肾脏排泄功能.ppt

,肾的排泄功能,肾脏生理 第一节 概述 排泄： 机体不断地将物质代谢的终产物和多余的水分以及进入体内的各种异物，如药物通过排泄器官排出体外。,排泄途径:,1.经肺排出CO2和少量水分。,2.经消化道排出由肝脏代谢的胆色素和由肠粘膜排出的无机盐。,3.经皮肤通过汗腺分泌汗液排出水、少量尿素和盐类。,4.经肾脏以尿的形式排出水分及大量代谢产物。,一 肾脏的结构 肾脏为实质性器官，分为皮质和髓质。,肾盂,肾锥体,皮质,髓质,肾动脉,肾静脉,肾单位,输尿管,生成尿的功能是由肾单位和集合管完成的。 肾单位是肾脏的 基本功能单位。常人的两肾有170240万个肾单位，肾单位由肾小体和肾小管组成。,肾单位：,肾小体：,肾小管：,肾小球,肾小囊,近端小管,髓袢细段,远端小管,近曲小管,髓袢降支粗段,髓袢降支细段,髓袢升支细段,髓袢升支粗段,远曲小管,1肾小体 位于肾皮质层，呈球形，直径约200um，由肾小球和肾小囊两部分组成。肾小球为一毛细血管团，起始于入球小动脉，由此分支成4050条平行而又互相吻合成网的毛细血管，网间充满间质细胞，毛细血管最后又汇合成出球小动脉。肾小囊为一包在肾小球外的包囊。它由两层上皮细胞构成。内层又称脏层，紧贴于肾小球毛细血管壁；外层又称壁层，与肾小管管壁相延续。两层上皮之间的腔隙为囊腔，与肾小管的管腔相通。,2肾小管 与肾小·囊壁层相延续。肾小管的初始段高度曲屈，走行于肾皮质内，称为近曲小管。以后，小管伸直，下降走行于肾髓质内，然后返折上 升又进入肾皮质内并再度弯曲，称为远曲小管，最后汇入集合管。肾小管走行在髓质内的一段呈“U”形，称为髓袢。髓袢又分为降支和升支。与近曲小管连接的降支起始段的管径较粗，称为降支粗段，以后管径缩窄，称为降支细段。降支细段在髓袢顶端折返称为升支细段，以后管径又增粗而成为升支粗段。升支粗段与远曲小管连接。近曲小管和髓袢降支粗段合称为近球小管；远曲小管与髓袢升支粗段合称为远球小管。,集合管 集合管并不包括在肾单位中，但其功能与肾单位密切相关。对浓缩尿和稀释尿的形成起着重要作用。许多肾单位的远曲小管都汇集于一条集合管。许多集合管汇合于肾盏，由此入肾盂，再经输尿管而入膀胱。,皮质肾单位与近髓肾单位,肾单位按所在部位的不同分为皮质肾单位和近髓肾单位两类，其结构有明显的不同。 1皮质肾单位 主要分布于外皮质层和中皮质层。人肾的皮质肾单位约占肾单位总数的8590。入球小动脉比出球小动脉口径大，出球小动脉离开肾小体后分支成毛细血管，包绕在肾小管周围，这类肾单位髓袢较短，一般只达外髓质层，有的甚至不到髓质。,2近髓肾单位 分布于靠近髓质的内皮质层，在人肾约占肾单位中的1015。入球小动脉与出球小动脉口径相当，髓袢较长，可达内髓质层，有的甚至可达乳头部。出球小动脉不仅形成缠绕邻近的近曲小管或远曲小管的网状毛细血管，而且还形成细而长的U字形直小血管，直小血管可深入到髓质，并形成毛细血管网包绕髓袢升支和集合管。,这两类肾单位结构的差异，提示两者的机能有所不同。 皮质肾单位的入球小动脉口径大于出球小动脉，使肾小球毛细血管血压较高，有利于肾小球的滤过； 近髓肾单位的长髓袢和直小血管是尿液浓缩和稀释的结构基础。,皮质肾单位 近髓肾单位,近球小体 1.近球细胞: 分泌肾素 2.致密斑: 感受Na+ 含量。 3.间质细胞：,近球细胞 是入球小动脉中层的肌上皮样细胞，内含分泌颗粒，颗粒内是肾(renin)，近球细胞接受致密斑的信息而分泌肾素。近球细胞也受交感肾上腺素能神经支配，当肾交感神经兴奋时，末梢释放的去甲肾上腺素与近球细胞上的B1受体结合，引起肾素分泌。,2、致密斑由位于远曲小管起始部的呈高柱状的上皮细胞构成，它同入球小动脉和出球小动脉相接触，其功能是感受小管液中NaCl含量的变化，并将其信息传至球旁细胞，调节肾素的释放。 3、间质细胞分布在入球小动脉和出球小动脉之间，具有吞噬功能。,二、 肾血液循环的特点,（一） 血流量大，主要分布在皮质 : 正常成人两肾重约300g，仅占体重的0.5，但安静时两肾血流量约为1200ml/min，相当于心输出量的2025。血浆约占全血容量的55，故肾血浆流量为660ml/min。流经肾皮质的血量约为肾血流量的94。,（二）两套毛血管网的血压差异大: 肾小球毛细血管网血压高-利于滤过 肾小管周围毛细血管网血压低-利于重吸收 两套毛细血管网： 1肾小球毛细血管网 肾小球毛细血管网由入球小动脉分支形成，介于入球和出球小动脉之间。