生理学课件第8章泌尿系统.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肾的功能:肾的功能:1 1维持内环境相对稳定:维持内环境相对稳定:(1 1)排除代谢终产物及异物;)排除代谢终产物及异物;(2 2)调节细胞外液量和渗透压;)调节细胞外液量和渗透压;(3 3)维持水、电解质和酸碱平衡。)维持水、电解质和酸碱平衡。2 2内分泌功能:内分泌功能:分泌肾素、分泌肾素、EPOEPO、1,25-(OH)VitD1,25-(OH)VitD3 3、前列腺素、激肽等生物活性物质前列腺素、激肽等生物活性物质 尿生成的基本过程:尿生成的基本过程:生成原尿生成原尿(不含蛋白质不含蛋白质的血浆的血浆 超滤液超滤液)有用成分重吸收回血浆有用成分
2、重吸收回血浆分泌的分泌的H H+、K K+、NHNH3 3 排出排出肾小球的肾小球的滤过滤过 肾小管、集合管肾小管、集合管选择性重吸收选择性重吸收 肾小管、集合管肾小管、集合管分泌分泌 生成终尿生成终尿 肾小体肾小体 肾小球(毛细血管球)肾小球(毛细血管球)肾小囊(内层、囊腔、外层)肾小囊(内层、囊腔、外层)肾单位肾单位 近端小管近端小管 近曲小管(曲部)近曲小管(曲部)nephron 髓袢降支粗段髓袢降支粗段 肾小管肾小管 髓袢细段髓袢细段 髓袢降支细段髓袢降支细段 髓髓 髓袢升支细段髓袢升支细段 袢袢 远端小管远端小管 髓袢升支粗段髓袢升支粗段 远曲小管(曲部)远曲小管(曲部)第一节第一节
3、 肾的功能解剖和肾血流量肾的功能解剖和肾血流量一、肾的功能解剖一、肾的功能解剖(一)肾单位的构成(一)肾单位的构成皮质肾单位皮质肾单位近髓肾单位近髓肾单位数量数量90%90%,中外皮质层,中外皮质层10%10%,内皮质层,内皮质层血管血管入球动脉口径入球动脉口径 出出A A肾小管周围毛细血管网肾小管周围毛细血管网入入A=A=出出A A肾小管周围肾小管周围毛细血管网毛细血管网直小血管直小血管髓袢髓袢短短长,可达内髓长,可达内髓球旁器球旁器多多少少功能功能尿生成、分泌肾素、维持尿生成、分泌肾素、维持血容量和血压稳定血容量和血压稳定尿浓缩稀释、尿浓缩稀释、维持水平衡维持水平衡1 1球旁细胞球旁细胞
4、juxtaglomerular cells):入球小入球小动脉动脉管壁的平滑肌细胞上皮样变管壁的平滑肌细胞上皮样变,内含分泌颗内含分泌颗粒(颗粒细胞),分泌粒(颗粒细胞),分泌肾素肾素。2 2致密斑致密斑 macula densa):远曲小管靠肾小远曲小管靠肾小体侧的管壁细胞变为高柱状,紧密排列形成的体侧的管壁细胞变为高柱状,紧密排列形成的椭圆形斑状结构。椭圆形斑状结构。感受小管液中感受小管液中NaClNaCl含量变化含量变化(离子感受器离子感受器),调节肾素的释放调节肾素的释放。3 3系膜细胞系膜细胞 extraglomerular mesangial cells (间质细胞)具有吞噬和收缩
5、功能(间质细胞)具有吞噬和收缩功能 (二)(二)球旁器球旁器(近球小体)(近球小体)(三)滤过膜构成(三)滤过膜构成1 1、滤过膜、滤过膜filtration menbrancefiltration menbrance的结构的结构(分子筛分子筛)内层内层:毛细胞血管内皮细胞层毛细胞血管内皮细胞层 基膜层:微纤维网基膜层:微纤维网 外层外层:肾小囊脏层足细胞的足突肾小囊脏层足细胞的足突形态结构形态结构(机械屏障机械屏障)酸性蛋白酸性蛋白(唾液蛋白唾液蛋白)(电学屏障电学屏障)滤过膜组成滤过膜组成厚度厚度nmnm 孔径孔径 nmnm毛细血管内皮毛细血管内皮(窗孔窗孔)40405050100100异
