(精品)第8章尿的生成和排出.ppt
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1、 第七章第七章 肾脏生理肾脏生理 第一节肾的功能解剖和肾血流量第一节肾的功能解剖和肾血流量 第二节第二节 尿的生成尿的生成 第三节第三节 肾小管和集合管的转运肾小管和集合管的转运 第四节尿生成的调节第四节尿生成的调节 第五节第五节 尿液的浓缩和稀释尿液的浓缩和稀释 第六节第六节 尿的排放尿的排放概述概述 排泄:是指机体通过某些器官把体内排泄:是指机体通过某些器官把体内的代谢产物、多余的水分、无机物和进入的代谢产物、多余的水分、无机物和进入机体的异物等排出的生理过程。机体的异物等排出的生理过程。排泄途径排泄途径:肾脏为主,呼吸器官、皮肾脏为主,呼吸器官、皮肤(汗腺)以及消化道亦有排泄功能。肤(汗
2、腺)以及消化道亦有排泄功能。第一节第一节 肾的功能解剖和肾血流量肾的功能解剖和肾血流量一、肾脏的功能一、肾脏的功能 尿的生成与排出由肾脏完成,包尿的生成与排出由肾脏完成,包括肾小球滤过、肾小管和集合管的重括肾小球滤过、肾小管和集合管的重吸收及分泌三过程。肾脏通过泌尿过吸收及分泌三过程。肾脏通过泌尿过程排泄大量代谢终产物。程排泄大量代谢终产物。肾脏是机体最肾脏是机体最重要的排泄器官,重要的排泄器官,也是维持内环境相也是维持内环境相对稳定的最重要器对稳定的最重要器官之一,因为,通官之一,因为,通过泌尿,肾脏可以:过泌尿,肾脏可以:肾脏的功能主要是:肾脏的功能主要是:1 1、排出机体的大部分代谢终产
3、物以及、排出机体的大部分代谢终产物以及进入体内的异物;进入体内的异物;2 2、维持内环境自稳态、维持内环境自稳态(1 1)调节细胞外液量和渗透压;调节细胞外液量和渗透压;(2 2)保留体液中的重要电解质,排出)保留体液中的重要电解质,排出氢,维持酸碱平衡。氢,维持酸碱平衡。3 3、内分泌功能:、内分泌功能:可产生多种生物活性物质,如肾可产生多种生物活性物质,如肾素、促红细胞生成素、前列腺素及羟素、促红细胞生成素、前列腺素及羟化化VitDVitD3 3等,可参与血压调节、红细胞等,可参与血压调节、红细胞生成和骨骼发育等过程。生成和骨骼发育等过程。二、尿的组成和理化特性水水9597%v尿尿 电解质
4、电解质溶质溶质35%非蛋白氮:尿素、肌酐、尿酸、氨非蛋白氮:尿素、肌酐、尿酸、氨尿量:尿量:1000-2000ml/日,平均日,平均1500ml多尿:多尿:2500,少尿:,少尿:100-500,无尿:,无尿:100ml尿液比重:尿液比重:1.011.025尿液尿液PH:5.07.0三、肾脏的结构三、肾脏的结构(一)(一)肾单位和集合管肾单位和集合管皮质肾单位和近髓肾单位皮质肾单位和近髓肾单位 皮质肾单位皮质肾单位:主要分布于外皮质层和中皮质层。主要分布于外皮质层和中皮质层。占肾单位总数的占肾单位总数的85%-90%85%-90%。肾小球体积较小;入球肾小球体积较小;入球小动脉与出球小动脉口径
5、为小动脉与出球小动脉口径为2 2:1 1。出球小动脉进一。出球小动脉进一步再分为毛细血管后,几乎全部分布于皮质部分的步再分为毛细血管后,几乎全部分布于皮质部分的肾小管周围。这类肾单位的髓袢甚短,只达外髓质肾小管周围。这类肾单位的髓袢甚短,只达外髓质层,有的甚至不到髓质。层,有的甚至不到髓质。近髓肾单位:分布于靠近髓质的内皮质层,占近髓肾单位:分布于靠近髓质的内皮质层,占肾单位的肾单位的10%-15%10%-15%。肾小球体积较大;其髓袢甚长,。肾小球体积较大;其髓袢甚长,可深入到内髓质层,有的甚至到达乳头部。出球小可深入到内髓质层,有的甚至到达乳头部。出球小动脉不仅形成缠绕邻近的近曲小管或远曲
