大学生理课程 人体 排泄系统.ppt

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1、Chapter 13.排 泄excretion第一节第一节.概述概述 overview排泄（排泄（excretion）指机体将物质代谢尾产物及指机体将物质代谢尾产物及过剩的、无用的或有害的物质排出体外的过程过剩的、无用的或有害的物质排出体外的过程排泄有四条途径：呼吸道、消化道、皮肤和汗排泄有四条途径：呼吸道、消化道、皮肤和汗腺、肾脏。肾脏是最重要的排泄途径，尿中的腺、肾脏。肾脏是最重要的排泄途径，尿中的排泄物种类多、数量大排泄物种类多、数量大肾脏的功能主要是通过排泄维持内环境的相对肾脏的功能主要是通过排泄维持内环境的相对稳定，并产生多种生物活性物质稳定，并产生多种生物活性物质Body wate

2、r homeostasis(balance)一一.肾的结构特点肾的结构特点anatomical characteristics of kidneys肾肾单单位位肾肾小小体体肾肾小小管管肾小球肾小球肾小囊肾小囊近曲小管近曲小管髓袢细段髓袢细段远球小管远球小管近球小管近球小管髓袢降支粗段髓袢降支粗段髓袢升支细段髓袢升支细段髓袢降支细段髓袢降支细段髓袢升支粗段髓袢升支粗段远曲小管远曲小管髓髓袢袢肾单位肾单位 nephron一一.肾的结构特点肾的结构特点anatomical characteristics of kidneys许多肾单位的远曲小许多肾单位的远曲小管汇集于一条集合管，管汇集于一条集合管，

3、许多集合管会合于肾许多集合管会合于肾盏，入肾盂盏，入肾盂皮质肾单位皮质肾单位髓旁肾单位髓旁肾单位髓袢长度和血管髓袢长度和血管分布不同分布不同一一.肾的结构特点肾的结构特点anatomical characteristics of kidneys一一.肾的结构特点肾的结构特点anatomical characteristics of kidneys一一.肾的结构特点肾的结构特点anatomical characteristics of kidneys近球小体近球小体（juxtaglomerular apparatus）近球细胞：分泌肾素近球细胞：分泌肾素致密斑：化学感受器致密斑：化学感受器系膜细

4、胞：功能不清系膜细胞：功能不清二二.肾脏血液循环的特点肾脏血液循环的特点characteristics of renal blood circulation1）肾血流量大，皮质和髓质分布不均匀）肾血流量大，皮质和髓质分布不均匀2）有串连的两套毛细）有串连的两套毛细血管网，分别有利于滤血管网，分别有利于滤过和重吸收过和重吸收3）依靠肾血流量的自）依靠肾血流量的自身调节使血流量相对稳身调节使血流量相对稳定定 第二节第二节.尿的生成尿的生成urine formation肾小球的滤过肾小球的滤过肾小管和集合管的重吸收肾小管和集合管的重吸收肾小管和集合管的分泌肾小管和集合管的分泌原尿原尿终尿终尿尿液的成

5、分与性质尿液的成分与性质尿量尿量12L/日，生理情况下尿量多少取决于摄入日，生理情况下尿量多少取决于摄入的水量和其它途径排出的水量的水量和其它途径排出的水量正常尿液中正常尿液中9597水，溶质以电解质（水，溶质以电解质（Cl、Na+、K+等）和非蛋白氮（尿素等）为主等）和非蛋白氮（尿素等）为主淡黄色，比重淡黄色，比重1.0151.030，PH5.07.0，渗透压渗透压高于血浆，比重和渗透压高低与尿量和成分有高于血浆，比重和渗透压高低与尿量和成分有关关一一.肾小球的滤过肾小球的滤过glomerular filtration一一.肾小球的滤过肾小球的滤过glomerular filtration血

