尿的生成和排出整合课程.ppt

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1、第三章 尿的生成和排出,Urine Formation,王 烈 成,and Excretion,生理学教研室基础医学院安徽医科大学,概 述,排泄的途经：,1.呼吸器官:以气体形式排出CO2 和少量水分；,2.消化道:混合于粪便中排出的一些无机盐和胆色素等；,3.皮肤:以汗腺分泌形式排出部分水分、NaCl和尿素等；,4.肾脏:以尿液的形式排出水分、代谢终产物和过剩的物质。由于肾脏排出的物质种类最多，数量很大，因此，肾脏是机体内最重要的排泄器官。,排泄：,指机体将体内物质代谢的终产物、多余的物质以及进入体内的异物和药物的代谢产物等排出体外的过程。,水的动态平衡,水的摄入：饮水、进食,水的排出：1.

2、肾脏排尿:保持水的稳态 2.不感失水(呼吸器官、皮肤):400-600 ml 3.出汗:变化很大4.粪便:100 ml,肾脏功能,生成尿液 1、排除代谢终产物、过剩的电解质及进入体内的异物;2、调节细胞外液量和血液的渗透压;3、调节水、电解质和酸碱平衡。,内分泌 1、肾素:对血容量和血压起调节作用;2、促红细胞生成素:刺激骨髓造血;3、激肽、前列腺素:参与局部或全身血管活动调节。,参与糖异生,肾小球的滤过(filtration)肾小管和集合管的重吸收(reabsorption)肾小管和集合管的分泌(secretion),尿的生成Urine Formation,第二节 肾 小 球 的 滤 过 功

3、 能,第一节 肾 血 流 量 的 特 点 及 其 调 节,第六节 清 除 率,第四节 尿 液 的 浓 缩 和 稀 释,第五节 尿 生 成 的 调 节,第三节 肾小管和集合管的物质转运功能,第七节 尿 的 排 放,一、肾的功能解剖,第一节 肾血流量的特点及其调节,(一)肾单位(nephron),组成：肾小体：肾小球、肾小囊肾小管：近端小管(近曲小管、髓袢降支粗段)髓袢细段（降支细段和升支细段）远端小管(髓袢升支粗段、远曲小管),肾脏的结构和功能单位。每个肾约有106个肾单位,肾小体,肾小球,肾小囊,肾小管,近端小管,髓袢细段,远端小管,袢升细段,袢升粗段,远曲小管,袢降粗段,近曲小管,袢降细段,

4、皮质肾单位,数 量,多(8090%),A口径,少(1020%),体 积,较大,较小,A入 A出 21,A入 A出,A出后的毛细血管,袢长度,分布于皮质部的肾小管周围,还形成U形的直小血管,肾素含量,短,长,多,少,皮质肾单位:肾小体位于外皮质和中皮质的肾单位。近髓肾单位:肾小体位于靠近髓质的内皮质层的肾单位。,近髓肾单位,两种肾单位的比较,功 能,与尿的生成有关,与尿的浓缩有关,肾与肾单位的构成,毛细血管内皮细胞有许多小孔窗孔(70-90nm);基膜含有微细纤维网网孔(2-8 nm),对滤过膜的通透性起决定性作用;肾小囊脏层上皮细胞的足突间形成有许多裂隙裂孔(4-11nm),（二）滤过膜的构成

5、：Cap内皮细胞、基膜、囊上皮足突,机械屏障：由滤过膜的三层组织各种孔、裂构成。静电屏障：由各层含有带负电荷的糖蛋白构成。,滤过膜通透性：,(1)与被滤过物质分子大小有关：分子有效半径 4.2 nm(分子量 69000)不能滤过如球蛋白和纤维蛋白原。分子有效半径 2.0 nm 可自由滤过,如葡萄糖。白蛋白分子有效半径为 3.6 nm，因带负电荷，滤液中浓度极低。,(2)与被滤过物质所带 电荷有关滤过膜各层含有许多带负电荷的物质,主要为糖蛋白。这些带负电荷的物质排斥带负电荷的血浆蛋白,限制它们的滤过,滤过膜通透性：,（三）肾脏的神经支配和血管分布,1.神经支配：肾神经主要从胸 12 至腰 2 脊

6、髓侧角发出，属于交感神经。一般认为肾脏无副交感神经末梢分布。,分布:皮质肾单位的入球小动脉和近髓肾单位的出球小动脉管壁的平滑肌层，以及颗粒细胞。,释放的递质:去甲肾上腺素,功能:调节肾血流量、肾小球滤过率、肾小管的重吸收，皮质肾单位的肾素分泌。,肾动脉,叶间动脉,弓形动脉,小叶间动脉,入球小动脉,肾静脉,叶间静脉,弓形静脉,小叶间静脉,出球小动脉,肾小球 毛细血管,管周 毛细血管,2.血管分布：肾动脉分支进入肾脏后要经过两次毛细血管网：肾小球毛细血管网和肾小管周围毛细血管网。,肾脏的血供特点：流量大,阻力小,分布不均:肾血流量占心输出量的 1/51/4(肾占体重0.5%),94%分布于皮质,5

