动物生理学泌尿.pptx
第七章 尿的生成和排出（Formation&Excretion of Urine）第一节 概 述第二节 尿的生成第三节 尿生成调节第四节 尿的排放第1页/共63页泌尿生理一、肾脏的功能解剖特征一、肾脏的功能解剖特征第2页/共63页肾单位数目：人170-240万个、牛800万个、猪220万个、狗80万个、猫40万个、鸡80万个（一）肾单位和集合管（一）肾单位和集合管肾单位（nephron)：由一个肾小体和一条与其相连的肾小管构成，是尿液形成的结构和功能单位。集合管（collecting duct)：共同完成泌尿功能。第3页/共63页肾单位的构成 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第4页/共63页肾小体肾小管肾小球 肾小囊近球小管髓袢细段远球小管入球小动脉毛细血管袢出球小动脉内层（紧贴血管）囊腔（通肾小管腔）外层（连肾小管壁）近曲小管髓袢降支粗段髓袢降支细段髓袢升支细段第5页/共63页（二）皮质肾单位和近髓肾单位（二）皮质肾单位和近髓肾单位 第6页/共63页1.皮质肾单位：占85-90%特点:分布皮质外层和中层，肾小体体积小，髓袢短，入球、出球小动脉的口径比为 2：1，血管两次分支为毛细血管网。功能：主要参与尿的生成。第7页/共63页2.近髓肾单位：占10-15%特点:皮质内层靠近髓质，肾小体体积大，髓袢长并伸入到内髓部.入出球小动脉的口径比约 1：1 血管第二次分支形成直小血管.功能：尿的浓缩与稀释。第8页/共63页皮质肾单位和近髓肾单位的比较皮质肾单位和近髓肾单位的比较 皮质肾单位 近髓肾单位分布 皮质外、中层 皮质内层（近髓）肾小球 小 大髓袢长度 短 长入球A/出球A直径 2 小于1出球小A分支 分布于皮质部 在髓袢形成直小血管 肾小管周围 网状分布于肾小管交感N支配 丰富 较少比例 80-90%10-15%肾素含量 较多 很少功能 泌尿 尿的浓缩与稀释第9页/共63页（三）肾小球旁器（三）肾小球旁器主要分布在皮质肾单位，由以下三部分组成：1.肾小球旁细胞（颗粒细胞）2.致密斑3.球外系膜细胞含分泌颗粒,分泌肾素感受小管液中NaCl含量的变化第10页/共63页肾小球旁器第11页/共63页节后纤维节前纤维（四）肾的神经支配（四）肾的神经支配肾交感神经支配脊髓胸12腰2中间外侧柱腹腔神经节入球小动脉肾小管球旁器NA血管平滑肌收缩、调节肾血流量、促进肾小管对Na-和Cl-的重吸收和肾素释放。第12页/共63页（五）肾脏血液循环的特点（五）肾脏血液循环的特点1.血流量大，但分布不均 占心输出量2025%(肾重占体重0.3-0.7%),94%供应皮质层，5%供应外髓，1%供应内髓2.肾动脉-两套毛细血管网-肾静脉3.近髓肾单位出球A进入髓质后分支 形成细长U形直小血管，平行于髓绊和集合管入球小动脉-肾小球毛细血管网（第一套毛细血管网，压力高利于血浆滤出）-出球小动脉-肾小管周围毛细血管网（第二套毛细血管网，血压低利于重吸收及尿的浓缩和稀释）第13页/共63页两套相互串联的毛细血管网：(1)肾小球毛细血管网：压力高利于肾小球的滤过而生成原尿(2)肾小管周围毛细血管网：压力低利于肾小管的重吸收、尿的浓缩和稀释从而生成终尿 第14页/共63页第15页/共63页 第二节 尿的生成包括三个基本过程:二、选择重吸收肾小管、集合管一、滤过肾小球超滤液(即原尿)三、分泌和排出肾小管、集合管第16页/共63页一、肾小球滤过二、肾小管重吸收 三、肾小管分泌泌尿生理 第17页/共63页一、肾小球的滤过一、肾小球的滤过u 滤过的结构基础-滤过膜及其通透性u 影响滤过的因素u 滤过的动力-有效滤过压第18页/共63页(一一)滤过膜及其通透性滤过膜及其通透性A 毛细血管内皮细胞:B 基膜：C 肾小囊脏层足细胞的“足突”：“滤过裂隙膜”滤过膜各层含有许多带负电荷的物质（糖蛋白），成为一种电学屏障。（异常时导致蛋白尿）窗孔，阻挡血细胞微纤维网，空隙最小，起主要的机械屏障作用。第19页/共63页血浆白蛋白虽然其有效半径为3.6nm，由于其带负电荷，因此难于通过滤过膜。