6、液流经肾小球毛细血管时，除血细胞和血浆蛋白外，血液流经肾小球毛细血管时，除血细胞和血浆蛋白外，都能通过滤过方式进入肾小囊腔中，因此都能通过滤过方式进入肾小囊腔中，因此肾小囊内液肾小囊内液即即原尿原尿（initial urine）是血液经肾小球滤过膜所生成是血液经肾小球滤过膜所生成的超滤液，除蛋白极少，其它成分与血浆一致的超滤液，除蛋白极少，其它成分与血浆一致滤过原理与组织液生成相似滤过原理与组织液生成相似单位时间内两肾所生成的肾小球滤液（原尿）量为单位时间内两肾所生成的肾小球滤液（原尿）量为 肾肾小球滤过率小球滤过率。125ml/min肾小球滤过率与肾血浆流量的比值为肾小球滤过率与肾血浆流量的

7、比值为滤过分数滤过分数。191.滤过的结构基础滤过的结构基础滤过膜滤过膜毛细血管内皮层毛细血管内皮层基膜层基膜层肾小囊脏层上皮肾小囊脏层上皮细胞层细胞层(足细胞足细胞)滤过膜呈筛状结构，具有对不同物质的选择通透性：允许分滤过膜呈筛状结构，具有对不同物质的选择通透性：允许分子直径子直径8nm、分子量分子量70000的分子通过，带正电的易通过。的分子通过，带正电的易通过。Hb尿或蛋白尿均为病理情况尿或蛋白尿均为病理情况总滤过面积估计总滤过面积估计1.5m2，全部开放。大的滤过面积和高通透全部开放。大的滤过面积和高通透性保证了血浆的大量滤过性保证了血浆的大量滤过1.滤过的结构基础滤过的结构基础滤过膜

8、滤过膜2.滤过的动力滤过的动力有效滤过压有效滤过压有效滤过压肾小球毛有效滤过压肾小球毛细血管血压（细血管血压（血浆胶血浆胶体渗透压体渗透压囊内压）囊内压）入球端为入球端为正，表现滤过；正，表现滤过；出球端降为出球端降为03.影响肾小球滤过的因素影响肾小球滤过的因素滤过膜的通透性和面积滤过膜的通透性和面积有效滤过压有效滤过压肾血浆流量肾血浆流量三三.肾小管和集合管的重吸收和分泌肾小管和集合管的重吸收和分泌reabsorption and secretion in renal tubule and collecting duct1.重吸收的意义、部位和方式重吸收的意义、部位和方式99%的原尿流过肾

9、小管和集合管时被重吸收，的原尿流过肾小管和集合管时被重吸收，重吸收具有选择性重吸收具有选择性重吸收的意义重吸收的意义：机体既能有效地排出代谢终：机体既能有效地排出代谢终产物、过剩物质或异物，又尽可能避免营养产物、过剩物质或异物，又尽可能避免营养物质的损失物质的损失重吸收的部位：肾小管各段和集合管，但肾重吸收的部位：肾小管各段和集合管，但肾小管的小管的近球小管是最重要的重吸收部位近球小管是最重要的重吸收部位，表，表现为重吸收量最大、种类最多现为重吸收量最大、种类最多1.重吸收的意义、部位和方式重吸收的意义、部位和方式重吸收分三类：重吸收分三类：1)被全部重吸收，如葡萄糖；被全部重吸收，如葡萄糖；

10、2)大部分重吸收，如水和无机盐；大部分重吸收，如水和无机盐；3)较少被重吸收，如尿素、肌酐等被浓缩较少被重吸收，如尿素、肌酐等被浓缩重吸收方式：重吸收方式：1)被动重吸收：水、无机盐、尿素等，以浓度差、电被动重吸收：水、无机盐、尿素等，以浓度差、电位差、渗透压差为动力位差、渗透压差为动力2)主动重吸收：主动重吸收：G、AA、Na+通过离子泵或协同运输通过离子泵或协同运输方式方式小管腔小管腔小管上皮小管上皮毛细血管毛细血管2.几种物质的重吸收几种物质的重吸收ATPNa+Na+K+Na+G&AAH+WaterLuminal membraneBasal lateral membraneProxima

