1、第八章尿的生成和排出 排泄: 機(jī)體代謝的終產(chǎn)物和進(jìn)入體內(nèi)的異物 等，通過血液循環(huán)經(jīng)排泄器官排出體 外的過程。 排泄途徑: 腎臟 尿 肺臟 CO2、H2O 皮膚 汗、H2O、部分無機(jī)鹽 大腸 膽色素,腎臟的主要功能： 排出機(jī)體代謝產(chǎn)物和異物； 調(diào)節(jié)水和電解質(zhì)平衡； 調(diào)節(jié)體液滲透壓、體液量和電解質(zhì)濃度； 調(diào)節(jié)酸堿平衡； 內(nèi)分泌功能： A.腎素：參與動脈血壓調(diào)節(jié) B.促紅細(xì)胞生成素：參與骨髓RBC生成 C.25-VD3在近端小管1-羥化酶作用下轉(zhuǎn) 化成1，25二羥VD3,調(diào)節(jié)鈣的吸收和血 鈣水平 D.激肽、前列腺素：參與局部或全身血管 活動調(diào)節(jié),腎小球的濾過 尿生成基本過程 腎小管和集合管選擇性重吸

2、收 腎小管和集合管的分泌 第一節(jié) 腎的功能解剖和腎血流量 一、腎的功能解剖 (一)腎單位和集合管 腎小球 腎小體 腎小囊 腎單位 近端小管:近曲、近端小管 腎小管 髓袢細(xì)段:降、升支細(xì)段 遠(yuǎn)端小管:升支粗段、遠(yuǎn)曲 集合管,(二) 皮 質(zhì) 腎 單 位 和 近 髓 腎 單 位,(三) 球 旁 器,斑,(四)腎的神經(jīng)支配 腎交感神經(jīng) 腎動脈 腎小管 球旁細(xì)胞 調(diào)節(jié)腎血流量； 調(diào)節(jié)濾過率、重吸收 調(diào)節(jié)腎素的釋放,NE,二、腎臟血液循環(huán)的特征 (一) 血供特點(diǎn) 1. 流量大，但分布不均 1200ml/min 占心輸出量1/51/4 皮質(zhì)：94% 分布 外髓：5%6% 內(nèi)髓： 1% 2. 兩次毛細(xì)血管網(wǎng)

3、腎小球毛細(xì)血管網(wǎng)： 壓力高，利于濾過 腎小管周圍毛細(xì)血管網(wǎng)： 壓力低，利于重吸收,(二)腎血流量的調(diào)節(jié) 1. 自身調(diào)節(jié):動脈血壓80180mmHg范圍變 動時，腎血流量相對恒定。 肌源學(xué)說:血管平滑肌緊張性隨灌注壓變化 管球反饋:小管液流量的變化影響腎血流 量和腎小球?yàn)V過率的現(xiàn)象。 2. 神經(jīng)體液調(diào)節(jié)：緊急狀態(tài)下發(fā)揮作用。 腎交感神經(jīng)興奮腎血流量 NE、E、ADH、血管緊張素腎血流量 PG、NO腎血流量,第二節(jié) 腎小球的濾過機(jī)能 1. 實(shí)驗(yàn)根據(jù)： 濾過液成分分析 2. 衡量腎濾過功能的指標(biāo)：,腎小球?yàn)V過率 （glomerular filtration rate,GFR) ： 單位時間(每min

4、)兩腎生成的超濾液量。 正常值：125ml/min 濾過分?jǐn)?shù)(filtration fraction) 腎小球?yàn)V過率與腎血漿流量的比值。 正常值：125/660100%19%,一、濾過膜及其通透性 1. 濾過膜的結(jié)構(gòu) 毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞層(窗孔) 基膜層(網(wǎng)孔) 腎小囊上皮細(xì)胞層(裂隙孔) 2. 濾過膜的通透性 分子量選擇性:7萬不通過 電荷選擇性:負(fù)電荷不通過,二、濾過的動力 有效濾過壓(effective filtration pressure),有效濾過壓=腎小球毛細(xì)血管血壓 (血漿膠體滲透壓腎小囊內(nèi)壓) 入球端有效濾過壓=10mmHg 出球端有效濾過壓= mmHg,濾過平衡：有效濾過壓下