泌尿生理物质通过肾小球滤过膜的能力决定于该物质的分子大小及所带电荷。有效半径小于2.0nm的物质可以被完全滤过（如葡萄糖），大于4.2nm的大分子物质几乎完全不能滤过。第20页/共63页血浆、滤过液和终尿成分比较成分 血浆(g%)P 滤液(g%)尿(g%)U 水 90 98 96 Pr 8 0.03 0 GS 0.1 0.1 0 Na+0.33 0.33 0.35 K+0.02 0.02 0.15 Cl-0.37 0.37 0.6 H2PO4-HPO42-0.004 0.004 0.15 尿素 0.03 0.03 0.18 尿酸 0.004 0.004 0.05 肌酐 0.001 0.001 0.10 氮 0.0001 0.0001 0.04用微穿刺法实验证明，肾小球的滤过液就是血浆的超滤液（原尿）。第21页/共63页（二）衡量肾小球滤过功能的指标（二）衡量肾小球滤过功能的指标1.滤过液成分组成：即血液的超滤液2.肾小球滤过率（glomerular filtration rate,GFR）：单位时间内（每min）两肾生成的超滤液量3.滤过分数（filtration fraction）：肾小球滤过率与每分钟流经两肾血浆流量的比值第22页/共63页（三）肾小球滤过动力-有效滤过压，使肾小球 不断生成原尿第23页/共63页有效滤过压(effective filtration pressure,EFP)=肾小球毛细血管血压-(囊内压+血浆胶体渗透压)有效滤过压由入球端出球端逐渐降低，当有效滤过压降至0时，滤过作用停止，即达到滤过平衡。肾小球毛细血管血压肾小囊内压血浆胶体渗透压有效滤过压+6kPa-2.7-1.32.0+6kPa-1.3-4.70血浆滤出停止滤出第24页/共63页（四）影响肾小球滤过的因素（四）影响肾小球滤过的因素1.肾小球滤过膜面积及其通透性（原尿量和成分）肾病滤过膜糖蛋白血细胞、血浆蛋白滤过血尿，蛋白尿2.肾小球有效滤过压肾小球毛细血管血压;囊内压;血浆渗透压动脉血压80mmHg滤过尿少动脉血压40-50mmHg滤过为0无尿急性肾小球肾炎肾小球毛细血管管腔变窄有效滤过面积滤过少尿或无尿输尿管阻塞囊内压滤过尿少 3.肾小球血浆流量：肾血浆流量毛细血管内血浆胶体渗透压上升速度滤过平衡出现晚肾小球滤过率血浆蛋白浓度血浆胶体渗透压滤过尿第25页/共63页影响因素滤过率的变化有效滤过压毛细血管血压 EFP滤过率（大失血）囊内压EFP 滤过率（结石、肿瘤）血浆胶体渗透压EFP滤过率（快速大量输液）肾小球血浆流量滤过率（中毒性休克）滤过膜通透性和面积滤过膜的孔径滤过率（血尿）滤过膜带负电荷滤过率（蛋白尿）滤过膜面积滤过率（肾炎）影响滤过的因素第26页/共63页通过肾小球滤过作用，每天可生成原尿180L，而最终排出的尿液为1.5升，其中99%的水、全部G和AA被重吸收。终尿的多少及成分取决于 （1）肾小管和集合管：重吸收 分泌 排泄 （2）肾内外因素的调节第27页/共63页概念：物质从肾小管液转运至血液中的过程。特点是重吸收量大，具有选择性。（二）几种物质的重吸收二、肾小管和集合管的选择性重吸二、肾小管和集合管的选择性重吸收收泌尿生理（一）重吸收方式 第28页/共63页（一）重吸收方式和途（一）重吸收方式和途径径顺着电化学梯度将小管液中的水和溶质转运到组织间液的过程。肾小管液中的物质逆电化学梯度，转运到细胞外组织间液中的过程。被动重吸收主动重吸收原发性主动转运(Na+泵、H+泵、Ca2+泵，H-K泵)继发性主动转运(同向转运、逆向转运)小管液物质重吸收的路径 (1)跨细胞途径：溶质小管上皮细胞基底侧膜组织间隙 (2)细胞旁途径（被动转运）：H2O、Cl-、Na+小管上皮细胞间紧密连接 第29页/共63页各种物质的重吸收(二)第31页/共63页1.Na1.Na+的重吸收的重吸收部位:机制：近端小管 70%髓绊升支 20-30%其余在集合管，远端小管(受醛固酮调控)Na-H 逆向转运体同向转运体 近端小管：主动、被动重吸收 髓绊升支：Na-H交换、Na-K-2Cl同向转运、被动扩散 其他：主动重吸收第32页/共63页2.Cl-2.Cl-的重吸收的重吸收部位：近端小管、髓袢升支机制：近端小管：大部分伴随Na+被动重吸收髓袢升支：被动扩散(细段)、继发性主动重吸收(粗段)。