生理学泌尿系统

Na+： 主细胞 基底侧膜 钠泵
顶端膜 钠通道
Cl-：
Cl-
随Na+被重吸收，依靠正、 负电荷相吸引，经细胞旁 途径被重吸收
H2O：依赖ADH的分泌， 视身体水平衡情况而改变
➢ K+的重吸收和分泌
▪ 滤液中的K+大部分被近球小管（70%）和髓袢（20%） 主动重吸收，仅约13%的K+移行到远曲小管和集合管
SNGFR＝K S（PGC－GC－PT）
GFR：肾小球滤过率 K ：滤过膜的通透性系数 GC：毛细血管血浆胶体渗透压
S：肾小球滤过膜的面积 PGC：肾小球毛细血管血压 PT：囊内压
肾血流量的变动
肾血流量和肾小球滤过率的调节
当动脉血压在80-160mmHg 时，肾血流量保持相对恒定， 从而使肾小球滤过率不因血 压波动而改变，维持肾小球 滤过率的相对稳定
后半段： Na+主要与 Cl- 一同被重吸收
Cl-的重吸收 Cl-主要在近球小管后半段伴 随Na+重吸收而被动重吸收
▪ 水的重吸收
65%在近球小管
机制：通过渗透作用， 伴随溶质的重吸收 而被动重吸收。(由 于Na+、HCO3-、Cl-、 葡萄糖、氨基酸被 重吸收后，降低小 管液的渗透性)
▪ 髓袢中的重吸收
• Ca2+主要在近球小管重吸收：1/3是通过Ca2+泵； 2/3是通过溶剂拖带作用；
• 磷是以HPO42-、H2PO4-方式存在，绝大部分被 近球小管重吸收，很少一部分（HPO42-）与H+ 结合从尿中排出。
➢HCO3-和H+的转运
▪ 每分泌一个H+就有一个HCO3-被“重吸收”入血，这就 是肾的排酸保碱功能。 —维持体内酸-碱平衡（acid-base balance）
RBF、GFR减少
血容量增加 交感神经活动减弱 入球小动脉舒张
RBF、GFR增加
体液调节：
肾上腺素、去甲肾上腺素、血管升压素、血管紧张素Ⅱ
——肾血管收缩，肾血流量减少 前列腺素、NO、ANP 、缓激肽、内皮素
——肾血管扩张，肾血流量增加
▪ 总之，在通常情况下，在一般的血压变动范 围内，肾主要依靠自身调节来保持血流量的 相对稳定，以维持正常的泌尿功能。在紧急 情况下，全身血液将重新分配，通过神经体 液调节（交感神经及肾上腺素）的作用来减 少肾血流量，使血液分配到脑、心等重要器 官，这对维持脑和心脏的血液供应有重要意 义
第八章 尿的生成和排出
肾脏的功能
• 排出机体代谢产物与进入体内的异物 • 调节体内水和电解质的平衡并维持体液渗透
压的稳态 • 参与调节机体的酸碱平衡 • 合成与分泌激素
• 如肾素、促红细胞生成素、激肽等
——维持内环境的相对稳定
第一节 肾的功能解剖
出球小动脉 入球小动脉
肾小体
肾小球（毛细血管球） 肾小囊
Kf = k× s
滤过膜的结构
附加屏障，阻止大
裂隙小孔 分子蛋白质通过
窗孔 血细胞的屏障作用
基膜
肾小球滤过的主要 屏障
滤过膜的通透性特征
电荷性质
正电荷＞中性＞负电荷
分子大小
＜2.0nm 自由通过 ＞ 4.2nm 完全不能通过
影响肾小球滤过率的因素
▪ 有效滤过压的变动
▪ 滤过系数的变化
Kf
有效滤过压
扩散、渗透、易化扩散、溶剂拖曳 主动转运：溶质逆电化学梯度通过肾小管上皮细 胞
的过程； （转运过程需要消耗能量）
钠泵、氢泵、钙泵 联合转运：同向、逆向转运 继发性主动转运
▪ 转运的途径
• 细胞旁途径 • 跨细胞途径
肾小管和集合管中各种物质的转运
➢ Na+、Cl-、水的重吸收
▪ 近球小管中的重吸收
Na+的重吸收:滤液中的Na+在流经肾小管和集合管时，99%以上被重吸收。
• CX=
UX PX
×V
CX ：任何一物质（X）的清除率
PX ：血浆中的浓度
UX ：尿液中的浓度
V：尿量
测定肾清除率的理论意义
• 了解肾脏功能：了解肾对各种物质的排泄功能 • 测定肾小球滤过率
（GFR）：单位时间内两肾 生成的超滤液量（滤过的血浆量）
测定菊糖清除率和内生肌酐清除率
菊糖：可自由肾小球通过滤过膜，既不被重吸收，也不 被分泌
肾单位
近曲小管 近端小管
肾
髓袢降支粗段
的 功
降支细段 肾小管 髓袢细段
髓
升支细段
袢
能 解
远端小管 髓袢升支粗段
剖
远曲小管
集合管
分布 数量 肾小球 髓袢
入出球小AØ 出球小A分支
皮质肾单位
