腎臟的排泄功能PPT

1、第八章 腎的排泄功能,FUNCTION OF THE KIDNEY,南通大學(xué)醫(yī)學(xué)院 生理學(xué)教研室,第一節(jié) 概 述,一、排泄的概念和途徑,排泄(excretion)是指機(jī)體將物質(zhì)代謝的最終產(chǎn)物、進(jìn)入機(jī)體內(nèi)環(huán)境的異物和有害物質(zhì)以及攝入的過(guò)剩物質(zhì)，經(jīng)血液循環(huán)通過(guò)一定途徑排出體外的過(guò)程。,機(jī)體排泄的途徑：,【1】隨呼吸排出CO2和少量水分； 【2】由皮膚通過(guò)汗腺分泌汗液，排出一部分水分、尿素和鹽類(lèi)； 【3】由消化道排出的主要是經(jīng)肝代謝產(chǎn)生的膽色素和腸粘膜排出的無(wú)機(jī)鹽（如鈣、鎂、鐵等）； 【4】由腎臟以尿液的形式排泄。,二、腎臟功能概述: (一)泌尿功能: 排除代謝終產(chǎn)物、過(guò)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; 調(diào)節(jié)水、電解質(zhì)和酸堿平衡。,少尿的定義 24小時(shí)尿量少于500ml； 每小時(shí)尿量少于15ml。,多尿的定義 24小時(shí)尿量大于2500ml。,無(wú)尿的定義 24小時(shí)尿量小于100ml。,(二)內(nèi)分泌功能:,腎素（renin） 前列腺素（prostaglandin，PG） 促紅細(xì)胞生成素（erythropoietin，EPO） 活性維生素D3 1，25-（OH）2-D3,功能：對(duì)血容量和血壓起調(diào)節(jié)作用的腎素 刺激骨髓造血的促紅細(xì)胞生成素 具有強(qiáng)烈舒血管作用的前列腺素 調(diào)節(jié)鈣磷代謝的活性維生素D3,1、腎單位（nephron）,三、腎臟的功能解剖和血液循環(huán)特征,(一)

3、腎的功能解剖,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(xì)段 升支細(xì)段,髓 袢,遠(yuǎn)曲小管,升支粗段,近球小管,遠(yuǎn)球小管,腎單位是腎臟結(jié)構(gòu)和功能的基本單位。,濾液 (原尿),濾過(guò),腎小管,集合管,重吸收 分泌與排泄,終尿,Cortical nephron 皮質(zhì)腎單位 Juxtamedullary nephron 近髓腎單位,2、兩種類(lèi)型的腎單位,兩種腎單位比較,皮質(zhì)腎單位,近髓腎單位,數(shù)量,多(85-90%),A口徑,少(10-15%),腎小球體積,較大,較小,A入 A出 21,差異甚小,出球小A后的毛細(xì)血管,髓袢長(zhǎng)度,分布于皮質(zhì)部 的腎小管周?chē)?還形成U形 的直小血管,腎

4、素含量,短（只達(dá)外髓層）,長(zhǎng)（深入內(nèi)髓層）,多,少,主要功能,尿液生成,尿的濃縮和稀釋,3、腎小球旁器(近球小體): （juxtaglomerular apparatus) 主要分布在皮質(zhì)腎單位,球旁（顆粒）細(xì)胞Juxtaglomerular cells 是一種牽張感受器，能夠分泌腎素 致密斑M(jìn)acula densa 是鈉離子濃度感受器 球外系膜（間質(zhì)）細(xì)胞 Extraglomerular mesangial cells,（二） 腎的血液循環(huán) renal circulation,1）血流量大：1200ml/min 占心輸出量的1/5 1/4 左右。,2）皮質(zhì)血流多： 皮質(zhì) 94% 外髓 5-6

