生理学ppt:尿的生成和排出.ppt
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1、 第八章第八章 尿的生成和排出尿的生成和排出概概 述述排泄排泄:机体将物质代谢的终产物和进入体:机体将物质代谢的终产物和进入体 内的异物以及过剩的物质,经血液内的异物以及过剩的物质,经血液 循环排出体外的过程循环排出体外的过程排泄途径:呼吸器官排泄途径:呼吸器官 消化器官消化器官 皮肤皮肤 肾肾肾脏肾脏是最重要的排泄器官,其排泄量大种类多,有选择性肾脏的功能肾脏的功能1 1、通过尿的生成和排出可实现的功能、通过尿的生成和排出可实现的功能 排泄代谢废物和摄入体内的异物排泄代谢废物和摄入体内的异物 调节机体的水、电解质、渗透压的平衡调节机体的水、电解质、渗透压的平衡 调解酸碱平衡调解酸碱平衡2 2
2、、内分泌作用:能生成和释放多种生物活性物质,比如、内分泌作用:能生成和释放多种生物活性物质,比如erythropoietin,erythropoietin,reninrenin,1,25-,1,25-二羟二羟D D3 3,prostaglandins,prostaglandins,kininskinins3 3、参与心血管活动的调节,肾脏还是糖异生的场所之一。、参与心血管活动的调节,肾脏还是糖异生的场所之一。尿生成的过程尿生成的过程肾小球的滤过肾小球的滤过生成原尿生成原尿肾小管的重吸收肾小管的重吸收肾小管的分泌和排泄肾小管的分泌和排泄生成终尿生成终尿第一节第一节 肾的功能结构和肾血流量肾的功能
3、结构和肾血流量一、肾的功能解剖一、肾的功能解剖(二)球旁器(二)球旁器(一)肾单位和集合管(一)肾单位和集合管(三)滤过膜(三)滤过膜一、肾的功能解剖一、肾的功能解剖(一)肾单位和集合管(一)肾单位和集合管肾单位肾单位肾小体肾小体肾小球肾小球肾小囊肾小囊肾小管肾小管近端小管近端小管近曲小管近曲小管近曲小管直近曲小管直段段髓袢降支细段髓袢降支细段髓袢升支细段髓袢升支细段髓袢升支粗段髓袢升支粗段远端小管远端小管远曲小管远曲小管髓袢细段髓袢细段皮质肾单位皮质肾单位近髓肾单位近髓肾单位肾单位肾单位球旁细胞球旁细胞(肾素)(肾素)致密斑致密斑(感受小管液中(感受小管液中NaCl的浓度)的浓度)球外系膜细
4、胞球外系膜细胞(吞噬作用)(吞噬作用)(二)球旁器:(二)球旁器:(juxtaglomerularapparatus)致密斑(MD)在髓袢升支粗段,由一群独特的肾小管上皮细胞组成 三层结构:内层毛细血管的内皮细胞 中间层基膜(纤维网结构)外层肾小囊脏层上皮细胞足突裂孔膜其中基膜是机械屏障的主要部分(三三)滤过膜滤过膜内层内皮细胞上内皮细胞上有直径为有直径为707090nm90nm的小孔,称为的小孔,称为窗孔窗孔(fenestration)(fenestration)。表。表面面有一层带有一层带负电荷负电荷的糖的糖蛋白。蛋白。中间层有直径为有直径为2 28nm8nm的的多角型网孔。含带负多角型网
5、孔。含带负电的蛋白质。是机械电的蛋白质。是机械屏障的主要部分。屏障的主要部分。外层肾小囊脏层足细胞肾小囊脏层足细胞足突相互交错形成足突相互交错形成滤过裂隙膜上有滤过裂隙膜上有4 411nm11nm的小孔。的小孔。机械屏障和电学屏障机械屏障和电学屏障在内层及基膜层均覆盖在内层及基膜层均覆盖有带负电荷的糖蛋白有带负电荷的糖蛋白三层机械屏障结构三层机械屏障结构 滤过效应 分子量大于分子量大于7000070000的物质完全不能通过的物质完全不能通过 电学屏障限制带负电荷的大分子通过电学屏障限制带负电荷的大分子通过滤过膜的通透性滤过膜的通透性(四)肾脏的神经支配和血管分布主要是交感神经主要是交感神经节后
