第八章尿的生成和排出

第八章尿的生成和排出FormationandExcretionofUrine汪鵬生理教研室stockerm@版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋腎臟的功能:(一)泌尿:①排出代謝終產(chǎn)物及進入體內(nèi)的異物;③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；②調(diào)節(jié)酸堿平衡。＊尿液生成：腎小球濾過、腎小管和集合管的重吸收及分泌三過程(二)內(nèi)分泌:①腎素：調(diào)節(jié)血容量和血壓;②促紅細胞生成素：刺激骨髓造血;③1α-羥化酶：25-羥維生素D3轉(zhuǎn)化成1,25-二羥維生素D3。

④前列腺素、激肽等。版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋第一節(jié)腎的功能解剖和腎血流量版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋一、腎的功能解剖(一)腎單位的構(gòu)成

腎小體近端小管髓袢細段遠端小管腎小管腎單位nephron腎小球腎小囊近曲小管髓袢降支粗段髓袢降支細段髓袢升支細段髓袢升支粗段遠曲小管版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋皮質(zhì)腎單位和近髓腎單位示意圖

版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋兩種腎單位的比較

皮質(zhì)腎單位

近髓腎單位分布皮質(zhì)外2/3皮質(zhì)內(nèi)1/3

腎小球體積小大髓袢短(只達外髓)長(達內(nèi)髓)數(shù)量85%-90%10%-15%

入球A口徑＞出球A入球A口徑≤出球A出球A分支成cap后分布在皮質(zhì)腎小管周圍U型直小血管纏繞髓袢周圍生理機能

含腎素顆粒多含腎素顆粒少

血流量大,占94%血流量少,僅占6%(外髓5%,內(nèi)髓<1%)與尿濾過功能有關(guān)與尿濃縮有關(guān)出球A分支成cap后分布在近曲小管周圍血液循環(huán)版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋

(二)球旁器

(juxtaglomerularapparatus)1.顆粒細胞(球旁細胞)

(juxtaglomerularcells)

內(nèi)含分泌顆粒,分泌腎素●對牽張刺激敏感≈感受器

●腎交感神經(jīng)支配

2.致密斑(maculadensa)感受小管液中NaCl含量的變化，調(diào)節(jié)腎素的釋放

3.球外系膜細胞(extraglomerularmesangialcells)具有吞噬、收縮功能版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋(三)濾過膜的構(gòu)成內(nèi)層:毛細血管內(nèi)皮細胞中間層:非細胞性基膜外層:腎小囊臟層足細胞-窗孔，70-90nm，帶負電，小分子溶質(zhì)及小分子蛋白質(zhì)能通過，RC不能通過。由基質(zhì)和帶負電蛋白質(zhì)構(gòu)成，有網(wǎng)孔(2-8nm)。決定可濾過分子的大小,是阻礙血漿蛋白濾過的主要屏障。足細胞的足突之間構(gòu)成濾過裂隙膜，膜上有小孔(slitpores,4-11nm)。濾過膜的最后一道屏障。含nephrin，防止蛋白質(zhì)漏出。版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋兩腎全部腎小球毛細血管總面積達1.5m2以上不同物質(zhì)通過腎小球濾過膜的能力取決于被濾過物質(zhì)的大小及其所帶的電荷

＜2.0nm能自由通過

Ⅰ.有效半徑

＞4.2nm完全不能通過

2.0-4.2nm能部分通過

Ⅱ.分子量＜69000單體可通過

Ⅲ.被濾過物質(zhì)所帶電荷:帶正電荷易被濾過帶負電荷較難被濾過在某些病理情況下負電荷減少或消失，使帶負電荷的血漿白蛋白可以被濾過，出現(xiàn)蛋白尿或白蛋白尿。版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋王小丫慢性腎炎版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋管型尿版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋管型尿版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋腎炎患者導致的眼瞼浮腫版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋血尿（酸性尿呈棕紅色，中性或堿性尿呈鮮紅或洗肉水樣）版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋(四)、腎臟的神經(jīng)支配和血管分布

腎交感神經(jīng)支配脊髓胸12~腰2中間外側(cè)柱節(jié)前纖維腹腔神經(jīng)節(jié)節(jié)后纖維腎動脈腎小管球旁細胞遞質(zhì):NE調(diào)節(jié)腎血流量、腎小球濾過率、腎小管的重吸收和腎素釋放。版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋腎臟血管分布的特點:有兩套相互串聯(lián)的毛細血管網(wǎng)：(1)腎小球毛細血管網(wǎng)：

壓力高利于腎小管的重吸收而生成終尿利于腎小球的濾過而生成原尿(2)腎小管周圍毛細血管網(wǎng)：壓力低版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋

二、腎血流量的特點及其調(diào)節(jié)