5、% 內(nèi)髓 1%,1、腎的血供特點(diǎn),3）形成兩套毛細(xì)血管網(wǎng),腹主動(dòng)脈,下腔靜脈,腎動(dòng)脈 腎靜脈 葉間動(dòng)脈 葉間靜脈 弓形動(dòng)脈 弓形靜脈 小葉間動(dòng)脈 小葉間靜脈 入球小動(dòng)脈 腎小球毛細(xì)血管網(wǎng) 腎小管毛細(xì)血管網(wǎng) 出球小動(dòng)脈,腎小球毛細(xì)血管內(nèi)血壓較高，有利于腎小球的濾過(guò)作用。,腎小管周?chē)?xì)血管內(nèi)的血壓較低，有利于腎小管的重吸收。,2、 腎血流量的調(diào)節(jié),（1）自身調(diào)節(jié)（autoregulation) 使腎血流量與腎臟泌尿機(jī)能相適應(yīng)。,動(dòng)脈血壓: 80 -180 mmHg, 腎血流量相對(duì)恒定。,“肌源學(xué)說(shuō) ”（myogenic hypothesis）：,血管平滑肌緊張性,血管口徑, ,血流阻力, , ,

6、動(dòng)脈血壓 180 mmHg 平滑肌已達(dá)收縮極限,80 mmHg 以下，180 mmHg以上： 腎血流量隨動(dòng)脈血壓的變化而變化。,腎交感N,球旁 細(xì)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,（+）,（）,（2）神經(jīng)和體液調(diào)節(jié),緊急情況下，通過(guò)神經(jīng)體液的作用，腎血流量減少，全身血液重新分配，保證心、腦等器官的血供，“移緩濟(jì)急”。,在一般的血壓變動(dòng)范圍內(nèi)，腎臟依靠自身調(diào)節(jié)來(lái)保持腎血流量相對(duì)穩(wěn)定，維持正常的泌尿機(jī)能；,腎血流調(diào)節(jié)的意義：,第二節(jié) 腎小球的濾過(guò)功能,Glomerular filtration,腎小球的濾過(guò)： 指血液流過(guò)腎小球毛細(xì)血管時(shí)

7、,血漿中水分和小分子物質(zhì)通過(guò)濾過(guò)膜進(jìn)入腎小囊形成原尿的過(guò)程。,濾過(guò)三要素: 屏障、動(dòng)力、阻力 濾過(guò)的實(shí)驗(yàn)證據(jù): 腎小囊微穿刺抽取液體分析發(fā)現(xiàn),除蛋白質(zhì)外，所含的成分及其濃度與血漿基本一致,而且滲透壓和pH值也與血漿近似。,原尿(primary urine)：腎小球?yàn)V液，除蛋白質(zhì)含量極少外，其他成分與血漿基本一致，滲透壓與酸堿度也相似,是血漿的超濾液。 小管液(tubular fluid):進(jìn)入腎小管的原尿。 終尿(end urine)：小管液在流經(jīng)腎小管和集合管時(shí)，經(jīng)過(guò)腎小管和集合管的重吸收與分泌作用最終形成終尿。,一、腎小球?yàn)V過(guò)膜的通透性,（一）腎小球?yàn)V過(guò)作用的證據(jù),（二）濾過(guò)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)（濾

8、過(guò)膜）,毛細(xì)血管內(nèi)皮 基膜 腎小囊臟層上皮細(xì)胞,1、 濾過(guò)膜（filtration membrane）的組成,2、濾過(guò)膜的通透性(permeability),二、有效濾過(guò)壓 (effective filtration pressure,EFP),EFP = 動(dòng)力 阻力,EFP = （腎小球毛細(xì)血管壓+囊內(nèi)液膠體滲透壓） （血漿膠體滲透壓 + 腎小囊內(nèi)壓）,EFP = 腎小球毛細(xì)血管壓 （血漿膠體滲透壓 + 腎小囊內(nèi)壓）,毛細(xì)血管壓glomerular capillary pressure： (1) 壓力較高 6.0kP(45 mmHg) (2) 入球端與出球端幾乎相等,囊內(nèi)壓capsular

9、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),濾過(guò)平衡（filtration equilibrium）,入球端 EFP = 45 (25 + 10) = 10 (mmHg),出球端 EFP = 45 (35 + 10) = 0,三、腎小球?yàn)V過(guò)率與濾過(guò)分?jǐn)?shù),1、腎小球?yàn)V過(guò)率 （glomerular filtration rate, GFR),單位時(shí)間內(nèi)（min) 兩腎生成的超濾液量。 1.73m2 125ml/min

