生理学泌尿系统

人体及动物生理学
第十三章 排泄
第十三章 排泄
第一节 概述
第二节 肾的结构
第三节 输尿管、膀胱和尿道 第四节 尿的生成过程 第五节 肾脏泌尿功能的调节 第六节 尿的浓缩和稀释 第七节 排尿
第一节 概 述
人体在新陈代谢过程中，不断地产生二氧化碳、 尿酸、尿素、水和无机盐等代谢终产物。人体内代 谢终产物排出体外的过程，叫做排泄。
4、原尿是超滤液
肾小体功能：形成滤液（原尿）
有孔内皮
滤过膜（滤过屏障） 基膜
足Leabharlann Baidu胞裂孔膜
滤过膜结构因素影响
分子量（小于69000）
电荷（正电荷）
(二)肾小管与集合管的重吸收
重吸收: 指小管上皮细胞将原尿中某些成分
重新摄回血液的过程。主要在近曲小管。
●重吸收的证据：
①比较下表原尿与终尿中成分的质和量可见： 蛋白质、葡萄糖原尿中有→终尿中无(=重吸收)；
（2）有效滤过压的变动
有效滤过压决定于肾小球毛细血管血压、 血浆胶体渗透压和囊内压，三者之中有一 个因素改变都会引起滤过压的变动。不过， 最经常变动的因素还是肾小球毛细血管的 血压。 肾小球毛细血管的血压 ，滤过量增加。 肾小球毛细血管的血压 ，滤过量减少。
（3）肾血流量的变动
肾血流量受自身调节与神经体液调节机 制的双重作用。在不同生理情况下（如 静息、体位变化、肌肉运动和情绪激动 等），可使肾血流量在不同水平上保持 相对恒定，但肾血流量的变化也能使肾 小球滤过率发生明显改变。
集合 小管
细段
毛细 血管
肾髓质
（三）肾小球旁器
由球旁细胞、致密斑 和球外系膜细胞（间 质细胞）组成。 主要分布在皮质肾单 位，位于肾小体三角 区。
致密斑
球旁细胞
球外系 膜细胞
球旁复合体模式图
1、球旁细胞：
球旁细胞是入球小动脉壁 中膜平滑肌分化成的肌上 皮细胞。 生理功能： 分泌肾素：体积甚大， 内含分泌颗粒，可分泌肾 素，与调节血压有关。 肾素分泌：受交感神 经纤维支配，当交感神经 兴奋时，可刺激肾素分泌。
②肾小囊：
◆是近球小管的盲端膨大凹陷
壁层
形成。分内外两层 ，内层紧 贴毛细血管壁，外层与肾小管 壁相连，两层之间的腔隙称囊 腔，与肾小管管腔相通。
◆电镜下的结构 壁层：单层扁平上皮 脏层：包在血管球外面,又称足细胞
脏层
初级突起 足 次级突起 细 裂孔 20—40nm 胞 裂孔膜（裂孔上的一层薄膜） 毛细血管内皮有孔，孔径50— 100nm
（3）滤过面积（
1.5m2 ）
人体两侧肾脏的肾单位总数达200万个，总 滤过面积约1.5m2，十分有利于滤过。
滤过膜——滤过屏障
滤液组成
水分子 阳离子 葡萄糖 小分子 阴离子 白蛋白 蛋白质
外层 中层
内层
机械屏障：由滤过膜的三层组织各种孔、裂构成 静电屏障：由各层含有带负电荷的糖蛋白构成。
2、有效滤过压——滤过的动力基础
（一）肾单位
肾单位：是肾脏结构和功能的基本单位。 每个肾脏约有80-120万个肾单位，每个肾 单位由肾小体和肾小管组成。 集合管不包括在肾单位内，但由于其在尿 液浓缩与稀释的过程中起着重要作用，故 可把集合管视为肾小管的终末部分。
1、肾单位结构
肾 肾小球 小 体 肾小囊
近端小管
近曲小管 袢降粗段
有效滤过压是肾小球滤过 的动力，取决于滤过力量 与抗滤过力量的差值。
有效滤过压由三种力组成，根 据三种力作用方向的不同，可 列出下式： 肾小球有效滤过压=肾小球毛细 血管血压-(血浆胶体渗透压+囊 内压)
2、有效滤过压——滤过的动力
有效滤过压=毛细血管压-（血浆胶体渗透压+囊内压）
入球端
有效滤过压
③远曲小管
较短。 迂曲盘绕在所属肾小体附近，与近曲小管 相邻。 管壁由立方形上皮细胞组成，管腔大而规 则。其末端与集合管相连。 是离子交换的重要部位。
肾皮质
（高倍）
刷毛缘
近曲小管有刷毛缘（是由微绒毛（电镜可见）组成）
近曲小管超微结构模式图
2、肾单位的种类
● 皮质肾单位 占90% （髓袢较短） ● 髓质肾单位 占10%
二、尿的生成过程
尿的生成分三个 连续环节： 1.肾小球的滤 过作用 2.肾小管和集 合管的重吸收作 用 3.肾小管和集 合管的分泌与排 泄作用
（一）肾小球的滤过作用
滤过三要素: 屏障 动力 阻力
肾小球的滤过作用