5、降為零時,三、影響腎小球?yàn)V過的因素 1. 濾過膜(面積、通透性) 2. 有效濾過壓 腎小球毛細(xì)血管血壓 血漿膠體滲透壓 囊內(nèi)壓 3. 腎血漿流量,第三節(jié) 腎小管和集合管 物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)功能 重吸收(reabsorption)：物質(zhì)從腎小管液(原尿)中轉(zhuǎn)運(yùn)至血液中的過程。 重吸收的質(zhì)和量上, 近端小管居首位。 分泌(secretion)：上皮細(xì)胞將本身產(chǎn)生的或血液中的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)至腎小管腔內(nèi)的過程。,一、腎小管和集合管的重吸收機(jī)能,(一)重吸收方式 1. 被動重吸收(滲透、擴(kuò)散) 2. 主動重吸收(離子泵、吞飲) (二) Na+、Cl-和水的重吸收 1.近端小管 重吸收的量大、種類多，等滲重 吸收。 近

6、端小管前半段：,A. Na+-H-交換體，逆向轉(zhuǎn)運(yùn)。 B. Na+與GS、AA、Cl-等同向轉(zhuǎn)運(yùn)。 基側(cè)膜Na+泵將Na+泵入細(xì)胞間隙， GS、AA、Cl-易化擴(kuò)散入間隙。 均為繼發(fā)主動重吸收。 C. 水重吸收：上述物質(zhì)被重吸收入 細(xì)胞間隙間隙滲透壓水通 過緊密連接、上皮細(xì)胞入間隙 間隙靜水壓水重吸收入血。 Na+、水重吸收多于Cl- ，HCO3-重吸收 優(yōu)于 Cl-， Cl-留在小管液中，濃度高。,近端小管后半段 A.跨上皮細(xì)胞途徑: 有Na+-H+和Cl-HCO3-的逆向交換體，其轉(zhuǎn)運(yùn)結(jié)果，Na+、Cl-進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，H+、HCO3- (HCO3-以CO2方式可重新進(jìn)入細(xì)胞)進(jìn)入小管液；進(jìn)入

7、細(xì)胞內(nèi)的Na+由Na+泵泵入細(xì)胞間隙、Cl-由基側(cè)膜K+-Cl-同向轉(zhuǎn)運(yùn)體轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞間隙，再吸收入血。,B.細(xì)胞旁路途徑: 進(jìn)入小管液的Cl-比細(xì)胞間隙中高20% 40%，Cl-經(jīng)緊密連接順濃度梯度入細(xì)胞間隙而被重吸收；由于Cl-重吸收后，管內(nèi)呈正電位，驅(qū)使小管液內(nèi)Na+順電位差經(jīng)緊密連接而被重吸收。,2.髓袢對物質(zhì)的重吸收 重吸收20%的Na+、Cl- 、K+；15%水 A.降支細(xì)段：對Na+、Cl-的通透性極低， 對水通透，在組織液高滲作用下水被 重吸收，小管液滲透壓逐漸升高。 B.升支細(xì)段：對水不通透，對Na+、Cl- 通透，NaCl擴(kuò)散入間隙，故小管液流 經(jīng)升支細(xì)段時，滲透壓逐漸下降。

8、,C.升枝粗段：主動重吸收NaCl。 機(jī)制：粗段上皮細(xì)胞基側(cè)膜Na+泵造成細(xì) 胞內(nèi)低Na+，Na+:K+:2Cl-同向轉(zhuǎn)運(yùn)體 繼發(fā)主動轉(zhuǎn)運(yùn)；另有1個Na+順電位差 經(jīng)細(xì)胞旁路重吸收；該段對水通透性 低，水留在小管液中，由于NaCl被重 吸收，造成水、鹽重吸收分離，形成 髓質(zhì)高滲。 呋喃苯胺酸(呋塞米，furosemide)可抑 制Na+:K+:2Cl-同向轉(zhuǎn)運(yùn)。,髓袢升枝粗段繼發(fā)性主動重吸收Na+、K+和Cl-示意圖,3.遠(yuǎn)端小管和集合管的重吸收 A.重吸收12%的Na+、Cl-，不同量的 水，分泌不同量的K+和H-； B.對Na+、Cl-和水的重吸收量根據(jù)體內(nèi) 水鹽平衡狀況調(diào)節(jié)； C.水重吸

