尿的生成和排出

1、第八章 尿的生成和排出,1、排泄代謝尾產(chǎn)物和被攝入體內(nèi)的異物2、調(diào)節(jié)水、電解質(zhì)的平衡并維持體液滲透壓的穩(wěn)態(tài)3 、調(diào)節(jié)酸堿平衡4、產(chǎn)生多種生物活性物質(zhì)：reninerythropoietin,腎臟功能,Objects,尿生成的過程,腎小球的濾過功能,腎小管和集合管的重吸收和分泌功能,尿液的濃縮與稀釋,尿生成的調(diào)節(jié),尿液的濃縮機(jī)制,,腎內(nèi)自身調(diào)節(jié),神經(jīng)和體液調(diào)節(jié),,一、腎的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),（一）腎單位和集合管,（二）近球小體,近球

2、細(xì)胞,合成、貯存和分泌腎素,球外系膜細(xì)胞,,致密斑,感受小管液NaCl含量的變化，調(diào)節(jié)球旁細(xì)胞對腎素的釋放,二、腎血液供應(yīng)的特點(diǎn),腎的血管分布,血流量大：1200ml/min，占心輸出量的1/4腎血漿流量： 1200ml/min×55％＝660ml耗氧量大：占基礎(chǔ)耗氧量10%,（一）血流量大，主要分布在皮質(zhì),（二）兩套毛細(xì)血管網(wǎng)的差異大,腎動(dòng)脈分支進(jìn)入腎臟后要經(jīng)過兩次毛細(xì)血管網(wǎng)。腎小球毛細(xì)血管網(wǎng)壓力較高，有利于腎小球的濾

3、過腎小管周圍毛細(xì)血管網(wǎng)壓力較低，有利于腎小管的重吸收,（三）腎血流量的調(diào)節(jié),自身調(diào)節(jié)神經(jīng)和體液調(diào)節(jié),當(dāng)腎動(dòng)脈血壓在80－180mmHg范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)，腎血流量保持相對穩(wěn)定。這種腎血流量不依賴于神經(jīng)和體液因素的作用而在一定的血壓變動(dòng)范圍內(nèi)保持相對恒定的現(xiàn)象，稱為腎血流量的自身調(diào)節(jié),腎血流量的自身調(diào)節(jié),通過自身調(diào)節(jié)的作用，可使腎血流量保持相對穩(wěn)定，以完成正常人安靜時(shí)腎生成尿的功能。,神經(jīng)和體液調(diào)節(jié),①腎的神經(jīng)支配,腎交感神經(jīng)活動(dòng)加強(qiáng)時(shí)，引

4、起腎血管收縮，腎血流量減少。②腎上腺素、血管緊張素和血管升壓素等，使腎血管收縮，而前列腺素和以及NO等，使之舒張。,應(yīng)急狀態(tài)→(反射)→腎交感神經(jīng)興奮→腎血管收縮→腎血流量↓ 有利于活動(dòng)器官和重要器官得到較多的血液供應(yīng) （血液重分配）。,尿生成的過程,腎小球的濾過作用 腎小管和集合管的重吸收作用及其分泌作用 尿液的濃縮和稀釋,第二節(jié) 腎小球的濾過功能,腎小球的濾過作用：血液流經(jīng)腎小球時(shí)，血漿中的水和小分子物質(zhì)經(jīng)濾過

5、膜進(jìn)入腎小囊腔形成原尿的過程。腎小球?yàn)V過率：在完整機(jī)體，每分鐘兩腎全部腎小球?yàn)V過的液量。正常成人安靜時(shí)約為125ml/min. 180 L / Day濾過分?jǐn)?shù)：腎小球?yàn)V過率與每分鐘的腎血漿流量的比值。腎血漿流量—660 m1／min。濾過分?jǐn)?shù)為125／660×100%＝19％。流經(jīng)腎的血漿約有1/5由腎小球?yàn)V出到囊腔中。,一、 濾過膜,濾過膜的結(jié)構(gòu),內(nèi)層 毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞—圓形微孔 直徑 50-100nm中層