7、%6%分布于髓质 肾小球毛细血管网血压:特点：血压高 作用：有利于肾小球的滤过 肾小管周围毛细血管血压:特点：血压较低 作用：有利于重吸收,二、肾血流量的调节,（一）肾血流量的自身调节,概念:当动脉血压变动于80180 mmHg 范围内波动时,肾血流量和肾小球滤过率仍保持相对稳定。,意义:在一般的血压变动范围内,肾脏依靠自身调节保持血流量的相对稳定.,在去神经支配的肾或离体肾均存在，说明为自身调节。,肾血流量的调节方式:,肌源性学说:动脉压或动脉管壁平滑肌紧张性或血流阻力或肾血流量保持稳定,动脉压血管平滑肌收缩血流阻力,动脉压血管平滑肌舒张血流阻力,证据：罂粟碱、水合氯醛或氰化钠等药物抑制血管

8、平滑肌的活动，自身调节便消失。,管-球反馈:肾血流量和肾小球滤过率 致密斑感受到远曲小管液 Na+Cl 致密斑将此信息反馈至肾小球入球小动脉舒张和出球小动脉收缩肾血流量和肾小球滤过率恢复。,肾血流量的调节方式:,（二）肾血流量的神经和体液调节,神经调节：应急状态(反射)肾交感神经兴奋肾血管收缩肾血流量有利于活动器官和重要器官得到较多的血液供应（血液重分配）。,2.体液调节:,肾上腺素、去甲肾上腺素、血管紧张素II、升压素、内皮素肾血管收缩前列腺素、一氧化氮、缓激肽肾血管舒张,复习思考题简述肾血流量的自身调节。,第二节 肾小球的滤过功能,滤过的实验证据:,原尿=血浆的超滤液,血液流经肾小球毛细血

9、管时,除蛋白质分子以外的血浆成分被滤过进入肾小囊腔而形成超滤液,肾小囊微穿刺抽取液体分析发现,除蛋白质外,所含成分及其浓度与血浆基本一致,而且渗透压和pH值也与血浆近似,血浆,原尿和终尿主要成分比较(g/L)成 分 血浆 原尿 终尿 蛋白质 80 微量 微量 葡萄糖 1 1 极微量 Na+3.3 3.3 3.35 Cl-3.7 3.7 6.0 K+0.2 0.2 1.5 尿酸 尿素 微量 微量 较多 肌酐 氨,肾小球滤过、滤过率、滤过分数的概念,1.滤过:指血液流过肾小球时，血浆中水分和小分子物质通过滤过膜进入肾小囊形成原尿的过程。,2.肾小球滤过率(GFR):单位时间内两肾生成的超滤液量。G

10、FR125 ml/min,3.滤过分数(GFF):GFR与每分钟肾血浆流量的百分比。GFFGFR肾血浆流量100 125660 100 19,肾小球滤过率的大小取决于有效滤过压、滤过膜的面积及其通透性等因素,肾小球滤过、滤过率、滤过分数的概念,一、有效滤过压:促进滤过的动力与阻碍滤过的阻力的代数和,入球端有效滤过压=45+0(25+10)=10 mmHg）0 有滤液生成,出球端有效滤过压=45+0(35+10)=0 mmHg=0 无滤液生成,(肾小球毛细血管血压+囊内液胶体渗透压)-(血浆胶体渗透压+肾小囊内压),有效滤过压,血浆胶体渗透压,血液流经肾小球毛细血管时,不断生成滤过液,血浆蛋白浓

11、度逐渐,血浆胶体渗透压随之,有效滤过压逐渐。,当有效滤过压下降到零时,达到滤过平衡,滤过就停止。这一点即为滤过平衡点,正常时,毛细血管压和囊内压基本不变,胶体渗透压易变(胶体物质滤不出);,有效滤过压特点：,正常时，出球段侧除血浆流量快时外，一般无滤出，故为滤过的贮备段。,(一)肾小球毛细血管血压,动脉血压:80180 mmHg,肾小球毛细血管血压维持稳定,肾小球滤过率保持不变(自身调节),动脉血压 80 mmHg 肾小球毛细血管血压 有效滤过压 肾小球滤过率,动脉血压 50 mmHg 肾小球滤过率降到零 无尿,高血压病晚期:入球小动脉硬化缩小 肾小球毛细血管血压明显降低 肾小球滤过率减少 少

12、尿,二、影响肾小球滤过的因素,毛细血管血压-(血浆胶体渗透压+肾小囊内压),(二)囊内压:肾盂或输尿管结石、肿瘤阻塞管腔 囊内压 有效滤过压,(三)血浆胶体渗透压:全身血浆蛋白浓度 或静脉快速注入生理盐水 血浆胶体渗透压 有效滤过压 肾小球滤过率,(四)肾血浆流量,肾小球血浆流量改变滤过平衡点,(四)肾血浆流量,肾血浆流量 血浆胶体渗透压上升速度减慢滤过平衡位置近出球动脉端肾小球滤过率尿量,严重缺氧、中毒性休克：交感神经兴奋肾血流量和肾血浆流量肾小球滤过率,(五)滤过系数(filtration coefficient,Kf),面积：,通透性,机械屏障作用 血尿(如：肾炎时因免疫反应蛋白分解酶的