在皮质肾单位，因入球小动脉粗而短，血流阻力小，流入血量大；出球小动脉细而长，血流阻力大，故肾小球毛细血管的血压高，有利于肾小球的滤过。 2肾小管周围毛血管网 由出球小动脉的分支形成，在血流经过入球和出球小动脉之后，因阻力消耗，肾小管周围毛细血管网的血压降低，有利于肾小管对小管液中物质的重吸收。,(三) 肾血流的调节,1.自身调节 （1）概念: 当动脉血压变化于 80-180 mmHg（10.724.0KPa）时，肾血流量不依赖于神经和体液因素的作用，而保持相对恒定的现象。 (2). 机制： 肌源学说： BP 肾血管壁平滑肌收缩 血流阻力 血流量相对恒定,肾血流量的自身,2. 神经和体液调节,正常：肾血流量在自身调节下保持相对恒定， 以维持泌尿功能； 应急 ：在神经体液调节下，肾血流量减少，以 维持重要器官的血液供应。,肾血管收缩 肾血流量,肾交感神经,E 和NE,血管紧张素 II,第二节 尿生成过程 尿生成包括三个基本过程： 肾小球滤过 肾小管和集合管重吸收 肾小管和集合管分泌与排泄,一 肾小球滤过作用 （一）滤过：尿生成的第一个环节,概念：当血液流经肾小球毛细血管时，血浆中的水分和小分子溶质透过滤过膜进入肾小囊腔形成肾小球滤液（即原尿）的过程。,滤液与血浆的区别：原尿中不含有大分子蛋白质。,2. 肾小球滤过率（GFR）: 每分钟两肾生成的 原尿量。正常成人肾小球滤过率约125ml/min，每昼夜两肾肾小球滤过液的总量约为180L。 3. 滤过分数: 肾小球滤过率与肾血浆流量的比值称为滤过分数。按肾血浆流量为660ml/min算，滤过分数为：125/660 100%=19%。它表明流过肾脏的血浆约有1/5由肾小球滤入肾小囊腔，形成超滤液，其余4/5从出球小动脉流走。,（二）滤过的结构基础滤过膜（三层）,肾小球毛细血管内皮细胞层 基膜 肾小囊上皮细胞层,滤过膜示意图,毛细血管内皮,基膜,肾小囊上皮,外层是毛细血管内皮细胞，细胞间有许多直径为50100nm的圆形微孔，可阻止血细胞通过，对血浆中的物质几乎无限制作用。 中间层是非细胞性的基膜，厚约300nm，是由水和凝胶形成的纤维网结构，网孔直径48nm，可允许水和部分溶质通过。 外层是肾小囊脏层上皮细胞，伸出许多足突贴附于基膜外面，足突相互交错，形成的裂隙称为裂孔，裂孔上覆盖一层薄膜，膜上有414nm的微孔，可限制蛋白质通过。 以上三层结构组成了滤过膜的机械屏障。除机械屏障外，在滤膜的各层，均覆盖着一层带负电荷的物质（主要是糖蛋白），这些物质可能起着电学屏障的作用。,不同物质通过肾小球滤过膜的能力取决于被滤过物质的分子大小及其所带的电荷。一般来说，凡有效半径小于1.8nm的带正电荷或呈电中性物质，如水、Na+、尿素、葡萄糖等，均可自由地通过滤过膜上的微孔。有效半径等于或大于3.6nm的大分子物质，即使是带正电荷，由于机械屏障的作用，也难以通过。虽然血浆白蛋白的有效半径为3.5nm，但由于带负电荷，不能通过电学屏障，故原尿中几乎无蛋白质。另外，电学屏障的阻隔作用不如机械屏障，故Cl- 、HCO3- 、HPO42-和SO42-等带负电荷的物质可顺利通过滤过膜。,（1）滤过膜的通透性：肾病-蛋白尿、血尿 （2）滤过膜的面积: 肾小球肾炎肾小球滤过率 少尿 少尿（100500ml/d）无尿(100 ml /d),(三)滤过的动力-有效滤过压 有效滤过压=肾小球毛细血管血压-(血浆胶渗压+囊内压),+ 45,10,20,15,毛细血管血压 血浆胶渗压 囊内压 有效滤过压,入球端 出球端,45mmHg 45mmHg 20mmHg 35mmHg 10mmHg 10mmHg 15mmHg 0mmHg,因此，滤液只有在入球端的一段毛细血管中滤出，出球端则无滤液生成。,影响有效滤过压,（1）肾小球毛细血管压： 由于肾血流量的自身调节机制，当动脉血压在80180mmHg范围内变动时，肾小球毛细血管血压可保持相对稳定，从而使肾小球滤过率基本不变。当动脉血压降低到80 mmHg以下时，肾小球毛细血管血压降低，有效滤过率降低，肾小球滤过率减小。当血压下降到40mmHg以下时，肾小球滤过率减小到零，无原尿产生。 失血少尿、无尿,影响有效滤过压,（2）血浆胶体渗透压： 正常人血浆胶体渗透压维持相对恒定，对肾小球滤过率影响不大。