǎng)，濃縮能力就愈強(qiáng) 沙鼠腎髓質(zhì)特別厚，能產(chǎn)生20倍于血漿滲透濃度的高滲尿 豬的髓袢較短，只能產(chǎn)生15倍于血漿滲透濃度的尿液。 人的髓袢為中等長(zhǎng)度，最多能產(chǎn)生45倍于血漿滲透濃度的高滲尿,形成腎髓質(zhì)高滲狀態(tài)的主要溶質(zhì)是NaCl和尿素(urea)。 滲透梯度的形成與逆流

27、倍增機(jī)制(countercurrent multiplication)有關(guān)。,兩個(gè)并列管道內(nèi)的液體流動(dòng)方向相反，甲乙兩管下端是連通的，兩管問(wèn)的隔膜容許液體中的溶質(zhì)或熱能在兩管間交換。 在逆流系統(tǒng)中，由于管壁通透性和管道周圍環(huán)境的作用，就會(huì)產(chǎn)生逆流倍增現(xiàn)象。,逆流系統(tǒng) (Counter-current system),含鈉鹽的液體從甲管流進(jìn)，從乙管反向流出。Ml膜對(duì)水的通透性很低,但能主動(dòng)將Na由乙管泵入甲管。 甲管溶液在向下流動(dòng)過(guò)程中Na濃度不斷增加(倍增)，到下端的彎曲部分時(shí)Na濃度最高。 乙管溶液向上流動(dòng)時(shí)，由于Na泵出，Na濃度逐漸下降，形成滲透梯度。,逆流倍增（counter-curr

28、ent multiplication),Counter-current multiplication,滲透濃度較低的溶液從丙管向下流，M2膜對(duì)水能通透，對(duì)溶質(zhì)不通透。 水將因滲透作用而進(jìn)入乙管，丙管內(nèi)溶質(zhì)的濃度逐漸升高，結(jié)果丙管下端流出高滲溶液。,各段腎小管的通透性,小管段 NaCl 尿素水 髓袢降支細(xì)段 不通透 不通透通透 小管液滲透濃度逐漸 髓袢升支細(xì)段 通透 通透 不通透小管液滲透濃度逐漸 髓袢升支粗段 不通透,主動(dòng)吸收不通透不通透小管液滲透濃度逐漸 遠(yuǎn)球小管 不通透,主動(dòng)吸收不通透VP影響通透性大小 集合管皮質(zhì)部 不通透,主動(dòng)吸收不通透VP影響通透性大小 集合管髓質(zhì)部 不通透,主動(dòng)吸收

29、通透VP影響通透性大小,外髓部,髓袢升支粗段：主動(dòng)重吸收NaC1、對(duì)水不通透小管液向皮質(zhì)方向流動(dòng)時(shí)，管內(nèi)NaCl濃度逐漸降低小管液滲透濃度逐漸下降組織間液變成高滲。,外髓部的滲透梯度主要由髓袢升支粗段NaCl的重吸收所形成。愈靠近皮質(zhì)部，滲透濃度越低，愈靠近內(nèi)髓部，滲透濃度越高。,內(nèi)髓部,遠(yuǎn)曲小管、皮質(zhì)部和外髓部的集合管對(duì)尿素不通透。 在ADH作用下，水被重吸收，小管液中尿素濃度逐漸升高； 內(nèi)髓部集合管對(duì)尿素的通透性大，小管液中尿素就順濃度梯度向組織間液擴(kuò)散，內(nèi)髓部組織間液中尿素濃度增高，滲透濃度隨之升高。 內(nèi)髓部組織間液的滲透濃度是由尿素和NaCl共同形成的。,尿素的再循環(huán)(urea rec