13、释放导致滤过膜孔、裂增大),静电屏障作用 蛋白尿(如：肾炎时带负电荷的糖蛋白减少或消失),正常时肾小球都活动滤过面积=1.5 m2急性肾炎 毛细血管腔狭窄或阻塞 滤过面积GFR少尿或无尿,指在单位有效滤过压的驱动下，单位时间内通过滤过膜的滤液量=滤过膜的有效通透性系数滤过膜面积(Kfks),3、滤 过 膜,滤过膜面积 减少 尿量减少（量）,滤过膜通透性 增大 尿量增多（质）,1、有效滤过压,肾小球毛细血管压 增大 尿量增多,血浆胶体渗透压 减少 尿量增多,肾小囊内压 增大 尿量减少,2、肾血浆流量,血流量 增大 生成的尿液多,小结：影响滤过的因素,复习思考题 1.何谓肾小球滤过率和滤过分数？2

14、.简述影响肾小球滤过的因素。,第三节 肾小管与集合管的物质转运功能,原尿：180 L/Day终尿：1.5 L/Day99 重吸收 排出体外,肾小管与集合管的转运功能是指其重吸收和分泌功能,概 述,重吸收:指小管上皮细胞将原尿中某些成分重新摄回血液的过程,分 泌:指小管上皮细胞将自身代谢产物排入管腔的过程,1.被动转运(passive transport),一、肾小管和集合管中物质转运的方式,单纯扩散,易化扩散,渗 透:水分子从渗透压低的一侧向渗透压高的一侧移动。,溶剂拖曳:当水分子重吸收时，有些溶质随水分子一起转运。,2.主动转运,原发性主动转运:钠泵、质子泵。,联合转运:同向转运：如 Na+

15、和葡萄糖、Na+和氨基酸同向转运。逆向转运：如 Na+和 H+、Na+和K+逆向转运。,继发性主动转运：Na+-葡萄糖同向转运。,3.入胞,4.物质通过肾小管上皮转运的途径,跨细胞转运途径：,细胞旁转运途径：,二、肾小管、集合管中各种物质的重吸收和分泌,（一）Na+、Cl 和水的重吸收:99%被重吸收,.近端小管 Na+、Cl、和水 6570%被重吸收,管腔膜：Na+-葡萄糖同向转运 Na+-氨基酸同向转运 Na+-H+逆向转运Na+顺浓度差,葡萄糖和氨基酸逆浓度差进入细胞内。H+进入小管液(分泌),HCO3-被重吸收，Cl-不被重吸收。,基底膜：细胞内葡萄糖、氨基酸顺浓度差进入血液循环(易化

16、扩散)细胞内Na+通过Na+-K+泵主动转运到细胞外液。,(1)近端小管前半段,(2)近端小管后半段,Na+-H+交换,Cl-HCO3逆向转运。Cl进入细胞内,经基底膜 K+-Cl 同向转运体至细胞间隙,再进入血液。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 顺浓度差进入细胞间隙,形成电位差,Na+顺电位差进入细胞间隙,Cl-HCO3,Na+、葡萄糖和氨基酸进入细胞间隙,(3)近端小管对水的重吸收,细胞间隙中渗透压,小管液中水进入细胞间隙(渗透,跨上皮细胞途径和细胞旁路途径),细胞间隙静水压(紧密连接),Na+、水进入毛细血管(重吸收),2.髓袢：,20%NaCl 和

17、15%水被重吸收,呋喃苯胺酸(呋塞米/速尿)抑制 Na+-K+-2Cl-同向转运体，从而抑制 Na+、Cl-的重吸收,干扰尿的浓缩机制,导致利尿,Na+,Cl 的重吸收主要在髓袢升支粗段进行,依靠管腔膜上电中性的Na+-K+-2Cl同向转运体。,髓袢降支细段对Na+不易通透，对水通透,以渗透方式重吸收,在髓袢升支粗段不通透。,3.远端小管和集合管,约12%Na+和Cl-被重吸收,(1)远端小管始段,对水不通透;,水的重吸收主要受抗利尿激素调节；Na+的重吸收主要受醛固酮 调节；,细胞内 Na+由钠泵转运到细胞间隙;,Na+-Cl 同向转运进入细胞(主动);,Cl经Cl通道进入细胞间隙;,噻嗪类

18、利尿剂如双氢克尿噻抑制Na+-Cl同向转运。,(2)远端小管后段和集合管,主细胞:基底膜的钠泵将Na+转运到细胞间隙,细胞内Na+,小管液 Na+经通道进入细胞。Na+的重吸收又造成小管液呈负电位,驱使Cl-经细胞旁途径被动重吸收,也是 K+分泌入小管腔的动力。氨氯吡咪(阿米洛利)可抑制顶端膜 Na+通道,而减少 Na+和 Cl-重吸收。,闰细胞:分泌H+(与酸碱平衡有关,见H+分泌),主细胞管腔侧有水孔蛋白(AQP)-2,基底膜侧有 AQP-3 和 AQP-4。AQP-2 决定上皮对水的通透性,即决定集合管对水的重吸收量，受 ADH 控制。,(2)远端小管后段和集合管,APQ-3,4,(二)

