四川农业大学动物生理学课件第08章泌尿详解优秀PPT.ppt
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1、第八章第八章 泌尿泌尿目的要求目的要求:了解与排泄功能相适应的肾单位功能解剖了解与排泄功能相适应的肾单位功能解剖特征特征;驾驭尿的生成过程、影响因素及调整;驾驭尿的生成过程、影响因素及调整;驾驭尿的浓缩与稀释。驾驭尿的浓缩与稀释。下一页下一页下一页下一页上一页上一页概概述述 排泄:是指机体内新陈代谢过程中产生的排泄:是指机体内新陈代谢过程中产生的代谢产物经经血液循环,通过排泄器官排代谢产物经经血液循环,通过排泄器官排出体外的过程。出体外的过程。下一页下一页上一页上一页排泄途径与排泄物:排泄途径与排泄物:排泄途径与排泄物:排泄途径与排泄物:1 1、呼吸器官:主要是、呼吸器官:主要是、呼吸器官:主
2、要是、呼吸器官:主要是CO2CO2、少量水份和一些挥发性物质,以气、少量水份和一些挥发性物质,以气、少量水份和一些挥发性物质,以气、少量水份和一些挥发性物质,以气体形式随呼气排出。体形式随呼气排出。体形式随呼气排出。体形式随呼气排出。2 2、消化器官:由肝代谢产生的胆色素及由小肠分泌的无机盐、消化器官:由肝代谢产生的胆色素及由小肠分泌的无机盐、消化器官:由肝代谢产生的胆色素及由小肠分泌的无机盐、消化器官:由肝代谢产生的胆色素及由小肠分泌的无机盐(如钙、镁、铁等)随粪便由大肠排出。(如钙、镁、铁等)随粪便由大肠排出。(如钙、镁、铁等)随粪便由大肠排出。(如钙、镁、铁等)随粪便由大肠排出。3 3、
3、皮肤:代谢终产物的一部分水、尿素、无机盐可由皮肤排出、皮肤:代谢终产物的一部分水、尿素、无机盐可由皮肤排出、皮肤:代谢终产物的一部分水、尿素、无机盐可由皮肤排出、皮肤:代谢终产物的一部分水、尿素、无机盐可由皮肤排出体外。体外。体外。体外。4 4、肾脏:由含氮化合物代谢所产生、比较难扩散的终产物如尿、肾脏:由含氮化合物代谢所产生、比较难扩散的终产物如尿、肾脏:由含氮化合物代谢所产生、比较难扩散的终产物如尿、肾脏:由含氮化合物代谢所产生、比较难扩散的终产物如尿酸、肌酸、肌酐等;脂肪代谢产生的非挥发性酸的盐(硫酸酸、肌酸、肌酐等;脂肪代谢产生的非挥发性酸的盐(硫酸酸、肌酸、肌酐等;脂肪代谢产生的非挥
4、发性酸的盐(硫酸酸、肌酸、肌酐等;脂肪代谢产生的非挥发性酸的盐(硫酸盐、磷酸盐、硝酸盐)及部分摄入过量的和代谢产生的水、盐、磷酸盐、硝酸盐)及部分摄入过量的和代谢产生的水、盐、磷酸盐、硝酸盐)及部分摄入过量的和代谢产生的水、盐、磷酸盐、硝酸盐)及部分摄入过量的和代谢产生的水、电解质等均以尿的形式由肾脏排泄。电解质等均以尿的形式由肾脏排泄。电解质等均以尿的形式由肾脏排泄。电解质等均以尿的形式由肾脏排泄。由肾脏排出的排泄物种类多,数量大。因此,肾脏是机由肾脏排出的排泄物种类多,数量大。因此,肾脏是机由肾脏排出的排泄物种类多,数量大。因此,肾脏是机由肾脏排出的排泄物种类多,数量大。因此,肾脏是机体最
5、重要的排泄器官。肾脏还能调整机体的渗透压平衡和酸体最重要的排泄器官。肾脏还能调整机体的渗透压平衡和酸体最重要的排泄器官。肾脏还能调整机体的渗透压平衡和酸体最重要的排泄器官。肾脏还能调整机体的渗透压平衡和酸碱平衡。碱平衡。碱平衡。碱平衡。第一节第一节 肾脏的解剖和血流特点肾脏的解剖和血流特点下一页下一页上一页上一页一、肾脏的解剖特点一、肾脏的解剖特点(一)肾单位和集合(一)肾单位和集合肾肾脏脏由由很很多多肾肾单单位位构构成成,每每个个肾肾单单位位可可分分为为肾肾小小体体和和肾肾小小管管两两部部分分;肾肾小小体体又又分为肾小球和肾小囊。分为肾小球和肾小囊。皮质皮质 髓质髓质输尿管输尿管 肾盂肾盂
