中國藥科大學(xué)人體解剖生理學(xué)尿的生成

1、第一節(jié) 腎的功能解剖和腎血流量,一、腎臟功能: (一)泌尿: ①排除代謝終產(chǎn)物、過剩的電解質(zhì)及進入體內(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)和酸堿平衡。 (二)內(nèi)分泌: ①對血容量和血壓起調(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具有強烈舒血管作用的前列腺素等。,第十章 尿的生成和排出,二、人體的排泄器官及其排泄物 排泄：由排泄器官將體內(nèi)一些物質(zhì)經(jīng)血液循環(huán)排出體

2、外的過程。━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 排 泄 器 官 排 泄 物─────────────────────── 腎 臟 水、尿素、肌酐、鹽類、 藥物、毒物、色素等 肺 臟 co2、水、揮發(fā)性藥物等 皮膚及汗腺 水、鹽類、少量尿素等 消 化 道 鈣、鎂

3、、鐵、磷等無機鹽, 膽色素,毒物等 唾 液 腺 重金屬、狂犬病毒等 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━,三、腎的功能解剖,(一)腎單位,腎小體,腎小球,腎小囊,腎小管,近球小管,髓袢細(xì)段,遠(yuǎn)球小管,袢升細(xì)段,袢升粗段,遠(yuǎn)曲小管,袢降粗段,近曲小管,袢降細(xì)段,,,,,,,,(二)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-

4、15%),體 積,較大,較小,A入∶ A出＝ 2∶1,A入≤ A出,A出后的毛細(xì)血管,袢長度,分布于皮質(zhì)部的腎小管周圍,還形成U形的直小血管,腎素含量,短,長,多,少,,,,,,皮質(zhì)腎單位,近髓腎單位,(三)球旁器,1. 球旁細(xì)胞：●入球A膜內(nèi)的肌細(xì)胞呈上皮樣變，內(nèi)含分泌顆粒=腎素；●對牽張刺激敏感≈感受器；●腎交感N支配。,2. 致密斑：,●入球A與遠(yuǎn)曲小管聯(lián)接處，細(xì)胞呈立柱樣變、斑狀突起； ●對遠(yuǎn)

5、曲小管中的[Na+]、[Cl-]敏感，并將信息經(jīng)間質(zhì)細(xì)胞傳遞至近球細(xì)胞，調(diào)節(jié)腎素的釋放。,（四）腎的血液循環(huán) 1.腎的血液循環(huán)特征 ⑴血液分布不勻： 皮質(zhì)∶外髓∶內(nèi)髓 = 1.00∶0.25∶0.06 ⑵壓力高低不同： 腎小球毛細(xì)血管網(wǎng)高→利于濾過； 腎小管毛細(xì)血管網(wǎng)低→利于重吸收。 ⑶流量大，一定范圍內(nèi)相對穩(wěn)定： 流量≈心輸出量1/4～1/5； 在80-180mmHg范圍內(nèi)

6、，通過自身調(diào)節(jié)保持穩(wěn)定。,自身調(diào)節(jié)機制：,①肌源學(xué)說,②管-球反饋,2.腎血流量的調(diào)節(jié)方式,⑴自身調(diào)節(jié)： ①肌源學(xué)說：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；,②管-球反饋：⑵N-體液調(diào)節(jié)：,①應(yīng)急時交感N興奮→ 腎血管收縮→ 腎血流量↓； ②應(yīng)急時NE、E、vasopressin、AngiotensinⅡ分泌↑→腎血管收縮→ 腎血流量↓。,當(dāng)腎血流量和腎小球濾過率↑→致密斑感受到遠(yuǎn)曲小管液[N

7、a+][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)。,復(fù)習(xí)思考題 1.腎血流量的特點是什么？ 2.試述腎臟的生理功能。,尿的生成過程： 1.腎小球的濾過作用 2.腎小管和集合管的重吸收作用 3.腎小管和集合管的分泌作用,第二節(jié) 腎小球的濾過功能,一、概述,二、腎小球的濾過功能,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。,濾過的實驗證據(jù):

8、 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 = 血 漿的超濾液。,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