19、葡萄糖和氨基酸的重吸收,原尿中葡萄糖浓度与血糖浓度相同,但终尿中几乎不含葡萄糖,说明葡萄糖全部被重吸收回血。,1.重吸收部位:仅限于近曲小管(尤其前半段),其他各段肾小管没有重吸收葡萄糖能力。,如果近曲小管以后的小管液中仍有葡萄糖，则尿中将出现葡萄糖（糖尿）。,2.重吸收机制:继发主动重吸收,管腔膜:位于刷状缘上的载体蛋白分别与葡萄糖及Na+相结合形成复合物,迅速进行同向耦联转运进入细胞内,管周膜:葡萄糖顺浓度差经易化扩散进入细胞间隙(单一转运),3.葡萄糖重吸收的特点:,肾糖阈:尿中刚刚出现糖时的血糖浓度(或不出现尿糖的最高血糖浓度)。正常值:180 mg/100ml(10.1 mmol/L

20、),近曲小管对葡萄糖的重吸收有一定限度。当血液中葡萄糖浓度超过一定浓度时,部分肾小管对葡萄糖的吸收已达到极限,尿中开始出现葡萄糖。,葡萄糖吸收极限量(TMG):当全部肾小管对葡萄糖的吸收能力都达到极限,尿中的葡萄糖排除率随血糖浓度升高而平行增加时的血糖浓度。正常值：成年男性为 375 mg/min 成年女性为 300 mg/min 与同向转运体数目有限有关,3.葡萄糖重吸收的特点:,血糖(mg%)100 160 200 350 450 650尿糖(mg%)0 20 40 100 200 400P-U 100 140 160 250 250 250,酸碱平衡 饮食中:代谢性酸性产物 碱性产物挥发

21、性酸:CO2 经肺排出非挥发性酸:缓冲系统作用下生成相应钠盐和 CO2,需消耗 HCO3-肾:重吸收 HCO3-和分泌 H+、氨,(三)HCO3-的重吸收和 H+的分泌,1.HCO3 的重吸收:,(1)重吸收的机制：被动过程,不是以HCO3-的形式而是以CO2的形式重吸收的；,(2)重吸收的特点：,H+分泌重吸收HCO3-,碳酸酐酶抑制剂乙酰唑胺(acetazolamide)可抑制 H+的分泌,以 CO2 形式吸收,由碳酸酐酶催化几乎全部重吸收,80%在近端小管,HCO3-的重吸收优先于Cl-的重吸收;,HCO3-的重吸收与Na+-H+逆向交换呈正相关,2.H+的分泌,近端小管:Na+-H+逆

22、向转运(继发性主动转运),远曲小管和集合管:质子泵（H+-ATP酶），H+-K+-ATP酶（逆向转运）,NH3,NH4+,(1)H+分泌机制:,管腔,管周,细胞,主动分泌过程 H+-Na+交换:分泌 H+H+泵:存在管腔膜,(2)H+分泌特点:,近端小管泌 H+与重吸收 HCO3-、Na+呈正相关，泌 H+助碱贮保留(泌 H+促 HCO3-重吸收 排酸保碱).,在远曲小管和集合管除 H+-Na+交换外还有 K+-Na+交换，两者间有竞争性抑制作用。,因此，当 H+-Na+交换增强时，使 K+-Na+交换减弱，从而可导致尿中 H+浓度增加和血液中 K+浓度增高；反之，当 H+-Na+交换减弱时，

23、使 K+-Na+交换增强。,K+Na+,(四)Ca2+的重吸收和排泄,近端小管70%髓袢20%远端小管9%集合管1%排出不到1%,自学,（五）K+的重吸收和分泌,K排出量取决于:滤过量 重吸收量 分泌量(为主),(4mol/L),(150mol/L),管腔膜是 K+主动重吸收的关键部位,K+重吸收的机制:主动重吸收,K+管内 K+管外140,K的重吸收部位:近端小管70%髓袢2530%远球小管和集合管(受醛固酮调节),K+通道,Na+通道,Na+-K+泵,K+分泌机制:Na+-K+交换,管周膜 Na+-K+泵的主动重吸收,K+管内 K+管外,小管液 Na+易化扩散进入上皮细胞 管外为正，管内为

24、负的电位差K+顺电-化学梯度分泌(易化扩散)入小管液,K+分泌特点:,K+-Na+交换与 H+-Na+交换,泌 K+与 泌 H+呈负相关。K+-Na+交换与 H+-Na+交换具有竞争抑制。酸中毒:H+-Na+,K+-Na+泌 K+高血钾症 高血钾症:K+-Na+,H+-Na+泌H+酸中毒,多吃多排、少吃少排、不吃也排当大量使用利尿药时,应注意适当补钾,以防止低血钾症的发生,（六）NH3 的分泌,小管上皮细胞内谷氨酰氨,脱氨,NH3(氨),脂溶性,肾小管腔：NH3H+,NH4+Cl-NH4Cl,单纯扩散,谷氨酰胺酶,1.机制:单纯扩散,2.NH3 的分泌与 H+、HCO3 转运的关系,1 分子谷