10、,一晝夜超濾液量 = 180L,2、濾過(guò)分?jǐn)?shù)(filtration fraction, FF),腎小球?yàn)V過(guò)率與腎血漿流量的比值。,正常值 : 0.18 0.20,表明:流經(jīng)腎臟的血漿約1/5形成原尿。,四、影響腎小球?yàn)V過(guò)的因素,（2）面積,2、有效濾過(guò)壓 effective filtration pressure （1）腎小球毛細(xì)血管壓 glomerular capillary pressure,全身動(dòng)脈BP,自身調(diào)節(jié)范疇內(nèi),自身調(diào)節(jié)范疇外,入球小動(dòng)脈收縮,出球小動(dòng)脈收縮,（2）囊內(nèi)壓 hydrostatic pressure in Bowmans capsule,（3）血漿膠體滲透壓 Pla

11、sma oncotic pressure in glomerular capillary,3、腎血漿流量renal plasma flow,主要影響濾過(guò)平衡的位置,由圖可見(jiàn)：沿著毛細(xì)血管全長(zhǎng)，隨著水和溶質(zhì)的濾出，膠體滲透壓漸有效濾過(guò)壓漸(=0時(shí)稱(chēng)濾過(guò)平衡)濾過(guò)平衡的位置決定著毛細(xì)血管濾過(guò)的長(zhǎng)度。,由圖可見(jiàn)：三條曲線(xiàn)分別代表不同腎血漿流量(RPF)時(shí)血漿膠體滲透壓(COP)上升的斜率。 曲線(xiàn)A: RPF小時(shí) COP速度快 曲線(xiàn)C: RPF大時(shí) COP速度慢 曲線(xiàn)B:正常RPF時(shí)COP速度,結(jié)論： RPF快COP速慢濾過(guò)平衡位置近出球A端GFR；反之則GFR。,第三節(jié) 腎小管與集合管的物質(zhì) 轉(zhuǎn)運(yùn)功

12、能,重吸收（reabsorption):小管液中的物 質(zhì)通過(guò)小管上皮細(xì)胞進(jìn)入管周毛細(xì)血管 血液的過(guò)程稱(chēng)為腎小管和集合管的重吸 收。,一、腎小管和集合管的重吸收功能,（一）腎小管和集合管的重吸收作用的證據(jù),1原尿與終尿量的比較,2原尿與終尿成分的比較,（二）腎小管與集合管的重吸收方式,1、被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) passive transport,2、主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) Active transport,原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) Primary active transport 繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) Secondary active transport,（三）電解質(zhì)和水的重吸收,1、Na+的重吸收,濾液中Na+ 99以上可以被重吸收

13、近端小管重吸收的能力最大 在近端小管的重吸收屬于原發(fā)性主動(dòng)重吸收,(1)近端小管： Na+的重吸收機(jī)制: Na+和葡萄糖同向轉(zhuǎn)運(yùn) H+ - Na+交換 泵 漏模式(pump-leak model),(back-leak),H+,Na+,(2)髓袢升支粗段： “Na+ : 2Cl : K+同向轉(zhuǎn)運(yùn)模式” Na重吸收是主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)，Cl - 和K+是繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。水不被重吸收(小管液低滲)。 在尿液的濃縮與稀釋機(jī)制中起重要作用,2、Cl-的重吸收,Cl-的重吸收特點(diǎn)： Cl-的重吸收量和各段腎小管對(duì)Cl- 的重吸收能力都與Na+的相似 除髓袢升支粗段為繼發(fā)性主動(dòng)重吸收外，其余皆為被動(dòng)重吸收。,同向轉(zhuǎn)

14、運(yùn)體 symporter,在髓袢升支粗段的管腔膜上存在著一種能同時(shí)、同方向轉(zhuǎn)運(yùn)Na+、Cl、K+的載體蛋白，稱(chēng)為同向轉(zhuǎn)運(yùn)體，其轉(zhuǎn)運(yùn)的比例為Na+2ClK+,速尿和利尿酸等利尿劑可抑制同向轉(zhuǎn)運(yùn)體，從而抑制了Na+、Cl、K+的轉(zhuǎn)運(yùn)，使NaCl的重吸收受到抑制，從而干擾了尿的濃縮機(jī)制，導(dǎo)致利尿。,3、H2O的重吸收 重吸收機(jī)制:被動(dòng)過(guò)程（滲透作用）。 重吸收特點(diǎn)： 類(lèi)同Na+，具球-管平衡現(xiàn)象，即重吸收量始終為濾過(guò)量的6570%（后述）。 近端小管對(duì)重吸收水的量與機(jī)體是否缺水無(wú)關(guān)，屬于一種必然性重吸收,近端小管,特點(diǎn): 重吸收量根據(jù)機(jī)體的需要而被調(diào)節(jié)，因此屬調(diào)節(jié)性重吸收； 重吸收量對(duì)終尿量的影響很