9、 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 0.001 0.001 0.4 400.0

10、,,,,(一)濾過屏障——濾過膜,外層,中層,內(nèi)層,,,,1.組成,①機械屏障決定了溶質(zhì)分子的半徑不同，通透性不同：,2.濾過屏障的通透性特征：,如:Hb的分子量為64000本可通過，但在血漿中與球蛋白結(jié)合成復(fù)合物,,＜1.8nm能自由通過Ⅰ半徑 1.8～3.6nm能部分通過 ＞3.6nm完全不能通過 (白蛋白)Ⅱ分子量＜69000單體可通過,時則不能通過，∴正常無Hb尿；但當(dāng)大量溶血時，游離的H

11、b↑→ Hb尿。,帶正電荷的溶質(zhì)最易通過；中性溶質(zhì)此之；負(fù)電荷溶質(zhì)不容易通過。,②靜電屏障決定了溶質(zhì)分子所帶電荷的不同，通透性不同：,腎炎時帶負(fù)電荷的糖蛋白減少或消失，出現(xiàn)蛋白尿。,出球端 有效濾過壓 =6.0 –(4.67+1.33) = 0kPa(0mmHg) ≤0無濾液生成,(二)濾過的動力,有效濾過壓=毛細(xì)血管壓-（血漿膠體滲透壓+囊內(nèi)壓）,,特點：①正常時，毛細(xì)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

12、）。,特點：②正常時，出球段除血漿流量快時外，一般無濾出，故為濾過的貯備段。,入球端有效濾過壓=6.0 –(2.67+1.33) =2.0kPa(15mmHg)＞0有濾液生成,(三)腎小球濾過功能的度量指標(biāo),1.濾過率（glomerular filtration rate,GFR) ⑴概念：單位時間內(nèi)兩腎生成的超濾液量。 GFR＝兩腎原尿量 ml/min/1.73m2 ＝125ml/m

13、in/1.73m2 = 180L/d/1.73m2 ⑵測定方法：用測定菊糖的血漿清除率代表GFR。 (見本章第六節(jié)),2.濾過分?jǐn)?shù)(glomerular filtration fraction GFF) 概念：GFR與每分鐘腎血漿流量的百分比。 GFF＝ GFR÷腎血漿流量×100％ ＝ 125÷66

14、0 × 100％ ＝ 19％,(四)影響濾過的因素,1.濾過膜,⑵面積,⑴通透性,機械屏障作用↓→血尿（如：腎炎時因免疫反應(yīng)蛋白分解酶的釋放導(dǎo)致濾過膜孔、裂增大）,靜電屏障作用↓→蛋白尿（如：腎炎時帶負(fù)電荷的糖蛋白減少或消失）,,正常時腎小球都活動濾過面積=1.5m2急性腎炎→毛細(xì)血管腔狹窄或阻塞→ 濾過面積↓→GFR↓→尿量↓,,2.有效濾過壓,∵構(gòu)成決定濾過的因素，也是影響濾

15、過的因素，∴構(gòu)成因素中的任一因素發(fā)生變化,均會影響GFR。,2.有效濾過壓,腎小球Cap.血壓,血漿膠體滲透壓,囊內(nèi)壓,有效濾過壓,→ GFR → 尿量,=,–,–,※,,如：大失血→交感N(+)、NE↑→ Cap.收縮 高Bp病晚期→腎A入硬化而縮小,,,,,,,,如：快速大量輸液→稀釋膠滲壓,,,,,如：結(jié)石、腫瘤,※,※,3.腎小球血漿流量,●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(C

16、OP)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,●由圖可見：沿著毛細(xì)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(xì)血管濾過的長度。,結(jié)論： RPF快→COP↑速慢→濾過平衡位置近出球A端→GFR↑；反之則GFR↓。,小結(jié)：影響濾過的因素,復(fù)習(xí)思考題 1.尿生成包括哪幾個過程？ 2.原尿是如

17、何生成的？ 3.簡述影響腎小球濾過的因素。,第三節(jié) 腎小管與集合管的轉(zhuǎn)運功能,腎小管與集合管的轉(zhuǎn)運功能是指其分泌和排泄作用。,概 述,●分 泌:指小管上皮細(xì)胞將自身代謝產(chǎn)物排入管腔的過程。,●重吸收:指小管上皮細(xì)胞將原尿中某些成分重新攝回血液的過程。,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