6、小管的网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状毛细血管,而且还形成细而长的U U字形直小血管,字形直小血管,在尿的浓缩与稀释过程中起着重要作用。在尿的浓缩与稀释过程中起着重要作用。(二)肾小球(二)肾小球旁器旁器1、球旁细胞、球旁细胞分泌肾素分泌肾素2、致密斑、致密斑钠感受器钠感受器3、球外系膜细胞、球外系膜细胞(间质细胞)不明(间质细胞)不明(三)(三)肾的神经调节肾的神经调节 肾交感神经(胸肾交感神经(胸12-腰腰2脊髓节段)脊髓节段)腹腹腔神经节腔神经节 NE 肾动脉(尤其是入、出肾动脉(尤其是入、出球小动脉的平滑肌)球小动脉的平滑肌)肾小管和球旁细
7、胞肾小管和球旁细胞 调节肾血流量、调节肾血流量、肾小球滤过率肾小管的重吸收和肾素释放。肾小球滤过率肾小管的重吸收和肾素释放。肾的各种感受器肾的各种感受器 肾神经肾神经 脊脊 髓髓 中枢中枢 调节血压和水盐平衡。调节血压和水盐平衡。肾至今未发现副交感神经支配。肾至今未发现副交感神经支配。四、肾脏血液循环特点四、肾脏血液循环特点(一)肾的血液供应(一)肾的血液供应腹主动脉腹主动脉 肾动脉肾动脉 叶间动脉叶间动脉 弓形动脉弓形动脉 小叶间动脉小叶间动脉 入球动脉入球动脉 肾小球毛细血管肾小球毛细血管网网 出球小动脉出球小动脉 肾周毛细血管网肾周毛细血管网 小小叶间静脉叶间静脉 弓形静脉弓形静脉 叶间
8、静脉叶间静脉 肾肾静脉静脉 肾小球毛细血管网血压较高,有利于肾肾小球毛细血管网血压较高,有利于肾小球的滤过。小球的滤过。肾周毛细血管网血压较低,可促进肾小肾周毛细血管网血压较低,可促进肾小管的重吸收。管的重吸收。肾脏血流特点:血流量大肾脏血流特点:血流量大两套毛细血管网两套毛细血管网多种调节机制多种调节机制(二)肾血流量及其调节(二)肾血流量及其调节 肾的血供非常丰富,其中肾的血供非常丰富,其中94%94%供应供应肾皮质,故肾血流量常指肾皮质血流肾皮质,故肾血流量常指肾皮质血流量。量。1、肾血流量的自身调节、肾血流量的自身调节 肾血流量的自身调节表现为动脉血压在一定肾血流量的自身调节表现为动脉
9、血压在一定范围内变动时,肾血流量仍保持相对恒定。范围内变动时,肾血流量仍保持相对恒定。自身调节的机制:自身调节的机制:肌源学说肌源学说 管管-球反馈:指小管液流量变化影响肾血球反馈:指小管液流量变化影响肾血流量和肾小球滤过率的现象。流量和肾小球滤过率的现象。2、肾血流量的神经体液调节、肾血流量的神经体液调节 神经调节神经调节 肾交感神经肾交感神经 肾血管收缩肾血管收缩 肾血流量肾血流量 体液因素体液因素 Ad、NE、AVP/ADH、血管紧张素血管紧张素、内皮素、内皮素 肾肾 血管收缩血管收缩 肾血流量肾血流量 ;NO、PG、Ach、ANP 舒张肾血管舒张肾血管 肾血流量肾血流量。肾小球滤过是指
10、当血肾小球滤过是指当血液流经肾小球毛细血管液流经肾小球毛细血管时,血液中的水分和小时,血液中的水分和小分子溶质透过肾小球滤分子溶质透过肾小球滤过膜而进入肾小囊腔形过膜而进入肾小囊腔形成肾小球滤液(即原尿)成肾小球滤液(即原尿)的过程。的过程。第二节第二节 肾小球的滤过功能肾小球的滤过功能 微穿刺实验证明,肾小球滤过液就微穿刺实验证明,肾小球滤过液就是血浆的超滤液。是血浆的超滤液。肾小球滤过率(肾小球滤过率(GFRGFR):):指单位时间指单位时间内(每分钟)两肾生成的超滤液量。内(每分钟)两肾生成的超滤液量。正常成人为正常成人为125125ml/minml/min。滤过分数:是指肾小球滤过率与
11、肾血浆流量的滤过分数:是指肾小球滤过率与肾血浆流量的比值比值 正常值约为正常值约为125/660100%=19%;125/660100%=19%;表明流经肾的约有表明流经肾的约有1/51/5由肾小球滤出而形成原由肾小球滤出而形成原尿。尿。GFR=Kf PUF Kf:滤过系数,即滤过膜的面积及其通透性的状态;滤过系数,即滤过膜的面积及其通透性的状态;PUF:有效滤过压。有效滤过压。一:滤过的结构基础一:滤过的结构基础滤过膜滤过膜1 1、滤过膜的组成、滤过膜的组成 滤过膜是指肾小球毛细血管内的血液滤过膜是指肾小球毛细血管内的血液与肾小囊中超滤液之间的隔膜。与肾小囊中超滤液之间的隔膜。三层结构:三层