若因某些疾病使血浆蛋白的浓度明显降低，或由静脉输入大量生理盐水使血浆稀释，均可导致血浆胶体渗透压降低，因而有效滤过压升高，肾小球滤过率增加，尿量将增多。 肾病、输液尿量,影响有效滤过压,（3）囊内压： 正常情况下囊内压是比较稳定的。但当肾盂或输尿管结石，或受到肿物压迫使尿流阻塞时，可导致肾盂内压升高，肾小囊内压也将升高，有效滤过压降低，肾小球滤过率减小。 结石有效滤过压肾小球滤过率 GFR,影响肾小球滤过的因素 .肾小球有效滤过压 .滤过膜通透性及面积 .肾血浆流量,.滤过膜通透性及面积,正常情况下，滤过膜的面积和通透性保持稳定。但在病理情况下，如急性肾小球肾炎时，由于肾小球毛细血管的管腔变窄，使具有滤过功能的面积减少，肾小球滤过率亦减小，出现少尿(500ml/天)甚至无尿(100ml/天)。某些病理情况下，滤过膜上带负电荷的糖蛋白减少或消失，以致带负电荷的血浆蛋白滤过量明显增加，而出现蛋白尿。此外有些肾脏疾病使机械屏障作用减弱，使正常时不能滤过的物质如红细胞被滤出，出现血尿。,3、肾血浆流量,肾血浆流量对肾小球滤过率有明显影响。在其他条件不变时，肾血浆流量与肾小球滤过率呈正变关系。肾血浆流量增加，肾小球毛细血管内血浆胶体渗透压升高的速率和有效滤过压下降的速率均减慢，产生滤过作用的毛细血管长度增加，肾小球滤过率增多。相反，在各种原因所致的休克时，由于交感神经兴奋，肾血管收缩，肾血流量减少，血浆胶体渗透压上升的速度和有效滤过压下降的速率均加快，肾小球滤过率减少。 交感神经兴奋肾小球滤过率 GFR 少尿,二 肾小管和集合管的重吸收作用 滤液进入肾小管和集合管后称为小管液。 概念：小管液中的成分经肾小管和集合管 的上皮细胞重新回到周围血液中去 的过程称为重吸收。 小管液中99%的水、100%的G及不同量的钠、尿素等被重吸收；肌酐、尿酸、钾等被分泌入小管腔。,小管液流过肾小管各段和集合管时，其量和质均发生了很大变化。如前所述，两侧肾脏每天生成的原尿量为180L，而每天排出的终尿量平均为1.5L，说明有99的水在流经肾小管和集合管时被重吸收。就溶质来说，原尿中除蛋白质外，其他物质的浓度基本与血浆中的浓度相同。在肾小管内，如果只有水的重吸收，各种溶质将一律被浓缩约100倍。但事实上有些物质在终尿中消 失了(如葡萄糖)，有些物质浓缩了约100倍(如肌酐)，有些物质基本未被浓缩(如Na+）或浓缩程度很小(如Cl- 、K+等)，说明小管液是在肾小管和集 合管中经历了复杂的加工过程才成为终尿的。这种加工过程是通过肾小管和集合管对各种物质的选择性重吸收、分泌或排泄实现的。, 重吸收：指物质从肾小管液中转运至血液中。 （一）重吸收的部位和方式 1.重吸收的部位 主要在近端小管进行 2.重吸收的方式 （1）主动重吸收 （2）被动重吸,二、肾小管和集合管的重吸收作用 （一）重吸收的部位和方式 1.重吸收的部位 主要在近端小管进行 2.重吸收的方式 （1）主动重吸收 （2）被动重吸收,1主动重吸收 主动重吸收是指肾小管上皮细胞通过耗能过程，逆着浓度梯度和或电位梯度将小管液内的溶质转运到小管周围细胞间液的过程，主要通过离子泵和吞饮活动完成。一般说来，小管液中各种对机体有用的物质，如葡萄糖、氨基酸、Na+等都是由肾小管和集合管主动重吸收的.,2被动重吸收 被动重吸收是指小管液中的水和溶质顺浓度差、电位差或渗透压差，进入小管周围组织间液的过程。由于这种重吸收过程是顺着电化学梯度进行的，不需消耗能量。肾小管各段和集合管都具有重吸收功能，但比较起来，近球小管是重吸收的主要部位，表现在重吸收的物质种类最多，量也最大。例如，原尿中的营养物质如葡萄糖、氨基酸、蛋白质、维生素等几乎 全部在近球小管被重吸收，水和Na+、K+、C1-、尿素等也是大部或全部在此处重吸收.,（二）几种物质的吸收,1Na+和C1-的重吸收：每天由肾小球滤出的Na+将近600克，但每天从尿排出的Na+量仅为35克左右，不足滤出量的1，说明滤出的Nal+99以上又被肾小管和集合管重吸收了。Na+是细胞外液中最重要的离子，肾小管和集合管对Na+的重吸收对保持细胞外液的渗透压和水容量有重要作用。 各段肾小管对Na+重吸收率不同。近球小管是Na+重吸收的主要部位，此处Na+的重吸收量约占滤过量的6570。其余的Na+分别在髓袢升支、远曲小管和集合管被重吸收。 