6、下一页下一页上一页上一页下一页下一页上一页上一页 肾单肾单位位 肾肾小体小体 肾肾小管小管 肾肾小球小球 肾肾小囊小囊 近球小管近球小管 髓袢髓袢细细段段 远远球小管球小管 近曲小管近曲小管 髓袢降支粗段髓袢降支粗段 髓袢降支髓袢降支细细段段 髓袢升支髓袢升支细细段段 髓袢升支粗段髓袢升支粗段 远远曲小管曲小管 髓袢髓袢 2、近髓肾单位:分布于、近髓肾单位:分布于近髓质的皮质内层,肾小近髓质的皮质内层,肾小球体积大,髓袢长深化到球体积大,髓袢长深化到内髓质层或乳头部。出球内髓质层或乳头部。出球小动脉不仅缠绕于近曲小小动脉不仅缠绕于近曲小管,而且还形成了管,而且还形成了U形直形直小血管深化髓质与
7、髓袢伴小血管深化髓质与髓袢伴行。近髓肾单位在尿的浓行。近髓肾单位在尿的浓缩和稀释中起到重要作用。缩和稀释中起到重要作用。下一页下一页上一页上一页(二)皮质肾单位和近髓肾单位(二)皮质肾单位和近髓肾单位1、皮质肾单位:肾小体位于外皮质层和中皮质层,体积较小,髓袢短只达皮质肾单位:肾小体位于外皮质层和中皮质层,体积较小,髓袢短只达外髓质层,甚至不到髓质。入球小动脉比出球小动脉粗(外髓质层,甚至不到髓质。入球小动脉比出球小动脉粗(2:1)。)。(三)球旁器(三)球旁器由由球旁细胞、球外系膜细胞和致密斑球旁细胞、球外系膜细胞和致密斑组成。球旁细胞分泌肾素。球外系组成。球旁细胞分泌肾素。球外系膜细胞,位
8、于入球小动脉、出球小动脉和致密斑之间的一群细胞,具有吞噬膜细胞,位于入球小动脉、出球小动脉和致密斑之间的一群细胞,具有吞噬功能。致密斑与入球小动脉和出球小动脉接触,可感受小管液中功能。致密斑与入球小动脉和出球小动脉接触,可感受小管液中NaCl浓度的浓度的下一页下一页上一页上一页变更,并将信息传递到球旁变更,并将信息传递到球旁细胞,调整肾素的分泌与释细胞,调整肾素的分泌与释放。球旁器主要分布在皮质放。球旁器主要分布在皮质肾单位,因而皮质肾单位含肾单位,因而皮质肾单位含肾素较多,对尿的生成起主肾素较多,对尿的生成起主要作用。要作用。二、肾脏的血流特点二、肾脏的血流特点1、肾动脉干脆由腹主动脉垂直分
9、出,短而粗,是机、肾动脉干脆由腹主动脉垂直分出,短而粗,是机体供血量最丰富的器官(每分钟血流量为心输出量的体供血量最丰富的器官(每分钟血流量为心输出量的1/51/4,而肾脏仅占体重的,而肾脏仅占体重的0.5%左右)左右)。下一页下一页上一页上一页2、肾血流量分布不均:、肾血流量分布不均:94%分布于肾皮质,约分布于肾皮质,约5%分布于外分布于外髓部,剩余不到髓部,剩余不到1%分布于内髓分布于内髓部。部。3、来自于肾动脉的血液要流、来自于肾动脉的血液要流经两段小动脉和两段毛细血管网。经两段小动脉和两段毛细血管网。4、入球小动脉血压较高。、入球小动脉血压较高。下一页下一页上一页上一页(一)肾血流量
10、的自身调整(一)肾血流量的自身调整无外来神经支配下,在动脉血压确定的变动范围内无外来神经支配下,在动脉血压确定的变动范围内(80180mmHg),肾血流量能保持恒定的现象称为肾血流量的肾血流量能保持恒定的现象称为肾血流量的自身调整。肾血流量主要取决于肾血管阻力,其中最重要的是自身调整。肾血流量主要取决于肾血管阻力,其中最重要的是入球小动脉的阻力。入球小动脉的阻力。(二)肾血流量的神经和体液调整(二)肾血流量的神经和体液调整入球小动脉和出球小动脉血管平滑肌受肾交感神经支配,末入球小动脉和出球小动脉血管平滑肌受肾交感神经支配,末梢释放梢释放NA可与可与受体结合。安静时,肾交感神经使血管平滑肌产受体