9、收受ADH調(diào)節(jié)； D.Na+、K+的轉(zhuǎn)運(yùn)受醛固酮調(diào)節(jié)；,遠(yuǎn)曲小管始段： A.該段小管對水不通透，仍能主動重吸 NaCl，使小管液滲透壓繼續(xù)降低。 B.小管管腔膜Na+-Cl-通過同向轉(zhuǎn)運(yùn)體 轉(zhuǎn)運(yùn)入胞，再由Na+泵泵入細(xì)胞間隙。 (噻嗪類利尿劑抑制此處Na+-Cl-轉(zhuǎn)運(yùn)) 遠(yuǎn)曲小管后段和集合管： 主細(xì)胞：重吸收Na+ 和水。 Na+通過管腔膜Na+通道順電化學(xué)梯 度入胞，再由Na+泵泵入細(xì)胞間液。,主細(xì)胞基側(cè)膜(即管腔膜)的Na+泵功能： 維持內(nèi)低的Na+濃度，并成為小管液中 Na+經(jīng)頂端膜通道進(jìn)入細(xì)胞的動力; 氨基吡咪(阿米洛利,amiloride)抑 制頂端膜Na+通道 造成小管液的負(fù)電位：

10、 使小管中Cl-經(jīng)細(xì)胞旁路重吸收; K+分泌入小管腔的動力; 閏細(xì)胞:與泌H+有關(guān)。 集合管對水的重吸收：取決于上皮細(xì)胞頂 端膜含水孔蛋白(aquaporin，AQP-2)的 多寡，而其受ADH調(diào)控。,(三)HCO3-重吸收與H-的分泌 1.近端小管的重吸收 80%HCO3-的重吸收以CO2形式進(jìn)行的， 故HCO3-重吸收率明顯大于Cl-的重吸 收率。 過程：Na+-H+交換的H+進(jìn)入小管液+濾液 中的NaHCO3分解為Na+和HCO3- H2CO3H2O +CO2進(jìn)入細(xì)胞 H-的分泌：Na+-H+交換H+進(jìn)入小管液(碳酸酐酶抑制劑乙酰唑胺可抑制H+的分泌),近端小管重吸收HCO3-細(xì)胞機(jī)制,

11、2.髓袢的重吸收： 主要是升支粗段。機(jī)制同近端小管。 3.遠(yuǎn)端小管和集合管的重吸收： 遠(yuǎn)端小管和集合管閏細(xì)胞可主動分泌H+。分泌入小管液中的H+可與HCO3-、HPO42-、NH3結(jié)合, 降低小管液H+。小管液pH降低時，H+分 泌減少。,(四)K+重吸收: 6570%在近端小管，25 30%在髓袢重吸收，且比例固定。 (五)葡萄糖重吸收：100%在近端小管由 Na+-葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體繼發(fā)動重吸收。 腎糖閾：尿中開始出現(xiàn)糖的血糖最低值。 180mg/dl (濾過量=225mg/dl) 吸收極限量：濾過量=375mg/dl(男) 300mg/dl(女) (六)氨基酸重吸收：機(jī)制同glucose。 (

12、七)其他物質(zhì)：HPO4 2、SO4 2 與Na+同向轉(zhuǎn)運(yùn)； 少量蛋白質(zhì)吞飲。,二、腎小管和集合管的 分泌功能 分泌 (secretion)： 上皮細(xì)胞將本 身產(chǎn)生的物質(zhì)或血液中的 物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到腎小管腔內(nèi)的 過程。,(一)H+的分泌和H+-Na+交換， 小管細(xì)胞中： CO2 H2O 碳酸酐酶 H2CO3 HCO3- H+ 分泌 部位及機(jī)制： 近端小管：分泌80%的H+,H+-Na+逆向交換 遠(yuǎn)曲小管和集合管的閏細(xì)胞： H+泵泌H+ 入小管液， H+與HPO4 2-和NH3 結(jié)合排出 ； 胞內(nèi)HCO3-與Na+一起入血。,(二)NH3的分泌 部位：近端小管、髓袢升支粗段、遠(yuǎn)曲小 管和集合管 在近端小

13、管： 谷氨酰胺 谷氨酰胺酶 谷氨酸根+NH4； 谷氨酸根 谷氨酸脫氫酶 -酮戊二酸+NH4； 2分子HCO3- NH4+通過Na+-H+交換體逆向轉(zhuǎn)運(yùn)入 小管液；NH3單純擴(kuò)散到小管液或細(xì)胞間液；HCO3-與Na+一同跨過基底側(cè)膜進(jìn)入 組織液。 因此,1分子谷氨酸代謝，生成2個NH4+ 進(jìn)入小管液，回收2個HCO3-。排酸保堿,在集合管： 該管膜對NH3高度通透，對NH4+通透性低，故細(xì)胞內(nèi)生成的NH3擴(kuò)散入小管液，與分泌的H+ 結(jié)合 NH4+隨尿排出。每排出1個NH4+,回收1個HCO3-。 NH3分泌與H+分泌的關(guān)系： 如果H+分泌受抑制， NH4+的排出也少。 慢性酸中毒時，刺激腎小管谷

