第八章 尿的生成和排出尿生成的过程

肾小球滤过 filtration

肾小管重吸收 reabsorption

肾小管分泌 secretion

尿的排出 excretion

肾脏的功能*排泄代谢产物和摄入体内的异物*调节体内水和电解质的平衡*调节酸碱平衡*调节动脉血压*肾脏的内分泌功能*糖原异生作用

肌体的排泄途径

第一节 肾脏的功能解剖

一、肾单位一）、肾单位的组成和功能

二）近髓肾单位和皮质肾单位皮质肾单位 近髓肾单位

肾单位数量 多 85%~90% 少肾小球分布 皮质外 1/3~2/3 皮质内 1/3

出球小动脉 特点

一支 , 分布于远端和近端肾小管周围

一支同前一支 U 形直小血管

髓襻长度 短 ( 到外髓） 长（进内髓）球旁器 有 无肾素颗粒 多 少交感神经 入球小动脉 出球小动脉血流量 多 90% 少功能特点 原尿的形成和肾素分泌 尿的浓缩和稀释

三）滤过膜的结构

Endothelial cellBasement membrane

podocyte

滤过屏障 filtration barrrier

滤过系数： filtration coefficient

•通透性•滤过面积

分子大小分子所带的电荷

二、集合管皮质集合管外髓部集合管内髓部集合管

三、近球小体 juxtaglomerular apparatus

组成

管球反馈tubulo-glomerular feedback

四、肾的神经支配

交感神经

入球小动脉

出球小动脉

肾小管

颗粒细胞（近球细胞）

肾素分泌

重吸收

肾血流量和滤过率 滤过

一）从中枢到肾的传出神经

二）肾的传入神经

机械刺激化学刺激

传入纤维 神经中枢

肾 - 肾反射 renorenal reflex

第二节 肾脏功能的研究方法一、肾清除率的测定一）肾清除率的定义

Cx= UxPx *V

Cx: 物质 x 的清除率Ux ：物质 x 在尿液中的浓度Px ：物质 x 在血浆中的浓度V ： 尿量

二）用肾清除率测定肾小球滤过率

条件：不与血浆蛋白结合 , 能自由滤过肾小球在肾小管中不被合成和分解在肾小管中不被重吸收和分泌

在体内不能生成 , 不被破坏 , 无生理功能能准确测定其血浆浓度和尿浓度

标准物－－菊糖 inulin

Glomerular filtration rate, GFR

三）用肾清除率方法测定肾血浆流量 和推算肾血流量条件：一次循环，把血浆中的某种物质清除 即只有滤过和分泌，没有重吸收

标准物 -- 对氨基马尿酸 PAH

肾血浆流量 renal plasma flow, RPF

=CPAH

肾血流量 renal blood flow, RBF

=CPAH/(1- 红细胞比容）

四）用清除率方法推测肾小管功能CX>CIn

CX<CIn

净分泌净重吸收

五）自由水清除率 free water clearance

无溶质水自由水清除率的意义自由水清除率的计算CH20=V-COSM

COSM=UOSM*V/POSM

二、微穿刺和微灌注技术

微穿刺 -- 收集肾小管内液体， 测定小管液流量和物质成分 比较不同段小管液成分的差异

微灌注 -- 判断某段肾小管的物质转运功能

三、细胞内微电极记录四、膜片箝五、分子生物学技术

第三节 肾小球的滤过功能超滤肾小球滤过率 glomerular filtration rate, GFR

正常值 125ml/min, 180L/day

滤过分数 filtration fraction, FF

=----------------------------肾小球滤过率 (GFR)肾血浆流量 (RPF)