同向转运体K+NaH第33页/共63页泌尿生理3.HCO3.HCO3 3-的重吸收的重吸收部位：近端小管(80-85%)远端小管(15-20%)机制：以CO2形式吸收与Na-H交换耦联每分泌1个H+，重吸收一个HCO3-和一个Na+管腔管周第34页/共63页4.H4.H2 2O O的重吸收的重吸收部位:近曲小管（70%）；髓绊降支(15%)、远曲小管、集合管（15%左右）。机制:近曲小管：伴随Na+等重吸收形成的渗透压 梯度而被动转运(即溶剂拖拽)远曲小管,集合管：依赖抗利尿激素（ADH）特点：均为被动，量大，占99%第35页/共63页5.K+5.K+的重吸收的重吸收泌尿生理部位:大部分在近端小管机制:主动重吸收（机制不明）肾小球滤过的钾离子，67%左右在近曲小管被重吸收入血，而尿中的钾离子由远曲小管和集合管分泌而来。第36页/共63页机制：6.葡萄糖葡萄糖重吸收过程部位：主动重吸收（Na+继发性主动同向转运，需载体蛋白完成）近端小管（全部重吸收）肾糖阈（160-180mg/100ml）近端小管对葡萄糖的吸收有一定限度,血液中G超过160-180mg/100ml时,一部分肾小管对G的吸收已达到极限，尿中开始出现葡萄糖第37页/共63页第38页/共63页7.7.氨基酸氨基酸部位：机理：近端小管（全部重吸收）同葡萄糖，为与Na+耦联的主动同向转运，但转运体不同；另外，进入小管液的少量蛋白质通过小管上皮细胞的胞饮作用被重吸收。各种氨基酸的重吸收存在相互竞争；第39页/共63页三、肾小管和集合管的分泌与排泄三、肾小管和集合管的分泌与排泄泌尿生理肾小管上皮细胞通过新陈代谢将产生的物质分泌到小管液。上皮细胞将血液中某些物质排入小管液。分泌：排泄：第40页/共63页1.H1.H+的分泌的分泌(2)远端小管和集合管 壁上的闰细胞泌尿生理分泌特点:泌H+与重吸收HCO3-、Na+呈正相关 (泌H+促HCO3-和Na+重吸收排酸保碱)泌H+与泌K+呈负相关(竞争抑制)。有限度泌H+:当小管液pH值4.5时,泌H+则停止Na+-H+交换(1)近端小管：CACl-机制:主动分泌。Na+-H+交换 H+泵 第41页/共63页2.K2.K+的分泌：的分泌：特点：泌K+与泌H+呈负相关。Na+-K+交换与Na+-H+交换具有竟争抑制部位:远曲小管和集合管壁上的主细胞机制:Na+-K+交换由于 K+管内K+胞内 管周膜Na+-K+泵主动重吸收 管外为正 管内为负的电位差 K+顺电-化学梯度分泌(易化扩散)入 小管液第42页/共63页3 3.NHNH3 3和和 NHNH4 4+的分泌的分泌部位：部位：远曲小管、集合管泌尿生理机制机制:单纯扩散小管上皮细胞内 谷氨酰胺 脱氨 NH3(氨)脂溶性 肾小管腔：NH3H+NH4+Cl-NH4Cl 单纯扩散 谷氨酰胺酶 第43页/共63页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扩散量决定于管腔液与管周液的pH值：通常小管液pH值较低，NH3较易向小管液扩散。第44页/共63页正常人尿液的渗透浓度可在约50-1200 mOsm/L之间波动。血浆渗透浓度约300 mOsm/L。泌尿生理机体缺水时，原尿中的水被各段肾小管大量重吸收，终尿渗透压将高于血浆，此即高渗尿。浓缩当机体水分增多时，肾小管液中水较少被重吸收，机体将排出渗透压低于血浆的尿，即低渗尿。稀释低渗尿：高渗尿：第45页/共63页第三节第三节 尿生成的调节尿生成的调节泌尿生理一、肾内自身调节二、神经体液调节 第46页/共63页动 平滑肌 管腔 血流 血流量 血脉 紧张性 变小 阻力 受限 流 量血 平滑肌 管腔 血流 血流量 稳压 紧张性 变大 阻力 恢复 定泌尿生理 一、肾内自身调节（一）肌源性自身调节（一）肌源性自身调节 80mmHg时,管径舒张已达极限，180mmHg时,管径收缩已达极限,以上两者都将丧失调节血流量稳定的能力。肾动脉压:第47页/共63页（三）球-管平衡 近球小管对溶质和水的重吸收量不是固定不变的，而随肾小球滤过率的变动而变化。