14、氨酰胺代謝，增加NH4+、NH3排泄和HCO3- 生成。 排酸保堿,(三) K+的分泌 部位：遠(yuǎn)曲小管、集合管的主細(xì)胞。 攝多排多，攝少排少，不攝也排。 動力： Na+ 重吸收造成小管液的負(fù)電位; 遠(yuǎn)曲小管后段和集合管的主細(xì)胞內(nèi) K+高于胞外K+; 基側(cè)膜 Na+泵活動進(jìn)一步提高了胞 內(nèi)K+,均使K+擴(kuò)散入管腔。 刺激K+分泌因素：細(xì)胞外液K+升高; 醛固酮分泌增加; 小管液流量增加。,細(xì)胞外液K+升高,可： 刺激Na+泵，加速K+通過基側(cè)膜 進(jìn)入細(xì)胞的過程,有利于K+從管 腔膜分泌入小管液; 提高管腔膜對K+的通透性,有利 于K+的分泌； 刺激醛固酮分泌，促進(jìn)K+的分泌,第四節(jié) 尿液的濃縮和

15、稀釋 一、尿濃縮和稀釋機(jī)制逆流學(xué)說 (countercurrent theory) （一）逆流系統(tǒng) 逆流倍增,逆流系統(tǒng)模式圖,逆流交換作用示意圖,（二）腎髓質(zhì)的滲 透壓梯度現(xiàn)象 (osmotic gradient),1. 腎皮質(zhì)外髓內(nèi)髓，滲透壓逐漸升高 2. 腎髓質(zhì)滲透壓梯度與尿濃縮、稀釋的關(guān)系：髓質(zhì)高滲對小管液中水有抽吸力 遠(yuǎn)曲小管和集合管上皮細(xì)胞對水 的通透性受ADH調(diào)節(jié),二、髓質(zhì)滲透壓梯度形成機(jī)制,1.外髓滲透壓梯度：髓袢升枝粗段主動重吸收NaCl形成的；(主要動力) 2.內(nèi)髓滲透壓梯度：內(nèi)髓部集合管擴(kuò)散出的尿素和髓袢升枝細(xì)段擴(kuò)散出的NaCl共同形成的； 3.尿素的再循環(huán)促成了整個髓質(zhì)滲

16、透壓梯度的建立。,三、直小血管維持髓質(zhì)滲透壓梯度的 作用 降枝滲透壓低于髓質(zhì)：NaCl、尿素進(jìn) 入降枝，水進(jìn)入髓質(zhì)。 升枝滲透壓高于髓質(zhì)：NaCl、尿素進(jìn) 入髓質(zhì)，水進(jìn)入升枝。 意義：使髓質(zhì)中的溶質(zhì)不被血流帶走, 多余水被帶走， 從而維持髓質(zhì) 滲透壓梯度。,第五節(jié) 尿生成的調(diào)節(jié) 包括：1. 對腎小球?yàn)V過的調(diào)節(jié) (前面已討論) 2. 腎小管重吸收和分泌的調(diào)節(jié),(一)小管液中溶質(zhì)的濃度 溶質(zhì)濃度高滲透壓高腎小管對水和Na+重吸收少尿多。 用可被腎小球?yàn)V過而不被腎小管重吸收的物質(zhì)增加腎小管溶質(zhì)濃度，達(dá)到利尿和消除水腫的目的，稱為滲透性利尿(osmotic diuresis)。 例：甘露醇利尿。,一、

17、腎內(nèi)自身調(diào)節(jié),(二) 球管平衡 glomerulotubular balance 1. 近端小管對Na+定比重吸收: constant fraction reabsorption 近端小管對溶質(zhì)(特別是Na+)和水的 重吸收隨腎小球?yàn)V過率變化而改變，當(dāng) 腎小球?yàn)V過率，近端小管對Na+和水的 重吸收；反之，亦然。始終保持占腎小 球?yàn)V過率的65%70%。 2.機(jī)制:腎小球?yàn)V過率管旁毛細(xì)血 管Bp，膠滲壓組織間液毛細(xì) 血管間隙靜水壓腎小管重吸收,二、神經(jīng)和體液調(diào)節(jié) (一)腎交感神經(jīng)的作用 激活腎血管受體入、出球小 動脈收縮血漿流量 濾過率 激活受體球旁細(xì)胞分泌腎素 ang、醛固酮 促進(jìn)NaCl和水