11、l Tubular CellBLOODTUBULAR FLUID Na+、Cl-近曲小管近曲小管Na+重吸收机制：重吸收机制：小管液中的小管液中的Na+以扩散方式进以扩散方式进入管壁上皮细胞内，随即经侧入管壁上皮细胞内，随即经侧膜钠泵泵至细胞间隙，造成细膜钠泵泵至细胞间隙，造成细胞间隙的渗透压增高，小管液胞间隙的渗透压增高，小管液水也渗透到细胞间隙。水也渗透到细胞间隙。Na+和和水进入细胞间隙使其中静水压水进入细胞间隙使其中静水压升高，促使二者进入毛细血管升高，促使二者进入毛细血管Na+主动重吸收使肾小管内外主动重吸收使肾小管内外出现电位差，出现电位差，Cl-和和HCO3-顺电顺电位差被动重吸

12、收位差被动重吸收Na+每天滤出每天滤出500g以上，从以上，从终尿排出终尿排出35g，大多在近大多在近曲小管重吸收曲小管重吸收2/3 Na+在近在近曲小管重吸曲小管重吸收，髓袢升收，髓袢升支粗段之后支粗段之后的重吸收机的重吸收机制不完全相制不完全相同同 Na+、Cl-K+K+每天滤出每天滤出35g左右，大多在近球小管重左右，大多在近球小管重吸收。小管液中吸收。小管液中K+大大低于管壁细胞内大大低于管壁细胞内K+，主动吸收的机制不清楚主动吸收的机制不清楚从终尿排出从终尿排出24g，主要是远曲小管和集合主要是远曲小管和集合管分泌的管分泌的 Glucose原尿中原尿中G含量与血浆相同含量与血浆相同1

13、g/L，终尿几乎不含终尿几乎不含GG全部重吸收主要在近曲小管，机制与小肠吸收相似，全部重吸收主要在近曲小管，机制与小肠吸收相似，由由Na+依赖的载体协同转运依赖的载体协同转运血糖浓度达到血糖浓度达到2g/L时，部分肾小管对时，部分肾小管对G的重吸收达到饱的重吸收达到饱和，这一浓度称为和，这一浓度称为肾糖阈肾糖阈（不出现尿糖的最高血糖浓（不出现尿糖的最高血糖浓度）。血糖超过肾糖阈则尿中出现度）。血糖超过肾糖阈则尿中出现G，继续升高则尿糖继续升高则尿糖随之增多。血糖达随之增多。血糖达4g/L时重吸收达极限时重吸收达极限G重吸收的限制与膜上载体数量有关，也受重吸收的限制与膜上载体数量有关，也受Na+

14、重吸收重吸收量的影响。量的影响。AA重吸收与重吸收与G相似，也形成相似，也形成AA-Na+-载体复载体复合物合物HPO42-、SO42-可能与钠结合于同一载体同可能与钠结合于同一载体同向转运向转运HCO3-重吸收与重吸收与H分泌过程协同分泌过程协同尿素尿素3040在肾小管被动扩散重吸收在肾小管被动扩散重吸收其它物质的重吸收其它物质的重吸收3.肾小管和集合管的分泌肾小管和集合管的分泌H+分泌分泌K+分泌分泌NH3分泌分泌上皮细胞将自身产生的或血液中的物质运送到小管液上皮细胞将自身产生的或血液中的物质运送到小管液中，对保持体内电解质平衡和酸碱平衡具重要意义中，对保持体内电解质平衡和酸碱平衡具重要意

15、义H+分泌分泌主要发生在近球小管主要发生在近球小管机制是机制是H+-Na+交换交换泌泌H意义：意义：排酸保碱排酸保碱 酸化尿液酸化尿液 促进泌氨促进泌氨K+分泌分泌主要在远球小管和集合管分泌，主动和被动分泌均与主要在远球小管和集合管分泌，主动和被动分泌均与Na+重吸收相关重吸收相关被动扩散的动力是被动扩散的动力是Na+重吸收造成的电位差和重吸收造成的电位差和K+重吸收后重吸收后的浓度差的浓度差主动转运机制是主动转运机制是K+-Na+交换，与交换，与H+分泌有竞争性抑制作用分泌有竞争性抑制作用NH3分泌分泌肾小管和集合管上皮细肾小管和集合管上皮细胞合成胞合成NH3，高度脂溶高度脂溶性直接向小管液