6、末梢释放去甲肾上腺素节后末梢释放去甲肾上腺素调节调节肾血流量肾血流量,肾小球滤过率肾小球滤过率,肾小管的肾小管的重吸收重吸收和和肾素的释放肾素的释放1.1.神经支配神经支配肾血管分配肾血管分配l肾动脉肾动脉l叶间动脉叶间动脉l弓状动脉弓状动脉l小叶间动脉小叶间动脉l入球小动脉入球小动脉肾肾小球毛细血管网小球毛细血管网出球小动脉出球小动脉l肾小管周毛细血肾小管周毛细血管网或直小血管管网或直小血管l静脉静脉2.2.肾脏的血管分布肾脏的血管分布管周毛细血管网管周毛细血管网肾小球毛细血管网肾小球毛细血管网直小血管直小血管肾血液循环的特点肾血液循环的特点(一)血流量大,主要分布在皮质(一)血流量大,主要
7、分布在皮质 安静时:两肾血流量安静时:两肾血流量12001200ml/minml/min (占心输出量占心输出量20%50%)20%50%)流经肾皮质血流量为肾血流量的流经肾皮质血流量为肾血流量的94%94%(二二)两套相互串联毛细血管网两套相互串联毛细血管网 (两者由出球小动脉相连)(两者由出球小动脉相连)1.1.肾小球毛细血管网的血压高肾小球毛细血管网的血压高 入球小动脉分支构成入球小动脉分支构成 (入球小动脉粗短、出球小动脉细长)(入球小动脉粗短、出球小动脉细长)有利于滤过有利于滤过 2.2.肾小管周围毛细血管网的血压低肾小管周围毛细血管网的血压低 出球小动脉分支形成出球小动脉分支形成
8、有利于重吸收有利于重吸收 二、肾血流量及其调节二、肾血流量及其调节 1.1.自身调节(自身调节(肌源学说;肌源学说;管球反馈)管球反馈)2.2.神经和体液调节神经和体液调节 lBP80 BP80 180mmHg180mmHg范围内波范围内波动时,肾血流量维持相对动时,肾血流量维持相对 恒恒定,定,GFRGFR保持相对稳定保持相对稳定。l意义:自身调节使肾血流量意义:自身调节使肾血流量与肾泌尿功能相适应。与肾泌尿功能相适应。1.自身调节1.1.自身调节自身调节肌源学说肌源学说灌流压灌流压8080180180mmHgmmHg 入球小动脉收缩,血流减少入球小动脉收缩,血流减少灌流压灌流压180180
9、8080mmHgmmHg 入球小动脉舒张,血量保持入球小动脉舒张,血量保持灌流压灌流压80180180mmHgmmHg 入球小动脉收缩达极限入球小动脉收缩达极限 管球反馈管球反馈(Tubuloglomerular feedback)(1 1)概念:肾小管内液体量变化影响肾小球概念:肾小管内液体量变化影响肾小球 滤过率和肾血流的现象。滤过率和肾血流的现象。(2 2)机制:肾血流机制:肾血流、肾小球滤过率、肾小球滤过率 小小 管液流量管液流量到达致密斑的到达致密斑的 NaClNaCl致密斑发出信息致密斑发出信息肾血流肾血流 肾小球滤过率肾小球滤过率(3 3)意义:保持肾血流、肾小球滤过率、小)意义
10、:保持肾血流、肾小球滤过率、小 管液相对恒定管液相对恒定机制机制:肾血流量和肾小球滤过率到达远曲小管致密斑的小管液NaClNaCl肾血流量和肾小球滤过率恢复正常反馈抑制意义:意义:维持肾小球滤过率的相对恒定。当肾血流量增加时,肾小球滤过率也增加,流经远曲小管的小管液量也增加,致密斑部位NaCI含量升高,致密斑发出信息刺激颗粒细胞释放肾素,导致局部生成血管紧张素,血管紧张素引起入球小动脉收缩,口径缩小,阻力增加,从而使肾血流量和肾小球滤过率恢复至原来水平。此外,肾内产生的腺苷和儿茶酚胺等也参与管-球反馈。机 制:(三)肾血流量的神经和体液调节(三)肾血流量的神经和体液调节 神经调节神经调节:肾交