6、多糖涎基异多糖涎基(负电荷)(负电荷)基膜基膜(网孔网孔)3253254 48 8 葡萄糖胺硫酸基葡萄糖胺硫酸基(负电荷)(负电荷)肾小囊上皮肾小囊上皮(裂隙膜裂隙膜)40404 41414异多糖涎基异多糖涎基(负电荷)(负电荷)2 2、滤过膜的分子通透性、滤过膜的分子通透性 )机械屏障)机械屏障(分子量大小的选择性滤器分子量大小的选择性滤器):有效半径有效半径:可通过可通过 1.8 4.2 nm 1.8 4.2 nm 5.72mmol/L)(5.72mmol/L)不同程度的水肿不同程度的水肿病理:缺氧、中毒、炎症等病理:缺氧、中毒、炎症等,滤过膜通透性增大滤过膜通透性增大,出现蛋白尿甚血尿。
7、出现蛋白尿甚血尿。肾炎肾炎(nephritis)(nephritis)、肾病综合征、肾病综合征(nephrotic(nephrotic syndrom)syndrom)蛋白尿蛋白尿(Proteinuria)(Proteinuria)滤过膜带负电荷的涎基消失,导致带负电荷的滤过膜带负电荷的涎基消失,导致带负电荷的血浆白蛋白滤过血浆白蛋白滤过 蛋白尿蛋白尿(四)肾神经支配和血管分布(四)肾神经支配和血管分布 肾交感神经主要从胸肾交感神经主要从胸1212至腰至腰2 2脊髓节段发脊髓节段发出,其纤维经腹腔神经丛支配肾动脉、肾小管和出,其纤维经腹腔神经丛支配肾动脉、肾小管和释放肾素的球旁细胞。释放肾素的
8、球旁细胞。肾交感神经末梢释放去甲肾上腺素,调节肾交感神经末梢释放去甲肾上腺素,调节肾血流量、肾小球滤过率、肾小管的重吸收和肾肾血流量、肾小球滤过率、肾小管的重吸收和肾素释放。素释放。情绪高度紧张、剧烈运动、疼痛情绪高度紧张、剧烈运动、疼痛等交感神经等交感神经兴奋时兴奋时,肾血管收缩肾血管收缩,肾血流量减少。肾血流量减少。肾血供特点:肾血供特点:1 1肾血流量大,肾血流量大,分布不均匀分布不均匀 占心输出量的占心输出量的1/5-1/4 1/5-1/4 左右左右 成人安静时成人安静时,两肾血流量两肾血流量 1200 ml/min 1200 ml/min (血浆流量血浆流量 660 ml/min 6
9、60 ml/min)皮质皮质(cortex)94%外髓外髓(outer zone)56%内髓内髓(inner zone)1%2 2两套串联毛细血管网两套串联毛细血管网肾小管周围毛细血管网肾小管周围毛细血管网 肾小球毛细血管网肾小球毛细血管网 肾出球小肾出球小A A 肾肾A A 肾入球小肾入球小A A 肾肾V V-3Renal cortexRenal cortexRenal medullaRenal medullaCortical Cortical nephronnephron Juxtamedullary Juxtamedullary nephronnephronVasa Vasa recta
10、recta二二.肾血流量的特点及其调节肾血流量的特点及其调节(一)肾血流量的自身调节(一)肾血流量的自身调节 肾动脉压在肾动脉压在80-180mmHg80-180mmHg时,肾血流量保持时,肾血流量保持相对恒定。相对恒定。灌注压灌注压(perfusion pressure)20)2080mmHg80mmHg时,时,肾血流量随肾动脉压升高而增加。肾血流量随肾动脉压升高而增加。灌注压灌注压8080180mmHg180mmHg时,肾血流量稳定在一时,肾血流量稳定在一个水平。个水平。灌注压灌注压180mmHg180mmHg时,肾血流量又随灌注压时,肾血流量又随灌注压升高而增加。升高而增加。机制:肌源性