各段肾小管对Na的重吸收机制也不相同。,除髓袢降支细段外，肾小管各段和集合管对Na+均具有重吸收的能力，主要以主动形式重吸收。 在近球小管重吸收的NaCl，占滤液总量的65%70%。 肾小管上皮细胞的管腔膜对Na+的通透性大，小管液中的Na+ 浓度比细胞内高，Na+ 顺浓度差扩散入细胞内，随即被管周膜和基侧膜上的钠泵泵入组织液。随着细胞内的Na+ 被泵出，小管液中的Na+ 又不断地进入细胞内。伴随Na+ 的重吸收，细胞内外电位发生变化，加之小管液的Cl- 浓度比小管细胞内高，Cl- 顺其电位差和浓度差而被动重吸收。NaCl进入管周组织液，使其渗透压升高，并促使小管液中的水不断进入上皮细胞及管周组织液。NaCl和水进入后，使细胞间隙的静水压升高，促使Na+ 和水通过基膜进入相邻的毛细血管而被重吸收。部分Na+ 和水也可能通过紧密连接回漏到小管腔内。故在近球小管，Na+的重吸收量等于主动重吸收量减去回漏量，即泵漏模式。,由于近端小管HCO3和水的重吸收多于Cl的重吸收，使后半段小管液中Cl高于管周组织间液，Cl顺浓度梯度经细胞旁路（通过紧密连接进入细胞间隙）被重吸收回血。,髓袢升支粗段是NaCl在髓袢重吸收的主要部位。其对NaCl的重吸收经Na+2ClK+同向转运进行。其转运过程为：基侧膜上Na+泵活动，造成细胞内低Na+、低电位；Na+、2Cl、K+经同向转运体顺电化学梯度转运入细胞；进入细胞内的Na+被泵入组织间液，2个Cl经管周膜上Cl通道进入组织间液，K+顺浓差返回管腔；Cl的重吸收和K+返回管腔造成管腔内正电位，促使另一个Na+通过细胞旁路而被动重吸收。髓袢升支粗段对水不通透，水不易被重吸收。, 速尿、利尿酸等可抑制Na+：2Cl-：K+同向转运体的功能，NaCl的重吸收受抑制，从而干扰尿的浓缩机制，导致利尿。 ,远曲小管和集合管主动重吸收的NaCl约占滤液中总量的12%。在机体缺水或缺盐时，对水或盐的重吸收增加。在集合管，Na+和水的重吸收分别受醛固酮和抗利尿激素的调节，属于调节性重吸收，而其余肾小管各段对Na+和水的重吸收，同机体是否存在水、Na+不足或过剩无直接关系，属于必然性重吸收。,1.Na+的重吸收总结 （1）原尿中99%以上的Na+被重吸收入血，其中 65%-70%的Na+在近球小管进行。 （2）绝大部分Na+的重吸收为主动重吸收。 （3）远曲小管和集合管对Na+的重吸收受醛固酮 的调节。 （4） Na+的主动重吸收促进的Cl-,HCO3-和水的 被动重吸收 （5） Na+的主动重吸收促进的G和氨基酸的继发 性主动重吸收,近端小管前半段重吸收NaCl示意图 X代表GS、AA、磷酸盐Cl等,2. Cl-的重吸收总结 （1）绝大多数Cl-伴随着Na+主动重吸收而被动 重吸收，髓袢升支粗段对Cl-重吸收属主动 重吸收。 （2） Cl-的重吸收主要在近端小管进行。,水的重吸收 99%的水被动重吸收进入血液主要是伴随Na+而重吸收的。 必然性重吸收 近端小等渗性重吸收管 调节性重吸收 远曲小管和集合管 受ADH调节根据体内是否缺H2O而重吸收。,水的重吸收,每天排出的终尿量不足原尿量的1，说明由肾小球滤过的水在流经肾小管和集合管各段时约有99被重吸收回血液，其中近球小管重吸收量最大，可达6570，髓袢约1015，远曲小管约10，其余1015在集合管重吸收。由于水的重吸收量占滤过量的99，水的重吸收量的微小变化就会对尿量有很大影响，例如，重吸收量降低1，尿量即可增加一倍。,水的重吸收为被动过程，是靠渗透作用进行的。在肾小管和集合管，当小管液中的溶质，特别是Na+、Cl-等离子被重吸收后，小管液的渗透压降低而细胞间液的渗透压增高，水即在渗透作用的影响下，经紧密连接或上皮细胞进入细胞间隙，使细胞间隙静水压增高，由于管周毛细血管压力低，胶体渗透压高，水便由细胞间隙进入毛细血管被重吸收。,在近曲小管，管壁对H2O通透性很高， Na+的重吸收造成了小管液中渗透压降低，于是H2O随之被重吸收，直到管内外渗透压达到平衡，因此称为等渗性重吸收。 在远曲小管和集合管，管壁对H2O的通透性很低，只有在抗利尿激素ADH作用下对H2O通透。 ADH激素释放与机体是否缺H2O有关。当机体内缺H2O时， ADH激素释放增加，远曲小管和集合管对H2O的通透性增加， H2O的重吸收增多，尿量减少；反之则相反。