15、大。,機(jī)制:受抗利尿激素的調(diào)節(jié) 管腔膜有ADH調(diào)控的水通道(當(dāng)ADH作用時(shí)，水通道便從胞漿鑲嵌到管腔膜上)，調(diào)節(jié)水的重吸收。,遠(yuǎn)曲小管和集合管,4、HCO3重吸收 80 85%在近端小管重吸收 以CO2的形式進(jìn)行的,5、K+的重吸收,67%在近端小管重吸收。 是一個(gè)主動(dòng)過(guò)程。,150 mmol/L,4 mmol/L, 4mV,0mV,是逆電化學(xué)梯度重吸收。機(jī)理？,6、葡萄糖的重吸收,在近端小管全部重吸收。 繼發(fā)性主動(dòng)重吸收。 與Na+同向轉(zhuǎn)運(yùn)密切相關(guān)。,近端小管對(duì)葡萄糖的重吸收有一定度。,血糖 160 180 mg% 200-230 mg/min,尿中見(jiàn)糖,腎糖閾(renal glucose

16、threshold)： 尿中不出現(xiàn)葡萄糖時(shí)的最高血糖濃度。 The plasma lever of glucose at which glucose first appears in the urine.,葡萄糖吸收極限量：約300 mg%,同向轉(zhuǎn)運(yùn)體的結(jié)合位點(diǎn)達(dá)飽和時(shí),葡萄糖吸收極限量,男性：375 mg/min 女性：300 mg/min,二、腎小管和集合管的分泌與排泄功能,分泌(secretion)：腎小管上皮細(xì)胞通過(guò) 新陳代謝，將所產(chǎn)生的物質(zhì)排入到小管液 中去的過(guò)程。,排泄(excretion)：腎小管上皮細(xì)胞將 血液中某種物質(zhì)直接排入到小管液中去的 過(guò)程。,1、H+的分泌,（1）在近

17、端小管 通過(guò)H+ Na+交換分泌H+,每分泌一個(gè)H+,即有一個(gè)NaHCO3重吸收回血液。 H+的分泌是腎臟排酸保堿的過(guò)程。,2.NH3的分泌,小管上皮細(xì)胞內(nèi) 谷氨酰胺,脫氨,NH3(氨),脂溶性,腎小管腔：NH3H+,NH4+Cl-NH4Cl,單純擴(kuò)散,脫氫酶,3、K+的分泌,在遠(yuǎn)曲小管和集合管 K+的分泌與Na+的主動(dòng)重吸 收有密切關(guān)系，是順電化學(xué)梯度 的被動(dòng)過(guò)程。,4、其它物質(zhì)的排泄,三、影響腎小管和集合管轉(zhuǎn)運(yùn)的因素,（一）腎小管管腔中溶質(zhì)的濃度,滲透性利尿（osmotic diuresis）,通過(guò)增加小管液溶質(zhì)濃度和滲透壓使尿量增多的方式,糖尿病diabetes 臨床上使用甘露醇等可被腎

18、小球?yàn)V過(guò)而不被腎小管重吸收的物質(zhì)，利用它來(lái)提高小管液中溶質(zhì)的濃度，借以達(dá)到利尿的目的。,（二）腎小球?yàn)V過(guò)率,球管平衡（glomerulotubular balance）,在正常情況下，不論腎小球?yàn)V過(guò)率有何變化，近球小管對(duì)Na+、水的重吸收總是穩(wěn)定在濾過(guò)率的65%-70%（定比重吸收），這一現(xiàn)象稱(chēng)為球-管平衡。,機(jī)制：與管周毛細(xì)血管血壓和膠 體滲透壓的改變有關(guān)。,意義：使尿中排出的溶質(zhì)和水不致因腎小球?yàn)V過(guò)率的增減而大幅度變動(dòng)。,第四節(jié) 尿液的濃縮和稀釋 Urine concentration and dilution,一、尿液濃縮和稀釋的概念及其意義,正常情況下 : 不同程度濃縮尿 飲水過(guò)多 :