腎臟的血液供應(yīng)特點：1、血流量大：相當于心輸出量的1/4-1/52、分布不均勻：皮質(zhì)94%，外髓5%，內(nèi)髓1%3、兩次形成毛細血管網(wǎng)版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋(一)腎血流量的自身調(diào)節(jié)(autoregulation)

在80-180mmHg范圍內(nèi)，腎血流量能保持相對穩(wěn)定機制：①肌源性學說②管-球反饋版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋在可調(diào)節(jié)的范圍內(nèi),腎動脈壓↑→入球小動脈平滑肌緊張性↑而收縮→血流阻力↑→腎血流量保持穩(wěn)定。

1、肌源性機制：

≤80mmHg時,管徑舒張已達極限，≥180mmHg時,則收縮已達極限,以上兩者都將喪失調(diào)節(jié)血流量穩(wěn)定的能力。腎動脈壓版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋1.使腎血流量與泌尿機能相適應(yīng)；2.使GFR不會因血壓波動而改變；3.有利于維持腎小球濾過率的相對穩(wěn)定.

生理意義：版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋2、管-球反饋(tubuloglomerularfeedback，TGF)當腎血流量和腎小球濾過率↑→致密斑感受到遠曲小管液流量↑，Na+、K+、Cl-↑→致密斑將此信息反饋至腎小球→使入、出球小動脈收縮，腎血流量和腎小球濾過率恢復。版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋（二）腎血流量的神經(jīng)和體液調(diào)節(jié)1.腎交感神經(jīng)興奮時，腎血管收縮，腎血流量減少。2.腎交感神經(jīng)活動減弱時，腎血管舒張，腎血流量增加。3.AD、NE、ANGII、血管升壓素、腺苷也能引起腎血管收縮。4.前列腺素、Ach、NO、心房利尿鈉肽、緩激肽則可舒張腎血管。版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋第二節(jié)腎小球的濾過功能尿生成的過程：腎小球的濾過、腎小管和集合管的重吸收及分泌版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋微穿刺實驗證明，腎小球濾過液是血漿的超濾液版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋衡量腎小球濾過速率的指標腎小球濾過率1.腎小球濾過率(glomerularfiltrationrate,GFR)GFR=單位時間內(nèi)(每分鐘)兩腎生成的原尿(超濾液)量

正常成人GFR為125ml/min,即180L/d。2.濾過分數(shù)(filtrationcoefficient)：腎小球濾過率和腎血漿流量的比值稱為濾過分數(shù)。

例如,濾過分數(shù)為：125/660×100%=19%表明，流經(jīng)腎的血漿約有19%成為濾過液進入腎囊腔中。3.濾過率的大小取決于：有效濾過壓和濾過系數(shù)版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋一、有效濾過壓(effectivefiltrationpressure)濾過動力：有效濾過壓當有效濾過壓＝0時，即達到濾過平衡。版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋腎小球毛細血管血壓，膠體滲透壓和囊內(nèi)壓對腎小球濾過率的影響版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋二、影響腎小球濾過的因素有效濾過壓、濾過系數(shù)和濾過平衡的血管長度1.腎小球毛細血管血壓

動脈血壓﹤80mmHg→濾過↓→尿少

動脈血壓40-50mmHg→濾過為0→無尿2.囊內(nèi)壓

輸尿管阻塞→囊內(nèi)壓↑→濾過↓→尿少3.血漿膠體滲透壓

大量注射生理鹽水→血漿膠滲壓↓→濾過↑→尿多4.腎血漿流量－影響濾過平衡點

中毒性休克→交感神經(jīng)興奮→腎血漿流量↓→血漿膠體滲透壓上升↑→有效濾過率↓→濾過↓→尿少5.濾過系數(shù)(filtrationcoefficient,Kf＝有效通透系數(shù)×面積)

急性腎小球腎炎→腎小球毛細血管阻塞→濾過面積↓→濾過↓→尿少

腎病→濾過膜糖蛋白↓→血漿蛋白濾過↑→蛋白尿版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋第三節(jié)腎小管和集合管的物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能超濾液中的水分99%被重吸收（180L→1.5L）一、腎小管和集合管中物質(zhì)轉(zhuǎn)運的方式（一）被動轉(zhuǎn)運：擴散、滲透、易化擴散、溶劑拖曳。（二）主動轉(zhuǎn)運：1、原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運：鈉鉀泵、氫泵、鈣泵2、繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運：

同向轉(zhuǎn)運：Na＋-葡萄糖、Na＋-氨基酸，Na＋-K＋-2Cl-

逆向轉(zhuǎn)運：Na＋-H＋、Na＋-K＋3、入胞（三）物質(zhì)通過腎小管上皮轉(zhuǎn)運的途徑：1、跨細胞轉(zhuǎn)運途徑——包含兩個步驟2、細胞旁路轉(zhuǎn)運途徑