18、 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

19、 肌酐 0.01 0.01 1.5 150.0 氨 0.001 0.001 0.4 400.0,,,,●重吸收和分泌的證據(jù)： ①比較下表原尿與終尿中成分的質(zhì)和量可見： 蛋白質(zhì)、葡萄糖原尿中有→終尿中無(=重吸收)； 肌酐、氨原尿中微量→終尿中大量(=分泌)。,②比較原尿與終尿量：原尿量=125ml/min×60×24=180L/d終尿量=1-2L/d(=重吸收

20、),●重吸收的方式,被動： 滲透作用 易化擴散主動：(原發(fā)主動、繼發(fā)主動) 泵 協(xié)同轉(zhuǎn)運,滲透作用,滲透作用,決定重吸收的兩個因素：動力與通透性,(一)Na+的重吸收 1.Na+重吸收機制： ⑴前半段：主動過程。①管腔膜：Ⅰ.Na+分別與葡萄糖、氨基酸、HCO3-、PO43-、等同向偶聯(lián)轉(zhuǎn)運； Ⅱ. Na+與H+逆向偶聯(lián)轉(zhuǎn)運。②管周膜：Na+-K+泵。,,,一、近曲小管中的物質(zhì)轉(zhuǎn)

21、運,,K+,,Na+,小管上皮細(xì)胞內(nèi),基底膜,側(cè) 膜,⑵后半段：被動過程?！逤l-順濃度差經(jīng)緊密連接處重吸收→管兩側(cè)電位差→Na+順電位差經(jīng)緊密連接處重吸收。,2.Na+重吸收特點：存在泵-漏現(xiàn)象。 (即：凈Na+重吸收量＝主動重吸收量－回漏量),細(xì)胞間隙內(nèi)[Na+]↑→滲透壓↑,細(xì)胞間隙內(nèi)靜水壓↑,部分Na+和H2O回漏入管腔內(nèi),,,,,,上皮細(xì)胞的緊密連接被撐開,,管腔膜Na+易化擴散入上皮細(xì)胞內(nèi),管周膜Na+泵將Na+

22、泵出上皮細(xì)胞,H20順滲透壓進入上皮細(xì)胞間隙,(二)Cl-的重吸收 ●機制:被動過程。 由于Na+、葡萄糖、氨基酸等物質(zhì)已在近曲小管的前半段主動重吸收→后半段的管內(nèi)外Cl-的濃度差↑(高20～40%)→Cl-順濃度差經(jīng)緊密連接處(稱細(xì)胞旁路途徑)進入細(xì)胞間隙。 由于Cl-的被動重吸收→后半段的管內(nèi)外電位差↑→Na+在后半段順電位差的被動重吸收。 ●特點：除髓袢升支粗段為主動重吸收外，其余皆為被動重吸收。,(三)H2

23、O的重吸收 ●重吸收機制:被動過程（滲透作用）。 ●重吸收途徑：①細(xì)胞旁路； ②H2O通道?！?●重吸收特點： ①類同Na+，具球-管平衡現(xiàn)象，即重吸收量始終為濾過量的65～70%（后述）。 ②重吸收量不隨機體的需要而被調(diào)節(jié)，故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(yuǎn)曲小管和集合管對水的重吸收量。,(四)HCO3-的重吸收 1.重吸收的機制：被動過程

24、。 2.重吸收的特點：,HCO3-的重吸收,⑴不是以HCO3-的形式而是以CO2的形式重吸收的； ⑵HCO3-的重吸收優(yōu)先于Cl-的重吸收； ⑶HCO3-的重吸收與Na+-H+逆向交換呈正相關(guān)(H+分泌↑→重吸收HCO3-↑)。,(五)K+的重吸收 原尿中的K+絕大部分(≈70％)在近端小管被重吸收入血,終尿中的K+主要是由遠(yuǎn)曲小管和集合管分泌的。 K+重吸收的機制:主動過程(尚不清楚)。 ∵[K+]管內(nèi)