所以说，肾脏维持体内H2O的平衡主要是依靠远曲小管和集合管对H2O的重吸收。,H2O, 髓袢升支粗段对水的通透性很低，水重吸收量很少，造成小管液低渗，组织间液高渗，有利于尿液的浓缩和稀释。,5. HCO3-的重吸收 (1) 99%以上的被重吸收,其中80%-90%在近端小管被重 吸收. (2) 被动重吸收.,HCO3-的重吸收,HCO3-的重吸收与小管上皮细胞管腔膜上Na+H+交换有密切关系。 由于小管液中的HCO3-不易透过管腔膜，它与肾小管细胞分泌的H+结合生成H2C03，H2C03迅速分解为C02和水。C02为高脂溶性物质，能迅速扩散入上皮细胞内，并在细胞内碳酸酐酶作用下，C02又与H2O生成H2C03。H2C03又解离成H+和HCO3-，H+可以通过Na+-H+交换从细胞分泌到小管液中，HCO3-则与Na+一起转运回血，因此肾小管重吸收HCO3-是以CO2的形式，而不是直接以HCO3-的形式进行的。 肾小管上皮细胞分泌1个H+就可使1个HCO3-和1个Na+重吸收回血，这在体内的酸碱平衡调节中起着重要作用。,K+的重吸收,(1) 94%K+被重吸收,其中65%70%在近端小管被吸收. 25%30%在髓袢重吸收。远端小管后半段和集合管的闰细胞可重吸收K+。 (2) 尿中的K+主要是由远曲小管和集合管分泌的. (3) K+的分泌受醛固酮的调节. (4) K+的重吸收是主动重吸收.,葡萄糖的重吸收,肾小球滤过液中的葡萄糖浓度和血中的相等，但终尿中几乎不含葡萄糖，说明葡萄糖全部被重吸收回血。 葡萄糖的重吸收部位仅限于近球小管（主要在近曲小管），其余的各段肾小管无重吸收葡萄糖的能力。 葡萄糖的重吸收是与Na+伴随进行的，属于继发性主动重吸收。小管液中的葡萄糖和Na+与上皮细胞刷状缘上的转运体结合形成复合体后，引起其构型改变，使Na+易化扩散入细胞内，葡萄糖亦伴随进入。在细胞内，Na+、葡萄糖和转运体分离，后者恢复原构型。Na+被泵入组织液，葡萄糖则和管周膜上的载体结合，易化扩散至管周组织液再入血。,近球小管对葡萄糖的重吸收有一定的限度，当血中的葡萄糖浓度超180mg/100ml 时，近球小管上皮细胞吸收葡萄糖已达极限，葡萄糖就不能被全部重吸收，尿中开始出现葡萄糖。,葡萄糖的重吸收总结 100%葡萄糖被重吸收，部位仅限于近端小管， 尤其是近曲小管； 是一种继发性主动转运； 近端小管对葡萄糖的重吸收有一定限度,肾糖阈：指尿中刚开始出现葡萄糖时的最低血糖浓度。一般为1.61.8g/L。 糖浓度超过肾糖阈后，随着血糖浓度的升高，肾小管对葡萄糖吸收达极限的上皮细胞数量增加，随尿排出的葡萄糖便增多。 人的两肾全部近球小管在单位时间内能重吸收葡萄糖的最大量，称为葡萄糖的吸收极限量。此时，全部近球小管上皮细胞对葡萄糖的吸收均已达极限（全部转运体均达到饱和）。在这种情况下，随着血糖的升高，尿中排出的葡萄糖呈平行性增加。人肾对葡萄糖的吸收极限量，男性为375mg/min，女性为300mg/min。,其它物质的重吸收,小管液中的氨基酸、HPO42-、SO42-等的重吸收机制基本上与葡萄糖相同，但转运体可能不同。部分尿酸在近球小管重吸收。大部分的Ca2+、Mg2+在髓袢升支粗段重吸收。小管液中微量的蛋白质，在近球小管内通过入胞作用而重吸收。,（二）影响肾小管和集合管重吸收的因素 1、小管液中溶质的浓度,小管液中某溶质浓度,管腔渗透压,妨碍水的重吸收,水重吸收,尿量,渗透性利尿,渗透性利尿：通过提高小管液中溶质的浓度从而增高渗透压，使水的重吸收减少而发生尿量增多的现象。,2. 肾小球滤过滤 球-管平衡 定义：是指不论肾小球滤过率增大或减小， 近端小管小管都是定比重吸收，其重吸收率 始终为肾小球滤过率的65%-67%左右（即重吸 收百分率为65%-67%）的现象。,若肾血流量保持稳定，而肾小球滤过率增加，进入近球小管周围毛细血管的血量必然减少，而血浆蛋白浓度相对升高，即此时毛细血管血压降低，而血浆胶体渗透压升高。 在这种情况下，小管周围的组织间液就加速进入毛细血管，使组织间隙内液体静水压下降，导致肾小管的重吸收量增加。若肾小球滤过率减少，则发生相反变化，最终导致肾小管重吸收量也相应减少。 生理意义：使尿中排出的溶质和水不致因肾 小球滤过率的增减而出现大幅度的变动。