25、氨酰胺生成 2 个 NH4+进入小管液和机体获得 2 个 HCO3-,谷氨酰胺酶是生成NH4+的限速酶,NH4+NH3+H+,动态平衡,NH3 单纯扩散到小管液,与H+结合成NH4+,以铵盐形式排出,尿中每排出1个NH4+,就有1个HCO3-重吸收回血,3.NH3分泌特点:,泌 NH3 与泌 H+呈正相关:即泌 NH3 促进 H+-Na+交换,促进排酸保碱,调节机体酸碱平衡。,NH3 扩散的量决定于管腔液与管周液的 pH 值:管腔液 pH 值较低时，NH3 较易扩散。,正常时 NH3 只在远曲小管和集合管分泌;酸中毒时,近曲小管也分泌。,(七)一些代谢产物和进入体内的异物的排泄1.肌酐可通过肾

26、小球滤过，也可被肾小管和集合管分泌和重吸收。2.HPO42、SO42 是与 Na+同向转运重吸收的。3.进入体内的某些物质如青霉素、酚红和大多数利尿药等，由于与血浆蛋白结合而不能通过肾小球滤过，均在近曲小管被主动分泌。,略,重吸收的部位,呋喃苯胺酸(呋塞米/速尿)(抑制Na+-K+-2Cl-),噻嗪类利尿剂(抑制Na+-Cl),氨氯吡咪(阿米洛利)(抑制顶端膜 Na+通道),乙酰唑胺(抑制H+分泌),ADH(促进水的重吸收),复习思考题1.各段肾小管的重吸收有何特点?简述影响肾小管重吸收的因素。肾糖阈定义，在近端小管葡萄糖是如何被重吸收的？其特点是什么？,第四节 尿液的浓缩和稀释,尿的浓缩与稀

27、释是根据尿与血浆渗透压相比较而言的。机体在不同的生理情况下，可生成浓缩或稀释的尿液。,正常尿液的渗透压：501200 mOsm/(KgH2O),当机体缺水时，由于远曲小管和集合管对水的重吸收尿渗压 血渗压 尿浓缩,当机体水增多时，由于远曲小管和集合管对水的重吸收尿渗压 血渗压 尿稀释,图8-13 肾小管各段小管液渗透压和流量的变化,肾的上述功能主要在肾髓质进行的。尿液的浓缩和稀释与肾髓质保持高渗状态呈现渗透压梯度现象有关。,多尿：尿量2.5L/天；少尿：尿量20L/天,(一)浓缩和稀释的基本原理 肾髓质渗透压梯度现象,一、尿液浓缩,实验:肾皮质组织液的渗透压与血浆渗透压的比值为 1.0。故为等

28、渗的。由皮质愈向髓质逐步深入是，比值不断升高：分别为 2.0，3.0，4.0。表明肾髓质的组织液呈高渗状态。越近肾乳头，渗透压越高。所以，将这种现象称为肾髓质渗透压梯度现象。,2.肾髓质渗透压梯度的形成与保持：逆流交换和逆流倍增,逆流系统,逆流交换,逆流交换和逆流倍增,甲,乙,丙,C,泵,通透水,肾髓质逆流倍增现象,髓袢、集合管的结构排列与上述的逆流倍增模型很相似，且管壁细胞对水和溶质有选择性通透的特点；而直小血管的结构排列则非常像逆流交换的模型。因此认为肾髓质高渗梯度的形成是通过髓袢的逆流交换倍增来实现的。,髓袢、远曲小管和集合管的通透性,(二)肾髓质高渗梯度的形成 1.髓袢、远曲小管和集合

29、管的通透性:,2.肾髓质高渗梯度形成机制 髓袢降支细段：,对NaCl不易通透对尿素不易通透对水高度通透,水被重吸收管内浓度倍增(管内为高渗梯度)(钠盐管内 钠盐管外)(尿素管内 尿素管外),对NaCl高度通透对尿素中等通透对水不通透,肾内髓高渗梯度已形成,NaCl向管外扩散尿素向管内扩散管内浓度倍减(但仍为高渗梯度)(管外为高渗梯度)(管内钠盐 渐)(管内尿素 渐),髓袢升支细段：,对NaCl主动转运对尿素不通透对水不通透,肾外髓高渗梯度已形成,髓袢升支粗段：,NaCl向管外扩散,管内浓度倍减(管内为低渗液)(管外为高渗梯度)(钠盐管内钠盐管外),髓袢是形成髓质渗透梯度的重要结构,只有具有髓袢

30、的肾才能形成浓缩尿髓袢愈长，浓缩能力就愈强沙鼠肾髓质特别厚，能产生20倍于血浆渗透浓度的高渗尿猪的髓袢较短，只能产生1.5倍于血浆渗透浓度的尿液。人的髓袢为中等长度，最多能产生45倍于血浆渗透浓度的高渗尿,对NaCl主动转运对尿素不通透对水不通透(有ADH时通透),远曲小管和皮质集合管,NaCl向管外扩散,管内浓度倍减(管内为低渗液)(管内尿素浓度增加),对NaCl主动转运对尿素易通透(尿素浓度高)对水不易通透(有ADH时通透),尿素循环进一步增强肾内髓高渗梯度。,髓质集合管：,NaCl向管外扩散尿素向管外扩散,形成肾内尿素循环(管内外为高渗梯度),尿素,肾内尿素循环：,水,条件：.髓袢升支粗