25、∶ [K+]管外＝1∶40,(4mol/L),(150mol/L),∴是逆濃度差進行的，故認(rèn)為是主動的。,(六)葡萄糖的重吸收1.重吸收部位:僅限于近曲小管(尤其前半段)。2.重吸收機制:繼發(fā)主動。,,葡萄糖,小管上皮細(xì)胞內(nèi),,K+,,Na+,⑴管腔膜： 葡萄糖與Na+依賴載體的同向偶聯(lián)轉(zhuǎn)運入細(xì)胞內(nèi)。,⑵管周膜： 葡萄糖順濃度差經(jīng)載體易化擴散進入細(xì)胞間隙(單一轉(zhuǎn)運)。,Na+被管周膜Na+泵泵出→[Na+]i↓→為管

26、腔膜葡萄糖協(xié)同轉(zhuǎn)運提供動力。 因此，將管周膜Na+泵的活動稱原發(fā)主動；將葡萄糖在管腔膜的協(xié)同轉(zhuǎn)運稱繼發(fā)主動。,○,,,,,管周膜泵,載體,,葡萄糖,3.葡萄糖重吸收的特點： 具有一定的限度(可能與協(xié)同轉(zhuǎn)運載體的數(shù)目有限有關(guān))。,▲腎糖閾:尿中剛剛出現(xiàn)糖時的血糖濃度(或不出現(xiàn)尿糖的最高血糖濃度)。 正常值：160～180mg％（8.9～10.1mmol/L）。 ▲葡萄糖吸收極限量(TMG):當(dāng)全部腎小管對葡萄糖的吸

27、收能力都達(dá)到極限,尿中的糖量與濾出的增多量相等時的血糖濃度。 正常值：成人男性為75mg(2.68mmol)/min/1.73m2, 成人女性為00mg(1.67mmol)/min/1.73m2。,[附]：尿糖相關(guān)因素: ▲[血糖]↑→尿糖 如：Ⅰ型、Ⅱ型(胰島素依賴、非依賴性)糖尿病。 ▲[血糖]↑→無尿糖 如：糖尿病久→腎小球損害→GFR↓。 而當(dāng)嚴(yán)重脫水糖尿病，雖出現(xiàn)糖尿性昏迷，但

28、無尿糖，是GFR↓所致。 ▲[血糖]正?！蛱?如：根皮苷中毒時它與協(xié)同轉(zhuǎn)運載體結(jié)合，競爭抑制葡萄糖和氨基酸的重吸收。,(七)其它物質(zhì)的重吸收和分泌 1.氨基酸的重吸收同葡萄糖。 微量蛋白質(zhì)通過腎小管上皮細(xì)胞的吞飲作用被重吸收。 2.HPO42-、SO42-是與Na+同向轉(zhuǎn)運重吸收的。 3.進入體內(nèi)的某些物質(zhì)如青霉素、酚紅和大多數(shù)利尿藥等，由于與血漿蛋白結(jié)合而不能通過腎小球濾過，均在近曲小管被主動分泌。,二、

29、髓袢中的物質(zhì)轉(zhuǎn)運,●髓袢降支細(xì)段： 對尿素、Na+不通透； 對水高度通透：水經(jīng)水通道以滲透方式重吸收→滲透壓漸↑。,●髓袢升支細(xì)段： 對水不通透； 對尿素中等通透； 對Na+高度通透：順濃度差被動重吸收→滲透壓漸↓。,Na+K+Cl-,水,髓,,,Na+,尿素,,●髓袢升支粗段： 對水、尿素不通透； 對Na+通透性低； 但能以Na+∶2Cl-∶K+同向轉(zhuǎn)運體方式的繼

30、發(fā)主動轉(zhuǎn)運。,細(xì)胞內(nèi),,Cl-,,K+,,Na+,●同向轉(zhuǎn)運體模式:,管腔膜上有Na+:2Cl-:K+同向轉(zhuǎn)運體→Na+、Cl-順電-化學(xué)梯度，K+逆電-化學(xué)梯度同向轉(zhuǎn)運入細(xì)胞內(nèi)。 進入細(xì)胞內(nèi)的：Na+由管周膜Na+泵泵出，Cl-經(jīng)管周膜Cl-通道、K+經(jīng)管腔膜K+通道順濃度梯度易化擴散出細(xì)胞。,●影響同向轉(zhuǎn)運體轉(zhuǎn)運的因素: ①應(yīng)用圭巴因選擇性阻斷Na+泵時，Cl-和Na+的重吸收就明顯減少。說明管周膜Na