30、ycling),髓袢升支粗段遠(yuǎn)曲小管皮質(zhì)部和外髓部集合管,內(nèi)髓部集合管,組織間液,髓袢升支細(xì)段,髓質(zhì)滲透梯度,髓袢升支粗段對(duì)NaC1的主動(dòng)重吸收是髓質(zhì)滲透梯度建立的主要?jiǎng)恿Γ蛩睾蚇aCl是建立髓質(zhì)滲透梯度的主要溶質(zhì)。,三、直小血管在維持腎髓質(zhì)高滲中的作用,逆流交換 冷水流過(guò)圖中右邊的形管時(shí)，從熱源帶走的熱量很有限，熱源損失掉的熱量也很少。 直小血管的降支和升支是并行的細(xì)血管，構(gòu)成逆流交換系統(tǒng)。,通過(guò)直小血管的逆流交換作用保持髓質(zhì)滲透梯度,直小血管對(duì)溶質(zhì)和水通透性高，下行過(guò)程中，組織間液中溶質(zhì)順濃度差擴(kuò)散到直小血管降支中，其中的水滲出到組織間液，血管中溶質(zhì)濃度逐漸升高。 直小血管升支從髓質(zhì)返

31、回外髓部時(shí)，血管內(nèi)溶質(zhì)濃度比組織間液高，溶質(zhì)擴(kuò)散回組織間液，進(jìn)入降支。 直小血管升支離開外髓部時(shí)，只把多余的溶質(zhì)和水帶回循環(huán)中，維持了腎髓質(zhì)的滲透梯度。,尿液濃縮的過(guò)程,調(diào)節(jié)途徑：濾過(guò) 重吸收 分泌,第五節(jié) 尿生成的調(diào)節(jié),（一）腎血流量和腎小球?yàn)V過(guò)率的自身調(diào)節(jié) （二）重吸收的自身調(diào)節(jié) 1. 小管液溶質(zhì)濃度對(duì)腎小管功能的調(diào)節(jié) 2. 球管平衡(glomerulotubular balance),一、腎內(nèi)自身調(diào)節(jié),小管液溶質(zhì)的濃度升高引起的尿量增多滲透性利尿(osmotic diuresis)。 例如：糖尿病、靜脈注射50%葡萄糖、甘露醇,（一） 小管液溶質(zhì)濃度對(duì)腎小管功能的調(diào)節(jié),靜脈注射50%葡萄

32、糖血糖升高超過(guò)腎糖閾近球小管不能將葡萄糖全部重吸收小管液溶質(zhì)濃度小管液滲透壓 對(duì)抗水的重吸收水的重吸收 尿量（糖尿） 甘露醇 (mannitol)：能濾過(guò)，不能被重吸收滲透性利尿劑（脫水劑）,Osmotic diuresis,近球小管的重吸收率始終占腎小球?yàn)V過(guò)率的70左右球管平衡 (定比重吸收，constant fraction reabsorption)。 意義：尿中Na+和水的排出不會(huì)因腎小球的濾過(guò)率變化而發(fā)生大的變化。 滲透性利尿：球管平衡被破壞，尿量和尿Na+排出增多。,（二）球管平衡 (glomerulotubular balance),（一）腎交感神經(jīng)的作用 入球小動(dòng)脈和出球小動(dòng)脈

33、收縮，腎小球毛細(xì)血管的血漿流量減少和腎小球?yàn)V過(guò)率降低； 增加近球小管對(duì)Na、Cl和水的重吸收； 刺激近球細(xì)胞釋放腎素，導(dǎo)致循環(huán)中的血管緊張素II和醛固酮增加。,二、神經(jīng)和體液調(diào)節(jié),（二）血管升壓素 (vasopressin,VP),合成： 下丘腦視上核和室旁核的神經(jīng)元胞體 貯存和釋放： 神經(jīng)垂體,抗利尿激素 (antidiuretic hormone, ADH) 下丘腦垂體束 (hypothalamo-hypophysial tract),ADH的生理作用：,增加集合管對(duì)水的通透性，水的重吸收增多，尿量減少 缺乏ADH：尿崩癥 ADH與集合管的V2型受體結(jié)合，細(xì)胞內(nèi)cAMP增加，胞漿內(nèi)水孔蛋白

34、AQP-2插入頂端膜，形成水通道(vasopressin inducible water channel)，管腔內(nèi)的水經(jīng)水通道被重吸收。,ADH釋放的調(diào)節(jié),血漿晶體滲透壓(osmolality)的變化： 滲透壓感受器 (osmoreceptor) 大量發(fā)汗等血漿晶體滲透壓視上核和室旁核附近的晶體滲透壓感受器ADH合成和釋放 集合管對(duì)水的重吸收 尿量 大量飲清水血液稀釋血漿晶體滲透壓,水利尿 (water diuresis),正常人一次飲用l L清水半小時(shí)后，尿量開始增加，第1 小時(shí)末達(dá)最高值，23小時(shí)后恢復(fù)。 飲用等滲鹽水(0.9NaCl)，尿量不出現(xiàn)飲清水后那樣的變化。 大量飲用清水后引起尿