11、自身调节机制:肌源性自身调节(入球小动脉舒缩与跨壁入球小动脉舒缩与跨壁压变化直接相关压变化直接相关)罂粟碱、水合氯醛罂粟碱、水合氯醛抑制血管平滑肌后自抑制血管平滑肌后自身调节现象消失。身调节现象消失。当动脉压当动脉压动脉管壁平滑肌紧张性动脉管壁平滑肌紧张性而收缩而收缩血流阻力血流阻力肾血流量保持稳定;肾血流量保持稳定;当动脉压当动脉压或或平滑肌舒缩平滑肌舒缩 能力达极限能力达极限 自身调节能力丧失自身调节能力丧失(80mmHg)(180mmHg)管管-球反馈球反馈 tubulogomerulartubulogomerular feedback feedback 小管液流量变化影响肾血流量和小管
12、液流量变化影响肾血流量和GFRGFR的现象的现象动脉压动脉压致密斑小管液流量致密斑小管液流量离子转运速率离子转运速率致密斑反馈信息到肾小球致密斑反馈信息到肾小球血管收缩血管收缩血流量血流量意义:正常生理状态下,意义:正常生理状态下,使肾血流量与泌尿机使肾血流量与泌尿机能相适应,能相适应,GFRGFR不会因血压波动而改变,有利不会因血压波动而改变,有利于维持肾小球滤过率的相对稳定。于维持肾小球滤过率的相对稳定。(二)肾血流量的神经和体液调节(二)肾血流量的神经和体液调节 (正常时作用不明显)(正常时作用不明显)肾交感神经兴奋:)肾交感神经兴奋:肾交感神经末梢释放去甲肾上腺素,调节肾交感神经末梢释
13、放去甲肾上腺素,调节肾血流量、肾小球滤过率、肾小管的重吸收和肾血流量、肾小球滤过率、肾小管的重吸收和肾素释放。肾素释放。)意义:紧急情况下,保证机体活动器官或)意义:紧急情况下,保证机体活动器官或重要器官的血供。重要器官的血供。迷走神经纤维对尿生成的影响尚未肯定。迷走神经纤维对尿生成的影响尚未肯定。体位性肾血液量改变,可能是反射性交感神经体位性肾血液量改变,可能是反射性交感神经兴奋所致。兴奋所致。体液因素:肾上腺素体液因素:肾上腺素(adnephrin)(adnephrin)与去甲肾上与去甲肾上腺素腺素(norepinephrine)(norepinephrine)、升压素、血管紧张素、升压素
14、、血管紧张素(angiotensin)(angiotensin)肾血管收缩(静滴肾血管收缩(静滴Adr.10Adr.10微微克克/分,肾血流量减少分,肾血流量减少30%30%)。)。PGI PGI2 2、PGEPGE2 2、NONO和缓激肽和缓激肽肾血管舒张。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微穿刺技术微穿刺技术(micropuncture technique)(micropuncture technique)获取囊内液,获取囊内液,微量化学分析微量化学分析表明系血浆的表明系血浆的超滤液超滤液(ultrafiltrate)(ultrafiltrate)成分成分 血浆血浆
15、(克克%)%)原尿原尿(克克%)%)终尿终尿(克克%)%)浓缩倍数浓缩倍数水水 90-9390-9397 97 95 95 蛋白质蛋白质 7-97-90.03 0.03 0 0 葡萄糖葡萄糖 0.10.10.1 0.1 0 0 钠钠 0.320.320.33 0.33 0.35 0.35 1钾钾 0.020.020.02 0.02 0.15 0.15 7氯化物氯化物 0.370.370.37 0.37 0.6 0.6 2尿尿 素素 0.030.030.03 0.03 2 2 60尿尿 酸酸 0.0040.0040.004 0.004 0.05 0.05 12氨氨 0.0010.0010.000