31、段、远曲小管、皮质与髓质集合管尿素均不通透；.髓袢升支细段对尿素易通透;.内髓集合管对尿素易通透+尿素高(当 ADH时 远曲小管和集合管对水的通透性 尿素)。,过程：尿素出内髓集合管入髓袢升支细段经髓袢升支粗段、远曲小管、皮质与外髓集合管内髓集合管。,作用：进一步增强肾内髓高渗梯度。,小结：,形成肾髓质高渗梯度的物质：外髓质：主要是NaCl。内髓质：主要是NaCl+尿素,形成肾髓质高渗梯度的决定因素：逆流系统+各段对物质的选择性通透 逆流倍增现象。,(三)直小管在维持肾髓质高渗中的作用,水出钠进,水进钠出,直小血管通透性高+降支与升 支彼此靠得很近+与髓袢并行 当直小血管的血液逆流时：,降支,

32、同水平组织间液的渗透压 直小血管,尿素和NaCl 入直小血管 水出直小血管,升支,直小血管,尿素和NaCl出直小血管水入直小血管,当升支离开外髓时带走的溶质水维持髓质高渗梯度,髓质高渗梯度,ADH,集合管 对水通透性,集合管对水重吸收,高渗尿(尿浓缩),(四)尿液浓缩和稀释的过程,尿液渗透压的变化为：髓袢降支细段由等渗 递增式高渗,机体水,髓袢升支细段为递减式高渗,髓袢升支粗段为递减式低渗,远曲小管为低渗,皮质部集合管由低渗 高渗(ADH),髓质部集合管为递增式高渗(ADH)。,ADH,集合管对水通透性,集合管对水重吸收,低渗尿(尿稀释),二、影响尿液浓缩和稀释的因素(一)影响肾髓质高渗梯度形

33、成的因素,1.髓袢结构与功能：慢性肾盂肾炎引起肾髓质纤维化 或 肾囊肿引起肾髓质萎缩时,髓袢的逆流倍增作用减弱破坏髓质高渗梯度,尿液的浓缩能力降低,2.利尿药：速尿、利尿酸,抑制髓袢升支粗段对 Na+和 Cl-的主动重吸收,髓质高渗梯度,尿液的浓缩能力降低,3.尿素浓度：营养不良,蛋白质摄入不足尿素生成量髓质高渗梯度尿液的浓缩能力。老年人蛋白质代谢率降低,尿浓缩机能也会减弱。,实验:给予尿素可使蛋白质摄入不足的大鼠提高尿浓缩的能力。对老年人的尿浓缩能力显著降低的人，可增加摄入蛋白质 提高尿浓缩能力。,(二)影响远端小管末端和集合管对水通透性的因素,ADH远曲小管、集合管对水通透性 远曲小管、集

34、合管对水重吸收尿液浓缩 垂体性尿崩症。远曲小管、集合管对ADH不敏感 远曲小管、集合管对水重吸收 尿液浓缩 肾性尿崩症。,高血压合并肾损害：血流量增加和速度过快逆流交换所带走的溶质髓质高渗梯度尿液的浓缩能力。血液高粘滞综合症：血流量减少和速度过慢逆流交换所带走水髓质高渗梯度尿液的浓缩能力。,(三)直小血管血流量和速度对髓质高渗维持的影响,复习思考题,1.简述肾髓质高渗梯度形成的原理。2.简述髓袢升支粗段重吸收的特点，并阐明与尿浓缩的关系。3.影响尿浓缩与稀释的因素有哪些？4.简述尿浓缩与稀释的过程。,第五节 尿生成的调节,调节途径：滤过重吸收分泌,一、神经调节,激活受体入球与出球小动脉收缩(收

35、缩程度：A入A出)肾毛细血管压、肾血浆流量 有效滤过压 GFR；,激活受体 近端小管和髓袢上皮细胞重吸收水和 NaCl；,激活受体 颗粒细胞释放肾素 血管紧张素-醛固酮系统 远曲小管和集合管对水、NaCl的重吸收。,肾交感神经的作用,（一）血管升压素,合成,1.来源:,下丘脑视上核、室旁核 血管升压素 下丘脑-垂体束 神经垂体储存、释放,二、体液调节,2.作用:,缺乏ADH：尿崩症,3.ADH 分泌的调节促进释放的因素：血浆渗透压升高、血容量减少。,血浆晶体渗透压(1-2),循环血量(5-10),动脉Bp,血管紧张素、低血糖疼痛、应激,中枢渗透压感受器,心房容量感受器,动脉压力感受器,下丘脑

36、视上核(主)A D H室旁核(次),中枢渗透压感受器,血浆晶体渗透压(1-2),循环血量(5-10),心房容量感受器,动脉压力感受器,动脉Bp,心房钠尿肽,+,+,+,+,+,+,+,下丘脑-垂体束,垂体后叶,附：一次大量饮清水与饮生理盐水尿量为何不同？,一次大量饮清水后尿量增加的现象称水利尿。,而饮等量的生理盐水后，因仅改变血容量，对 ADH 释放抑制程度轻，故尿量不会出现饮清水后的水利尿现象。,原因:大量饮清水后,血液稀释,血浆晶体渗透压和血容量,对下丘脑渗透压感受器刺激,ADH 释放明显,肾小管对水的重吸收,尿量;,而血容量肾小球的自身调节GFR保持稳定,1.来源:肾上腺皮质球状带所分泌

