腎臟生理(A平臺)2013學年第一學期課件

1、主講:王明江(教授)2013.11EMAIL:slwangmingjiang第八章尿的生成和排出 (人衛(wèi)第七版，適用于A平臺課程)生理學教研室 目的要求: 掌握尿的生成及調(diào)節(jié) 熟悉腎臟排泄功能在機體內(nèi)環(huán)境相對恒定中的意義； 了解排泄概念與途徑，皮質(zhì)腎單位與近髓質(zhì)腎單位結構及功能特點，水利尿，滲透性利尿。 教學重難點: 尿生成的三個基本過程，腎小球濾過機能；腎小管集合管的重吸收機理及其特點；葡萄糖及水的重吸收機制；腎小管的H+，NH4+，K+的分泌過程及意義；影響腎小管泌尿機能的因素，腎泌尿機能的調(diào)節(jié)，抗利尿素的作用及其調(diào)節(jié)。醛固酮作用及分泌調(diào)節(jié)。髓質(zhì)高滲形成及其維持機理。（一）腎單位（neph

2、ron）的構成第一節(jié)腎的功能解剖和腎血流量一、腎臟的功能解剖腎單位腎小體腎小管腎小球腎小囊近曲小管降支粗段降支細段升支細段髓 袢遠曲小管升支粗段近球小管遠球小管腎單位是腎臟結構和功能的基本單位。 濾液(原尿)濾過腎小管集合管 重吸收 分泌與排泄終尿腎小體腎小球腎小囊腎小管近球小管近球小管近球小管袢升細段袢升粗段遠曲小管袢降粗段近曲小管袢降細段皮質(zhì)腎單位和近髓腎單位 （二）球旁器(近球小體):（juxtaglomerular apparatus)主要分布在皮質(zhì)腎單位 球旁（顆粒）細胞Juxtaglomerular cells是一種牽張感受器，能夠分泌腎素致密斑Macula densa是鈉離子濃度

3、感受器球外系膜（間質(zhì)）細胞Extraglomerular mesangial cells（三）濾過膜的構成1、 濾過膜的組成 filtration membrane 腎小球毛細 血管 內(nèi)皮 基膜 腎小囊臟層 上皮 細胞 濾液(原尿)毛細血管內(nèi)皮細胞基膜腎小囊內(nèi)層 上皮細胞裂孔窗孔 1）機械屏障作用（mechanical barrier） 濾過膜阻止分子量 70000、有效半徑 4.2 nm的大分子物質(zhì)濾過。 2）電學屏障作用 （electrical barrier） 濾過膜的三層中，每層都有帶負電的糖蛋白。阻止帶負電的物質(zhì)通過。2、濾過膜的通透性(permeability)（四）腎臟的神經(jīng)支配

4、和血管分布1、血液供應極豐富：1200ml/min 占心輸出量的1/5 1/4 左右。2、血液分布不均： 皮質(zhì) 94% 外髓 5-6% 內(nèi)髓 1%3、形成兩次毛細血管網(wǎng)）腎的血管分布特點）腎的神經(jīng)支配 (腎臟的交感神經(jīng))： 胸12-腰2，作用：腎小A收縮；腎小管 重吸收；腎素分泌。 腹主動脈下腔靜脈腎動脈 腎靜脈葉間動脈 葉間靜脈弓形動脈 弓形靜脈小葉間動脈 小葉間靜脈入球小動脈腎小球毛細血管網(wǎng) 腎小管毛細血管網(wǎng) 出球小動脈 二、 腎血流量的特點及其調(diào)節(jié)（一）腎血流量的自身調(diào)節(jié) 使腎血流量與腎臟泌尿機能相適應。 動脈血壓: 80 -180 mmHg,腎血流量相對恒定。腎血流GFR動脈血壓(mm