16、扩散，性直接向小管液扩散，也能取代也能取代H+形成形成NH4+-Na+主动转运。在小管主动转运。在小管液中与液中与H+结合成结合成NH4+，后者与后者与Cl-结合成结合成NH4Cl随尿排出随尿排出分泌的分泌的H+和和NH3通过该通过该途径被排出。途径被排出。泌氨意义泌氨意义：促进促进H+分泌和排酸；分泌和排酸；保持血浆保持血浆NaHCO3浓度浓度Penicillin clearance第三节第三节.尿液的浓缩和稀释尿液的浓缩和稀释urinary concentration and dilution尿液的渗透压随体液含水量出现大幅度变化：尿液的渗透压随体液含水量出现大幅度变化：体内缺水时尿液渗透

17、压明显高于血浆，称为高体内缺水时尿液渗透压明显高于血浆，称为高渗尿（渗尿（hypertonic urine），），表示尿液被浓缩；表示尿液被浓缩；相反体内水过多则出现低渗尿（相反体内水过多则出现低渗尿（hypotonic urine）。）。通常排出的多为高渗尿通常排出的多为高渗尿肾脏对尿液的浓缩和稀释在调节机体水平衡中肾脏对尿液的浓缩和稀释在调节机体水平衡中起重要作用起重要作用一一.水的重吸收水的重吸收 Reabsorption of water尿液的浓缩或稀释是通过尿液的浓缩或稀释是通过水重吸收作用的改变实现水重吸收作用的改变实现的，水重吸收减少的，水重吸收减少1，尿，尿量则增加一倍量则增加

18、一倍肾小管各段和集合管对水肾小管各段和集合管对水的通透性不同，大部分水的通透性不同，大部分水在近球小管重吸收，主要在近球小管重吸收，主要依赖依赖Na+主动转运产生的渗主动转运产生的渗透压差被动重吸收透压差被动重吸收二二.尿的浓缩机制尿的浓缩机制mechanisms for urinary concentration逆流系统学说逆流系统学说（counter-current system theory）:逆流倍增机制（逆流倍增机制（counter-current multiplication）逆流交换机制（逆流交换机制（counter-current exchange）逆流倍增机制逆流倍增机制：由

19、近髓：由近髓肾单位的髓袢形成的肾肾单位的髓袢形成的肾髓质渗透梯度髓质渗透梯度逆流交换机制逆流交换机制：由髓袢：由髓袢伴行的直小血管保持肾伴行的直小血管保持肾髓质的高渗髓质的高渗髓质高渗形成的机制：髓质高渗形成的机制：髓袢升支髓袢升支粗段粗段NaCl重吸收重吸收尿素再循环尿素再循环1.髓质渗透梯度的形成髓质渗透梯度的形成1.髓质渗透梯度的形成髓质渗透梯度的形成髓袢升支粗段髓袢升支粗段NaCl重重吸收起重要作用吸收起重要作用NaCl重吸收使髓袢升重吸收使髓袢升降支形成逆流倍增作降支形成逆流倍增作用，越靠近内髓部渗用，越靠近内髓部渗透压越高透压越高1.髓质渗透梯度的形成髓质渗透梯度的形成尿素再循环在

20、形成髓质高渗中也起重要作用尿素再循环在形成髓质高渗中也起重要作用ADH作用下，集合管水分的重吸收造成尿素浓度升高，作用下，集合管水分的重吸收造成尿素浓度升高，内内髓部髓部集合管对尿素通透性大，其中尿素向组织间液集合管对尿素通透性大，其中尿素向组织间液扩散，再渗入升支细段，而水从降支细段渗出扩散，再渗入升支细段，而水从降支细段渗出2.直小血管在保持肾髓质高渗中的作用直小血管在保持肾髓质高渗中的作用直小直小血管管壁对水和小分子血管管壁对水和小分子可自由通过可自由通过通过升降支的逆流交换作用通过升降支的逆流交换作用维持髓质渗透梯度不变维持髓质渗透梯度不变生理意义：肾髓质的溶质不生理意义：肾髓质的溶质