37、的盐皮质激素,（二）醛固酮系统,2.生理作用：醛固酮与受体结合后，线粒体ATP生成增加，加速基底膜上钠-钾泵的转运，Na+-K+转运加速，即在 Na+重吸收增加的同时 K+的分泌量增加。醛固酮对肾脏的作用主要是促进远曲小管和集合管对 Na+的重吸收和促进对 K+的排泄，即所谓保 Na+保水排 K+作用。,管腔膜Na+通道数量管周膜上Na+-K+泵活动,醛固酮对尿生成的调节示意图,醛固酮,小管上皮细胞内,单纯扩散,胞浆内形成激素-受体复合物,细胞核内调节特异 mRNA 转录,醛固酮诱导蛋白,远曲小管和集合管,保 Na+、保 H2O、排 K+,醛固酮,3.肾素分泌的刺激因素:,循环血容量肾动脉压,

38、入球小动脉牵张感受器,致密斑感受器,肾动脉压肾血流量,球 旁 器 颗 粒 细 胞,肾交感神经兴奋,GFR,远曲小管Na+、Cl-,NE、E、PGE2,循环血容量,心房容量感受器动脉压力感受器,肾 素,反射性,+,+,+,+,+,+,NE,受体,适宜刺激：来源：作用：,抑制肾素的分泌抑制ADH的释放抑制醛固酮的分泌,血容量、内皮素,心 房 肌,合成释放,心 房 钠 尿 肽,利 尿、排 钠,抑制集合管重吸收NaCl(Na+通道关闭),舒张A出、A入(尤其A入)肾血浆流量和GFR原尿生成,水钠重吸收,（三）心房钠尿肽（ANP)心房钠尿肽是心房肌合成、分泌的激素。具有明显的促进NaCl和水的排出作用。

39、,(一)小管液中溶质浓度对肾小管功能的调节,小管液中溶质浓度所形成的渗透压,是对抗肾小管对水重吸收的力量(排出 1 g 溶质,约需溶解于 15 ml 水)。,这种利尿方式称为渗透性利尿(晶体性利尿)。,当溶质 渗透压 肾小管(尤其近曲小管)对水的重吸收 小管液中 Na+(因被稀释)Na+重吸收(扰乱管-球平衡)尿量。,三、肾内自身调节,如:糖尿病的多尿就是因为小管液中葡萄糖浓度渗透性利尿剂-甘露醇、山梨醇(可被滤过而不被重吸收)，用以提高肾小管液中溶质的浓度，以达到利尿和消除水肿的目的。,渗透性利尿：指由于渗透压升高而对抗肾小管重吸收水分所引起的尿量增多现象。,在肾血流量不变的前提下：,当GF

40、R时,管周毛细血管压,小管旁组织间液的静水压,Na+、H2O重吸收,重吸收率/滤过率 6570（球-管平衡）,血浆胶渗压,小管旁组织间液入毛细血管量,(二)球-管平衡,管-球平衡,GFR 近端小管重吸收量 流向远侧量(ml/min)终尿量 125 87.5 37.5 1 ml,100(减25)70 30(减7.5)0.8 ml,150(增25)105 45(增7.5)1.2 ml,3.意义:使尿中排出的溶质和水不会因肾小球滤过率的增减而出现大幅度的变动。,静脉输入甘露醇,可被肾小球滤过但不被肾小管重吸收,肾小管内溶质、渗透压,肾小管(尤其近端小管)对水的重吸收,小管液中Na+(被稀释),Na+

41、重吸收(扰乱球-管平衡),尿 量,但球-管平衡在某些情况下可能被打乱。如：渗透性利尿,血液透析,复习思考题1.正常成年人一次迅速大量的饮用清水、生理盐水1000 ml后，血浆渗透浓度及尿量各将发生怎样的变化？为什么？2.正常成年人快速静脉输入生理盐水1000 ml 后，尿量将发生怎样的变化？为什么？3.因呕吐、腹泻引起机体大失水时，对尿量有何影响？为什么？4.ADH简述的来源、生理作用及其分泌调节。5.简述醛固酮的来源、生理作用及其分泌调节。6.正常成年人静脉注射 50 g/100 ml 的葡萄糖 50 ml 后，尿量将发生怎样的变化？为什么？,第六节 清除率(clearance,C),一、清

42、除率的定义和计算方法,定义：两肾在单位时间（分钟）内能将一定毫升血浆中所含的某种物质完全清除，这个能完全清除某种物质的毫升数称为该物质的清除率。,具体计算需要测量3个数值：U尿中某物质的浓度，mg/100ml V每分钟尿量，ml/min P血浆某物质的浓度，mg/100ml 因为尿中该物质均来自血浆，所以VU=PC，即C=UV/P(ml/min),尿量 尿中某物质 血浆浓度 清除率(V)的浓度(U)(P)(C),甲 1ml/min 1mg/ml 1mg/100ml 100ml/min 乙 0.8ml/min 0.5mg/ml 0.32mg/100ml 125ml/min,C=UV/P(ml/m