6、基膜—纖維網(wǎng) 直徑 2-8nm外層 腎小囊臟層上皮細(xì)胞—裂孔 直徑 6-11nm,------機(jī)械屏障-------,濾過膜各層含有許多帶負(fù)電荷的物質(zhì)。這些帶負(fù)電荷的物質(zhì)排斥帶負(fù)電荷的血漿蛋白，限制它們的濾過。,------電化學(xué)屏障-------,濾過膜通透性,(1) 與被濾過物質(zhì)分子大小有關(guān)： 分子有效半徑＞4.2 nm (分子量＞69000)不能 濾過如球蛋白和纖維蛋白原。 分子有效半徑&

7、lt;2.0 nm可自由濾過，如葡萄糖、水、尿素、 Na+等。,(2) 與被濾過物質(zhì)所帶電荷有關(guān),白蛋白分子有效半徑為3.6 nm，因帶負(fù)電荷，濾液中濃度極低。,二、有效濾過壓,腎小球?yàn)V過的動(dòng)力:有效濾過壓有效濾過壓——促進(jìn)濾過的動(dòng)力與阻礙濾過的阻力的代數(shù)和,有效濾過壓＝腎小球毛細(xì)血管血壓一(血漿膠體滲透壓十腎小囊內(nèi)壓),入球小動(dòng)脈端,有效濾過壓=45-(25+10) = 10mmHg,出球小動(dòng)脈端,有效濾過壓=45-(35+10)

8、 = 0mmHg,血液流經(jīng)腎小球毛細(xì)血管時(shí)，不斷生成濾過液→血漿蛋白濃度逐漸↑→血漿膠體滲透壓隨之↑→有效濾過壓逐漸↓。當(dāng)有效濾過壓下降到零時(shí)，達(dá)到濾過平衡 ，濾過就停止。,三、影響腎小球?yàn)V過的因素,有效濾過壓 濾過膜及其通透性 腎血漿流量,（一）有效濾過壓,有效濾過壓 ? ? 尿量 ?,有效濾過壓＝腎小球毛細(xì)血管血壓一(血漿膠體滲透壓十腎小囊內(nèi)壓),動(dòng)脈血壓：80－180 mmHg，腎小球毛細(xì)血管血壓維持穩(wěn)定，腎小球?yàn)V過率保持不

9、變（自身調(diào)節(jié)）。動(dòng)脈血壓<50 mmHg ?腎小球?yàn)V過率降到零?無尿。,(１)　腎小球毛細(xì)血管血壓? ?有效濾過壓? ?尿量?,,腎盂或輸尿管結(jié)石、腫瘤阻塞管腔?囊內(nèi)壓? ?有效濾過壓?,(２)　囊內(nèi)壓,有效濾過壓＝腎小球毛細(xì)血管血壓一(血漿膠體滲透壓十腎小囊內(nèi)壓),全身血漿蛋白濃度?或靜脈快速注入生理鹽水?血漿膠體滲透壓? ?有效濾過壓? ?腎小球?yàn)V過率?,(３)　血漿膠體滲透壓,有效濾過壓＝腎小球毛細(xì)血管血壓一(血漿膠體

10、滲透壓十腎小囊內(nèi)壓),濾過膜面積：1.5 m2 腎病綜合征：濾過膜的屏障作用被破壞，如孔徑變大或負(fù)電荷減少等→濾過膜通透性↑→白蛋白濾過量↑→蛋白尿急性腎小球腎炎：腎小球毛細(xì)血管管腔變窄或阻塞→有效濾過面積↓→腎小球?yàn)V過率↓→出現(xiàn)少尿(<500ml/天)甚至無尿(<100ml/天) 。,(二)濾過膜的面積和通透性,腎小球血漿流量↑→腎小球毛細(xì)血管內(nèi)血漿膠體滲透壓上升速度↓→濾過平衡靠近出球小動(dòng)脈端→具有濾過作用的毛細(xì)血管