,三 肾小管和集合管分泌与排泄作用 概念：小管上皮细胞将小管细胞通过新陈代谢产生的 物质或将血液中的某些物质排到管腔中去的过程称为肾小管和集合管的分泌与排泄。 .H+的分泌,Na +- H+交换,近曲小管只有,肾小管和集合管上皮细胞均可分泌H+，其中，近球小管细胞通过Na+ -H+交换分泌H+，促进NaHCO3重吸收。远曲小管和集合管的闰细胞也可分泌H+。 H+的分泌是一个逆电化学梯度进行的主动转运过程。管腔膜上有H+泵，能将细胞内的H+泵入小管腔内。细胞内的C02 ，在碳酸酐酶的催化下，与H20生成H2C03 ，H2C03解离成H+和HCO3-。H+由H+泵泵至小管液， HCO3- 则通过基侧膜回到血液中，因而H+分泌和HCO3-的重吸收与酸碱平衡的调节有关。每分泌一个H+，可重吸收1个Na+和1个HCO3- 回到血液。,泌H+的生理意义： 促进HCO3-的重吸收，排酸保碱，维持体内酸碱平衡； 可调节尿液酸碱度。,K+分泌,正常情况下，小管液中的K+绝大部分被肾小管各段和集合管重吸收入血。尿液中的K+主要是由远曲小管和集合管分泌的。 尿中K+排泄量根据K+的摄入量而定，高K+饮食可排除大量的K+，低K+饮食则尿中排K+量少，使机体的K+摄入量与排出量保持平衡，维持机体K+浓度的相对恒定。,远曲小管和集合管对Na的主动重吸收，使管腔内成为负电位（-10-40mV）；钠泵的活动则促使组织液的K+进入细胞，增加了细胞内和小管液之间的K+浓度差，以上二者均有利于K+进入小管液中。K+的分泌与Na+的主动重吸收有密切的联系，在小管液中的Na+重吸收入细胞内的同时，K+被分泌到小管液内，这种+ 的分泌与Na+ 的重吸收相互联系，称为Na+-K+ 交换。,. K+分泌,远曲小管有 Na +- H+交换 Na +- +交换,交互抑制,即H+Na+交换增多时，K+Na+交换即减少；K+Na+交换增多时，H+-Na+交换也减少。例如酸中毒的情况下，小管细胞内的碳酸酐酶活性增强，H+生成量增加，导致H+Na+交换增多，K+Na+交换减少。此时，尿的酸度增加，而排K+量减少将导致血K+浓度增高。相反，若用乙酰唑胺抑制碳酸酐酶的活性时，细胞内H+的生成量即减少，致使H+Na+交换减少而K+Na+交换增多。结果使尿中K+的排出量增加而血中H+浓度提高。所以在远曲小管和集合管处，H+的分泌与K+的分泌是相关联的。,NH3的分泌,胞内的NH3主要来源于谷氨酰胺的脱氨反应，其他氨基酸也可氧化脱氨生成NH3。 一般NH3主要由远曲小管和集合管分泌，但酸中毒时，近球小管也可分泌NH3。 NH3是脂溶性物质，可通过细胞膜扩散入小管液中。进入小管液的NH3与其中的H+ 结合成NH+，减少了小管液中的H+量，有助于H+的继续分泌。NH+是水溶性物质，不能通过细胞膜。小管液中的NH+可与强酸盐（如NaCl）的负离子结合生成铵盐（NHCl）随尿排出。强酸盐的正离子（如Na+）则与H+交换而进入肾小管细胞，然后和细胞内HCO3一起被转运入血。随着小管液中的NH3与H+结合生成NH+，小管液中的NH3降低，利于NH3的继续分泌。,第四节 尿液的浓缩和稀释 概述 1、尿液的浓缩和稀释是根据尿渗透压与血浆 渗透压（一般为300mOsm）相比较而确定的 2、体内缺水时，尿渗透压血浆渗透压，称为 高渗尿表明尿被浓缩； 3、体内水过剩时，尿渗透压血浆渗透压，称 为低渗尿，表明尿被稀释；,肾髓质渗透压梯度,髓质的渗透浓度从髓质外层向乳头部不断升高。 肾皮质部组织液的渗透压与血浆相等，而由髓质外层向乳头部深入，组织液的渗透压逐渐升高，分别为血浆的2.0、3.0和4.0倍，这表明肾髓质的渗透浓度由外向内逐步升高，具有明显的渗透梯度。,一. 肾髓质渗透压梯度,实验证据 冰点下降法 渗透压梯度,肾髓质渗透压梯度形成与各段肾小管不同的生理特性有关,1.结构基础 （1）近髓肾单位髓袢呈“U“形结构，构成逆流系统； （2）肾小管、集合管各段细胞膜对溶质和水有不同的通透性，可产生逆流倍增现象。,逆流的含义是指两个并列的管道中液体流动的方向相反。如下图所示，甲管中液体向下流，乙管中液体向上流。如果甲乙两管下端是连通的，而且两管间的隔膜容许液体中的溶质或热能在两管间交换，便构成了逆流系统。在逆流系统中，由于管壁通透性和管道周围环境的作用，就会产生逆流倍增现象。,2.