是指当血液流经肾小球毛细血管时， 血液中的水分和小分子溶质透过肾小球滤 过膜进入肾小囊腔内，形成肾小球滤液的 过程。
一、泌尿系统组成
泌尿系统组成 肾 输尿管 膀胱 尿道 是重要的排泄器官。
二、排泄的途径
人体的排泄器官及其排泄物
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 排 泄 器 官 排 泄 物 ─────────────────────── 肾 脏 水、尿素、肌酐、盐类、 药物、毒物、色素等 肺 脏 co2、水、挥发性药物等 皮肤及汗腺 水、盐类、少量尿素等 消 化 道 钙、镁、铁、磷等无机盐, 胆色素,毒物等 唾 液 腺 重金属、狂犬病毒等 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
②比较原尿与终 尿量： 原尿量 =125ml/min×60 ×24=180L/d 终尿量=1～2L/d (=重吸收)
血浆、原尿和终尿主要成分比较(g/L) 成 分 血浆 原尿 终尿 浓缩倍数 水 900 980 960 1.1 蛋白质 80 微量 0 葡萄糖 1 1 0 Na+ 3.3 3.3 3.5 1.1 Cl3.7 3.7 6.0 1.6 K+ 0.2 0.2 1.5 7.5 尿酸 0.02 0.02 0.5 25.0 尿素 0.3 0.3 20.0 67.0 肌酐 0.01 0.01 1.5 150.0 氨 0.001 0.001 0.4 400.0
滤过屏障（滤过膜）
位于血管球毛细血管腔 到肾小囊腔之间的结构。
组成（三层）：
有孔毛细血管内皮细胞 基膜 足细胞裂孔膜
足细胞是肾小囊脏层
（2）肾小管
位于肾小体 和集 合小管 之间。 肾小管平均长约 30～50mm，均由 单层上皮构成
肾小管
肾小管长而弯曲，分为三段：
①近端小管，包括近曲 小管和髓袢降支粗段， 前者与肾小囊相连。 ②髓袢细段，分降支和 升支两部分。 ③远端小管，包括髓袢 升支粗段和远曲小管， 其远端与集合管相连。
三、肾脏功能
(一)泌尿: ①排泄; ②调节水、电解质和酸碱平衡。 (二)内分泌: ①肾素; ②促红细胞生成素; ③前列腺素等。
第二节
肾的结构
一、肾的形态、位置和结构 二、肾的组织结构 三、肾的血循环及特点
一、肾的形态、位置和结构
1.肾的位置
肾位于腹后壁、 脊柱两侧，长轴向外 下倾斜，呈“八”字 型布置。左右肾高度 不同，其上、下端和 后方与椎骨、肋骨关 系重要，前方与部分 腹腔器官相毗邻。
◆在生理情况下，肾小球滤过膜的面积与通透 性都是比较稳定。 ◆当肾疾病引起滤过膜面积和通透性发生改变 时，肾小球滤过率也将发生显著变化。例如：
①肾小球炎症，滤过膜通透性增加，肾小 球滤过率增加，可出现蛋白尿，甚至血尿。
②急性肾小球肾炎，可使滤过膜面积减少， 肾小球滤过率下降，造成少尿甚至无尿及水肿。
肾 袢降细段 小 髓袢细端 袢升细段 管 袢升粗段
远端小管
远曲小管
肾小囊
肾单位
入球小动脉 出球小动脉 肾单位 肾 单 位 肾小管 肾小体 肾小球 肾小囊 分布在皮 质和髓质 肾小管 分布在 皮质
肾小球
（1）肾小体
球形，直径约150— 250微米，大小不等。 两个极，血管极和尿 极。 由中央部的肾小球和 包绕其外的肾小囊组 成。
内皮（有孔） 基膜（融合） 内皮细胞 裂孔膜（足细胞）
●血尿屏障
厚0.1 μm
分子量小于69000的 物质可以通过。
（2）滤过膜的通透性
①机械屏障：指由滤过膜三层结构上孔道所构 成的屏障。小分子的物质易通过（分子量小于
69000）。
②电荷屏障：滤过膜三层结构的表面都覆盖有 一层带负电荷的唾液蛋白，这就使带负电荷的 物质不易通过，而带正电荷的物质较易通过。
系膜细胞
三、肾的血液循环及特点
入球小动脉
1、肾的血液循环
肾动脉 叶间动脉 弓状动 脉 小叶间动脉 入球小动脉 弓状动脉 肾小球毛细血管网 出球小动脉 球后毛细血管网 小叶间静脉 弓形静脉 叶间静脉 肾静脉 体循环
小叶间动脉
叶间动脉
肾动脉直接起自于腹主 动脉，所以血流量很大。
肾动脉
2、肾血液循环特点
（髓袢则较长）
两种肾单位比较
皮质肾单位 数 量 体 积 A口径 袢长度 A出后的 毛细血管 肾素含量 多(85-90%) 较小 A入∶ A出＝ 2∶1 短 分布于皮质部 的肾小管周围 多 近髓肾单位 少(10-15%) 较大 A入≤ A出 长 还形成U形 的直小血管 少