皮质的外层和中层
85% 小 短，位于皮质内或 外髓层 入＞出 管周毛细血管网
肾素含量 交感N末梢 主要功能
丰富 丰富 尿的滤过和生成肾素
罂粟碱、水合氯醛、氰化钠等抑制血管平滑肌，自身调节消失
（2）管-球反馈(tubulo-glomerular feedback,TGF)
远曲小管致密斑与肾小球之间的信息联系
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肾血流量和肾小球滤过率的神经、体液调节
神经调节：
肾交感神经
血容量减少、强烈的伤害性刺激或情绪激动等 交感神经
活动加强 入球小动脉收缩
肾血流量＝ （U×V）／（P × 55%）
• 推测肾小管转运功能
测定物质的清除率来推测哪些物质被肾小管重吸 收，哪些物质被肾小管分泌
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入球小动脉
•微穿刺和微 灌流技术
远曲小管
出球小管
微细 玻璃管
肾小囊
毛细血管球
•微穿刺 （micropuncture）
尿的生成过程
三个环节
肾小球的滤过作用 肾小管与集合管的重吸收 肾小管与集合管分泌排泄
肾小管和集合管的物质转运功能
▪ 转运（transport）
肾小管与集合管的重吸收作用 是指小 管液中的水分和各种溶质重新转运回血液的
过程 肾小管与集合管的分泌作用
是指上皮细胞将本身产生的物质或血液中的 物质转 运至肾小管腔内的过程
▪ 转运方式：
被动转运：溶质顺电化学梯度通过肾小管上皮细 胞的过程
▪ 肾小球滤过的HCO3-，80%以上在近球小管被重吸收； 约15%在髓袢升支粗段被重吸收，其余的在远球小管 和集合管被重吸收
近球小管HCO3-的重吸收与H+的分泌
▪ HCO3-的重吸 收的形式是 CO2，而不是 直接以HCO3的形式重吸收 的
▪ H+的分泌通过 Na+-H+逆向交 换实现的
▪ 远球小管和集合管 H+的分泌与HCO3-的重 吸收
收
迷走神经纤维
3、支配近球细胞，引起肾素的释放
肾脏没有迷走神经末梢分布
➢ 肾的传入神经
感受机械性和化学性刺激
中枢神经系统
肾脏功能的研究方法
• 肾清除率的测定
• 肾清除率（renal clearance）：指每分钟尿中排出 的某一物质来自多少毫升的血浆（即，每分钟使多少 毫升血浆中的某一物质通过尿生成的过程排出体外）
肾小管和集合管的物 质转运功能
肾小球的滤过功能
• 肾小球的滤过作用：血液流经肾小球毛细血管，血
液中的水分和小分子物质透过滤过膜而进入肾小囊腔内 形成肾小球滤液(超滤液)
• 肾小球滤过率(glomerular filtration rate, GFR)
单位时间内(每分钟)两肾 生成的超滤液量（滤过的血 浆量）
NH3 NH4
NH3
葡萄糖的重吸收
全部被近曲小管重吸收 （Na+-葡萄糖载体） 继发性主动转运
氨基酸(蛋白质)的重吸收
• 主要在近球小管 的前段被重吸收 (全部)
• 机制：Na+-氨基酸 同向转运体
第五节 尿液的稀释和浓缩
▪ 血浆渗透压：300mmol/L（300mOsm/kg H2O） ▪ 尿液渗透压＞血浆渗透压 高渗尿
▪ 尿液的浓缩
• 关键在于远端小管和集合 管中的水被重吸收而溶质 仍留在小管液中造成的
• 水的重吸收 —渗透性被动重吸收
▪ 要求集合管外的髓质 组织间液必须高渗
➢肾皮质组织间液与 血浆渗透压是等渗的
➢髓质组织间液的渗 透压高于血浆渗透压
其中主要在近球小管，占总量的60-70%
髓袢升支
25-30%
远曲小管和集合管
10%
重吸收机制：主动重吸收
(包括细胞内Na+主动转运到管周组织间液和小管液中Na+被动扩散进入 细胞内两个步骤)
前半段：Na+与HCO3-、 PO43-、葡萄糖、氨基酸 等经载体同向转运进入 细胞；Na+与H+通过载 体逆向转运进入细胞
—表明尿液被浓缩了
▪ 尿液渗透压＜血浆渗透压 低渗尿
—表明尿液被稀释了
▪ 尿液渗透压=血浆渗透压 等渗尿
—表明肾脏浓缩和稀释尿的功能受到损害
➢尿液浓缩和稀释的机制
