生理學(xué)-第十章尿生成

第

十

章

尿的生成和排出Chapter

Ten Urine

formation

andexcretion排泄Excretion

:液循環(huán)排出體外的過程將體內(nèi)一些物質(zhì)↓代謝產(chǎn)物過剩的物質(zhì)由排泄↓腎肺

皮膚汗腺消化道藥 物等的排泄

及其排泄物━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━排

泄

排

泄

物────────────────────────────腎肺臟臟皮膚及汗腺消

化

道唾

液

腺水、尿素、肌酐、鹽類、藥物、毒物、色素等co2、水、揮發(fā)性藥物等水、鹽類、少量尿素等鈣、鎂、鐵、磷等無(wú)機(jī)鹽,膽色素,毒物等重金屬、抗生素等━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━腎臟功能Renal

function

:泌尿:①排除代謝終產(chǎn)物、過剩的電解質(zhì)及進(jìn)入體內(nèi)的異物;②調(diào)節(jié)細(xì)胞外液量和血液的滲透壓;③調(diào)節(jié)水、電解質(zhì)、酸堿平衡。內(nèi)

:①對(duì)血容量和血壓起調(diào)節(jié)作用的腎素;②刺激骨髓造血的促紅細(xì)胞生成素;③具有強(qiáng)烈舒血管作用的

素等。一、腎小球的濾過Glomerular

Filtration血液流過腎小球時(shí),血漿中水分和小分子物質(zhì)通過濾過膜進(jìn)入腎 形成原尿的過程。濾過三要素:屏障動(dòng)力阻力(一)濾過屏障--濾過膜機(jī)械屏障＋內(nèi)層(CP內(nèi)皮C):窗孔濾過膜:

中層(基 膜):網(wǎng)孔外層(囊上皮C):裂孔三層都覆蓋著電學(xué)屏障帶負(fù)電荷蛋白１.機(jī)械屏障:分子量70000的單體為界限2.電學(xué)屏障:帶負(fù)電荷的物質(zhì)不易通過,帶正電荷的物質(zhì)較易通過。機(jī)械屏障--主要作用電學(xué)屏障--次要作用豚鼠腎小球斷裂面掃描圖A：顯示腎小球毛細(xì)血管外表面結(jié)構(gòu)的掃描電鏡圖（從腎 觀察）。B：腎小球毛細(xì)血管內(nèi)表面（血液側(cè)）的掃描電鏡圖。(二)濾過動(dòng)力---有效濾過壓腎小球Cap壓－(血漿膠滲壓＋囊內(nèi)壓)＝有效濾過壓↓↓↓↓入球端:6.00—(

2.67＋

1.33

)＝2.00kPa出球端:6.00—(

4.67＋

1.33

)＝0

kPa特征:①有效濾過壓為正值有濾出,為O無(wú)濾出(濾過平衡）。Cap前段有濾過作用,后段無(wú)濾過作用(儲(chǔ)備面積)。②有效濾過壓數(shù)值主要取決于腎小球Cap內(nèi)膠體滲壓的變化。(三)濾過率、濾過分?jǐn)?shù)?濾過率Glomerular

filtration

rate:單位時(shí)間內(nèi)兩腎生成的超濾液量GFR＝兩腎原尿

ml/min＝125ml/min濾過分?jǐn)?shù)Filtration

fraction

：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)超濾液的生成量占腎血漿量的百分比。GFR/腎血漿流量×100％＝125/660×100％＝19％腎小球?yàn)V過率與濾過分?jǐn)?shù)為衡量腎功能的重要指標(biāo)(尤其前者)。(四) 影響濾過的因素,1濾過膜Filtration

Membrane(1)濾過膜的通透性Permeability某些腎病：濾過膜上的帶負(fù)電的蛋白減少或電屏障作用減弱→蛋白尿。腎小球腎炎：因免疫反應(yīng)使腎小球Cap局部蛋白分