（二）集合管与乳头管
许多肾单位的远曲小管 在皮质内陆续汇集到集 合管。 集合管为一直管，从皮 质直行通过髓质。 管壁由立方或柱状上皮 构成。现认为集合管亦 有与远曲小管同样具有 重吸收和分泌的功能。 许多集合管汇入乳头管， 然后通到肾小盏。
滤过的实验证据:
肾小囊微穿刺 抽取液体分析发现 , 除蛋白质外，所含的 成分及其浓度与血浆 基本一致 , 而且渗透 压和pH值也与血浆近 似。
原尿 = 血浆的超 滤液。
1、滤过的结构基础——滤过膜
（1）滤过膜的结构组成 （2）滤过膜的通透性 （3）滤过面积
（1）滤过膜的 结构组成
足细胞
基膜
裂孔膜
肾小体的结构
入球小 动脉
出球小动脉
壁层
脏层
尿极
① 肾小球
肾小球是由入球小动脉反复
分支形成的一团盘曲的毛细血 管网。 为入球小动脉与出球小动脉 间的毛细血管网，属于有孔毛 细血管。 由于入球动脉的压力较高， 血液中的水和小分子物质从毛 细血管壁滤出生成原尿，进入 肾小囊。 平均一昼夜可生成180升原尿。
2、致密斑（化学感受器）
致密斑是远曲小管起始 部，贴近入球小动脉球 旁细胞处的上皮细胞。 生理功能：调节肾素的释
放。 致密斑可感受远曲小管液中 NaCl含量和小管液流量的变 化，并将信息传递至邻近的 球旁细胞，调节肾素的释放。
3、球外系膜细胞
又称间质细胞、极 垫细胞、系膜细胞。 生理功能尚不完全 清楚。 球旁细胞 与吞噬和收缩功能 有关。
①肾动脉直接发自腹主动脉，入球小动脉比出球 小动脉粗 流量大， 流量≈心输出量1/4～1/5；（利于原 尿的形成） ②形成两次毛细血管网
肾小球毛细血管网血压高→利于滤过； 肾小管毛细血管网血压低→利于重吸收
③ 血流量相对稳定
第三节 尿液及其形成过程
一、尿液
正常尿液为淡黄色 比重在1.015 - 1.025之间 渗透压一般高于血浆 呈酸性，pH值在 5.0-7.0 之间 正常人的尿量 24小时， 为1000-2000ml，一 般为1500ml。 多尿:24小时 尿量超过 2500ml. 少尿:24小时 尿量在 100 - 500ml 之间。 无尿:24小时 尿量少于 100ml。
①近曲小管
此管上连肾小囊腔是肾小管中最粗的一段， 盘曲在所属肾小体周围。 管壁由单层立方上皮细胞组成。 管腔小而不规则，是肾小管重吸收功能的 重要部分。细胞的游离面有刷毛缘。 电子显微镜下可见刷毛缘是由微绒毛组成。 这些结构都扩大了细胞表面积，有利于重 吸收作用。
②髓袢降支和升支
髓袢为一U字形小管，由三段组成：第一段为降 支粗段；第二段为细段呈U形；第三段为升支粗 段。第一段及第二段的降支部分又统称为降支， 第二段的升支及第三段又统称为升支。 它们分别由扁平和立方上皮构成。不同部位的肾 单位髓袢的长度不同。 皮质肾单位的髓袢较短，薄壁段很短或缺少。近 髓肾单位的髓袢则较长，一直深入髓质可达锥体 乳头。 这类髓袢对尿的浓缩有特殊的功能。
肾脏的一般结构
肾实质分
皮质：皮质迷路：肾小体 髓放线：直的肾小管 肾柱:肾皮质伸入肾锥体之间
的部分 髓质：肾锥体（15～20个）
（2～3个）
髓放线
肾乳头 肾小盏（7～8个）
（2～3个）
肾大盏（2～3个）
（2～3个）
输尿管
肾盂
（1个）
肾小叶
皮质迷路 髓放线
皮质
髓质
二、肾的组织结构 包括： 肾单位 集合管 乳头管
肾的位置 与形态
2.肾的形态
◆ 肾是成对的实质性器 官,外形似蚕豆状，每侧肾 长约11.5cm，平均重量 120—150g。（左重于右， 男重于女）。 上、下两端； ◆ 肾 前、后两面； 内、外侧两缘。 ◆ 肾的外形上有肾门、 肾蒂和肾窦三个重要结构。
3.肾的构造
被膜（纤维膜） 肾实质
皮质：颜色较深 髓质：颜色较浅 肾盂：漏斗状 皮质
出球端 有效滤过压
=45–(25+10)
=10mmHg
=45–(35+10)
= 0mmHg ≤0无滤液生成
＞0有滤液生成
3、影响肾小球滤过作用的因素
主要有三方面： ◆滤过膜的通透性及滤过面积的改变； ◆有效滤过压的改变； ◆肾血浆流量的变化。
（1）滤过膜的变化
滤过系数的变化对肾小球滤过率具有重要影响