泌尿系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能

1、第10章 泌尿系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能,第1節(jié) 泌尿系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu) 第2節(jié) 尿生成的過程 第3節(jié) 尿生成的調(diào)節(jié)（Regulation of Urine Formation） 第4節(jié) 腎功能的評價 第5節(jié) 尿的排放,第1節(jié) 泌尿系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu),腎(kidney) 輸尿管(ureter) 膀胱(urinary bladder) 尿道(urethra),腎,泌尿系統(tǒng),位置 毗鄰 被膜 形態(tài) 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 組織結(jié)構(gòu) 血液循環(huán),位置,前面觀,腎區(qū)豎脊肌外側(cè)緣與第12肋之間的部位。,腎的毗鄰,腎的被膜,纖維囊 脂肪囊 腎筋膜,形態(tài),內(nèi)部結(jié)構(gòu),腎皮質(zhì) 腎柱 腎髓質(zhì) 腎錐體 腎乳頭 腎小盞 腎大盞 腎盂,腎的組織結(jié)構(gòu),

2、腎單位 兩種腎單位比較 腎小球旁器,腎單位(nephron),腎小體,腎小球,腎小囊,腎小管,近曲小管,髓袢,遠曲小管,袢降粗段,袢降細段,袢升細段,袢升粗段,兩種腎單位比較,皮質(zhì)腎單位,近髓腎單位,數(shù)量,多(85-90%),少(10-15%),體積,較小,較大,A口徑,A入A出 21,A入 A出,袢長度,短,長,出球小A后的毛細血管,分布于皮質(zhì)部 的腎小管周圍,還形成U形 的直小血管,腎小球旁器1,致密斑： 位于遠曲小管起始部，細胞呈立柱樣變、斑狀突起；有化學(xué)感受器，感受Na+的變化。 極墊細胞： 位于腎小體血管極三角區(qū)，可能與傳遞致密斑信息到球旁細胞，調(diào)節(jié)腎素的釋放有關(guān)。 球旁細胞： 入球

3、小A膜內(nèi)的肌細胞呈上皮樣變，內(nèi)含分泌顆粒，釋放腎素，與調(diào)節(jié)血壓有關(guān)。,腎小球旁器2,極墊細胞,腎的血液循環(huán)及其特點,特征 ：腎動脈由腹主動脈直接發(fā)出，粗而短，流量大（心輸出量1/41/5），血壓高；腎小球毛細血管網(wǎng)壓高利于濾過。腎小管周圍球后毛細血管網(wǎng)壓低利于重吸收；直小血管呈袢狀結(jié)構(gòu)與腎小管髓袢伴行。,輸尿管,膀胱,形態(tài)和分部,位置和毗鄰,內(nèi)部結(jié)構(gòu),膀胱三角：指膀胱底內(nèi)面，兩輸尿管口與尿道內(nèi)口之間的區(qū)域；為腫瘤和結(jié)核的好發(fā)部位。,尿道,男性：細、長、彎曲和狹窄。易引起機械性梗阻和損傷。 女性：短、寬、直。易感染。,第2節(jié) 尿生成的過程,1 尿液 2 尿生成的過程 3 腎小球的濾過作用 4 腎

4、小管的重吸收和分泌作用 5 尿液的濃縮和稀釋,1 尿液,尿的理化性質(zhì) 顏色與比重 滲透壓與pH,尿量： 正常：1000-2000ml 多尿：2500ml 少尿：400-500ml 無尿：100ml,顏色與比重,顏色 正常：新鮮尿液呈透明、淡黃色,其深淺程度與尿量呈反變關(guān)系(尿多色淡,尿少則色深),也常受藥物影響,如服用痢特靈后尿色呈深黃色。 病理:血尿(呈洗肉水色)、膽紅素尿(呈黃色)、乳糜尿(呈乳白色)。 比重：正常尿1.0151.025 稀釋尿1.003 濃縮尿1.025，可高達1.035 等滲尿1.007左右,滲透壓與pH,滲透壓：高于血漿 pH：正常pH在5.07.0(呈弱酸性),最大

5、變動范圍為4.58.0。 尿的pH主要取決于食物的成分： 攝入富含蛋白質(zhì)的食物尿呈酸性, 攝入富含水果、蔬菜的食物尿呈弱堿性。,2 尿液生成的過程,血漿、原尿和終尿主要成分比較,血漿、原尿和終尿主要成分比較(g/L),成 分 血漿 原尿 終尿 濃縮倍數(shù) 水 900 980 960 1.1 蛋白質(zhì) 80 微量 0 - 葡萄糖 1 1 0 - Na+ 3.3 3.3 3.5 1.1 Cl- 3.7 3.7 6.0 1.6 K+ 0.2 0.2 1.5 7.5 尿酸 0.02 0.02 0.5 25.0 尿素 0.3 0.3 20.0 67.0 肌酐 0.01 0.01 1.5 150.0 氨 0.