外髓部高渗区的形成 外髓部高渗区是由髓袢升支粗段主动重吸收Na+和Cl所形成的：位于外髓部的升支粗段能主动重吸收Na+和Cl而对水不通透，使升支粗段内小管液向皮质方向流动时，管内NaCl浓度逐渐降低；而升支粗段周围的组织液则变为高渗，越靠近内髓部渗透浓度越高。,3.内髓部渗透梯度的形成 内髓部渗透梯度的形成与尿素的再循环和NaCl的重吸收有关： 降支细段对水易通透，而对NaCl不易通透，随着水被重吸收，管内NaCl浓度逐渐升高，至髓袢折返处渗透浓度达峰值； 当小管液折返流入对NaCl易通透的升支细段时，NaCl便扩散至内髓部组织间液，使等渗的近端小管液流入远端小管时变为低渗，而髓质中则形成高渗； 远曲小管和皮质、外髓部的集合管对尿素不易通透，在血管升压素的作用下，小管液中水被外髓高渗区所吸出，使管内尿素浓度逐渐升高； 内髓集合管对尿素易通透，小管液中高浓度的尿素透过管壁向内髓组织液扩散，使该处尿素浓度升高，从而进一步提高该处渗透浓度。部分尿素可经髓袢升支细段进入小管液，形成尿素的再循环。,三、直小血管在保持肾髓质高渗中的作用 1.直小血管的特点：直小血管呈“U“形结构，平行于髓袢；管壁对水和溶质有高度通透性。 2.直小血管的作用：直小血管升支离开外髓时，带走多余的溶质和水（主要是水），使髓质高渗梯度得以保持。,直小血管降支的血液(由渗透压低的区域向渗透压高的区域流动)初为等渗，伸入髓质后，由于髓质组织液中NaCl、尿素浓度较高，且具有明显梯度，于是组织液中NaCl和尿素顺浓度差进入直小血管的降支，由于血流速度略大于血管内外渗透压平衡的速度，所以，髓质中溶质的浓度稍高于同一水平降支血管中溶质的浓度，因而水分不断从降支血管进入髓质组织液，这样，越向髓质深部深入，降支血管中NaCl和尿素浓度越高，到直小血管降支顶点，其中NaCl和尿素浓度达最高值。当血液返折流向升支血管时(由渗透压高的区域向渗透压低的区域流动)，升支血管中NaCl和尿素浓度又高于同一水平的组织液，于是NaCl和尿素又由直小血管升支扩散入髓质组织液，升支血浆中的渗透压来不及与组织液达到完全平衡，血浆渗透压总是略高于同一水平组织液，所以，水分又由组织液返回直小血管升支血液中。,由于直小血管中血流缓慢，有较充分的时伺进行以上的物质交换。所以，通过直小血管，既可保留肾髓质组织液高浓度的溶质，又可除去肾髓质重吸收的水分，从两个不同侧面保持了肾髓质高渗状态。,尿浓缩和稀释的基本过程,尿液的浓缩和稀释是在近球小管以后，即在髓袢、远球小管和集合管内进行的。,一、尿液的稀释,尿液的稀释是由于小管液中的溶质被重吸收而水不被重吸收造成的，这种情况主要发生在髓袢升支粗段。 髓袢升支粗段能主动重吸收NaCl，对水不通透，故水不被重吸收，造成髓袢升支粗段小管液为低渗液。在体内水过多而抗利尿激素释放被抑制时，远曲小管和集合管对水的通透性非常低，因此，髓袢升支粗段的小管液流经远曲小管和集合管时，NaCl被继续重吸收，而水被少量重吸收，故小管液渗透浓度进一步下降，形成低渗尿，造成尿液的稀释。,二、尿液的浓缩,尿液的浓缩是由于小管液中的水被重吸收而溶质仍留在小管液中造成的。 重吸收水的动力来自肾髓质的渗透梯度的建立，,抗利尿激素存在时，远曲小管和集合管对水的通透性增加，小管液从外髓集合管向内髓集合管流动时，由于渗透作用，水不断进入高渗的组织间液，使小管液不断被浓缩而变成高渗液，最后尿液的渗透浓度可高达1200mOsm/L，形成浓缩尿。,尿液的稀释是由于小管液中的溶质被重吸收而水不被重吸收造成的，这种情况主要发生在髓袢升支粗段。 髓袢升支粗段能主动重吸收NaCl，对水不通透，故水不被重吸收，造成髓袢升支粗段小管液为低渗液。在体内水过多而抗利尿激素释放被抑制时，远曲小管和集合管对水的通透性非常低，因此，髓袢升支粗段的小管液流经远曲小管和集合管时，NaCl被继续重吸收，而水被少量重吸收，故小管液渗透浓度进一步下降，可降低至50mOsm/L，形成低渗尿，造成尿液的稀释。,总结 外髓部的渗透压是髓袢升支粗段对 NaCl 的主动重吸收形成的； 内髓部的渗透压是对尿素和NaCl 的重吸收形成的； 抗利尿激素控制水的重吸量； 直小血管维持髓质渗透压梯度,第四节 尿生成的调节 机体对尿生成的调节是通过对滤过和重吸收、 分泌的调节来实现的。 ,抗利尿激素（ADH）,由下丘脑视上核和室旁核的神经内分泌细胞合成，经下丘脑垂体运输至神经垂体贮存，并由此释放入血。 