解酶大量 →機(jī)械屏障破壞→血尿。(2)濾過膜的面積Filtration

area正常時(shí):人的腎小球都活動(dòng),有效濾過面積＝1.5m2急性腎炎:Cap腔狹窄或完全阻塞,有效濾過面積減小,濾過率降低,導(dǎo)致少尿或無(wú)尿。2有效濾過壓Effective

filtration

pressure有效濾過壓是濾過的動(dòng)力,?其構(gòu)成因素中的任一因素發(fā)生變化,均會(huì)影響濾過率。腎小球Cap壓－(血漿膠滲壓＋囊內(nèi)壓)＝有效濾過壓→GFR│10.7-24.0kPa:自身調(diào)節(jié)(1)↓(大失血→交感+NE→入球A縮→Cap壓↓)↓↓(高BP晚期→入球A狹窄→Cap壓↓)

↓↓↓↑↓↓(快速輸液→稀釋血漿蛋白)↑↑(脫水)

↓↑(

梗阻)↓↓3

腎小球血漿流量血漿流過Cap時(shí)→水+小分子物質(zhì)濾出↓?血漿膠體滲透壓逐漸↑上升的速度取決于腎小球血漿流量腎小球血漿流量大→有效濾過面積大→GFR↑小→有效濾過面積小→GFR↓二、腎小管和集合管的物質(zhì)轉(zhuǎn)

用重吸收：腎小管和集合管上皮細(xì)胞將原尿中某些成分重新攝回血液的過程。:量:原尿180L/d→終尿1.5L/d質(zhì):原尿中的葡萄糖、氨基酸濃度與血漿相同,終尿中幾乎沒有葡萄糖、氨基酸。:小管上皮細(xì)胞將自身代謝產(chǎn)物排入管腔的過程。重吸收特征:①具有選擇性:有用的全部、大部、部分重吸收(如葡萄糖、氨基酸、維生素等)(

、Na+、Cl-)無(wú)用或有害的則不吸收(如肌酐、氨等)。②具有一定限度：——腎閾值：某物質(zhì)在尿中剛剛出現(xiàn)時(shí)該物質(zhì)在血漿中的濃度（或尿中不出現(xiàn)該物質(zhì)時(shí)的最高血漿濃度)1、近端小管的前半部分：Na+與HCO3-、葡萄糖、氨基酸等一起被重吸收。A,頂端膜上Na+-H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)體及基底側(cè)膜上

Na+,K+-ATP酶和HCO3-轉(zhuǎn)運(yùn)體介導(dǎo)HCO3-轉(zhuǎn)運(yùn)B.頂端膜上Na+-葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體（SGLT2）及基底側(cè)膜上Na+,K+-ATP酶和葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體（GLUT2）介導(dǎo)Na+-葡萄糖的重吸收。重吸收限度:葡萄糖的重吸收有一定的限度,與轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖的載體數(shù)量有限有關(guān)。腎糖閾:尿中剛剛出現(xiàn)糖時(shí)的血糖濃度(或不出現(xiàn)尿糖的最高血糖濃度)正常腎糖閾為160-180mg％。吸收極限量:全部腎小管對(duì)葡萄糖的吸收能力都達(dá)到極限的量375mg/min,女性300mg/min。(4)尿糖相關(guān)因素:[血糖]↑→尿糖(胰島素↓)[血糖]↑→無(wú)尿糖(GFR↓-- 久→腎小球損害)[血糖]正?！蛱?腎糖閾↓--Na+重吸收↓)2、近端小管的后半部分：Na+主要通過跨細(xì)胞途徑和旁細(xì)胞途徑與Cl-一起被重吸收Na+和Cl-通過頂端膜上Na+-H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)體和Cl--陰離子逆向轉(zhuǎn)運(yùn)體的作用進(jìn)入細(xì)胞。一些Na＋和Cl-通過緊密連接經(jīng)擴(kuò)散而被重吸收。3、水和溶質(zhì)在近端小管的重吸收途徑。溶質(zhì)（包括Na+、Cl-和有機(jī)溶質(zhì)）轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入細(xì)胞側(cè)間隙增加了其中的滲透濃度，建立了水滲透性重吸收的驅(qū)動(dòng)力。近端小管的重吸收是等滲的（即濾過的溶質(zhì)和水均為67%被重吸收）。有機(jī)溶質(zhì)、Cl-和其它離子、及水的重吸收均與Na+的重吸收耦聯(lián)。4、髓袢升支粗段NaCl重吸收的機(jī)制：50％經(jīng)跨細(xì)胞途徑被重吸收，50％經(jīng)旁細(xì)胞途徑被重吸收。Na+,K+-ATP酶保持細(xì)胞內(nèi)低濃度Na+，Na+透過頂端膜進(jìn)入細(xì)胞是由1Na+,1K+,2Cl-同向轉(zhuǎn)運(yùn)體（NKCC1）介導(dǎo)。官腔內(nèi)正電位是驅(qū)動(dòng)Na+、K+、Mg2+和Ca2+等陽(yáng)離子通過旁細(xì)胞途徑被重吸收的重要力量。5、遠(yuǎn)端小管起始段重吸收Na+和Cl-的機(jī)制：NaCl通過頂端膜Na+-Cl-同向轉(zhuǎn)運(yùn)體進(jìn)細(xì)胞，Na+經(jīng)Na+,K+-ATP酶的作用細(xì)胞，Cl-經(jīng)Cl-通道擴(kuò)散出細(xì)胞。水的重吸收由主細(xì)胞的頂端質(zhì)膜AQP2水通道和基底側(cè)膜AQP3和AQP4介導(dǎo)。噻嗪類利尿劑（thiazidediuretics）能抑制Na+-Cl-同向轉(zhuǎn)運(yùn)體，因而減少NaCl的重吸收。6、遠(yuǎn)端小管和集合管的轉(zhuǎn)運(yùn)。遠(yuǎn)端小管和集合管重吸收濾出的NaCl的7%，