11、段↑→腎小球?yàn)V過率↑。嚴(yán)重缺氧、中毒性休克：交感神經(jīng)興奮↑ →腎血流量和腎血漿流量↓→腎小球?yàn)V過率↓。,（三）腎血漿流量,一、腎小管和集合管的重吸收作用,腎小管與集合管的重吸收：小管液中大部分的水和溶質(zhì)被管壁細(xì)胞吸收回血液的過程。重吸收具選擇性：原尿：180 L/Day 終尿： 1.5 L/Day 水 99 ％重吸收１％排出體外 葡萄糖和Na+、HCO3-等全部或大部分重吸

12、收,第三節(jié) 腎小管與集合管的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能,⑴被動(dòng)重吸收：小管液中的物質(zhì)順濃度差或電位差或滲透壓差，從管腔內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)至管周組織液并入血的過程。　　單純擴(kuò)散　　易化擴(kuò)散　　滲透：水分子從滲透壓低的一側(cè)向滲透壓高的一側(cè)移動(dòng)?！　∪軇┩弦罚寒?dāng)水分子重吸收時(shí)，有些溶質(zhì)隨水分子一起轉(zhuǎn)運(yùn)。,,（一）重吸收的方式,⑵ 主動(dòng)重吸收,繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn):所需的能量不是直接來自ATP ，而是來自其他溶質(zhì)順電化學(xué)梯度轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)釋放的能量。,原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn):

13、所需消耗的能量由ATP水解直接提供。 如鈉泵、質(zhì)子泵等,同向轉(zhuǎn)運(yùn)：如Na+和葡萄糖、 Na+和氨基酸同向轉(zhuǎn)運(yùn)。逆向轉(zhuǎn)運(yùn)：如Na+和H+、 Na+和K+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)。,重吸收的途徑,跨細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)途徑,細(xì)胞旁轉(zhuǎn)運(yùn)途徑,（二）腎小管、集合管中幾種物質(zhì)的重吸收,1. Na+、Cl- 和水的重吸收: 99%被重吸收　在近端小管處， 70%NaCl被重吸收,管腔膜： Na+-葡萄糖同向轉(zhuǎn)運(yùn)，Na+-氨基酸同向轉(zhuǎn)運(yùn)，Na+-H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)。 Na+順

14、濃度差、葡萄糖和氨基酸逆濃度差進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。 H＋進(jìn)入小管液（分泌），HCO3－被重吸收，Cl－不被重吸收?；啄ぃ?細(xì)胞內(nèi)葡萄糖、氨基酸順濃度差進(jìn)入血液循環(huán)（易化擴(kuò)散） 細(xì)胞內(nèi)Na＋通過Na＋-K+泵主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞外液。,近端小管前半段,葡萄糖的重吸收,腎小球?yàn)V過液中葡萄糖濃度與血糖濃度相同，但尿中幾乎不含葡萄糖，說明葡萄糖全部被重吸收回血。 葡萄糖的重吸收部位僅限于近球小管，尤其在近球小管前半段，其他各段腎小管沒有重吸

15、收葡萄糖能力。 如果近球小管以后的小管液中仍有葡萄糖，則尿中將出現(xiàn)葡萄糖（糖尿）。,腎糖閾尿中開始出現(xiàn)葡萄糖時(shí)的最低血糖濃度葡萄糖吸收極限量人的兩腎全部近端小管在單位時(shí)間內(nèi)能重吸收葡萄糖的最大量。,近球小管后半段,由于近端小管前半段重吸收水而不重吸收Cl－，小管液Cl－升高，Cl－順濃度差從緊密連接進(jìn)入細(xì)胞間隙，形成電位差，Na+順電位差也從緊密連接進(jìn)入細(xì)胞間隙。,NaCl、葡萄糖和氨基酸等溶質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞間隙↓細(xì)胞間隙中滲