31、+泵的活動對管腔膜同向轉(zhuǎn)運體的轉(zhuǎn)運具有重要作用。因此，將Na+泵的活動稱原發(fā)主動，而將同向轉(zhuǎn)運體的轉(zhuǎn)運稱繼發(fā)主動；故Cl-在髓袢升支粗段的重吸收是主動的。 ②同向轉(zhuǎn)運體對速尿和利尿酸很敏感，即它們能與Cl-競爭結(jié)合位點，從而抑制Na+、Cl-、K+的同向轉(zhuǎn)運，干擾尿濃縮機制(后述)，導(dǎo)致利尿。因此，將速尿稱髓袢利尿劑。,,三、遠(yuǎn)曲小管和集合管的物質(zhì)轉(zhuǎn)運,(一)遠(yuǎn)曲小管和集合管的重吸收 1.Na+的重吸收 ⑴重吸收的機制：是主動

32、重吸收過程。,②遠(yuǎn)曲小管后段和集合管：Na+在管腔膜主要通過Na+通道進入細(xì)胞內(nèi)，然后在管周膜由Na+泵泵出細(xì)胞而被重吸收。管腔膜的Na+通道可被氨氯吡咪(amiloride)抑制。,①遠(yuǎn)曲小管初段：Na+在管腔膜由Na+-Cl-同向轉(zhuǎn)運進入細(xì)胞內(nèi)，然后在管周膜由Na+泵泵出細(xì)胞而被重吸收。Na+-Cl-的同向轉(zhuǎn)運可被噻嗪類(thiazide)利尿劑所抑制。,⑵重吸收的特征: ①無泵-漏現(xiàn)象:因遠(yuǎn)曲小管和集合管上皮細(xì)胞的緊密連接對小

33、離子(如Na+、K+、Cl-)的通透性低。 ②重吸收的量可被調(diào)節(jié)：醛固酮可增加管腔膜上的Na+通道數(shù)目，促進Na+易化擴散進入細(xì)胞；還可增強管周膜Na+泵的活性。,2.水的重吸收,⑵特點: ①重吸收量根據(jù)機體的需要而被調(diào)節(jié)； ②重吸收量對終尿量的影響很大。,水通道,,水通道,,⑴機制: ①遠(yuǎn)曲小管初段：同髓袢升支一樣，對水仍不通透。 ②遠(yuǎn)曲小管后段和集合管：管腔膜有ADH調(diào)控的水通道(當(dāng)ADH作用時，水通道便從胞漿鑲嵌到管腔

34、膜上)，調(diào)節(jié)水的重吸收。,(二)腎小管和集合管的分泌,1.K+的分泌⑴K+分泌機制:　是Na+-K+交換?！撷賉K+]管內(nèi)＜[K+]管外②管周膜Na+-K+泵的主動重吸收→管外為正管內(nèi)為負(fù)的電位差↓K+順電-化學(xué)梯度分泌(易化擴散)入小管液,K+通道,,Na+通道,,Na+-K+泵,Na+-K+交換,⑵K+分泌特點: ①泌K+與泌H+呈負(fù)相關(guān)。 ∵ Na+-K+交換與Na+-H+交換具有竟?fàn)幰种啤?酸中毒:N

35、a+-H+↑,Na+-K+↓→泌K+↓→高血鉀癥 高血鉀癥:Na+-K+↑,Na+-H+↓→泌H+↓→酸中毒 ②多吃多排、少吃少排、不吃也排。,∴當(dāng)大量使用利尿藥時,應(yīng)注意適當(dāng)補鉀，以防止低血鉀癥的發(fā)生。,Na+-K+交換與Na+-H+交換,2.H+的分泌,⑴H+分泌機制: 是主動分泌?！撷貼a+-H+交換 ②H+泵,,,H+,NH3 +,NH4+,↑,H+的分泌,H+泵,=泌H+助堿貯(∵泌H+→促HCO3-重吸