16、1 0.0001 0.04 0.04 40肌肌 酐酐0.0010.0010.07575原尿原尿(primary urine)(primary urine):肾小球滤液,除蛋白质:肾小球滤液,除蛋白质含量极少外,其他成分与血浆基本一致,渗透含量极少外,其他成分与血浆基本一致,渗透压与酸碱度也相似压与酸碱度也相似,是血浆的是血浆的超滤液超滤液。小管液小管液(tubular fluid):(tubular fluid):进入肾小管的原尿。进入肾小管的原尿。终尿终尿(end urine)(end urine):小管液在流经肾小管和集合:小管液在流经肾小管和集合管时,经过肾小管和集合管的重吸收与分泌作管
17、时,经过肾小管和集合管的重吸收与分泌作用最终形成终尿。用最终形成终尿。1 1肾小球滤过率肾小球滤过率 glomerular filtration rate GFR 1 1)单位时间内(每分钟)两肾生成的原尿量。)单位时间内(每分钟)两肾生成的原尿量。2 2)正常值:)正常值:125ml/min125ml/min 2 2滤过分数滤过分数 filtration fraction FF:GFR GFR与肾与肾血浆血浆流量的比值流量的比值 FF=GFR/RPF=125/660100%=FF=GFR/RPF=125/660100%=19%19%GFR GFR与与FFFF是衡量肾功能的指标。是衡量肾功能的
18、指标。正常值正常值:0.18-0.20:0.18-0.20一、有效滤过压一、有效滤过压 滤过的动力滤过的动力 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 -(血浆胶体渗透压肾小囊内压)(血浆胶体渗透压肾小囊内压)入球端与出球端入球端与出球端毛细血管毛细血管相近相近(下降下降1 12mmHg)2mmHg)血浆胶体渗透压血浆胶体渗透压 入球端入球端25 mmHg25 mmHg 出球端出球端35 mmHg35 mmHg 肾小囊内压肾小囊内压 10 mmHg 10 mmHg 入球端有效滤过压入球端有效滤过压=45-=45-(25+1025+10)=15 mmHg=15 mmHg 出球端
19、有效滤过压出球端有效滤过压=45-=45-(35+1035+10)=0 mmHg=0 mmHg滤过平衡:血液从入球到出球,滤过阻力等于滤过平衡:血液从入球到出球,滤过阻力等于 滤过动力时,有效滤过压降低到零滤过动力时,有效滤过压降低到零二、影响肾小球滤过的因素二、影响肾小球滤过的因素(一)肾小球毛细血管血压(一)肾小球毛细血管血压 全身动脉血压改变:全身动脉血压改变:80 80180mmHg180mmHg(10.710.724Kpa24Kpa)时,通过自)时,通过自身调节,入球小动脉口径改变,肾小球毛细血管身调节,入球小动脉口径改变,肾小球毛细血管压相对稳定,压相对稳定,GFRGFR基本保持不
20、变。基本保持不变。AP40AP4050mmHg50mmHg(5.35.36.7Kpa6.7Kpa)时,有效)时,有效滤过压为零,滤过压为零,GFR=0,GFR=0,无尿。无尿。(二)囊内压:(二)囊内压:肾肾盂盂、输输尿尿管管结结石石(calculus of ureter)、肿肿瘤瘤(tumor)肾肾小小囊囊内内压压 ,有有效效滤滤过过压压 GFR(三)血浆胶体渗透压(三)血浆胶体渗透压 血浆胶体渗透压在正常情况下较稳定。血浆胶体渗透压在正常情况下较稳定。在在肝肝、肾肾疾疾病病血血浆浆蛋蛋白白减减少少或或静静脉脉快快速速注注入入生生理理盐盐水水血血浆浆蛋蛋白白稀稀释释等等情情况况下下,血血浆浆