16、透壓↑↓ 小管液中水進(jìn)入細(xì)胞間隙（滲透）↓細(xì)胞間隙靜水壓↑↓NaCl 、水進(jìn)入毛細(xì)血管（重吸收）,近端小管對水的重吸收,2.髓袢,Na+、Cl－的重吸收主要在髓袢升支粗段進(jìn)行，依靠管腔膜上電中性的Na+-K+-2Cl－同向轉(zhuǎn)運(yùn)體。水在髓袢升支粗段不通透，在髓袢降支細(xì)段以滲透方式重吸收。,20%NaCl和水在髓袢被重吸收。,3.　遠(yuǎn)球小管和集合管,Na+、Cl—和水10%在遠(yuǎn)端小管和集合管被重吸收（遠(yuǎn)球小管：7%；集合管

17、：3%）水的重吸收主要受抗利尿激素（ADH）調(diào)節(jié)Na＋的重吸收主要受醛固酮調(diào)節(jié),遠(yuǎn)球小管始段,對水不通透Na+-Cl-同向轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入細(xì)胞（主動(dòng)）細(xì)胞內(nèi)Na+由鈉泵轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞間隙Cl-經(jīng)Cl-通道進(jìn)入細(xì)胞間隙,遠(yuǎn)球小管后段和集合管,基底膜的鈉泵將Na+轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞間隙，細(xì)胞內(nèi)Na+↓，小管液Na+中經(jīng)通道進(jìn)入細(xì)胞。集合管對水的重吸收量取決于集合管對水的通透性。水孔蛋白決定上皮對水的通透性，受ADH控制。,HCO3－的重吸收,,8

18、0 %在近球小管以CO2形式，碳酸酐酶催化幾乎全部重吸收，,-------酸堿平衡的調(diào)節(jié)-------,聯(lián)合轉(zhuǎn)運(yùn)體,二、腎小管和集合管的分泌作用,分泌——腎小管和集合管上皮細(xì)胞將自身代謝產(chǎn)生的物質(zhì)分泌至或血液中的某種物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)至小管液中的過程。 主要分泌H+、NH3和K+.,(一) 分泌H+,近球小管：Na+-H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)（繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)）,遠(yuǎn)曲小管和集合管：質(zhì)子泵（H + -ATP酶）,(一) 分泌H+,

19、K+的重吸收,K＋排出量取決于：濾過量重吸收量分泌量，為主K＋的重吸收部位：近球小管70%髓袢25-30%遠(yuǎn)球小管和集合管受調(diào)節(jié),K+的分泌,遠(yuǎn)球小管和集合管分泌K＋，受醛固酮調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)鉀高， Na＋重吸收使管腔內(nèi)成為負(fù)電位K＋順化學(xué)梯度通過K＋通道進(jìn)入小管液,（三）影響腎小管和集合管重吸收的因素,小管液中溶質(zhì)的含量 滲透性利尿：由于小管液中的溶質(zhì)含量增多，滲透壓增高，使水的重吸收減少而發(fā)

20、生尿量增多的現(xiàn)象。2. 腎小球?yàn)V過率 球管平衡：無論腎小球?yàn)V過率增多或減少，近端小管的重吸收量始終占濾過量的65-70%，這種關(guān)系稱為球管平衡。,腎小球?yàn)V過率↑,,近端小管周圍毛細(xì)血管的血量↓,,毛細(xì)血管的血壓↓ 而膠體滲透壓↑,,組織間液進(jìn)入毛細(xì)血管速度↑,,組織間隙靜水壓↓,,腎小管對水和Na+的重吸收↑,尿的滲透濃度可由于體內(nèi)缺水或水過剩而大幅變動(dòng)，50-1200 mOsm／L缺水時(shí)，尿液滲透濃度明顯高于血漿滲透濃度—