抗利尿激素主要通过提高远曲小管和集合管上皮细胞对水的通透性，增加水的重吸收而发挥抗利尿作用。 ADH 分泌的调节： ADH释放的有效刺激是血浆渗透压增高和循环血量减少。,抗利尿激素释放的调节:,(1)血浆晶体渗透压 血浆晶体渗透压是生理情况下调节抗利尿激素释放的重要因素。 下丘脑视上核和室旁核及其周围区域存在渗透压感受器，这些细胞对血浆晶体渗透压、尤其是对NaCl浓度的改变非常敏感。当血浆晶体渗透压升高，兴奋渗透压感受器，使视上核和室旁核细胞分泌、神经垂体释放的抗利尿激素增加。 大量出汗、严重的呕吐或腹泻时，失水多于失钠，使血浆晶体渗透压升高，对渗透压感受器的刺激作用增强，ADH释放量增多，使肾脏对水的重吸收量增加，尿量因而减少结果是使体内水分也相应增多，从而使血浆晶体渗透压回降。,抗利尿激素释放的调节:,相反，大量饮清水使血浆晶体渗透压降低，上述刺激作用减弱，抗利尿激素分泌和释放减少甚至停止，远曲小管和集合管对水的重吸收减少，尿液稀释，尿量增多，以排出体内过剩的水分，使血浆晶体渗透压回升。这种由于一次性的大量饮清水，反射性地使抗利尿激素分泌和释放减少而引起尿量明显增多的现象，称为水利尿。临床上常用它来检测肾的稀释能力。,大量饮用清水使尿量增多的现象称为水利尿。 正常人一次饮用1000ml清水后，约半小时尿量开始增多，1小时达高峰，2-3小时后尿量恢复至原来水平。饮用生理盐水则无明显的利尿现象。,循环血量的改变,循环血量的变化，可作用于左心房和胸腔大静脉中的容量感受器，经迷走神经传入中枢，反射性地调节ADH的释放。 当循环血量增多时，对容量感受器的刺激增强，迷走神经传入冲动增多，导致ADH释放量减少，即利尿，排出过多的水分，使循环血量回降； 反之，循环血量减少时，对容量感受器刺激减弱，迷走神经传入冲动减少，ADH释放量增多，水的重吸收量增加，有利于循环血量的恢复。 可见，通过ADH释放量的变化，又可使循环血量维持相对恒定。,病理情况下，如下丘脑病变累及视上核和室旁核或下丘脑垂体束时，ADH的合成和释放发生障碍，使尿量明显增加(每日可达10升以上)，称为尿崩症。,视上核和室旁核,例：大量出汗,下丘脑渗透压感受器+,远曲小管和集合管水通透性 ,水的重吸收 ,尿量 ,血浆晶体渗透压,(2) BP,压力感受器(-),ADH ,(3) 血流量,容量感受器(-),ADH 分泌的调节,二、醛固酮的作用,醛固酮由肾上腺皮质球状带合成和分泌。 醛固酮的主要作用是促进远曲小管和集合管对Na+的主动重吸收，同时促进K+的排出，即有保Na+排K+的作用。当然，在保Na+的同时，使Cl-和水的重吸收量也增加，细胞外液量增加。,醛固酮的分泌调节：,肾素-血管紧张素系统 血K+ 浓度升高和（或）血Na+ 浓度降低,血管紧张素原,血管紧张素 I,血管紧张素 II,血管紧张素 III,肾素,BP 血量 ,球旁细胞,(1)牵张 感受器(+),肾血流量,(3) 致密斑感受器(+),肾交感神经 (+),醛固酮,肾上腺皮质球状带,肾素-血管紧张素系统,肾素分泌的调节,肾内机制：1.当肾动脉灌注压降低时，入球小动脉血流量减少，对入球小动脉牵张感受器的刺激减弱，使肾素释放增加；2.当肾小球滤过率降低，滤过和流经致密斑的Na+量减少，刺激致密斑感受器，引起肾素释放增多。 神经机制：肾交感神经兴奋，可刺激肾素的释放。 体液机制：肾上腺素和去甲肾上腺素等可刺激肾素的释放；血管紧张素、血管升压素、心房钠尿肽、内皮素和NO等可抑制肾素的释放。,醛固酮的作用,血管紧张素 II,肾上腺皮质球状带,醛固酮 ,保钠. 排K. 保水.,血量 ,血 K+ , Na+ ,血K+ 浓度升高和（或）血Na+ 浓度降低,K+ 浓度升高和（或）血Na+ 浓度降低，均可直接刺激醛固酮的合成和分泌增加；反之，则使醛固酮分泌减少。,肾交感神经的作用,肾交感神经兴奋可通过三方面作用影响尿的生成。 通过肾血管平滑肌的肾上腺素能受体，引起入、出球小动脉收缩（以入球小动脉为主），肾小球毛细血管血浆流量减少，肾小球滤过率降低； 通过激活肾上腺素能受体，使球旁细胞释放肾素，导致血液循环中血管紧张素和醛固酮浓度增加，使肾小管对NaCl和水的重吸收增多； 可直接刺激近端小管和髓袢对NaCl、水的重吸收。,第五节 尿液及其排放 一、尿液的化学组成和理化特性 (一)正常尿液的