6、001 0.001 0.4 400.0,原尿量：=125ml/min60 24=180L/d 終尿量 ： =1-2L/d (=重吸收),3 腎小球的濾過作用,濾過：指血液流過腎小球時,血漿中水分和小分子物質(zhì)通過濾過膜進入腎小囊形成原尿的過程。 濾過膜的結(jié)構(gòu) 濾過功能的度量指標(biāo) 濾過的動力 影響腎小球濾過的因素,濾過膜的結(jié)構(gòu),內(nèi) 層：毛細血管的內(nèi)皮細胞 中間層：非細胞性基膜 外 層：腎小囊臟層上皮細胞,通透性,裂隙 裂孔,通透性,機械屏障作用：決定了溶質(zhì)分子的半徑和分子量不同，通透性不同。,1.8nm能自由通過 半徑 1.83.6nm能部分通過 3.6nm完全不能通過 (白蛋白) 分子量6900

7、0單體可通過,電化學(xué)屏障作用： 帶正電荷的分子較易通過 帶負電荷的分子較難通過,通透性：物質(zhì)通過濾過膜的能力。,濾過功能的度量指標(biāo),腎小球濾過率（glomerular filtration rate,GFR) 概念：兩側(cè)腎臟每分鐘生成的濾液量。 濾過分數(shù)(glomerular filtration fraction,GFF) 概念：GFR與每分鐘腎血漿流量（renal plasma flow,RPF）的百分比。 GFF GFRRPF100 125660 100 19,濾過的動力-有效濾過壓1,EFP=PGC（GCPBS） EFP：有效濾過壓 （effective filtration pres

8、sure） PGC：腎小球毛細血管血壓 （glomerular capillary pressure） GC ：血漿膠體滲透壓 （plasma colloid osmotic pressure） PBS ：腎小囊內(nèi)壓 （pressure in Bowmans capsule）,濾過的動力-有效濾過壓2,入球端 有效濾過壓 =6.0 (2.67+1.33) =2.0kPa(15mmHg) 0有濾液生成,出球端 有效濾過壓 =6.0 (4.67+1.33) = 0kPa(0mmHg) 0無濾液生成,特點：正常時，毛細血管壓和囊內(nèi)壓基本不變，膠體滲透壓易變（膠體物質(zhì)濾不出）。出球段除血漿流量快時(血

9、漿膠體滲透壓 較高)外，一般無濾出，故為濾過的貯備段。,影響腎小球濾過的因素,4 腎小管的重吸收和分泌作用,濾過生成的原尿成人約180 L，而終尿卻只有約1.5 L。原因是絕大部分被腎小管重吸收。 4.1 NaCI和水的重吸收 4.2 HCO3-的重吸收和H+的分泌 4.3 NH3/NH4+的分泌 4.4 K+的重吸收與分泌 4.5 Ca2+的重吸收與分泌 4.6 葡萄糖的重吸收 4.7 其他物質(zhì)的重吸收與分泌,4.1 NaCI和水的重吸收,如圖近球小管: Na+的重吸收： 前半段泵-漏模式（pump-leak model）主動重吸收；后半段-經(jīng)細胞旁路被動重吸收和經(jīng)跨上皮細胞主動重吸收。 C

10、I-：伴隨Na+而被動重吸收。,A：近球小管的前半段 X-葡萄糖、氨基酸、磷酸鹽、CI- 。 B：近球小管的后半段 F-甲酸鹽，HF-甲酸。,如圖髓袢： 細胞內(nèi)Na+通過細胞基側(cè)膜的鈉泵進入管周組織液，建立小管腔與細胞間Na+電化學(xué)梯度； 細胞頂端膜借電化學(xué)梯度使Na+、K+和CI-同向轉(zhuǎn)入細胞內(nèi)； CI-借管周Na+的正電吸引進入管周組織液，而K+則經(jīng)細胞頂端膜回到小管內(nèi)； K+回到小管內(nèi)造成的電位差，使小管內(nèi)Na+、K+、Ca2+等正離子經(jīng)細胞旁途徑吸收。,如圖遠曲小管和集合管： A：遠曲小管前段：NaCl同向轉(zhuǎn)運； B：遠曲小管后段與集合管：Na通道轉(zhuǎn)運。,4.2 HCO3-的重吸收和H