21、不被大量带走；将重吸收的水被大量带走；将重吸收的水运回体循环运回体循环3.浓缩尿或稀释尿的最后形成浓缩尿或稀释尿的最后形成尿液在远曲小管和集尿液在远曲小管和集合管从皮质部向乳头合管从皮质部向乳头部流动时，继续重吸部流动时，继续重吸收，而集合管上皮对收，而集合管上皮对水的通透性受水的通透性受ADH的的调节：调节：缺水时，缺水时，ADH分泌增分泌增加，水通透性增高，加，水通透性增高，水重吸收增加，排出水重吸收增加，排出高渗浓缩尿；相反水高渗浓缩尿；相反水分过多时分过多时ADH分泌减分泌减少，排出低渗尿少，排出低渗尿第四节第四节.肾功能的调节肾功能的调节functional regulation i

22、n kidneys肾肾血流量的调节血流量的调节肾小球滤过的调节肾小球滤过的调节肾小管活动的调节肾小管活动的调节一一.肾血流量的调节肾血流量的调节regulation of blood flow in kidneysPa 80180mmHg，肾小球毛肾小球毛细血管和肾血流量相对稳定，细血管和肾血流量相对稳定，这是肾自身调节的结果，这是肾自身调节的结果，肾血肾血流量自身调节流量自身调节的机制有：的机制有：肌源学说肌源学说：通过入球小动脉管：通过入球小动脉管壁平滑肌紧张性的改变实现壁平滑肌紧张性的改变实现管球反馈管球反馈：通过远球小管液：通过远球小管液流量的变化影响入球小动脉舒流量的变化影响入球小动

23、脉舒张或出球小动脉收缩，近球小张或出球小动脉收缩，近球小体是其结构基础体是其结构基础一一.肾血流量的调节肾血流量的调节regulation of blood flow in kidneys肾肾血流量的神经体液调节血流量的神经体液调节在剧烈运动、缺氧、在剧烈运动、缺氧、PCO2升高、失血等情况下，升高、失血等情况下，肾血管收缩，肾血流量减少，超出肾自身调节肾血管收缩，肾血流量减少，超出肾自身调节能力，显示出神经体液调节作用能力，显示出神经体液调节作用支配肾的交感神经兴奋有明显的缩血管效应，支配肾的交感神经兴奋有明显的缩血管效应，除节后纤维释放除节后纤维释放NE外，也促进肾上腺髓质分泌外，也促进肾

24、上腺髓质分泌E/NE，导致肾血流减少；迷走神经没有明显影导致肾血流减少；迷走神经没有明显影响响二二.肾小管活动的调节肾小管活动的调节active regulation in renal tubule神经调节：肾脏主要受交感神经支配神经调节：肾脏主要受交感神经支配，肾交感神，肾交感神经兴奋通过三方面调节泌尿活动：经兴奋通过三方面调节泌尿活动：入球和出球小动脉收缩，前者更明显，肾小球毛入球和出球小动脉收缩，前者更明显，肾小球毛细血管血流量减少，滤过率降低细血管血流量减少，滤过率降低刺激近球细胞释放肾素，激活肾素血管紧张素刺激近球细胞释放肾素，激活肾素血管紧张素醛固酮系统的活动，促进肾小管对盐和水的

25、重醛固酮系统的活动，促进肾小管对盐和水的重吸收吸收释放释放NE直接增加近球小管对直接增加近球小管对NaCl和水的重吸收和水的重吸收体液调节：体液调节：ADH、醛固酮醛固酮抗利尿激素抗利尿激素 ADH（antidiuretic hormone）ADH的主要作用的主要作用是是提高远曲小管和集提高远曲小管和集合管对水的通透性，合管对水的通透性，促进水的重吸收，促进水的重吸收，是尿液浓缩和稀释是尿液浓缩和稀释的关键性调节激素的关键性调节激素引起引起ADH释放的有释放的有效刺激效刺激包括：包括：血浆血浆晶体渗透压晶体渗透压、循环、循环血量、动脉血压血量、动脉血压抗利尿激素抗利尿激素 ADH（antidi