19、 不同程度稀釋尿 腎功能損害時(shí) : 排出等滲尿,二、尿液濃縮、稀釋的過(guò)程和機(jī)制,髓質(zhì)高滲梯度,ADH,ADH,集合管對(duì)水通透性,集合管對(duì)水重吸收,低滲尿(尿稀釋),集合管對(duì)水通透性,集合管對(duì)水重吸收,高滲尿(尿濃縮),(一)尿液濃縮和稀釋的過(guò)程,流經(jīng)髓袢升支粗段后低滲的小管液,(二)濃縮尿和稀釋尿是如何形成的？,1、 腎髓質(zhì)的高滲,2、管壁對(duì)水具有通透性,兩個(gè)條件,形成腎髓質(zhì)高滲梯度的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ): 近髓腎單位的髓質(zhì)部分有兩套“ U ” 形結(jié)構(gòu)。 （1）髓袢的降支和升支 （2）“ U”形直小血管,髓質(zhì)滲透壓梯度的形成機(jī)制： 各段腎小管對(duì)水、 NaCl和尿素 的通透性不同。,逆流倍增作用 (coun

20、tercurrent multiplication),表8-1 髓袢、遠(yuǎn)曲小管和集合管的通透性,逆流倍增模型,從全過(guò)程看： 外髓部(主動(dòng))： 髓袢升支粗段NaCl主動(dòng)重吸收(始動(dòng)) 內(nèi)髓部(被動(dòng))： 內(nèi)髓集合管順濃度差擴(kuò)散出的尿素 （尿素的再循環(huán)） 髓袢升支細(xì)段順濃度差擴(kuò)散出的NaCl,腎髓質(zhì)滲透壓梯度的維持,U形直小血管的逆流交換作用 (countercurrent exchange),ADH,三、影響尿液濃縮與稀釋的因素,（一）腎髓質(zhì)內(nèi)滲透壓梯度的改變,（三） 直小血管血流速度的改變,（二） 集合管對(duì)水的通透性改變,第五節(jié) 腎臟泌尿功能的調(diào)節(jié) Regulation of the renal

21、 function,一、神經(jīng)調(diào)節(jié),二、體液調(diào)節(jié),(一) 抗利尿激素 (antidiuretic hormone, ADH) 血管升壓素(arginine vasopressin, AVP),1、分泌和作用,2.ADH的作用機(jī)制,3、影響ADH分泌與釋放的因素,（1）血漿晶體滲透壓的改變,大量出汗 嚴(yán)重嘔吐 腹 瀉,機(jī)體失水,血漿晶體滲透壓,ADH分泌釋放,腎臟重吸收水,尿量,保留體內(nèi)水,大量飲清水,排出多余水,（）,（）,osmorecepter,大量飲清水后尿量增多的現(xiàn)象， 稱(chēng)為水利尿(water diuresis)。,(2) 循環(huán)血量的改變,血量,左心房受到 牽張刺激,容量感受器,迷走傳入

22、沖動(dòng),下丘腦-神經(jīng)垂體系統(tǒng),ADH,尿量,體內(nèi)水,血量,大失血,（）,（）,（+）,（）,（+）,（）,(3)其他因素,動(dòng)脈 血壓,頸 動(dòng) 脈 竇 壓力感受器,竇 神 經(jīng) 傳入沖動(dòng),ADH,尿量,痛 刺 激 情緒緊張 血管緊張素,弱冷刺激 心房利尿肽,ADH,尿量,下丘腦病變,累及下丘腦-神經(jīng)垂體系統(tǒng),ADH,尿量(10L/日),“尿崩癥”,(二) 腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng) (renin-angiotensin-aldosterone system),1、系統(tǒng)的組成,肝臟,血管緊張素原,血管緊張素(10肽),血管緊張素(8肽),血管緊張素(7肽),腎 素 (蛋白水解酶),球旁器中 球旁細(xì)胞,轉(zhuǎn)換酶(肺組織),血管緊張素酶A,腎上腺皮質(zhì) 球狀帶細(xì)胞,醛固酮,“保Na+ 、保水、排K+”,2、醛固酮的基本作用,3、醛固酮的作用機(jī)理,腎素,4、醛固酮分泌的調(diào)節(jié),（三）心鈉素(cardionatrin