35、量增多水利尿。檢測(cè)腎稀釋能力。,2. 循環(huán)血量的改變:,心肺感受器(cardiopulmonary receptor),又稱容量感受器(volume receptor) 循環(huán)血量容量感受器受到的刺激經(jīng)迷走神經(jīng)傳入中樞ADH合成釋放尿量 （由于排出了過(guò)剩的水分，正常血量因而得到恢復(fù)）。 大失血血量減少,3. 其它調(diào)節(jié)ADH釋放的因素,血壓升高時(shí)，刺激頸動(dòng)脈竇壓力感受器，可反射性地抑制ADH的釋放。 心房鈉尿肽抑制ADH分泌。 血管緊張素II刺激ADH分泌。,（三）腎素血管緊張素醛固酮系統(tǒng),(renin-angiotensin-aldosterone system),肝臟,血管緊張素原,血管緊張素

36、 I (10肽),腎臟,腎素,血管緊張素轉(zhuǎn)換酶（ACE）,血管緊張素 II (8肽),血管緊張素酶A,血管緊張素 III 7肽),腎上腺皮質(zhì)球狀帶,醛固酮,促進(jìn)遠(yuǎn)球小管、集合管對(duì)Na的重吸收和K的分泌（保Na排K）,血管平滑肌收縮,血壓,外周阻力,近球小管重吸收Na,神經(jīng)系統(tǒng)：血管升壓素、ACTH 交感神經(jīng)活動(dòng) 渴覺和飲水行為,腎素分泌的調(diào)節(jié),1. 腎內(nèi)機(jī)制：腎動(dòng)脈灌注壓動(dòng)脈壁受牽張程度腎素 小管液Na量通過(guò)致密斑的Na量腎素 神經(jīng)機(jī)制：交感神經(jīng)興奮近球小管的受體腎素 體液機(jī)制：PGE2、PGI2、Adr、NA腎素 Ang II、血管升壓素、內(nèi)皮素、心房鈉尿肽、NO 腎素,血壓下降、急性失血、

37、腎動(dòng)脈狹窄、細(xì)胞外液量減少、心力衰竭腎素,（四）心房鈉尿肽（atrial natriuretic peptide，ANP),心房肌合成的肽類激素 生理作用：使血管平滑肌舒張，促使腎臟排鈉、排水 入球小動(dòng)脈舒張，腎小球?yàn)V過(guò)率增加 抑制集合管對(duì)NaCl的重吸收 抑制腎素、醛固酮和ADH的分泌,第六節(jié) 清除率 (clearance, C),一、血漿清除率的概念和計(jì)算方法 腎臟在每分鐘內(nèi)中尿排出的某物質(zhì)的量，相當(dāng)于每分鐘有多少毫升血漿將該物質(zhì)完全清除。這個(gè)每分鐘的血漿毫升數(shù)稱為該物質(zhì)的清除率。 具體計(jì)算需要測(cè)量3個(gè)數(shù)值： U尿中某物質(zhì)的濃度，mg100ml V每分鐘尿量,mlmin P血漿某物質(zhì)的濃度，mg100ml 因?yàn)槟蛑性撐镔|(zhì)均來(lái)自血漿，所以VU =PC，即 C=UV/P (ml/min),（一）測(cè)定 腎小球?yàn)V過(guò)率 (GFR) 若某物質(zhì)可由腎小球自由濾過(guò)，但既不被腎小管重吸收，也不被分泌，則該物質(zhì)的血漿清除率就可代表腎小球?yàn)V過(guò)率。 設(shè)每分鐘尿量為V，尿中該物質(zhì)的濃度為U，血漿中該物質(zhì)的濃度為P，腎小球?yàn)V過(guò)率為F。 則VU=FP 即F=C=VU/P,二、測(cè)定清除率的意義,菊粉(inulin)符