26、uretic hormone）一次大量饮清水与生理一次大量饮清水与生理盐水对尿量的影响不同盐水对尿量的影响不同大量饮清水尿量增多的大量饮清水尿量增多的现象称为现象称为水利尿水利尿A、D：尿量尿量B、C：渗透压渗透压水利尿产生的机制？水利尿产生的机制？水利尿与渗透性利尿的不同机制水利尿与渗透性利尿的不同机制水利尿水利尿：大量饮水后，血浆晶体渗透压降低，：大量饮水后，血浆晶体渗透压降低，ADH分泌降低，水重吸收减少，尿量增加分泌降低，水重吸收减少，尿量增加渗透性利尿渗透性利尿：小管液中溶质浓度升高，小管液渗透压：小管液中溶质浓度升高，小管液渗透压升高，抑制了水的重吸收，尿量增加。如静注升高，抑制了

27、水的重吸收，尿量增加。如静注20G 50ml，超过肾糖阈，超过肾糖阈，G重吸收达到极限，导致小管液重吸收达到极限，导致小管液渗透压升高，尿量增加。渗透压升高，尿量增加。大量饮生理盐水，尿量稍有增加大量饮生理盐水，尿量稍有增加。此时尽管滤过增加，。此时尽管滤过增加，但肾小管对但肾小管对NaCl的的重吸收没有极限，因此不会造成重吸收没有极限，因此不会造成小管液晶体渗透压的升高小管液晶体渗透压的升高醛固酮（醛固酮（aldosterone）肾上腺皮质球状带分泌，肾上腺皮质球状带分泌，主要作用保钠排钾主要作用保钠排钾（促进（促进远曲小管和集合管对钠的远曲小管和集合管对钠的重吸收和钾的排出，同时重吸收和钾

28、的排出，同时增加增加Cl和水的重吸收）和水的重吸收）醛固酮的作用机制是通过醛固酮的作用机制是通过影响靶细胞的基因表达实影响靶细胞的基因表达实现现醛固酮（醛固酮（aldosterone）醛固酮分泌的调节醛固酮分泌的调节：肾素血管紧张素醛肾素血管紧张素醛固酮系统固酮系统血钾和血钠浓度血钾和血钠浓度ACTH的调节的调节心房利钠肽心房利钠肽 ANP具有明显的促进排钠排水作用，可能有以下机制：具有明显的促进排钠排水作用，可能有以下机制：1）与集合管上皮细胞膜上受体结合，通过）与集合管上皮细胞膜上受体结合，通过cGMP途途径，使管腔膜的钠通道关闭，抑制钠的重吸收径，使管腔膜的钠通道关闭，抑制钠的重吸收2）

29、入球小动脉舒张，增加肾血流量和滤过率）入球小动脉舒张，增加肾血流量和滤过率3）抑制近球细胞分泌肾素）抑制近球细胞分泌肾素4）抑制肾上腺皮质球状带分泌醛固酮）抑制肾上腺皮质球状带分泌醛固酮5）抑制）抑制ADH分泌分泌思考题思考题肾小球滤过的动力和影响因素肾小球滤过的动力和影响因素近曲小管钠重吸收的机制近曲小管钠重吸收的机制尿中钠与钾的来源尿中钠与钾的来源水、水、K、Cl-、AA、G、尿素等的重吸收与尿素等的重吸收与Na+重吸收重吸收的关系的关系肾髓质高渗形成的机制肾髓质高渗形成的机制尿的浓缩和稀释过程尿的浓缩和稀释过程ADH和醛固酮的生理作用及其释放调节的因素和醛固酮的生理作用及其释放调节的因素水利尿产生的机制水利尿产生的机制大量出汗或大出血后尿量变化及其机制大量出汗或大出血后尿量变化及其机制 diagram of artificial kidney