11、感神经活动加强,肾血管收缩,肾血流量减少肾交感神经活动加强,肾血管收缩,肾血流量减少 体液调节体液调节:肾上腺素、血管紧张素、血管升压素等使肾血管收肾上腺素、血管紧张素、血管升压素等使肾血管收 缩;缩;PGEPGE2 2和和I I2 2、COCO等使肾血管舒张等使肾血管舒张第二节第二节 肾小球的滤过功能肾小球的滤过功能第二节第二节 肾小球的滤过作用肾小球的滤过作用第二节第二节 肾小球的滤过功能肾小球的滤过功能滤过作用滤过作用(glomerularfiltration):):血浆中的水和小分子物质经滤过膜进入肾血浆中的水和小分子物质经滤过膜进入肾小囊腔形成原尿的过程小囊腔形成原尿的过程原尿原尿:
12、就是血浆的超滤液(:就是血浆的超滤液(ultrafiltrate)第二节第二节 肾小球的滤过功能肾小球的滤过功能肾小球滤过率肾小球滤过率(glomerularglomerular filtration rate filtration rate):单位时间内两肾生成的原尿量单位时间内两肾生成的原尿量(125125ml/minml/min)滤过分数滤过分数(filtration fractionfiltration fraction):):肾小球滤过率与每分钟的肾血浆流量的比值肾小球滤过率与每分钟的肾血浆流量的比值125/660*100%=19%125/660*100%=19%第二节第二节肾小球的
13、滤过作用肾小球的滤过作用 促进滤过的动力:促进滤过的动力:肾小球毛细血管血压肾小球毛细血管血压 肾小囊内液的胶渗压肾小囊内液的胶渗压 阻止滤过的阻力:阻止滤过的阻力:血浆胶渗压血浆胶渗压 肾小囊内压肾小囊内压第二节第二节 肾小球的滤过作用肾小球的滤过作用一、有效滤过压一、有效滤过压(effective filtration pressureeffective filtration pressure)有效滤过压有效滤过压=肾小球毛细血管血压肾小球毛细血管血压-(血浆胶渗压(血浆胶渗压+肾小囊内压)肾小囊内压)滤过平衡(滤过平衡(filtration equilibriumfiltration e
14、quilibrium)肾小球毛细血管全长都有滤过作用,但只有有效滤过压为零前的一段毛细血管才产生滤过作用滤过系数(Kf)定义:是指在单位有效滤过压的驱动定义:是指在单位有效滤过压的驱动下下,单位时间内经过滤过膜的液体量单位时间内经过滤过膜的液体量.K Kf f =滤过膜的有效通透系数滤过膜的有效通透系数 滤过膜滤过膜的面积的面积第二节第二节 肾小球的滤过作用肾小球的滤过作用 二、影响肾小球滤过的因素二、影响肾小球滤过的因素 1.1.肾小球毛细血管血压肾小球毛细血管血压 2.2.血浆胶体渗透压血浆胶体渗透压 有效滤过压有效滤过压 3.3.肾小囊内压肾小囊内压 4.4.5.5.滤过系数滤过系数有效
15、滤过压有效滤过压=肾小球毛细血管血压肾小球毛细血管血压-(血浆胶渗压(血浆胶渗压+肾小囊内压)肾小囊内压)肾血浆流量肾血浆流量与滤过平衡有关与滤过平衡有关第三节第三节 肾小管和集合管的物质肾小管和集合管的物质转运功能转运功能概概 述述滤液量:180L/day尿量:1.5L/day重吸收率:99%重吸收重吸收 ReabsorptionReabsorption:小管液中的物质进入血液的过程。小管液中的物质进入血液的过程。分泌分泌 SecretionSecretion:小管上皮细胞产生的物质或血液中的物质进小管上皮细胞产生的物质或血液中的物质进入小管液中的过程。入小管液中的过程。一、肾小管和集合管中