正常值 15~20%

一、决定肾小球滤过的因素

一）有效滤过压 effective filtration pressure

1. 跨毛细血管静水压差毛细血管血压肾小囊内压

2. 跨毛细血管胶体渗透压差毛细血管血浆胶体渗透压肾小囊内液体的胶体渗透压 =0

有效滤过压 =毛细血管血压 - 肾小囊内压 - 血浆胶体渗透压

毛细血管血压 -肾小囊内压

肾血浆流量增大

滤过平衡

二）滤过系数 filtration coefficient, Kf

滤过膜的通透性滤过膜的面积

三）各种因素的改变对肾小球滤过率的影响GFR= 滤过系数 * 有效滤过压

1. 肾小球血浆流量2. 滤过系数3. 有效滤过压

肾小球血 浆流量

影响因素 GFR

滤过系数 孔径负电荷

滤过面积有效滤过压 毛细血管血压

肾小囊内压血浆胶体渗透压

入球小动脉出球小动脉

(<80mmHg)

蛋白尿血尿

收缩收缩 双向 , 先升后降

二、肾血流量和肾小球滤过率的自身调节

一）肌源性机制 myogenic mechanism

动脉压下降 , 循环血量减少

入球小动脉壁张力

血管平滑肌舒张

入球小动脉阻力 毛细血管血压

肾小球血流量维持相对恒定GFR 维持稳定

二）管球反馈 tubulo-glomerular feedback, TGF

肾小管中 Na,Cl,K

致密斑系膜细胞收缩 入球小动脉收缩

出球小动脉收缩

滤过面积下降 血流量下降毛细血管血压下降

滤过下降

三、肾血流量和肾小球滤过率 的神经体液调节一）神经调节

入球小动脉

出球小动脉肾血流量和滤过率 滤过交感神经

二）体液调节

1. 血管紧张素 II angiotensin II

ANG II低浓度

出球小动脉

GFR 变化不显著

ANG II高浓度

入球小动脉

GFR下降

2. 前列腺素

前列腺素 E2前列环素

小动脉舒张

系膜细胞收缩RBF 增加Kf下降

3.NO

4. 内皮素 endothelin

5.缓激肽 bradykinin

6.心房钠尿肽 ANP

入球和出球小动脉舒张

入球和出球小动脉收缩

舒血管，刺激 NO 和前列腺素生成

入球小动脉舒张出球小动脉收缩系膜细胞舒张

GFR 增加

第四节 肾小管和集合管 的物质转运功能

肾小球滤过

肾小管重吸收分泌

尿的排出

重吸收 reabsorption

分泌 reabsorption

排出量 = 滤过 + 分泌 - 重吸收

一、肾小管和集合管的物质转运方式一）被动转运 passive transport

扩散 diffusion

渗透 osmosis

易化扩散 facilitated diffusion

溶剂拖拽 solvent drag

单一转运 uniport

二）主动转运 active transport

钠 -钾 -ATP酶 sodium pump

氢泵 H-ATPase, proton pump

钙泵 Ca-ATPase

钠 -葡萄糖同向转运体 sodium glucose contransporter

钠 - 氨基酸同向转运体 sodium glucose contransporter

钠 -氢逆向转运钠 -钾逆向转运

继发性主动转运同向转运逆向转运

联合转运 =

三）物质通过肾小管上皮细胞转运的途径1. 形态结构

•上皮细胞间 ----紧密连接 tight junction

•上皮细胞顶端膜 --刷状缘

brush board 转运体

基底侧膜basolateral membrane

钠泵

2. 转运途径跨细胞转运途径 transcellular transport

细胞旁转运途径 paracellular transport

二、肾小管集合管中物质的转运一） Na ， Cl 和水的重吸收

1. 近球小管的重吸收

吸收的量 --70%吸收途径 -- 跨细胞转运 2/3

细胞旁途径 1/3

1 ）钠和氯的重吸收

近球小管前段：

联合转运 钠泵

单一转运

近球小管后段：

联合转运

细胞旁途径

2 ）水的重吸收吸收动力：