滤过率增大，滤液中水、钠增多，重吸收随之增加；反之亦然。无论肾小球滤过率增加还是减少，近球小管是定比重吸收的，即近球小管的重吸收率始终占肾小球滤过率的6570%，这种现象称球管平衡。其意义在于使尿液的质和量不因肾小球滤过率的增减而出现大幅度的变动。（二）小管液中溶质的浓度 “渗透性利尿”糖尿病人多尿-肾小管不能将葡萄糖完全重吸收入血，小管液中葡萄糖含量增加，小管液渗透压增高。第48页/共63页二、神经体液调节二、神经体液调节泌尿生理（一）肾交感神经的作用（二）抗利尿激素（三）肾素-血管紧张素-醛固酮系统 第49页/共63页3.增加近端小管和髓袢对Na+、Cl 和水的重吸收。泌尿生理1.激活血管平滑肌受体，作用入球、出球小动脉，肾血浆流量和肾小球滤过率。2.刺激球旁细胞受体，从而释放肾素，增加AngII促进醛固酮分泌，从而增强肾小管对NaCl、水的重吸收。（一）肾交感神经的作用（一）肾交感神经的作用 肾交感神经节后纤维释放去甲肾上腺素：第50页/共63页泌尿生理（二）抗利尿激素（二）抗利尿激素(antidiuretic hormone,ADH)作用效果：合成部位：下丘脑视上核、室旁核神经元储存部位：垂体后叶（神经垂体）作用于远曲小管和集合管上皮细胞，增加对水的通透性，使尿液浓缩，尿量减少；作用受体：V1、V2受体（分布在远球小管和集合管）作用机制：见图第51页/共63页外第52页/共63页调节调节ADHADH分泌的主要因素：分泌的主要因素：2.循环血量1.血浆晶体渗透压失血过多血浆晶体渗透压兴奋渗透压感受器ADH分泌远曲小管和集合管对水的重吸收大量饮清水ADH水利尿循环血量过多兴奋容量感受器（即心肺感受器）迷走N兴奋下丘脑ADH尿多3.其它因素Bp压力感受器迷走N中枢ADH尿多下丘脑病变垂体ADH（尿崩症）痛刺激、精神紧张ADH第53页/共63页（三）肾素-血管紧张素-醛固酮系统（renin-angiotensin-aldosterone system,R-A-A-S）泌尿生理分泌部位：肾素球旁细胞 血管紧张素原肝脏 醛固酮肾上腺皮质球状带 作用：肾素催化血管紧张素原生成血管紧张素I 血管紧张素原血管紧张素I血管紧张素II 血管紧张素 醛固酮作用于远曲小管和集合管，增强钠 泵转运，保Na+、保水、排K+；促进Cl-重 吸收；增强Na-H和Na-K交换ACE第54页/共63页醛固酮的作用机制（图）管腔膜的Na+通道增多 促进线粒体中ATP的合成,为钠泵供能 增强基侧膜Na+泵活动,促进Na+回血液和K+进入细胞,有利于K+分泌泌尿生理第55页/共63页醛 固 酮 作 用 机 制R诱导蛋白第56页/共63页调节醛固酮分泌的主要因素：泌尿生理2.R-A-A系统血压下降或血量减少 R-A-A系统血压、血量恢复1.血K+和血Na+浓度 K+上升或Na+下降 肾上腺皮质球状带醛固酮保Na+排K+3.心钠素（心房利钠肽）心房肌细胞合成和释放心钠素，抑制肾素、醛固酮、ADH释放，促进排水排钠；对抗AngII的缩血管作用。第57页/共63页肾素分泌的调节 (1)肾内机制:Bp入球小动脉处的牵张感受器肾素释放 Na+激活致密斑化学感受器肾素释放 (2)神经机制:交感神经刺激球细胞受体肾素释放 (3)体液机制：肾上腺素、去甲肾上腺素等 第58页/共63页第四节第四节 尿的排放尿的排放尿的生成是连续的，尿的排放是间断的。一、膀胱和尿道的神经支配 神经支配丰富包括盆神经(副交感神经)；腹下神经(交感神经)；阴部神经(躯体神经)第59页/共63页二、排尿反射二、排尿反射 反射弧的组成 感受器的特点 上位中枢对反射的影响第60页/共63页排尿反射排尿反射膀胱内充盈膀胱壁牵张感受器兴奋大脑皮层高级中枢（排尿欲）排尿反射初级中枢膀胱逼尿肌收缩，内括约肌松弛 尿液进入后尿道 刺激尿道感受器正反馈尿道外括约肌舒张排尿 尿频，尿潴留，尿失禁。盆N传入盆N传出阴部N传出第61页/共63页名词解释：名词解释：肾单位、肾小球滤过率（glomerular filtration rate,GFR）、滤过分数、有效滤过压、水利尿、渗透性利尿、管-球反馈、球-管平衡第62页/共63页感谢您的观看！第63页/共63页