16、物质的一、肾小管和集合管中物质的转运方式转运方式:被动转运被动转运主动转运主动转运扩散扩散溶剂拖曳溶剂拖曳(solventdrag)渗透渗透离子泵离子泵继发性主动转运继发性主动转运物质转运物质转运简单扩散简单扩散易化扩散易化扩散两种两种转运途径转运途径:跨细胞途径跨细胞途径(transcellular pathway)细胞旁路细胞旁路(paracellular pathway)(一)一)NaClNaCl和水和水(二)二)HCOHCO3 3-的重吸收与的重吸收与H H+,NHNH3 3的分的分泌分泌泌分泌(三)三)Ca2+,K K+的重吸收的重吸收二、肾小管和集合管中各种物质二、肾小管和集合管中
17、各种物质的重吸收与分泌的重吸收与分泌二、肾小管和集合管中各种物质二、肾小管和集合管中各种物质的重吸收与分泌的重吸收与分泌(一)一)NaClNaCl和水和水近端小管近端小管 65%65%70%70%(等比等渗重吸收等比等渗重吸收)髓袢髓袢 20%20%远曲小管和集合管远曲小管和集合管 12%12%主动重吸收主动重吸收 (调节性重吸收)(调节性重吸收)1.1.近端小管近端小管NaCl和水的重吸收机制和水的重吸收机制1 1近端小管近端小管前半段:前半段:l管腔膜:管腔膜:Na+-营养物营养物协同转运体协同转运体Na+-H+交换载体交换载体l基底侧膜:基底侧膜:Na+泵泵lCl-未被重吸收未被重吸收1
18、.1.近端小管近端小管NaCl和水的重吸收机制和水的重吸收机制2 2近端小管近端小管后半段:后半段:lNa+的重吸收:的重吸收:跨细胞途径(跨细胞途径(Na+-H+交换)交换)细胞旁路细胞旁路 (ClCl顺浓度梯度顺浓度梯度 Na+Na+顺电势梯度顺电势梯度)lCl-的重吸收:的重吸收:跨细胞途径(跨细胞途径(HCO3-ClCl -)交换交换细胞旁路细胞旁路Cl-HCO3-K+Cl-近端小管重吸收近端小管重吸收NaNa+的特点的特点 等比等渗重吸收等比等渗重吸收 656570%70%与机体是否需要与机体是否需要NaNa+无关无关 2/3 2/3 跨细胞跨细胞 主动形式主动形式 1/3 1/3
19、细胞旁路细胞旁路 被动形式被动形式 伴随伴随H H+的分泌以及营养物质重吸收的分泌以及营养物质重吸收2 2、髓袢升支粗段、髓袢升支粗段NaClNaCl和水的重和水的重吸收机制吸收机制H2ONaClNaClH2ONaClH2Ol降支细段降支细段:对:对NaCl的通的通透性低,对水通透性高透性低,对水通透性高l小管液小管液NaCl浓度浓度高高l升支细段升支细段:对:对NaCl的通的通透性高,对水通透性低透性高,对水通透性低l小管液小管液NaCl浓度浓度低低l升支粗段升支粗段:同向转运体:同向转运体Na+:2Cl:K+髓袢升支粗段Na+-K+-2Cl-同向转运体速尿速尿3 3、远端小管和集合管、远端
20、小管和集合管调节性重吸收部位调节性重吸收部位NaCl:重吸收滤过重吸收滤过量的量的1012%,受,受醛醛固酮调节。固酮调节。水:重吸收滤过量的水:重吸收滤过量的1520%,受,受抗利抗利尿激素调节。尿激素调节。NaClH2OH2OH2ONaCl(1 1)远曲小管始段远曲小管始段 lNaNa+-ClCl-同向转运体,同向转运体,基基底侧膜底侧膜上有上有NaNa+泵;泵;l噻嗪类利尿药抑制噻嗪类利尿药抑制NaNa+-ClCl-同向转运体。同向转运体。l远曲小管始段对水相对远曲小管始段对水相对不通透。不通透。3 3、远端小管和集合管、远端小管和集合管续13 3、远端小管和集合管、远端小管和集合管续2