▪ 尿液的稀释 • 髓袢升支粗段，能主动重 吸收Na+、Cl-，并且对水 不通透，使小管液变为低 渗。当缺乏ADH的条件下， 远曲小管和集合管对水不 通透（水不能或很少被重 吸收），但集合管能主动 重吸收Na+，使小管液的 渗透压进一步降低，最终 排出低渗尿。
意义:使肾脏的功能不随 动脉血压的变化而改变, 使水和电解质的排出保 持稳定
（去神经的或离体的肾 均存在）
自身调节
▪ 机 制：
(Myogenic mechanism)
（1）肌源性学说：由肾入球小动脉血管平滑肌的特
性决定
• 动脉压
血管平滑肌所受的牵张
平滑肌舒张(牵张
反射) • 动脉压
入球小动脉的阻力RA RA
肾小管和集合管周围毛细血管网
（由出球小动脉分支形成，血压低，有利于肾小管的重吸 收）
肾的神经支配
➢ 从中枢至肾的传出神经纤维
肾交感神经
脊髓第12胸段~第2腰段的中间外侧柱内 节前纤维
腹腔神经节，主动脉、肾动脉部的神经节
节后纤维 1、引起血管收缩，调节肾血流量
肾
2、促进肾小管上皮细胞对Na+、Cl—等的重吸
近髓肾单位
皮质的内层 15% 大
长，可深达内髓层
入≤出 管周毛细血管网 和U形直小血管
少 少 尿的浓缩和稀释
滤过膜（滤过屏障，filtration barrier）
滤过膜
内皮细胞 基膜 足突
近球小体
入球小动脉 远曲小管
化学感受器
致密斑
（juxtaglomerular apparatus）
近球细胞 •能分泌肾素 •入球小动脉 压力感受器；
NaCl:主要在升支粗段 （20%）
Na+-2Cl--K+同向转运模式
髓袢的薄壁段（包括降支和升 支），钠泵的活性很低
水：主要在髓袢降支 薄壁段
渗透方式重吸收
远球小管和集合管的重吸收
NaCl：约7%在远 球小管中被重吸收
远球小管的起始段： Na+-Cl-同向转运 对H2O不通透
远曲小管后段和集合管
分泌H+ •管腔膜上有质子 泵（H+-ATP酶） •H+-K+-ATP酶
ATP K+
NH3的分泌与H+、HCO3-转运的关系
▪ NH3分泌 60%来自谷 氨酰胺，40%来自甘 氨酸
▪ NH3的分泌与H+的分 泌有相互促进作用， 分泌NH3的同时也促 进HCO3-的重吸收，这 有利于肾脏的排酸保 碱的作用
菊粉清除率：C＝U×V／P＝GFR (U：尿中菊糖浓度；V：尿流量；P：血浆中菊糖浓度)
内生肌酐：是指体内组织代谢所产生的肌酐，肌酐能自 由通过肾小球滤过膜
肌酐清除率＝尿肌酐浓度×24h尿量／血浆肌酐浓度
• 测定肾血浆流量和推算肾血流量
测定碘锐特或PAH （对氨基马尿酸）的清除率
• 碘锐特、PAH：在经过肾循环一周后可以完全 清除掉，即在肾动脉中该物质有一定浓度，但 在肾静脉中其浓度接近0
▪ 机体K+负荷决定远曲小管与集合管是重吸收还是分泌 K+：当机体缺K+，远曲小管继续吸收12%，1%K+排出 当机体摄K+过多时，远曲小管和集合管分泌K+
• K+分泌的动力： ①管腔中带负电位； ②主细胞内的K+浓度高于小管液中的浓度； ③基侧膜上的Na+泵，提高细胞内的K+浓度
➢钙、磷的重吸收：
出球小动脉 微细 玻璃管
系膜细胞
肾小囊
来自百度文库
毛细血管球
肾的血管分布
肾血液循环的特征
1、血流量大：400ml/min·100g 2、血液分布不均匀：
肾血流量
肾乳头(1%) ＜肾髓质(5%)＜肾皮质(94%)
3、经过两次毛细血管网
肾小球毛细血管网
（位于入、出球小动脉之间，血压高，有利于肾小球的滤
过作用）
有 效 滤 过 压
有效 滤过压
＝
肾小球毛
细血管压 －（
血浆胶体 渗透压
＋
囊
）
内压
肾小球毛细血 管血压的特点
•血压高于其他组 织毛细血管血压
•沿着血管全长 保持相对恒定
•血浆胶渗压从入 球端到出球端有较 大升高
滤过系数（Kf）
▪ 指在单位有效滤过压的驱动下，单位时间内经滤过膜滤 过的液量
▪ 决定Kf值的两个主要因素：滤过膜的面积s 滤过膜的通透性系数k
• 肾小球滤过分数(glomerular filtration fraction, GFF)
肾小球滤过率(GFR) 与肾血浆流量(RPF)的比值。
决定肾小球滤过的因素
1、有效滤过压 （effective filtration pressure）
2、滤过系数 （ filtration coefficient，Kf）