21、胶胶体体渗渗透透压压下下降降,有有效效滤滤过过压压升升高高,肾肾小小球球滤滤过率随之增加。过率随之增加。囊内压囊内压(四四)肾血浆流量肾血浆流量:影响滤过平衡位置影响滤过平衡位置 肾血浆流量肾血浆流量滤过平衡点后移滤过平衡点后移 GFR GFR 应激状态(如严重缺氧,中毒性休克)应激状态(如严重缺氧,中毒性休克)交感神经兴奋交感神经兴奋肾内血管收缩肾内血管收缩肾血流量肾血流量 肾血浆流量肾血浆流量 GFRGFR(五)滤过系数(五)滤过系数 单位有效滤过压作用下,单位时间内经单位有效滤过压作用下,单位时间内经过滤过膜滤过的量。过滤过膜滤过的量。1 1、滤过膜通透性、滤过膜通透性滤过膜结构受损滤过
22、膜结构受损机械屏障作用机械屏障作用 通透性通透性 红细胞进入滤液红细胞进入滤液带负电糖蛋白带负电糖蛋白 电学屏障作用电学屏障作用 通透性通透性 血浆白蛋白进入滤液血浆白蛋白进入滤液肾小球肾炎肾小球肾炎血尿血尿蛋白尿蛋白尿急性肾小急性肾小 球肾炎球肾炎肾小球毛细肾小球毛细 血管口径血管口径血流量血流量 活动的肾活动的肾小球数目小球数目滤过面积滤过面积 GFRGFR 尿量尿量(少尿)(少尿)2 2、滤过膜面积、滤过膜面积 正常两肾正常两肾1.5m1.5m2 2以上以上第三节第三节 肾小管和集合管的物质转运功能肾小管和集合管的物质转运功能一、肾小管和集合管中物质转运的方式一、肾小管和集合管中物质转运
23、的方式)被动重吸收:被动重吸收:H H2 2O O、HCO HCO3 3-被动重吸收被动重吸收:指小管液中的水和溶质借电化:指小管液中的水和溶质借电化学差通过肾小管上皮细胞学差通过肾小管上皮细胞重吸收重吸收的过程。的过程。水水借渗透压之差被动重吸收。借渗透压之差被动重吸收。溶质溶质浓度差和电位差(电化学差)。浓度差和电位差(电化学差)。溶剂拖曳:溶剂伴随水渗透被动转运的方式溶剂拖曳:溶剂伴随水渗透被动转运的方式2 2)主动重吸收:)主动重吸收:指肾小管上皮细胞逆电化学差,将小管内溶指肾小管上皮细胞逆电化学差,将小管内溶质主动转运到小管外组织间的过程。质主动转运到小管外组织间的过程。Na Na+
24、、K K+(原发)、(原发)、GSGS、AAAA(继发)(继发)重吸收主要部位在近端小管重吸收主要部位在近端小管(多占总量的(多占总量的65-70%65-70%)3 3)转运途径:跨细胞转运)转运途径:跨细胞转运 细胞旁转运细胞旁转运二、肾小管和集合管中各物质的重吸收与分泌二、肾小管和集合管中各物质的重吸收与分泌(一)(一)NaNa+、ClCl-和水的重吸收和水的重吸收 肾脏重吸收的主要物质:肾脏重吸收的主要物质:1 1)H H2 2O O:99%99%重吸收重吸收 2 2)电解质()电解质(NaNa+、ClCl-、K K+、HCOHCO3 3-):绝大部分):绝大部分 3 3)有机物()有机
25、物(GSGS、AAAA):):100%100%重吸收重吸收 主要在近端小管。主要在近端小管。1 1、近端小管近端小管(proximal tubule):(proximal tubule):机制机制:前半段和后半段不同前半段和后半段不同 前半段前半段:NaNa+与葡萄糖或氨基酸同向转与葡萄糖或氨基酸同向转运运 Na Na+与与H H+逆向转运逆向转运(Na(Na+-H-H+交换交换)Cl Cl 不被重吸收不被重吸收 水水:随溶质重吸收随溶质重吸收等渗性重吸收等渗性重吸收近球小管后半段近球小管后半段:顶端膜顶端膜NaNa+-H-H+交换交换ClCl-HCOHCO3 3逆向转运体逆向转运体 基底侧膜
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