版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋二、腎小管和集合管中各種物質(zhì)的重吸收和分泌1、近端小管：70%被重吸收近端小管前半段－跨細胞轉(zhuǎn)運途徑（2/3）

Na+:Na+-H+交換、Na+-X同向轉(zhuǎn)運；

動力:上皮細胞基底側(cè)膜上的Na+泵。

水：因滲透梯度進入細胞間隙，并與Na+進入毛細血管(靜水壓升高所致)。

H2OCl-(一)、Na+、Cl-和水的重吸收+HCO3-H2CO3版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋近端小管后半段－細胞旁路途徑（1/3）Cl-↑約20-40%，順濃度差進入細胞間隙，使Na+順電勢差進入。Na+-H+交換、Cl--HCO3-逆向轉(zhuǎn)運，基底側(cè)膜上K+-Cl-同向轉(zhuǎn)運體。水順滲透梯度進入細胞間隙(跨細胞和細胞旁路)近端小管為等滲重吸收Cl-H2CO3Cl-Na+Cl-K+HCO3-主要途徑版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋2、髓袢：20%NaCl、15%水被重吸收20髓袢降支：只對水通透，使?jié)B透壓逐漸升高髓袢升支：對水不通透升支細段：對Na+、Cl-通透，NaCl擴散進入組織間液。升支粗段：NaCl主動重吸收，是其在髓袢重吸收的主要部位。版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋機制：

Na+-K+-2Cl-同向轉(zhuǎn)運呋塞米利尿酸丁尿酸Na+順電化學梯度進入細胞，同時將二者一同轉(zhuǎn)運。K+擴散至管腔使小管液呈正電位，促進其它正離子重吸收水不被重吸收，滲透壓逐漸降低版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋3、遠端小管和集合管：12%NaCl、不同量的水

(重吸收量視機體水鹽平衡狀況進行調(diào)節(jié))遠曲小管始段：對水不通透，NaCl逆化學梯度(主動轉(zhuǎn)運)吸收：Na+-Cl-同向轉(zhuǎn)運體，Na+泵噻嗪類版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋遠曲小管后段和集合管：氨氯吡咪氨苯喋啶安體舒通依普利酮主細胞主細胞：

Na+泵、Na+通道Na+重吸收造成管腔負電位，使Cl-重吸收(細胞旁路)、K+分泌入管腔。閏細胞：泌H+水的重吸收：與水孔蛋白(AQP，受ADH控制)有關(guān)Cl-版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋(二)、HCO3-的重吸收和H+的分泌量：HCO3-大部分被重吸收機制：CO2形式，同H+、氨分泌密切關(guān)聯(lián)意義：對調(diào)節(jié)機體酸堿平衡起重要作用1.近端小管80%和髓袢：乙酰唑胺-版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋2.遠端小管和集合管：兩種主動泌H+機制H+小管腔閏細胞H+HCO3-K+Cl-細胞間隙HCO3-H+-K+ATP酶H2CO3H2O+CO2H+-ATP酶CO2+H2OH2CO3H++HCO3-CACA注：H+還可與HPO42-、NH3反應(yīng)；管腔pH↓，泌H+↓；CA-pH↓時活性↑HCO3-版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋(三)、NH3的分泌與H+、HCO3-轉(zhuǎn)運的關(guān)系NH3+H+NH4+NH3+H+NH4+NH4+Na+NH4+小管腔細胞+NaClNH4Cl+Na+HCO3-H2CO3H+集合管分泌NH3，促進1個H+分泌，1個NaHCO3吸收入血Na+HCO3-集合管以此為主谷氨酰胺2NH4++2HCO3-谷氨酰胺酶版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋(四)、K+的重吸收和分泌●小管液中65-70%K+在近端小管，25%-30%在髓袢重吸收；決定尿K+排出量最重要的因素是K+在遠曲小管和集合管的分泌量（可調(diào)節(jié)）?！馣+的重吸收（閏細胞）是主動轉(zhuǎn)運過程，機制不甚明了?！襁h曲小管和集合管分泌K+主要是由主細胞完成（機制見下圖）版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋主細胞氨氯吡咪氨苯喋啶安體舒通依普利酮主細胞：Na+泵、Na+、K+通道Na+重吸收造成管腔負電位，使Cl-重吸收(細胞旁路)、K+分泌入管腔。Na+泵的作用使細胞內(nèi)K+濃度升高版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋影響主細胞泌K+的因素促進因素：細胞外液鉀濃度升高醛固酮分泌增加，小管液流量增加