不等量的K+和H+，且重吸收不等量的水（≈

8%-17%）主細(xì)胞重吸收NaCl和水， K+。閏細(xì)胞 H+或HCO3-，

在調(diào)節(jié)酸堿平衡中起重要作用。閏細(xì)胞也可通過頂端質(zhì)膜上的H+,K+-ATP酶的作用重吸收K+。CA：碳酸酐酶7、腎單位的NH4+產(chǎn)生、轉(zhuǎn)運(yùn)和排泄：尿中每排泄1個(gè)NH4+，就有1個(gè)HCO3-回到體循環(huán)。第二節(jié)

尿液的濃縮和稀釋Concentration

and

dilution

of

urine尿滲壓>血滲壓=高滲尿濃縮：出汗、吐瀉→缺水尿滲壓<血滲壓=低滲尿稀釋：輸液、飲水→多水尿滲壓等于血滲壓＝等滲尿提示腎功↓機(jī)體缺水，排濃尿，保水機(jī)體水過多，排稀尿，排水滲透性利尿溶質(zhì)濃度決定小管液滲透壓的高低, 滲透壓影響腎小管、集合管對(duì)水的重吸收。排出1g溶質(zhì)約需15ml溶劑。[溶質(zhì)]↑→滲透壓↑→水重吸收↓→尿量↑(滲透性利尿)如:甘露醇→滲透壓↑→水重吸收↓→尿量↑—尿濃縮和稀釋的機(jī)制冰凍蝕刻:高滲梯度,即愈朝內(nèi)髓深部,滲透壓愈高;腎部的滲透壓可為血漿的4-5倍。微穿刺法:遠(yuǎn)曲小管液為低滲液外,其它部位的小管液與其同水平的管外組織液保持著滲透壓平衡的現(xiàn)象(高滲梯度)。逆流系統(tǒng)Counter-current

system：

液體流動(dòng)方向相反的，平行的U形管腎髓質(zhì)存在兩套U形結(jié)構(gòu)：髓袢直小血管逆流倍增逆流交換Counter

current

multiplication：建立濃度梯度Counter-current

exchange：保持濃度梯度H2ONa+二尿濃縮和稀釋的基本條件條件：腎髓質(zhì)高滲梯度和ADH的作用(前者是先決條件)腎小管和直小血管及其對(duì)水與溶質(zhì)的通透性↓