11、+的分泌,如圖 近端小管和髓袢HCO3-和水的重吸收及H+的分泌： CO2與H2O在碳酸酐酶（CA）的作用下生成H2CO3，后者解離出H+進行H+-Na+交換，而使Na+、 HCO3-和水重吸收。 遠曲小管和集合管HCO3-的重吸收：以H+泵泌H+，其與結(jié)合外還可與HPO42-和NH3結(jié)合成NH4+和H2PO4-。,4.3 NH3/NH4+的分泌,如圖近曲小管： NH3/NH4+可通過逆向交換和擴散方式分泌入小管液； 髓袢升支粗段：NH4+可與Na和K+同向轉(zhuǎn)運的方式被重吸收； 集合管：髓質(zhì)間隙中的NH3通過擴散方式進入集合管腔，并在管腔中與H+結(jié)合成NH4+而隨尿排出。,4.4 K+的重吸收

12、與分泌,濾過出的K+幾乎被全部重吸收。 在近曲小管的吸收是主動過程，機制不明； 在髓袢段是通過NaCI的同向轉(zhuǎn)運機制而吸收； 在遠曲小管和集合管主細胞的分泌是通過Na+ -K+交換進行的。該ATP酶受醛固酮和抗利尿素（ADH）的激活。,4.5 Ca2+的重吸收與分泌,其在近曲小管： 80%以溶劑拖曳的形式經(jīng)細胞旁途徑，伴水一起被重吸收； 20%為跨細胞途徑轉(zhuǎn)運：借濃度梯度從小管液擴散進入細胞內(nèi)；在基底膜上經(jīng)鈣泵逆濃度梯度泵出細胞。 在遠曲小管和集合管： 因小管液為負電位，其吸收是跨細胞途徑的主動轉(zhuǎn)運。受甲狀旁腺素（PTH）的激活。,4.6 葡萄糖的重吸收,幾乎被近曲小管全部重吸收。 其他各部位

13、無重吸收葡萄糖的能力。 通過繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運與Na+同向轉(zhuǎn)運而被重吸收。 腎小管對葡萄糖的重吸收有一定限度。 腎糖閾（renal glucose threshold）：尿中開始出現(xiàn)葡萄糖的血糖濃度。正常160-180mg/100ml。 葡萄糖的吸收極限量（transport maximum，Tm）：全部腎小管對葡萄糖的最大吸收量。超過該值時，尿糖排泄隨血糖升高而平行增加。,4.7 其他物質(zhì)的重吸收與分泌,氨基酸的重吸收機制同葡萄糖，但載體可能不同。 濾過出的蛋白量極少，由腎小管上皮以吞飲的形式重吸收。 PO42-和SO42-的重吸收也與Na+的重吸收相關(guān)聯(lián)。 某些體內(nèi)的代謝產(chǎn)物和進入體內(nèi)的藥物因

14、與血漿蛋白結(jié)合而很少濾過，主要在近曲小管中主動分泌而排泄。,5 尿液的濃縮和稀釋,Concentration and Dilution of urine：是腎小管的重要功能之一。其關(guān)鍵是腎髓質(zhì)滲透梯的度形成與保持 。 髓質(zhì)滲透梯的度形成 髓質(zhì)滲透梯度的保持 影響髓質(zhì)滲透梯度的因素,髓質(zhì)滲透梯的度形成,逆流倍增學(xué)說 （counter-current multiplication）： 如圖1：甲管內(nèi)液體向下流；乙管內(nèi)液體向上流；丙管內(nèi)液體向下流。 M1膜能將液體中Na+由乙管泵入甲管，且對 水不易通透； M2膜對水易通透。 結(jié)果：橫向滲透壓梯度變化小縱向梯度自上而下滲透壓成倍增高。 如圖2在腎臟：