吸收途径：渗透压 ---Na,Cl建立

跨细胞途径细胞旁途径 水通道（ AQP-1 ）

吸收的意义：溶质拖拽

2. 髓襻的重吸收（ 20% 的 NaCl ）

髓襻

升支

降支

粗段

粗段

细段

细段

---Na,K,Cl等离子 对水不通透

--- 对水通透 渗透，水通道

襻利尿剂 ---速尿

3. 远球小管和集合管

噻嗪类利尿剂

吸收的量可变•远球小管起始段：

Na-Cl 同向转运

对水不通透

•远球小管后段和集合管：

主细胞 -- 重吸收 Na分泌 K

闰细胞 -- 分泌 H

基底侧膜 AQP3,4 -- 水进入细胞间隙顶端膜 AQP2 -- 水进入细胞

受 ADH 调控

二）钾的重吸收和分泌

重吸收：近球小管： 70%髓襻： 20%

分泌：远球小管和集合管

主细胞顶端膜的钾通道

三）钙的重吸收重吸收：

近球小管： 70%

髓襻： 20%

远球小管： 9%

跨细胞途径 1/5

细胞旁途径 4/5

钙通道

溶剂拖拽

电位差浓度差

升支粗段，细胞旁途径

跨细胞途径 钙通道

四） HCO3 和 H 的转运意义：维持酸碱平衡参与的机制：HCO3 的重吸收

H 的分泌NH4 的分泌

1.HCO3 的重吸收和 H 的分泌HCO3 的重吸收 近球小管 --80%

髓襻升支 --15%远球小管，集合管

HCO3 在肾中的生成

1) 近球小管

carbonic anhydrase

HCO3 重吸收的机制

H 的分泌：Na-H逆向转运质子泵 --氢泵

顶端膜

2 ）髓襻 -- 升支粗段顶端膜： Na-H逆向转运基底侧膜： Na-HCO3 同向转运

钠泵

3 ）远球小管和集合管

2.NH3 的分泌与 H 、 HCO3 转运的关系

小管液中：

H +

HCO3

HPO4

NH3

H2CO3

H2PO4

NH4

H2O+CO2-

-2-+

+

谷氨酰胺 谷氨酸根 +NH4

酮戊二酸 +NH4

2HCO3-

+

+

五）葡萄糖和氨基酸的重吸收1.葡萄糖的重吸收•重吸收部位 --- 近球小管•重吸收极限 --- 肾糖阈 renal threshold for glucose

静脉血中葡萄糖浓度 180mg/dL•产生肾糖阈的原因

钠依赖性葡萄糖转运体sodium-dependent glucose transporter, SGLT

•重吸收机制

SGLT2

GLUT2

2. 氨基酸的重吸收

第五节 尿液的稀释和浓缩

近球小管 ---- 小管液与血浆等渗髓襻升支粗段 ---- 水和溶质分开处理

一、髓襻对小管液中水和溶质的重吸收

髓襻降支细段髓襻升支细段

H2O

H2O

NaCl 髓襻升支粗段尿素

H2O

NaCl

尿素

NaCl

尿素

二、尿液的稀释

部位：机制：

远球小管、集合管抗利尿激素 antidiuretic hormone

血管加压素 vasopressin

* 水利尿 water diuresis

三、尿液的浓缩一）肾髓质渗透浓度梯度的形成

髓襻、远球小管和集合管对水和溶质的通透性小管段

髓

襻

降支细段升支细段升支粗段

NaCl 水尿素 备注

远球小管

集合管

皮质

髓质

不通透

不通透主动吸收

通透不通透 通透

不通透中等通透不通透 不通透

不通透主动吸收

不通透 不通透

不通透主动吸收

不通透 不通透

不通透主动吸收

通透 不通透

VP

VP

VP

等渗液

低渗液

（ 1 ）

（ 2 ）（ 3 ）

尿素再循环

（ 4 ）

直小血管的作用维持内髓部的高渗 带走多余水和溶质

二）尿液浓缩的过程

第六节 尿生成的调节一、肾内自身调节一）渗透性利尿 osmotic diuresis

肾小管中的溶质浓度二）球管平衡 glomerulotubular balance

定比重吸收 ---70%原因：管周毛细血管血浆胶体渗透压意义：

二、神经调节

入球小动脉出球小动脉

球旁细胞 肾小管

肾小球血流量 肾素

滤 过

血管紧张素 醛固酮

重吸收

( 近球小管 )