21、(2)远曲小管后段、集合管远曲小管后段、集合管 主细胞主细胞(principle)principle):管腔膜上有管腔膜上有Na+通道;通道;基底侧膜基底侧膜有有Na+泵。泵。主动重吸收主动重吸收Na+,产生电位梯度产生电位梯度伴伴K+的的分泌分泌Cl-经细胞旁路被动重吸收经细胞旁路被动重吸收H2O近端小管:65%跨细胞途径:AQP1(aquaporina,水孔蛋白)细胞旁途径髓袢(降支细段):20%远曲小管和集合管:12%通过渗透被动转运跨细胞途径:AQP1跨细胞途径:AQP2存在于集合管管腔膜存在于集合管管腔膜由抗利尿激素(由抗利尿激素(antidiuretic hormone,ADH A
22、DH)调节)调节等渗重吸收非等渗重吸收Fig.MechanismofADHonwaterreabsorptionTubularfluidTubularepithelialCellblood(二)二)HCOHCO3 3-的重吸收与的重吸收与H H+的分泌的分泌TubularLumenTubularLumenInterstitialFluidInterstitialFluidTubularCellTubularCellATPATPNaNa+HCOHCO3 3-NaNa+H H+HCOHCO3 3-+H H2 2COCO3 3H H2 2O+COO+CO2 2COCO22+H+H2 2OOH H2
23、2COCO3 3CACAHH+HCO +HCO3 3-K+XHCOHCO3 3-Cl-1 1、近端小管:、近端小管:l重吸收重吸收80%-90%80%-90%l以以COCO2 2 形式、形式、优先于优先于ClCl-(乙酰唑胺)(乙酰唑胺)(二)二)HCOHCO3 3-的重吸收与的重吸收与H H+的分泌的分泌-2-22 2、髓袢、髓袢 升支粗段:重吸收15%机制同近端小管近端小管.3 3、远端小管和集合管、远端小管和集合管:润细胞主动分泌H+。生理意义:维持体内酸碱平衡生理意义:维持体内酸碱平衡(三)NH3的分泌与 H+、HCO3-的转运关系谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶谷氨酸根谷氨酸根N
24、H4+-酮戊二酸酮戊二酸NH4+2HCO3-NHNH4 4+通过通过NaNa+-H-H+逆向转运体逆向转运体(多)多)NHNH3 3单纯扩散(少)单纯扩散(少)HCOHCO3 3-与与NaNa+通过基底侧膜进入通过基底侧膜进入组织间液组织间液近端小管:(近端小管:(管腔膜管腔膜NHNH4 4+通透性高通透性高)集合管(集合管(管腔膜对管腔膜对NHNH3 3通透性更高通透性更高)谷氨酰胺脱氨谷氨酰胺脱氨脱氢生成脱氢生成2NH2NH4 4+,2HCO2HCO3 3-分泌NH3分泌部位:远曲小管、集合管 酸中毒时,近端小管也分泌NH3分泌机制:生理意义:分泌H+和NH3促进NaHCO3重吸收 “排酸
25、保碱”第三节 重吸收及分泌NH3:simple diffuseNH4+:Na+-NH4+exchange(四)(四)K K+的重吸收和分泌的重吸收和分泌部位部位:近端小管(近端小管(67%67%)机理机理:主动转运(机制不清)主动转运(机制不清)终尿中的终尿中的K K+主要为远曲小主要为远曲小管集合管主细胞分泌管集合管主细胞分泌重吸收重吸收K K+的分泌的分泌分泌的分泌的动力动力来自:来自:NaNa+顺电化学梯度通过管腔膜顺电化学梯度通过管腔膜NaNa+通道主动重通道主动重吸收,管腔呈负电性吸收,管腔呈负电性 基侧膜基侧膜NaNa+泵使小管上皮细胞内泵使小管上皮细胞内K K+浓度提高浓度提高
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