11、结合。安静时,肾交感神经使血管平滑肌产生惊惶性收缩。肾交感神经可以引起肾血管平滑肌猛烈收缩,肾生惊惶性收缩。肾交感神经可以引起肾血管平滑肌猛烈收缩,肾血流量削减,同时可干脆促进上皮细胞对血流量削减,同时可干脆促进上皮细胞对Na+、Cl-等离子的重等离子的重吸取,刺激球旁细胞分泌肾素。此外,肾神经中的多巴胺能神经吸取,刺激球旁细胞分泌肾素。此外,肾神经中的多巴胺能神经纤维兴奋时可引起肾血管舒张。纤维兴奋时可引起肾血管舒张。肾上腺髓质释放的肾上腺髓质释放的NA和和A,循环血液中的血管升压素和血,循环血液中的血管升压素和血管惊惶素管惊惶素II,内皮细胞分泌的内皮素等均可引起血管收缩,肾血,内皮细胞分
12、泌的内皮素等均可引起血管收缩,肾血流量削减。肾组织中生成的前列腺素、流量削减。肾组织中生成的前列腺素、NO和缓激肽等可引起肾和缓激肽等可引起肾血管舒张,肾血流量增加。血管舒张,肾血流量增加。循环血液经过肾小球毛细血管时,血浆中的水和小分子溶质(包括少循环血液经过肾小球毛细血管时,血浆中的水和小分子溶质(包括少量小分血浆蛋白)可以滤过肾小囊的囊腔形成滤过液。该量小分血浆蛋白)可以滤过肾小囊的囊腔形成滤过液。该液体中除不液体中除不下一页下一页上一页上一页其次节其次节 肾小球的滤过作用肾小球的滤过作用含含血血细细胞胞和和大大分分子子的的蛋蛋白白质质外外,其其余余成成分分均均与与血血浆浆接接近近,渗渗
13、透透压压、酸酸碱碱度度也也都都与与血血浆浆大大体体相相像像,因因此此称称为为血血浆浆的的超超滤滤液液或或原原尿尿。原原尿尿是是通通过过肾肾小小球球滤滤过过作作用用而而产产生生的的。取取决决于于肾肾小小球球滤滤过过膜膜的的通通透透性性和和有有效效滤过压。滤过压。(一)肾小球滤过膜及其通透性(一)肾小球滤过膜及其通透性有三层,内层是毛细血管的内皮层,上面有很多窗孔;中有三层,内层是毛细血管的内皮层,上面有很多窗孔;中间层是非细胞性的基膜层,是滤过膜的主要滤过屏障;外层是间层是非细胞性的基膜层,是滤过膜的主要滤过屏障;外层是肾小囊的上皮细胞层,其细胞表面有足状突起称为足细胞。基肾小囊的上皮细胞层,其
14、细胞表面有足状突起称为足细胞。基膜对大分子物质的滤过起到机械屏障作用。三层膜上带负电的膜对大分子物质的滤过起到机械屏障作用。三层膜上带负电的糖蛋白起电化学屏障作用。糖蛋白起电化学屏障作用。下一页下一页上一页上一页不同物质通过滤过膜不同物质通过滤过膜的实力称为肾小球滤过膜的实力称为肾小球滤过膜的通透性,取决于被滤过的通透性,取决于被滤过物质的分子大小及其所带物质的分子大小及其所带的电荷。尿中一般不含蛋的电荷。尿中一般不含蛋白质,在一些肾病综合症白质,在一些肾病综合症中常出现蛋白尿现象。中常出现蛋白尿现象。皮质肾单位的入球小动脉粗皮质肾单位的入球小动脉粗而短,血流阻力小;出球小而短,血流阻力小;出
15、球小动脉细而长,血流阻力大,动脉细而长,血流阻力大,因此肾小球毛细血管血压较因此肾小球毛细血管血压较其它器官的毛细血管血压高。其它器官的毛细血管血压高。当有效滤过压下降到零当有效滤过压下降到零时,肾小球滤过净流量为零,时,肾小球滤过净流量为零,就达到滤过平衡。因此,只就达到滤过平衡。因此,只有入球小动脉起始端到滤过有入球小动脉起始端到滤过平衡点的一段肾小管有滤过平衡点的一段肾小管有滤过作用。作用。下一页下一页上一页上一页(二)有效滤过压和滤过平衡(二)有效滤过压和滤过平衡肾小球滤过作用的动力是滤过膜两侧的压力差,称为肾小球的有效滤过肾小球滤过作用的动力是滤过膜两侧的压力差,称为肾小球的有效滤过