21、—高滲尿 (濃縮尿)水過剩時(shí)，尿液滲透濃度低于血漿滲透濃度——低滲尿 (稀釋尿),第四節(jié) 尿液的濃縮和稀釋,正常：1000 - 2000ml(1500ml) 少尿：100-500ml無尿：少于100ml多尿：超過2500ml（長期）,24小時(shí)尿量,尿液的稀釋是由于小管液中的溶質(zhì)重吸收而水不易被重吸收造成的。,一、尿液的稀釋,在體內(nèi)水過剩而血管升壓素釋放減少時(shí)，集合管對水的通透性非常低。NaCl繼續(xù)被重吸收，而水不被重吸收，形成

22、低滲尿，造成尿液的稀釋，可降低至50 mOsm／L。如果血管升壓素完全缺乏時(shí)，每天可排出高達(dá)20L的低滲尿——尿崩癥,二、尿液的濃縮,小管液中溶質(zhì)未被重吸收，而水被重吸收，引起尿液的濃縮。尿液濃縮的條件：腎髓質(zhì)滲透梯度——抽吸水分的力抗利尿激素——集合管對水的通透性,皮質(zhì)部的組織間液是等滲的髓質(zhì)部組織間液的滲透濃度由外向內(nèi)逐步升高——滲透梯度,尿濃縮和稀釋的基本過程,髓袢是形成髓質(zhì)滲透梯度的重要結(jié)構(gòu),,只有具有髓袢的腎才能形成

23、濃縮尿髓袢愈長，濃縮能力就愈強(qiáng),髓質(zhì)滲透梯度形成的條件,各段腎小管的通透性,小管段　　　　 NaCl 　 尿素　　　水　 　 髓袢降支細(xì)段 不通透　　　　　 不通透　通透　 小管液滲透濃度逐漸↑髓袢升支細(xì)段 通透　　　　　　 通透　 不通透　小管液滲透濃度逐漸↓髓袢升支粗段 不通透,主動(dòng)吸收　不通透　不通透　小管液滲透濃度逐漸↓遠(yuǎn)球小管 　　 不通

24、透,主動(dòng)吸收　不通透　VP影響通透性大小集合管皮質(zhì)部　 不通透,主動(dòng)吸收　不通透　VP影響通透性大小集合管髓質(zhì)部　 不通透,主動(dòng)吸收　通透　　VP影響通透性大小,髓質(zhì)滲透梯度形成的條件,（一）腎髓質(zhì)滲透梯度的形成,,髓袢升支粗段：主動(dòng)重吸收NaC1、對水不通透→小管液向皮質(zhì)方向流動(dòng)時(shí)，管內(nèi)NaCl濃度逐漸降低→小管液滲透濃度逐漸下降→組織間液變成高滲。,1.外髓部滲透壓梯度的形成,2. 內(nèi)髓部滲透壓梯度的形成,遠(yuǎn)曲小管、皮質(zhì)部和外髓

25、部的集合管對尿素不通透。 在ADH作用下，水被重吸收，小管液中尿素濃度逐漸升高；內(nèi)髓部集合管對尿素的通透性大，小管液中尿素就順濃度梯度向組織間液擴(kuò)散，內(nèi)髓部組織間液中尿素濃度增高，滲透濃度隨之升高。內(nèi)髓部組織間液的滲透濃度是由尿素和NaCl共同形成的。,尿素的再循環(huán),髓袢升支粗段對NaC1的主動(dòng)重吸收是外髓質(zhì)滲透梯度建立的主要?jiǎng)恿Γ蛩丶捌湓傺h(huán)和NaCl是建立內(nèi)髓質(zhì)滲透梯度的主要溶質(zhì)。,通過直小血管的逆流交換作用保持髓質(zhì)滲透梯

26、度,直小血管對溶質(zhì)和水通透性高，下行過程中，組織間液中溶質(zhì)順濃度差擴(kuò)散到直小血管降支中，其中的水滲出到組織間液，血管中溶質(zhì)濃度逐漸升高?！?直小血管升支從髓質(zhì)返回外髓部時(shí)，血管內(nèi)溶質(zhì)濃度比組織間液高，溶質(zhì)擴(kuò)散回組織間液，進(jìn)入降支。　 直小血管升支離開外髓部時(shí)，只把多余的溶質(zhì)和水帶回循環(huán)中，維持了腎髓質(zhì)的滲透梯度。,（二）腎髓質(zhì)滲透壓梯度的維持,第五節(jié) 尿生成的調(diào)節(jié),一、腎內(nèi)自身調(diào)節(jié)二、體液調(diào)節(jié)三、神經(jīng)調(diào)節(jié),,一、腎內(nèi)自身調(diào)節(jié),