5、Hg)血流量(ml /min/g腎重)1.肌源性學說動脈血壓入球小動脈血管壁受到牽張刺激血管平滑肌緊張性血管口徑血流阻力血流量腎血流量相對恒定動脈血壓 180 mmHg 平滑肌已達收縮極限80 mmHg 以下，180 mmHg以上：腎血流量隨動脈血壓的變化而變化。 2.管-球反饋(tubuloglomerular feedback)腎血流量 小管液NaCl GFR致密斑+ 球旁細胞 腎素醛固酮 保水保鈉排鉀腎交感N球旁細胞腎素血管緊張素腎血管 收縮腎血流量NE E血管緊張素血管升壓素前列腺素NO（+）（）（二）腎血流量的神經(jīng)和體液調(diào)節(jié)第二節(jié)腎小球的濾過功能腎小球濾過率: （glomerular

6、 filtration rate, GFR) 單位時間內(nèi)（min) 兩腎生成的超濾液量。 125ml/min,一晝夜超濾液量 = 180L濾過分數(shù):(filtration fraction, FF)腎小球濾過率與腎血漿流量的比值。FF = GFR腎血漿流量=125660=0.19 有效濾過壓=(毛細血管壓+囊內(nèi)液膠體滲透壓)-（血漿膠體滲透壓+囊內(nèi)壓） 入球端有效濾過壓=45 (25+10) =10mmHg0有濾液生成 出球端 有效濾過壓 =45 (35+10) = 0mmHg 0無濾液生成毛細血管壓glomerular capillary pressure： (1) 壓力較高 6.0kP(4

7、5 mmHg) (2) 入球端與出球端幾乎相等囊內(nèi)壓capsular hydrostatic pressure : 1.3kP(10mmHg)血漿膠體滲透壓：plasma colloid osmotic pressure 入球端：3.3kP(25mmHg) 出球端：4.7kP(35mmHg) 在血液流經(jīng)腎小球毛細血管時，不斷生成濾過液，血漿蛋白濃度就會逐漸增加，血漿膠體滲透壓也隨之升高。因此，有效濾過壓也逐漸下降。當有效濾過壓下降到零時，就達到濾過平衡（filtration equilibrium），濾過便停止了。二、影響腎小球濾過的因素 （一）腎小球毛細血管壓 hydrostatic pre

8、ssure in glomerular capillary （二）囊內(nèi)壓 hydrostatic pressure in Bowmans capsule （三）血漿膠體滲透壓 Plasma oncotic pressure in glomerular capillary快速大量靜脈注射生理鹽水血漿蛋白濃度相對血漿膠滲壓EFPGFR 尿量(四)腎血漿流量renal plasma flow主要影響濾過平衡的位置 只有從入球小動脈端到濾過平衡這一段才有濾過作用。濾過平衡越靠近入球小動脈端，有效濾過面積就越小，腎小球濾過率就低。 腎血漿流量加大，腎小球毛細血管內(nèi)血漿膠體滲透壓的上升速度減慢，濾過平衡就

9、靠近出球小動脈端，腎小球濾過率將隨之增加。腎小球血漿的變化 由圖可見：沿著毛細血管全長，隨著水和溶質(zhì)的濾出，膠體滲透壓漸有效濾過壓漸(=0時稱濾過平衡)濾過平衡的位置決定著毛細血管濾過的長度。 由圖可見：三條曲線分別代表不同腎小球血漿流量(RPF)時血漿膠體滲透壓(COP)上升的斜率。曲線A: RPF COP速快曲線C: RPF COP速慢曲線B:正常RPF時COP速結論： RPF快COP速慢濾過平衡位置近出球A端GFR；反之則GFR。 （1）濾過膜的通透性 permeability腎小球腎炎 濾過膜結構受損機械屏障作用通透性紅細胞進入濾液血尿帶負電糖蛋白電學屏障作用通透性血漿白蛋白進入濾液蛋

10、白尿(五)濾過系數(shù)（2）面積急性腎小 球腎炎腎小球毛細 血管口徑血流量活動的腎小球數(shù)目濾過面積GFR尿量（少尿）第三節(jié) 腎小管和集合管的物質(zhì)轉 運功能重吸收（reabsorption): 小管液中的物質(zhì)通過小管上皮細胞進入管周毛細血管血液的過程稱為腎小管和集合管的重吸收。分泌（secretion）：一、腎小管與集合管中物質(zhì)轉運方式1、被動轉運passive transport 2、主動轉運Active transport 原發(fā)性主動轉運 Primary active transport 繼發(fā)性主動轉運 Secondary active transport同向轉運cotransport： 是指兩