12、结构:内层是毛细血管的内皮细胞。内层是毛细血管的内皮细胞。上面有许多直径上面有许多直径50-10050-100nmnm的窗孔,可的窗孔,可防血细胞通过。防血细胞通过。中间层是非细胞的基膜层,是滤过膜中间层是非细胞的基膜层,是滤过膜的主要屏障。的主要屏障。基膜层是由水合凝胶构成的微纤维基膜层是由水合凝胶构成的微纤维网结构,有许多网结构,有许多 4-8 4-8nmnm的多角形网孔,可决定通过基的多角形网孔,可决定通过基膜的分子大小,膜的分子大小,大分子的蛋白质很难通过基膜。大分子的蛋白质很难通过基膜。外层是肾小囊的上皮细胞。外层是肾小囊的上皮细胞。上皮细胞具有足突,足突间有小的裂上皮细胞具有足突,
13、足突间有小的裂隙,裂隙上有滤过裂隙膜,膜上有直径隙,裂隙上有滤过裂隙膜,膜上有直径4-144-14nmnm的孔,是滤过的最后一道屏障。的孔,是滤过的最后一道屏障。2 2、滤过膜的通透性、滤过膜的通透性 是指物质通过滤过膜的能力大小。是指物质通过滤过膜的能力大小。影响因素影响因素 1 1、溶质的分子大小、溶质的分子大小 一般来讲,有效半径小于一般来讲,有效半径小于2 2nmnm的中性物的中性物质可以自由滤过;有效半径大于质可以自由滤过;有效半径大于4.24.2nmnm的大的大分子物质则不能滤过;有效半径在分子物质则不能滤过;有效半径在2.0-2.0-4.24.2nmnm之间的各种物质分子,随着有
14、效半径之间的各种物质分子,随着有效半径的增加,它们被滤过的量逐渐降低。的增加,它们被滤过的量逐渐降低。2 2、溶质的带电情况、溶质的带电情况 滤过膜各层均含有许多带负电荷的物质滤过膜各层均含有许多带负电荷的物质(主要是糖蛋白),由于同性电荷相斥作用,(主要是糖蛋白),由于同性电荷相斥作用,可限制带负电的分子(如血浆白蛋白)的滤可限制带负电的分子(如血浆白蛋白)的滤过,促进正电荷分子滤过。过,促进正电荷分子滤过。3 3、滤过面积:、滤过面积:成人两肾总的滤过面积约为成人两肾总的滤过面积约为1.51.5。正常情况下,两肾全部肾小球都起滤正常情况下,两肾全部肾小球都起滤过作用,滤过过作用,滤过 面积
15、保持相对稳定;急性面积保持相对稳定;急性肾小球肾炎时,有效滤过面积下降,肾小球肾炎时,有效滤过面积下降,GFRGFR降低,结果出现少尿或无尿。降低,结果出现少尿或无尿。二、滤过的动力二、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-(血浆胶压(血浆胶压+肾肾小囊内压)小囊内压)微穿刺法测的大鼠肾小球有关压力值微穿刺法测的大鼠肾小球有关压力值(mmHg)mmHg)如下:如下:肾小球毛细血管血压肾小球毛细血管血压 血浆胶压血浆胶压 肾小囊内压肾小囊内压 有效滤过压有效滤过压入球端入球端 45 25 10 10出球端出球端 45 逐渐加大逐渐加大 10 逐渐下降逐渐下降 滤
16、过平衡:指有效滤过压为零时滤滤过平衡:指有效滤过压为零时滤过停止的状态。过停止的状态。有效滤过长度有效滤过长度/面积:指从入球小动面积:指从入球小动脉端到滤过平衡点的肾小球毛细血管脉端到滤过平衡点的肾小球毛细血管长度长度/面积。面积。动画动画 尿液滤过尿液滤过.swfswf三、影响肾小球滤过的因素三、影响肾小球滤过的因素(一)、滤过膜的面积和通透性(一)、滤过膜的面积和通透性 滤过膜的面积(见前述)滤过膜的面积(见前述)滤过膜的通透性的变化可致尿液性质出现异常。滤过膜的通透性的变化可致尿液性质出现异常。如肾脏疾病时,可因滤过膜的通透性增加,使正如肾脏疾病时,可因滤过膜的通透性增加,使正常常 不
17、能被滤过的大分子蛋白质甚至红细胞被滤出而不能被滤过的大分子蛋白质甚至红细胞被滤出而出出 现蛋白尿或血尿。现蛋白尿或血尿。(二)有效滤过压(二)有效滤过压1 1、肾小球毛细血管血压(、肾小球毛细血管血压(BpBpcapcap)BPBP在在80-18080-180mmHgmmHg范围内时,范围内时,BpBpcapcap相对稳定,相对稳定,GFRGFR基本不变。基本不变。BPBP80mmHg80mmHg时,时,BpBpcapcap下降,下降,GFRGFR BPBP40-50mmHg40-50mmHg时,时,GFR=0GFR=0,无尿。无尿。2 2、囊内压、囊内压 正常时比较稳定正常时比较稳定 结石、