15、使排出的尿液濃縮，自髓質(zhì)至皮質(zhì)小管內(nèi)液稀釋。 可見形成逆流倍增的重要條件：是腎小管各部分對不同成分的通透性不同。見下表。 如圖3腎小管各部位：外髓和內(nèi)髓和皮質(zhì)對不同成分的通透性不同，形成不同的滲透梯度。,圖1,圖2,圖3,人腎小管不同部分的通透性,腎小管部分 通 透 性 Na+的 水 尿素 NaCl 主動轉(zhuǎn)運,降支細段 + 0 0 0 髓袢 升支細段 0 + + 0 升支粗段 0 0 0 + 遠曲小管 0 0 0 + 皮質(zhì)部 + 0 0 + 集合管 外髓部 + 0 0 + 內(nèi)髓部 + + 0 +, 依賴ADH（VP）存在。ADH因?qū)Σ煌课凰湍蛩氐耐ㄍ感援a(chǎn)生影響而對尿液的濃縮造成影響。,AD

16、H（VP）存在與否對尿濃縮的影響,髓質(zhì)滲透梯度的保持,是伴袢直小血管的作用：通過逆流交換作用只帶走少量溶質(zhì)和多余的水，維持高滲梯度。,影響髓質(zhì)滲透梯度的因素,髓袢的結(jié)構(gòu)與機能：袢短、泵或或載體（尤其是髓袢升支粗段）功能受損，都影響滲透梯度的形成而影響腎對尿的稀釋和濃縮功能。 尿素濃度：低蛋白血癥使尿素生成減少的因素都會影響尿的濃縮功能。 直小血管的血流：低容量、低流速，會帶走多量的溶質(zhì)而影響尿的濃縮。 水負荷：與濃縮功能成反比。 集合管對水的通透性增加：濃縮功能降低。如真性尿崩使ADH（VP）缺乏或腎源性尿崩使腎對ADH（VP）的反應(yīng)性降低。,第3節(jié) 尿生成的調(diào)節(jié),1 腎內(nèi)自身調(diào)節(jié) 2 神經(jīng)調(diào)

17、節(jié) 3 體液調(diào)節(jié),1 腎內(nèi)自身調(diào)節(jié),小管液中溶質(zhì)濃度：滲透性利尿（osmotic diuresis），尿量與其正比。 球-管平衡（glomerulotubularbalance）：在腎血流量不變的前提下的調(diào)節(jié)。 腎血流量的自身調(diào)節(jié),小管液中溶質(zhì)濃度,小管液中溶質(zhì)濃度所形成的滲透壓,是對抗腎小管對水重吸收的力量。 當(dāng)溶質(zhì)滲透壓腎小管(尤其近曲小管)對水的重吸收小管液中Na+(因被稀釋)Na+重吸收(擾亂球-管平衡)尿量。 如:糖尿病的多尿； 滲透性利尿劑-甘露醇、山梨醇(可被濾過而不被重吸收)。,球-管平衡,定義：與腎小球的濾過量定比重吸收（constantfractionreabsorptio

18、n）。 機制：使尿中排出的溶質(zhì)和不致因腎小球濾過率的變化而大幅度增減 ，與管周cap壓、血漿膠滲壓改變有關(guān)。 生理意義：使尿中排出的溶質(zhì)和水不會因GFR的增減而出現(xiàn)大幅度的變動，以維持機體水電解質(zhì)平衡。,當(dāng)GFR時,管周毛細血管壓,膠體滲透壓,小管旁組織間液入毛細血管量,管旁組織間液的靜水壓Na+、H2O回漏,Na+、H2O重吸收,重吸收率/濾過率6570,腎血流量的自身調(diào)節(jié),肌源性機制（myogebuc mechanism）： 當(dāng)A壓A管壁平滑肌緊張性而收縮血流阻力腎血流量保持穩(wěn)定； 管-球反饋(tubuloglomerular feed-back)： 當(dāng)腎血流量和腎小球濾過率致密斑感受到遠

19、曲小管液Na+Cl-致密斑將此信息反饋至腎小球腎血流量和腎小球濾過率恢復(fù)。,2 神經(jīng)調(diào)節(jié),交感神經(jīng)系統(tǒng)興奮時NE釋放增加： 收縮腎A，強度入球A出球A，GFR; 刺激球旁細胞，腎素釋放增加，激活醛固酮; 直接作用于腎小管，增加近球小管和髓袢對Na+、水的重吸收。,3 體液調(diào)節(jié),抗利尿素ADH（antidiuretic hormone, VP） 腎素 血管緊張素 醛固酮 心房鈉尿肽（atrial natriuretic peptide ，ANP）,抗利尿素ADH（VP）,ADH遠曲小管、集合管對水通透性遠曲小管、集合管對水重吸收尿液濃縮垂體性尿崩癥。 遠曲小管、集合管對ADH不敏感遠曲小管、集合