11、種物質(zhì)與細胞膜上的同向轉運體 (cotransporter)結合，以相同方向通過細胞膜的轉運；逆向轉運antiport: 是指兩種物質(zhì)與細胞膜上的逆向轉運體(antiporter)又稱交換體(exchanger)結合，以相反方向通過細胞膜的轉運。各種物質(zhì)重吸收部位部位 水的重吸收近曲小管 65-70%髓袢 10%遠曲小管 10%集合管 10-20% 各種物質(zhì)的重吸收全部：G, aa大部：67%水，Na+,K+, Cl-, 85% HCO3-部分：硫酸鹽，尿素，尿酸部分：Na+, Cl-，水部分：Na+,HCO3-，水部分：水，鈉鹽，尿素.近球小管前半段：Na+的重吸收機制: Na+和葡萄糖同向

12、轉運 泵 漏模式(pump-leak model) H+ - Na+交換水被動重吸收（與體內(nèi)是否缺水無關）二、腎小管和集合管中各種物質(zhì)的重吸 收與分泌（一）Na+、Cl和H2O的重吸收緊密連接Na+Na+Na+Na+ClH2O回漏泵泵泵葡萄糖泵泵泵泵(back-leak)H+Na+近端小管后半段： Na+主要與Cl-一同通過細胞旁路被動重吸收 （1）細胞旁路（緊密連接） （2）跨上皮細胞.髓袢： “Na+ : 2Cl : K+同向轉運模式” Na重吸收是主動轉運，Cl-和K+是繼發(fā)性主動轉運。水不被重吸收(小管液低滲)。 在尿液的濃縮與稀釋機制中起重要作用.遠端小管和集合管： (Na+主動重吸

13、收） Na+_Cl-同向轉運進入細胞泵噻嗪類利尿藥（）遠曲小管后段和集合管： Na+主動重吸收 含兩類細胞：主細胞和閏細胞 閏細胞：主要分泌H+ 主細胞：重吸收鈉和水，分泌鉀 在遠曲小管和集合管水的重吸收量隨著體內(nèi)水 的出入情況而變化，受抗利尿激素調(diào)節(jié)。 Na+、K+的轉運受醛固酮的調(diào)節(jié)。（二）HCO3重吸收與H+的分泌 80 85%在近球小管重吸收 以CO2的形式進行的H+的分泌（1）在近端小管 通過H+ Na+交換分泌H+ CO2 H2OH2CO3 HCO3 H+ 分泌 部位：近端小管、遠曲小管、集合管特點: 有K+ -Na+交換與H+ - Na+ 交換 相競爭(2) 在遠曲小管和集合管閏

14、細胞(暗細胞)分泌 H+逆電化學梯度的主動轉運（三）NH3的分泌與HCO3、H+轉 運的關系 主要發(fā)生在遠曲小管和集合管的上皮細胞。對維持血漿 NaHCO3的濃度，進而維持酸堿平衡起重要作用。 泌NH3與泌H+相互促進。來源: 谷氨酰胺脫氨，NH3擴散入管腔中 NH3 H+ NH4+形成銨 NH3的分沁與H+ 的分泌密切相關（四）K+的重吸收和分泌特點:是逆濃度差進行的主動轉運 泌K+與泌H+呈負相關。 Na+-K+交換與Na+-H+交換具有竟爭 抑制。 酸中毒:Na+-H+,Na+-K+泌 K+高血鉀癥 高血鉀:Na+-K+,Na+-H+泌 H+酸中毒 多吃多排、少吃少排、不吃也排。 K+的