43、in),（一）测定肾小球滤过率(GFR),二、测定清除率的意义,若某物质可由肾小球自由滤过，但既不被肾小管重吸收，也不被分泌，则该物质的血浆清除率就可代表肾小球滤过率。设每分钟尿量为V，尿中该物质的浓度为U，血浆中该物质的浓度为P，肾小球滤过率为F。则 VU=FP 即 F=VU/P=C,菊粉(inulin)符合这些条件，它的血浆清除率就是肾小球的滤过率。菊糖的血浆清除率为125ml/min，所以，肾小球滤过率为125ml/min。内生肌酐清除率接近GFR，不够准确（肾小管能分泌少量肌酐，也有少量重吸收）。,若某物质通过肾循环一周后，通过肾小球滤过和肾小管分泌即可被肾完全清除，即肾静脉中该物质的

44、浓度为零，则该物质的血浆清除率就可代表肾血浆流量(renal plasma flow，RPF)。,（二）测定肾血流量,设每分钟尿量为V，尿中此物质浓度为U，血浆中此物质浓度为P，肾血浆流量为RPF 则 VU=PRPF 即 RPF=UV/P=C,对氨基马尿酸(para-aminohippuric acid，PAH)静脉注射后，若血浆浓度较低，流经肾循环一周时几乎被肾脏完全清除。故可求得肾血浆流量。对氨基马尿酸的血浆清除率660 ml/min，亦即肾的血浆流量，若血浆量占全血量的55%(红细胞比容45%)，则肾血流量为660/55%1200ml/min。,（二）测定肾血流量,（三）推测肾小管功能,

45、1正常GFR=125 ml/min 此时无重吸收和分泌,2C 125：表明物质被重吸收或重吸收 分泌(尿素),3C 125：表明物质被分泌或重吸收 分泌（肌酐）,4C=0：表明物质被完全重吸收（葡糖糖）,第七节 尿的排放,尿的生成是个连续不断的过程膀胱的排尿是间歇地进行的。尿液在膀胱内贮存并达到一定量时，才能引起反射性排尿动作，将尿液经尿道排放于体外，因有膀胱的贮存和排尿反射的活动。,一、膀胱与尿道的神经支配,膀胱逼尿肌 膀胱内括约肌 膀胱外括约肌 交感神经 腹下神经 抑制排尿副交感神经 盆神经 促进排尿躯体神经 阴部神经 抑制排尿(受意识控制),二、排尿反射,当膀胱内尿量 300 ml 时,

46、膀胱内压基本保持稳定；当膀胱内尿量 400500 ml 时，膀胱内压急剧上升,(一)膀胱内尿量与膀胱内压的关系,正常成人，当膀胱贮留尿液：100 150 ml 充盈感150 250 ml 尿意350 450 ml 不适感700 ml 胀痛感,盆神经,盆神经,阴部神经,膀胱内尿量内压,膀胱壁牵张感受器兴奋,骶髓初级排尿中枢,膀胱逼尿肌收缩,盆神经,盆神经兴奋,正反馈,内括约肌松驰,阴部神经 传出冲动,尿道外括约肌松弛,尿液经尿道排出体外,脑桥、中脑和皮层,(二)排尿反射,(三)排尿异常,1.遗尿:夜间不能控制排尿(小儿皮层的发育尚未完善,对初级排尿中枢的控制能力较弱),2.尿频:排尿次数多(膀胱

47、炎症或膀胱结石),3.尿潴留:膀胱充满尿液而不能排出(损伤初级排尿中枢或排尿反射通路、尿路受阻造成),4.尿失禁:主观意识不能控制排尿(初级排尿中枢与大脑皮层失去功能联系)。,第八章 男性生殖系统,Male Reproductive System,第六节 睾丸的内分泌功能,一、雄激素,睾丸间质细胞合成、分泌雄激素，主要包括睾酮、脱氢表雄酮、雄烯二酮和雄酮等。支持细胞合成、分泌抑制素。,（一）雄激素的合成、代谢和降解,(性激素结合球蛋白,SHBG),降解和灭活：肝脏,（二）睾酮的生理作用,1.影响胚胎性分化：诱导含Y染色体向男性分化，促进内生殖器官发育。若在胚胎时期含量过低，则可能导致男性假两性

48、畸形。,2.维持生精作用：促进生精细胞的分化和精子的生成。患有间质细胞瘤的儿童，在肿瘤附近曲精管有早发的生精过程。,（二）睾酮的生理作用,3.刺激附性器官的生长和维持性欲。也能促进男性第二性征的出现并维持其正常状态。,4.对代谢影响：促进蛋白质的合成，增加钙磷沉积，促进骨骼、肌肉生长;增强骨髓造血功能，使红细胞增多。,二、抑制素,选择性作用腺垂体，抑制卵泡刺激素（FSH）的合成和分泌，生理剂量对黄体生成素（LH）无明显作用。抑制素的结构近似物-激活素：促进FSH的分泌,下丘脑GnRH,腺垂体,FSH,L H,睾 丸,间质细胞,支持细胞,曲细精管,雄激素,抑制素,精 子,激活素,环境因素,三、睾丸功能的调节,下丘脑-腺垂体-睾丸轴：,睾丸内的局部调节：睾丸可产生多种肽类，如：GnRH、IGF-1、转化生长因子、白细胞介素等，以旁分泌和自分泌的方式，局部调节睾丸的功能。睾丸支持细胞还能将睾酮转化成雌二醇直接抑制间质细胞合成睾酮。,