20、管對水重吸收尿液濃縮腎性尿崩癥。 刺激ADH分泌的因素：,刺激ADH分泌的因素,血漿晶體滲透壓 (1-2),+,中樞 滲透壓感受器,+,下丘腦 視上核 (主) 室旁核 (次),中樞 滲透壓感受器,血漿晶體滲透壓 (1-2),循環(huán)血量 (5-10),心房容量 感受器,心房容量 感受器,循環(huán)血量 (5-10),低血糖 疼痛、應(yīng)激,A D H,心房鈉尿肽,垂體后葉,下丘腦-垂體束,+,+,+,腎素分泌的刺激因素,循環(huán)血容量 腎動脈壓,腎動脈壓 腎血流量,循環(huán)血容量,NE、AD和PGE2,心房容量感受器 動脈壓力感受器,腎交感N興奮,NE,受體,+,+,球 旁 器 細 胞,腎 素,GFR,遠曲小管 N

21、a+、Cl-負荷,+,致密斑感受器,入球小動脈 牽張感受器,+,+,反射性,血管緊張素對尿生成的調(diào)節(jié),血管緊張素原,腎素,血管緊張素,肺血管緊張素轉(zhuǎn)換酶,血管緊張素,血管緊張素,ACTH,腎上腺皮質(zhì)球狀帶,醛 固 酮,血K+、Na+,最小濃度刺激近曲小管重吸收NaCl； 中等濃度進一步刺激腎上腺皮質(zhì)合成與釋放醛固酮； 較高濃度進一步收縮血管、升高血壓； 另外：刺激腎上腺和交感N分泌釋放NE、E；刺激ADH、ACTH釋放。,醛固酮對尿生成的調(diào)節(jié),醛固酮,單純擴散,小管上皮細胞內(nèi),胞漿內(nèi)形成激素 -受體復(fù)合物,細胞核內(nèi)調(diào)節(jié) 特異mRNA轉(zhuǎn)錄,醛固酮誘導(dǎo)蛋白,遠曲小管和集合管： 管腔膜通道數(shù)量，管周

22、膜上Na+-K+泵活動,排2K+、保3Na+、保H2O,心房鈉尿肽對尿生成的調(diào)節(jié),血容量、內(nèi)皮素、VP,心 房 肌,合成釋放,心 房 鈉 尿 肽,抑制集合管 重吸收NaCl (Na+通道關(guān)閉),舒張A出、A入(尤其A入) 腎血漿流量和GFR原尿生成,抑制腎素的分泌 抑制ADH的釋放 抑制醛固酮的分泌,水鈉重吸收,利 尿、排 鈉,第4節(jié) 腎功能的評價,1 清除率的概念及計算方法 2 測定清除率的意義 測定腎小球濾過率 測定腎血流量 推測腎小管的功能,1 清除率,概念：指單位時間內(nèi)腎排出某一物質(zhì)的總量與血漿中這一物質(zhì)濃度的比值。 即從理論上講，血漿清除率相當(dāng)于單位時間內(nèi)腎能夠?qū)⒍嗌賛l血漿中所含的某物質(zhì)完全清除出體外的能力。 計算方法： C=（ U V ）/P C：血漿清除率；U：尿中某物質(zhì)濃度； V：每分鐘尿量；P：血漿某物質(zhì)濃度。,2 測定清除率的意義,血漿清除率是評價腎對某一物質(zhì)排泄功能的一個重要指標(biāo)。由于尿生成是通過腎小球濾過、腎小管重吸收與分泌的過程完成的。因此，應(yīng)用不同特性的測定工具藥物(標(biāo)記物)，就可推算出腎小球濾過率、腎血流量和腎小管的功能。如圖：,PAH：對氨基馬尿酸,測定腎小球濾過率,每分鐘某物質(zhì)的排泄量= U V ； 腎小球濾過率=GFR； 濾液中某物質(zhì)濃度=其血漿中的濃度