重吸收 Na 、水+

交感神经一）肾交感神经对肾脏的作用

二）肾交感神经参与的反射1.心肺感受器引起的反射

血容量

容量感受器 volume receptor

心血管中枢交感活动抑制

血压压力感受器

2. 肾 -- 肾反射 renorenal reflex

二、体液调节

一）肾素 - 血管紧张素 -醛固酮系统1. 肾素 (renin)

分泌的调节：

作用：来源： 球旁细胞 ( 近球细胞、颗粒细胞）

血管紧张素原 血管紧张素 I肾素

入球小动脉处的牵张感受器致密斑感受器

血压下降Na 量减少

交感神经兴奋前列腺素、肾上腺素、去甲肾上腺素

2. 血管紧张素血管紧张素原

血管紧张素 I

血管紧张素 II angiotensin II

血管紧张素 III

醛固酮aldosterone

肾素

血管紧张素转换酶

血管紧张素酶 A

血管紧张素生理作用•血管平滑肌

收缩血管 -- 出球小动脉、系膜细胞•肾小管

刺激近球小管对 Na 的重吸收•肾上腺

刺激醛固酮的合成和分泌•神经系统

刺激 ADH ， ACTH 的释放刺激交感神经活动加强引起渴觉和饮水行为 --补充血容量

3.醛固酮 aldosterone

生理作用：

来源：肾上腺皮质球状带

远曲小管和集合管保钠排钾

分泌调节：血管紧张素 II 、 III

低血钠、高血钾

二）激肽释放酶 -- 激肽系统肾小动脉舒张抑制集合管上皮对钠和水的重吸收

三）心房钠尿肽 atrial natriuretic peptide, ANP

分泌 ----心房肌调节 ---- 血容量增大，心房壁牵张

生理功能：•肾小球

入球小动脉舒张， GFR 增大•集合管

抑制顶端膜钠通道 ,抑制水钠重吸收•近球细胞

抑制肾素释放，而抑制 ANGII•肾上腺

抑制醛固酮分泌•脑

抑制 ADH 分泌

四）内皮素

分泌： 血管内皮分泌调节：血流对管壁的切应力

ANGII ，儿茶酚胺 释放NO ， ANP 抑制

功能：入球小动脉收缩RBF减小 ,GFR减小抑制集合管钠泵

刺激 ANP 释放

五）一氧化氮

分泌： 血管内皮分泌调节：血流对管壁的切应力功能：入球出球小动脉舒张

GFR 增大

六）血管升压素 vasopressin, VP

---抗利尿激素 antidiuretic hormone, ADH

•储存和分泌部位：神经垂体（垂体后叶）•合成部位：下丘脑视上核、室旁核

•生理功能：小剂量 ---抗利尿作用大剂量 --- 血管收缩

•作用机制：V1受体 ---- 血管平滑肌V2受体 ---- 肾脏集合管

•分泌调节：

血浆晶体渗透压

循环血量

动脉血压

渗透压感受器 （下丘脑）

容量感受器 （心房）

压力感受器（颈动脉窦）

体液渗透压

血容量

情绪、疼痛、应急

中枢

下丘脑

NaCl 水

血浆晶体 渗透压

垂体后叶

ADH

水重吸收

血浆中的水量

血浆容量

动脉血压

中心静脉压

容量感受器

压力感受器 饮水

七）儿茶酚胺 肾上腺素去甲肾上腺素

近球小管髓襻升支粗段

重吸收 水钠

多巴胺 近球小管 抑制重吸收 水钠

八）前列腺素 ---PGE2 ， PGI2

刺激物 ---NE ， ANGII

生理功能：

•抑制近球小管和髓襻升支粗段重吸收钠•抗 VP 的功能•刺激近球小体释放肾素

第七节 尿的排放一、膀胱和尿道的神经支配

二、膀胱容量和膀胱内压的关系

三、排尿反射 micturition reflex

四、神经系统损害引起的排尿异常

溢流性尿失禁

尿潴留