機制：刺激Na+-K+-ATP酶、刺激K+通道通透性、刺激醛固酮分泌抑制因素：酸中毒，細胞外液鉀濃度降低小管液流量降低版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋（五）鈣的重吸收和排泄70%在近端小管，20%在髓袢，9%在遠曲小管和集合管被重吸收，少于1%被排泄。近端小管80%—溶劑拖曳(細胞旁路)；20%—跨細胞途徑髓袢升粗段—被動、主動重吸收遠曲小管和集合管—主動重吸收(跨細胞途徑)影響因素：PTH、血磷濃度、細胞外液量、血漿pH值版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋（六）葡萄糖和氨基酸的重吸收●100%葡萄糖被重吸收，部位僅限于近端小管，尤其是其前半段；●是一種繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運；●近端小管對葡萄糖的重吸收有一定限度

當血糖濃度達180mg/100ml時，有一部分腎小管對葡萄糖的吸收已達極限，尿中開始出現(xiàn)葡萄糖，此時的血漿葡萄糖濃度為腎糖閾。氨基酸的重吸收與葡萄糖相似版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋第四節(jié)尿液的濃縮和稀釋●尿液的濃縮和稀釋是根據(jù)尿滲透壓與血漿滲透壓（一般為300mOsm）相比較而確定的；●正常人尿液(1.5L/d)的滲透壓變動在50-1200mOsm之間;機體缺水小管液中水被重吸收

尿量

，排高滲尿尿濃縮大量飲水小管液中水不易被重吸收

尿量

，排低滲尿尿稀釋版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋●尿液濃縮稀釋部位、動力及調(diào)節(jié)因素

1．部位：遠曲小管、集合管2．水重吸收動力：腎髓質(zhì)的高滲梯度3．調(diào)節(jié)因素：ADH●如果不管機體缺水或水過剩，尿滲透壓＝血漿滲透壓，稱為等滲尿，表明尿的濃縮和稀釋功能減退。

版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋ADH

一、尿液的稀釋大量飲水不受腎髓質(zhì)組織液本身高滲梯度影響遠曲小管、集合管對H2O通透性

H2O的重吸收有動力但無通透性小管液中水不被重吸收尿量

，排低滲尿尿稀釋版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋機體缺水ADH

遠曲小管、集合管對H2O通透性

H2O的重吸收既有通透性又有動力小管液中水被重吸收

尿量

，排高滲尿尿濃縮

腎髓質(zhì)組織液本身存在高滲梯度

二、尿液的濃縮版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋腎髓質(zhì)組織液高滲梯度形成的過程及機制逆流倍增模型NaClH2O版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋（一）外髓組織液高滲梯度的形成（二）內(nèi)髓組織液高滲梯度的形成1．NaCl被動重吸收（髓袢升支細段）2．尿素的再循環(huán)NaCl主動重吸收（髓袢升支粗段）腎髓質(zhì)組織液高滲梯度形成的過程及機制版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋三、直小血管在維持腎髓質(zhì)高滲中的作用直小血管壁對水和溶質(zhì)都高度通透性直小血管逆流交換作用維持腎髓質(zhì)組織液高滲梯度直小血管僅將髓質(zhì)中多余的溶質(zhì)和水帶回血液循環(huán)(受血流量影響)版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋進入集合管的尿液是低滲或等滲尿髓質(zhì)高滲是水重吸收的動力水重吸收的量取決于遠曲小管和集合管對水的通透性版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋第五節(jié)尿生成的調(diào)節(jié)機體對尿生成的調(diào)節(jié)是通過對濾過和重吸收、分泌的調(diào)節(jié)來實現(xiàn)的，包括神經(jīng)、體液和自身調(diào)節(jié)

濾過的調(diào)節(jié)見前文，以下僅討論重吸收和分泌的調(diào)節(jié)版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋一、腎內(nèi)自身調(diào)節(jié)（一）小管液中溶質(zhì)濃度溶質(zhì)濃度↑滲透壓↑水、NaCl的重吸收↓

利尿?qū)贊B透性利尿：葡萄糖、甘露醇等（二）球管平衡(glomerulotubularbalance)定義：是指不論腎小球濾過率增大或減小，近端小管都是定比重吸收，其重吸收率始終為腎小球濾過率的65-70%左右。生理意義：使尿中排出的溶質(zhì)和水不致因腎小球濾過率的增減而出現(xiàn)大幅度的變動。版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋機制:與管周毛細血管血壓和膠體滲透壓的改變有關(guān)。球-管平衡在某些情況下可能被打亂:＊滲透性利尿重吸收百分率小于65-67%；＊充血性心力衰竭因腎灌注和血流量下降，出球小動脈發(fā)生代償性收縮，濾過率維持但濾過分數(shù)變大，管周毛細血管血壓下降，膠體滲透壓升高，重吸收百分率將超過65-67%，導致水腫。版權(quán)所有：廣醫(yī)生理教研室許小洋二、神經(jīng)和體液調(diào)節(jié)(一)腎交感神經(jīng)的作用

1、腎