16、压:压:有效滤过压有效滤过压=肾小球毛细血管压肾小球毛细血管压-(血浆胶体渗透压(血浆胶体渗透压+肾小囊内压)肾小囊内压)。下一页下一页上一页上一页第三节第三节 肾小管和集合管的重吸取与分泌作用肾小管和集合管的重吸取与分泌作用 肾小球滤过液进入肾小管称为小管液,小管液经过肾小管肾小球滤过液进入肾小管称为小管液,小管液经过肾小管和集合管的重吸取与分泌作用最终排出体外的液体称为终尿。和集合管的重吸取与分泌作用最终排出体外的液体称为终尿。肾小管和集合管的重吸取功能是指肾小管上皮细胞将水和肾小管和集合管的重吸取功能是指肾小管上皮细胞将水和溶质从小管液中转运到血液中的过程。肾小管和集合管对各种溶质从小管
17、液中转运到血液中的过程。肾小管和集合管对各种物质重吸取具有选择性;分泌是指肾小管上皮细胞将本身产生物质重吸取具有选择性;分泌是指肾小管上皮细胞将本身产生的物质或血液中的物质转运至小管液(腔)中的过程。的物质或血液中的物质转运至小管液(腔)中的过程。一、肾小管和集合管物质转运的方式和途径一、肾小管和集合管物质转运的方式和途径肾小管和集合管的物质转运有肾小管和集合管的物质转运有被动转运和主动转运被动转运和主动转运两种方式。物质跨两种方式。物质跨肾小管上皮的转运通过肾小管上皮的转运通过跨细胞途径和旁细胞途径跨细胞途径和旁细胞途径来完成。来完成。下一页下一页上一页上一页须要留意的问题:须要留意的问题:
18、应当说小管液在流经肾小管和集合管整段时,各种物应当说小管液在流经肾小管和集合管整段时,各种物质都要进行转运。只不过有多有少,以那一段为主罢了。而质都要进行转运。只不过有多有少,以那一段为主罢了。而且物质总是在进进出出。且物质总是在进进出出。只要有跨膜转运,相同或同类物质几乎都具有相同的只要有跨膜转运,相同或同类物质几乎都具有相同的转运机制,因此在以前各章中所涉及到的机制可以通用。转运机制,因此在以前各章中所涉及到的机制可以通用。一种物质转运时会影响到其它种物质的转运,有链式一种物质转运时会影响到其它种物质的转运,有链式转运过程,如:以转运过程,如:以Na+为原发性主动转运,可导致为原发性主动转
19、运,可导致Cl-、H+、K+、Ca2+、葡萄糖、氨基酸等的继发性主动转运,、葡萄糖、氨基酸等的继发性主动转运,Na+泵泵活动是原动力。活动是原动力。Na+的转运的转运电荷不平衡电荷不平衡Cl-转运转运渗透渗透压不平衡压不平衡H2O的转运。同样的转运。同样HCO3-浓度梯度扩散浓度梯度扩散电荷电荷不平衡不平衡Cl-转移。转移。同一种物质可能有多种转运方式,具体要看在什么地方和当时的同一种物质可能有多种转运方式,具体要看在什么地方和当时的主要条件(冲突)如何。如,扩散,不论什么物质只要有电化学梯度,主要条件(冲突)如何。如,扩散,不论什么物质只要有电化学梯度,就会有扩散,但有时我们又重点强调主动转
20、运过程,这与突出重点探讨就会有扩散,但有时我们又重点强调主动转运过程,这与突出重点探讨膜的某方面特性而将它忽视了有关。膜的某方面特性而将它忽视了有关。在理解小管液中物质转运过程时,应有一个小管液在流淌的过程在理解小管液中物质转运过程时,应有一个小管液在流淌的过程中浓度发生变更、小管的通透性也发生变更的观念,要有一个动态的概中浓度发生变更、小管的通透性也发生变更的观念,要有一个动态的概念才好理解。念才好理解。下一页下一页上一页上一页二、肾小管和集合管中的重吸取作用二、肾小管和集合管中的重吸取作用80%85%的的HCO3-,70%Na+、Cl-、K+和水在和水在近球小管重吸取。近球小管重吸取。(一