逆流系統(tǒng)↓形成和維持腎髓質(zhì)高滲梯度(一)外髓質(zhì)高滲梯度的形成髓袢升支粗段對(duì)水幾乎不通透,主動(dòng)重吸收NaCl↓使小管液成為低滲液,使外髓質(zhì)組織液形成高滲梯度。外髓質(zhì)高滲梯度主要由NaCl重吸收形成(二)內(nèi)髓質(zhì)高滲梯度的形成對(duì)水(ADH存在)易通透①遠(yuǎn)、集(外髓部)對(duì)尿素不通透低滲②內(nèi)髓③尿素循內(nèi)髓組織遠(yuǎn)→集④袢降細(xì)段:對(duì)水易通透NaCl不易通透↓袢升細(xì)段:對(duì)水不易通透NaCl易通透→加強(qiáng)內(nèi)髓高滲梯度↓袢降細(xì)段內(nèi)水↓[NaCl]↑↓袢降細(xì)段管內(nèi)濃度倍增(由上而下)袢升細(xì)段內(nèi)水↑[NaCl]↓↓袢升細(xì)段管內(nèi)濃度倍減(由下而上)ADHADH↓↑水通透性↑↓↓↓水通透性↓↓集合管對(duì)水重吸收↓↓低滲尿(尿稀釋)集合管對(duì)水重吸收↑↓高滲尿(尿濃縮)三、尿稀釋和濃縮的基本過程髓袢升支粗段對(duì)NaCl主動(dòng)重吸收對(duì)水不重吸收↓髓袢升支粗段及遠(yuǎn)曲小管內(nèi)為低滲液↓低滲液流經(jīng)集合管時(shí)受管外組織液的高滲梯度影響水有被重吸收趨勢(shì)

↓

A，排泄稀釋利尿）的機(jī)制。ADH缺乏時(shí)，集合管基本上不通透水。B，排泄?jié)饪s尿（抗

利尿）的機(jī)制。血漿

ADH的水平達(dá)最高時(shí)，集合管對(duì)水高度通透。(三)腎髓質(zhì)高滲梯度的維持－逆流交換直小血管與髓袢平行,管壁通透性高。降支↓升支↓同水平組織間液的滲透壓管水

管↓∨

∧直小血管 直小血管↓

↓尿素和NaCl入血管 尿素和NaCl水入血管↓髓質(zhì)的溶質(zhì)不被血流帶走將重吸收水分送回體循環(huán)小結(jié):①結(jié)構(gòu)條件:逆流倍增系統(tǒng)②透性條件:③物質(zhì)條件:ADH的有無(wú)、尿素量、NaCl袢升粗段轉(zhuǎn)運(yùn)外髓質(zhì)高滲梯度：NaCl內(nèi)髓質(zhì)高滲梯度：NaCl＋尿素四、影響尿濃縮和稀釋的因素(一)髓質(zhì)高滲梯度的破壞髓袢機(jī)能?慢性腎盂腎炎→腎髓質(zhì)纖維化或腎囊腫→腎髓質(zhì)萎縮↓髓袢逆流倍增作用↓破壞髓質(zhì)高滲梯度,尿濃縮能力↓利尿藥速尿、利尿酸→抑袢升粗段對(duì)Na+和Cl-的重吸收↓影響髓質(zhì)高滲梯度→利尿尿素濃度營(yíng)養(yǎng)不良,蛋白質(zhì)攝入不足↓尿素生成↓→高滲梯度↓→尿濃縮能力↓老年人蛋白質(zhì)代謝率降低,尿濃縮機(jī)能減弱。直小血管的血流血流速過快→NaCl和尿素被帶走較多→高滲梯度↓（如高血壓）血流速過慢→水被帶走↓→高滲梯度↓(二)ADH的作用減弱ADH↓→遠(yuǎn)、集對(duì)水通透性↓→水重吸↓→尿濃縮↓→垂體性尿崩癥遠(yuǎn)、集對(duì)ADH不敏感→水重吸收↓→尿濃縮↓→腎性尿崩癥。第三節(jié) 腎臟泌尿功能的調(diào)節(jié)Regulation?of?renal