18、重吸收和K+的分泌。 直接刺激近端小管和髓袢增加Na+、 Cl-和水重吸收。,(二)抗利尿激素,antidiuretic hormone， ADH 來源：下丘腦視上核和室旁核神經(jīng)元分 泌，神經(jīng)垂體貯存、釋放 作用：提高遠(yuǎn)曲小管和集合管對水的 通透性；增加髓質(zhì)組織間液的 溶質(zhì)濃度機(jī)制：ADH V2 GS AC cAMP PKA 使AQP-2鑲嵌在管腔膜上 形成水通道，增加水的重吸收,ADH分泌的調(diào)節(jié)： 1. 血漿晶體滲透壓 血漿晶體滲透壓 興奮下丘腦滲透壓感受器 ADH分泌 大量飲清水ADH 水利尿 (water diuresis),一次飲一升清水(實(shí)心)和飲一升等滲鹽水(空心) 后的排尿率(箭

19、頭示飲水時間),2. 循環(huán)血量的改變 血量過多 心肺感受器(+)迷走神 經(jīng)(+)下丘腦(-) ADH尿多 Bp正常壓力感受器(+)ADH尿 多 3. 其他因素 惡心、疼痛、應(yīng)激刺激、低血糖、血 管緊張素II ADH 尿少 尼古丁、嗎啡 ADH 下丘腦病變垂體 ADH(尿崩癥),(三) 腎素血管緊張素醛固酮系統(tǒng) (renin-angiotensin-aldosterone),1.腎素： 來源及作用：近球細(xì)胞renin 水解 angiotensinogen 生成 ang I 肺部轉(zhuǎn) 換酶 ang I Ialdosterone 分泌的調(diào)解：BP，循環(huán)血量使： 入球小A牽張刺激 到達(dá)致密斑Na+ 近球

20、細(xì)胞renin 腎交感神經(jīng)興奮,2.angiotensin II對尿生成的調(diào)節(jié): 刺激近端小管對NaCl的重吸收； 改變腎小球?yàn)V過率； 刺激腎上腺皮質(zhì)球狀帶分泌醛 固酮； 刺激神經(jīng)垂體釋放ADH；,3.醛固酮(aldosterone) 來源：腎上腺皮質(zhì)球狀帶 作用：促進(jìn)遠(yuǎn)曲小管，集合管主細(xì) 胞排K+、保Na+、 保水 機(jī)制：基因調(diào)控醛固酮誘導(dǎo)蛋白 生成管腔膜Na+通道，增加Na+數(shù) 目,有利于小管液中 Na+向胞內(nèi)擴(kuò) 散； 增加ATP，為基底側(cè)膜Na+泵提供 能量；,增強(qiáng)基底側(cè)膜Na+泵活性,加速胞內(nèi) Na+ 泵出和K+泵入細(xì)胞過程，擴(kuò)大 細(xì)胞內(nèi)、外K+濃度差，有利于K+ 的分泌。 分泌的調(diào)節(jié)

21、: renin-angiotensin-aldosterone 血中K+和Na+醛固酮,(四)心房鈉尿肽 (atrial natriuretic peptide，ANP) 分泌部位:由心房肌細(xì)胞合成和釋放的肽 類激素。 作用:使血管舒張、促進(jìn)腎臟排鈉和水。 對腎小球?yàn)V過率的影響：通過cGMP 使血管平滑肌胞質(zhì)Ca2+,使入球小 A舒張，濾過率。 通過cGMP使集合管管周膜Na+通道 關(guān)閉，抑制NaCl重吸收。 抑制腎素、醛固酮、ADH的分泌;,第六節(jié) 清除率(clearance) 評價腎功能常用的方法： 1. 尿濃縮試驗(yàn) 尿稀釋試驗(yàn) 2. 酚紅排泄試驗(yàn) 3. 血漿清除率測定,一、概念及計算方法 兩腎在單位時間(1 min)內(nèi)，能將多 少毫升血漿中的某物質(zhì)完全清除出去， 這個被完全清除了該物質(zhì)的血漿毫升數(shù)， 稱為該物質(zhì)的清除率。,Cx =,Px(血中濃度),Ux(尿中濃度)V(每分尿量),Ux