18、肿瘤压迫等结石、肿瘤压迫等 输尿管阻塞输尿管阻塞 肾盂内压肾盂内压 囊内压囊内压 有效滤过压有效滤过压 GFR GFR 3 3、血浆胶体渗透压、血浆胶体渗透压 正常时变动不大;正常时变动不大;营养不良、实验中快速注射营养不良、实验中快速注射NS NS 血浆蛋白浓度血浆蛋白浓度 血浆胶压血浆胶压 有效滤有效滤过压过压 GFRGFR(三)肾血浆流量三)肾血浆流量 肾血浆流量对肾血浆流量对GFR有很大影响,主要影响滤过平有很大影响,主要影响滤过平 衡点的位置。衡点的位置。肾血浆流量肾血浆流量 血浆胶压上升速度慢血浆胶压上升速度慢 滤过平衡滤过平衡 靠出球端靠出球端 有效滤过长度有效滤过长度 GFR
19、;反之,反之,GFR 严重缺氧等严重缺氧等 交感神经交感神经 肾血浆流量肾血浆流量 GFR 尿量尿量 第三节第三节 肾小管和集合管肾小管和集合管 的转运功能的转运功能 肾小球滤过生成的滤过液进入肾小管肾小球滤过生成的滤过液进入肾小管后称为小管液后称为小管液 小管液中小管液中99%99%的水、的水、100%100%的的G G及不同及不同量的钠、尿素等被重吸收;肌酐、尿量的钠、尿素等被重吸收;肌酐、尿酸、钾等被分泌入小管腔。酸、钾等被分泌入小管腔。重吸收:指物质从肾小管液中转运至重吸收:指物质从肾小管液中转运至血液中。血液中。分泌:上皮细胞将本身产生的物质分泌:上皮细胞将本身产生的物质或血液中的物
20、质转运至肾小管腔内。或血液中的物质转运至肾小管腔内。转运方式:被动转运,主动转运(原转运方式:被动转运,主动转运(原发性、继发性)发性、继发性)一、近端小管中的物质转运一、近端小管中的物质转运 近端小管重吸收近端小管重吸收67%67%的的NaNa+、ClCl-、K K+、H H2 2O O;85%85%的的HCOHCO3 3-;100%G100%G、AAAA;同时分同时分泌泌H H+入肾小管。入肾小管。重吸收的关键动力是上皮细胞基侧重吸收的关键动力是上皮细胞基侧膜上的膜上的NaNa+泵。泵。(一)(一)NaNa+、ClCl-和和H H2 2O O的重吸收的重吸收 近端小管前半段,近端小管前半段
21、,NaNa+主要与主要与HCOHCO3 3-、G G、AAAA一起被重吸收,以跨上皮细胞主动一起被重吸收,以跨上皮细胞主动重吸收为主;并与重吸收为主;并与H H+分泌相耦联,吸分泌相耦联,吸收量占总量的收量占总量的2/32/3。近端小管后半段,近端小管后半段,NaNa+主要与主要与ClCl-一一起被重吸收,以细胞旁路被动重吸收起被重吸收,以细胞旁路被动重吸收为主,吸收量占总量的为主,吸收量占总量的1/31/3。水是靠渗水是靠渗透作用进行透作用进行被动重吸收被动重吸收的。的。(二)(二)HCOHCO3 3-的重吸收和的重吸收和H H+的分泌的分泌 HCOHCO3 3-的重吸收与的重吸收与NaNa
22、+-H-H+交换密切相交换密切相关(见下图)关(见下图)肾小管重吸收肾小管重吸收HCOHCO3 3-是以的形式进是以的形式进行,速度大于行,速度大于 ClCl-的转运速度;因的转运速度;因此此HCOHCO3 3-的重吸收率明显大于的重吸收率明显大于ClCl-的重的重吸收率。吸收率。乙酰唑胺可抑制乙酰唑胺可抑制CACA活性,使活性,使NaNa+-H-H+交换减少,交换减少,NaNa+、HCOHCO3 3-重吸收减少,重吸收减少,NaHCONaHCO3 3、NaClNaCl和水的排出增多,引起和水的排出增多,引起利尿。利尿。(三)三)K K+的重吸收的重吸收 小管液中小管液中67%67%K K+被
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