21、)葡萄糖和氨基酸的重吸取(一)葡萄糖和氨基酸的重吸取小管液中葡萄糖和氨基酸在近球小管处全部被重小管液中葡萄糖和氨基酸在近球小管处全部被重吸取。近球小管对葡萄糖的吸取有确定的限度。当血吸取。近球小管对葡萄糖的吸取有确定的限度。当血液中葡萄糖的浓度超过液中葡萄糖的浓度超过16.8mmol/L(或者(或者下一页下一页上一页上一页11.2mmol/L)时,肾小管对)时,肾小管对葡萄糖的吸取已达到极限,滤葡萄糖的吸取已达到极限,滤液中的葡萄糖不能全部被重吸液中的葡萄糖不能全部被重吸取,尿中起先出现葡萄糖。因取,尿中起先出现葡萄糖。因此,将刚能使尿中出现葡萄糖此,将刚能使尿中出现葡萄糖的血浆葡萄糖浓度称为
22、肾糖阈。的血浆葡萄糖浓度称为肾糖阈。氨基酸与葡萄糖重吸取机制相氨基酸与葡萄糖重吸取机制相同,小分子血浆蛋白通过胞吞同,小分子血浆蛋白通过胞吞作用被重吸取。作用被重吸取。(二)(二)Na+、Cl-的重吸取的重吸取近球小管前半段近球小管前半段Na+主要与主要与HCO3-和葡萄糖、氨基酸一起被和葡萄糖、氨基酸一起被重吸取,在后半段与重吸取,在后半段与Cl-和和K+一起被重吸取。一起被重吸取。Na+泵供应动力。髓泵供应动力。髓袢降支粗段对袢降支粗段对Na+不通透。不通透。下一页下一页上一页上一页Na+和细胞内的和细胞内的H+共同共同与管腔膜上的与管腔膜上的交换体蛋交换体蛋白白结合,以相反的方向结合,以
23、相反的方向转运。小管液中转运。小管液中Na+顺顺着浓度梯度进入细胞而着浓度梯度进入细胞而H+从细胞内分泌到小管从细胞内分泌到小管腔的过程,称为腔的过程,称为Na+-H+交换交换。下一页下一页上一页上一页在近球小管后半段,在近球小管后半段,有有Na+-H+和和Cl-HCO3-的逆向转运机制,结果是的逆向转运机制,结果是Na+和和Cl-进入细胞,而进入细胞,而H+和和HCO3-进入小管液。进入小管液。进入细胞内的进入细胞内的Cl-和和K+可可由基底侧膜的同向转运机由基底侧膜的同向转运机制进入细胞间隙,然后吸制进入细胞间隙,然后吸取进入血液,小管液中的取进入血液,小管液中的H+和和HCO3-还可重新
24、进还可重新进入细胞。入细胞。下一页下一页上一页上一页髓袢升支细段对水髓袢升支细段对水几乎不通透,对几乎不通透,对Na+、Cl-和尿素都有通透性,和尿素都有通透性,Na+、Cl-的吸取完全是被动扩的吸取完全是被动扩散。髓袢升支粗段对水的散。髓袢升支粗段对水的通透性仍很低,但通透性仍很低,但Na+、Cl-和和K+以跨细胞和旁细以跨细胞和旁细胞途径被主动重吸取。胞途径被主动重吸取。下一页下一页上一页上一页髓袢升支粗段通过同向髓袢升支粗段通过同向转运体将转运体将1个个Na+、2个个Cl-和和1个个K+转运到细胞内,进入细转运到细胞内,进入细胞的胞的Cl-从基底侧膜顺浓度差从基底侧膜顺浓度差进入细胞间隙
25、,进入细胞间隙,Na+经钠泵进经钠泵进入细胞间隙。入细胞间隙。K+还可从顶端还可从顶端膜上的通道顺浓度差返回小膜上的通道顺浓度差返回小管腔,导致小管液带正电位,管腔,导致小管液带正电位,结果又使结果又使Na+顺电位差经旁细顺电位差经旁细胞途径进入细胞间隙。胞途径进入细胞间隙。下一页下一页上一页上一页(三)(三)K+的重吸取的重吸取肾脏对肾脏对K+的排出量取决于肾小球的滤过量、肾小管对的排出量取决于肾小球的滤过量、肾小管对K+的重吸取量和分泌量。滤过的的重吸取量和分泌量。滤过的K+有有6570%在近球小管被重吸在近球小管被重吸取,取,2530%在髓袢被重吸取,远球小管可重吸取在髓袢被重吸取,远球
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