urological

function—

腎小球功能的調(diào)節(jié)(一)腎血流量的自身調(diào)節(jié)范圍:Bp10.7-24.0kPa→腎血流量仍然保持相對(duì)穩(wěn)定?！I小球毛細(xì)血管血壓變化較少↓濾過率也無(wú)明顯改變機(jī)制:肌源學(xué)說血管灌注壓↑→平滑肌牽張→緊張性↑→血管收縮→血流量↓→血管阻力↑(二)腎血流的神經(jīng)體液調(diào)節(jié)神經(jīng):腎交感N興奮→腎血管縮→腎血流量↓平靜時(shí)腎N緊張性低→腎血管最大舒張狀態(tài)運(yùn)動(dòng)、高溫、大 、缺O(jiān)2、劇痛→腎N興奮體液:腎上腺素與NE→腎血管縮→腎血流↓ADH、Ang二 腎小管功能的調(diào)節(jié)(一)抗利尿激素血漿晶滲壓↑ 循環(huán)血量↓ 動(dòng)脈血壓↓│(變1-2％)↓中樞滲感器＋↓│(5-10％)

│↓

↓心血管容感器－

竇壓感器－↓

↓、低血糖疼痛、應(yīng)激

血管緊張素II│↓↓(下丘腦-垂體束)抗利尿激素(ADH)↓(神經(jīng)垂體)遠(yuǎn)曲小管和集合管上皮細(xì)胞膜受體結(jié)合↓腺苷酸環(huán)化酶↓─┐↓直小血管收縮↓

↓內(nèi)髓集合管尿素通透性↑

髓質(zhì)血流量↓↓運(yùn)走溶質(zhì)量↓ATP→

cAMP↑↓蛋白激酶↓↓↓上皮細(xì)胞膜構(gòu)型變尿濃縮↓尿素循環(huán)↓

↓內(nèi)髓高滲梯度↑ 維持內(nèi)髓高滲梯度尿濃縮↓水通道開放││↓││水重吸收↓└──→

尿

少

←

│───┘下

丘

腦:

視

上 核

(主)

室

旁 核

(次)①ADH的有效刺激主要:晶體滲透壓↑、循環(huán)量↓(尤為主)②飲清水1000ml/次→尿↑水利尿:滲壓↓→ADH↓飲生理鹽水→尿量不變③ADH缺乏→垂體性尿崩癥(二)醛固酮(aldosterone)→→球旁器細(xì)胞 腎素和ADH 、縮血管↓血管緊張素I──→Ad↓血管緊張素II─-→口渴、縮血管、ADH+ACTH│

↓│血管緊張素III───→縮血管＋↓

↓＋＋血[K+]↑、[Na+]↓→ACTH──────→↓醛固酮↓遠(yuǎn)曲小管和集合管管周膜上Na+-K+泵↑↓排2K+保3Na+保H2O血 壓↓血容量↓腎A壓↓血流量↓腎交感神經(jīng)、NE、PG入球小動(dòng)脈處牽張感受器興奮GFR↓→NaCl↓→致密斑感受器腎上腺皮質(zhì)球狀帶(三)其他激素甲狀旁腺素(PTH)促進(jìn)遠(yuǎn)、集對(duì)Ca2+的重吸收,抑制近球小管對(duì)磷酸鹽的重吸收,抑制近端小管對(duì)Na+、K+、HCO3-和氨基酸的重吸收。心鈉素(ANP)有強(qiáng)大的利尿、利鈉、降血壓和舒張血管平滑肌等作用,是目前已知最強(qiáng)的利尿劑。①促進(jìn)腎動(dòng)脈和入、出球小動(dòng)脈舒張,腎小球?yàn)V過率增加;②增加腎髓質(zhì)血流量,降低腎髓質(zhì)高滲梯度,尿濃縮能力減弱;③對(duì)抗ADH和醛固酮的作用,減少水和鈉的重吸收;④對(duì)抗血管緊張素Ⅱ作用和抑制腎素

。3.

素(PG)廣泛存在于腎組織的局部激素,對(duì)腎臟具有多種作用：舒張腎血管平滑肌，影響腎小管對(duì)Na+的主動(dòng)重吸收，促進(jìn)腎素的

。與ADH的相互作用，防止ADH作用過度，即ADH促使腎組織產(chǎn)生PG,PG拮抗ADH對(duì)集合管和遠(yuǎn)曲小管的作用。第四節(jié)

尿液及其排放