27、(一) 小管液中溶質(zhì)的濃度對腎小管功能的調(diào)節(jié)(二) 球管平衡,（一）抗利尿激素,合成、貯存和釋放：下丘腦視上核和室旁核的神經(jīng)元胞體合成和分泌，經(jīng)下丘腦垂體束運(yùn)輸至垂體貯存，并由此釋放入血。,,二、體液調(diào)節(jié),ADH的生理作用,增加集合管對水的通透性，水的重吸收增多，尿量減少ADH與集合管的受體結(jié)合，使管腔膜上的水通道增加 ，對水的通透性增加，管腔內(nèi)的水經(jīng)水通道被重吸收增多，從而尿液濃縮，尿量減少。,,ADH分泌和釋放的調(diào)節(jié),血漿晶體

28、滲透壓的變化 滲透壓感受器 大量發(fā)汗等→血漿晶體滲透壓↑→視上核和室旁核附近的晶體滲透壓感受器→ADH合成和釋放↑ → 集合管對水的重吸收↑ →尿量↓ 大量飲清水→？→ ？ → ？ → ？ →尿量↑,,,,渴覺和飲水行為,水利尿 (water diuresis),,正常人一次飲用l L清水半小時(shí)后，尿量開始增加，第1 小時(shí)末達(dá)最高值，2—3小時(shí)后恢復(fù)。大量飲用清水后引起

29、尿量增多——水利尿。檢測腎稀釋能力。,2. 循環(huán)血量的改變:,循環(huán)血量↑→容量感受器受到的刺激↑→經(jīng)迷走神經(jīng)傳入中樞→ADH合成釋放↓→尿量↑ （由于排出了過剩的水分，正常血量因而得到恢復(fù)）。 大失血→血量減少→→→,,,心輸出量增多，血壓升高,,壓力感受器↑,,（二）腎素－血管緊張素－醛固酮系統(tǒng),,,肝臟,,血管緊張素原,,血管緊張素 I (10肽),腎臟,腎素,,血管緊張素轉(zhuǎn)換酶（ACE）,血管緊張素 II (8肽),,

30、血管緊張素酶A,血管緊張素 III (8肽),,腎上腺皮質(zhì)球狀帶,,醛固酮,,,血管平滑肌收縮,,血壓↑,,外周阻力↑,,近球小管重吸收Na＋↑,,神經(jīng)系統(tǒng)：抗利尿激素↑ 交感神經(jīng)活動(dòng)↑ 渴覺和飲水行為,促進(jìn)遠(yuǎn)曲小管、集合管對Na＋ 、 Cl-和水的重吸收以及K＋的分泌（保Na＋排K＋）,醛固酮的作用,醛固酮的作用機(jī)制,醛固酮誘導(dǎo)蛋白的生成,,管腔膜對Na＋

31、通透性↑,,ATP合成↑,,管周膜上鈉泵↑,腎素分泌的調(diào)節(jié),1. 腎內(nèi)機(jī)制：腎動(dòng)脈灌注壓↓→動(dòng)脈壁受牽張程度↓→腎素↑ 小管液Na＋量↓→通過致密斑的Na＋量↓→腎素↑神經(jīng)機(jī)制：交感神經(jīng)興奮→近球小管的β受體→腎素↑體液機(jī)制：PGE2、PGI2、Adr、NA→腎素↑ Ang II、血管升壓素、內(nèi)皮素、心房鈉尿肽、NO →腎素↓,血壓下降、急性失血、腎動(dòng)脈狹窄、細(xì)胞外液量減少、心力