15、分泌在遠曲小管和集合管K+的分泌與Na+的主動重吸收有密切關系，是順電化學梯度的被動過程。 主細胞分泌K+的三個機制：1.刺激Na+- K+酶有利于K+分泌至小液.細胞外液K+濃度升高可增加小管頂端膜對K+的通透性利于K+分泌至小液.細胞外液K+濃度升高可刺激腎上腺皮質(zhì)分泌醛固酮，利于K+分泌至小液（五）鈣的重吸收和排泄腎小球濾過的Ca2+，約70%在近端小管被重吸收，與Na+的重吸收平衡；20%在髓袢，9%在遠端小管和集合管被重吸收，少于1%的Ca2+隨尿排出。（六）葡萄糖與氨基酸的重吸收 在近端小管全部重吸收。 繼發(fā)性主動重吸收。 與Na+同向轉運密切相關。近端小管對葡萄糖的重吸收有一定度

16、。血糖 160 180 mg% 200-230 mg/min尿中見糖 腎糖閾(renal glucose threshold)： 。The plasma lever of glucose at which glucose first appears in the urine.葡萄糖吸收極限量：約300 mg%同向運轉體的結合位點達飽和時葡萄糖吸收極限量男性：375 mg/min女性：300 mg/min 腎小管和集合管物質(zhì)重吸收的總結Na+重吸收部 位量機 制特 點近曲小管60-70%初段主動(管腔膜Na+-X偶聯(lián)轉運，管周膜Na+泵)后段被動(順電位差經(jīng)細胞旁路)定比重吸收(泵-漏現(xiàn)象)不受

17、調(diào)節(jié)髓袢升支25-30%細段被動(順濃度差)粗段主動(Na+-K+-2Cl-同向轉運體復合物)降支細段對Na+不通透重吸收量與尿濃縮機制有關遠曲管集合管10%管腔膜Na+-Cl-交換管周膜Na+泵無泵-漏現(xiàn)象受調(diào)節(jié) 腎小管和集合管物質(zhì)重吸收的總結H2O重吸收部 位量機 制特 點近曲小管65%被動(滲透作用)細胞旁路水通道球-管平衡不受調(diào)節(jié)髓袢15%降支細段被動(滲透作用)升支對水不通透遠曲管集合管10%9.3%被動(水通道)遠曲管初段水不通透受ADH調(diào)節(jié) 近曲小管水的重吸收量對終尿量的影響不大，而終尿量主要取決于遠曲小管和集合管對水的重吸收量。 第四節(jié) 尿液的濃縮和稀釋 Urine conce

18、ntration and dilution一、尿液的稀釋尿液滲透壓血漿滲透壓(300mOsm/kgH2O)濃縮尿250020001000500血漿滲透壓尿的顏色:淡黃尿的pH：5.0-7.0 素食呈堿性 尿量(500ml) 膀胱內(nèi)壓(10cmH2O)膀胱壁壓力感受器 盆N傳入沖動脊髓排尿中樞 (腰骶部)大腦皮層排尿中樞盆N傳出沖動 (副交感N)腹下N傳出沖動 (交感N)陰部N傳出沖動 (軀體N)膀胱逼尿肌收縮內(nèi)括約肌舒張外括約肌舒張排尿(+)()(+)膀胱內(nèi)尿量很少 (10余ml)排尿反射排尿次數(shù)(尿頻) 膀胱炎癥(充血 水腫) 刺激膀胱壁膀胱壁敏感性腰骶部脊髓受損低位中樞功能障礙反射活動膀胱

19、中尿液不能排出尿潴留脊髓受損(截癱)低位中樞與高位中樞失去功能聯(lián)系排尿失控(尿失禁) Summary The urinary system is composed of the kidneys, bladder and accessory structures. The kidneys produce urine, and waste product. The six functions of the kidneys are regulation of extracellular fluid volume, regulation of osmolarity, maintenance of io

20、n balance, homeostatic regulation of pH, excretion of wastes and foreign substances, and production of hormone. The most important function of the kidneys is the homeostatic regulation of the water and ion content of the blood. Each kidney has about 1 million nephrons. Each nephron in the kidneys consists of a renal corpuscle and a tubule. The three basic renal processes are glomerular filtration, tubular reabsorption,and tubular secretion. In addition, the kidneys synthesize and /or catabolize certain substances. Urine formation begins with glomerular filtration - approx