肾脏生理

糖尿病diabetes
临床上使用甘露醇等可被肾小球 滤过而不被肾小管重吸收的物质，利 用它来提高小管液中溶质的浓度，借 以达到利尿的目的。
2、近球小管的球—管平衡现象
★球—管平衡（glomerulotubular
前列腺素 NO
在一般的血压变动范围内，肾脏依 靠自身调节来保持肾血流量相对稳 定，维持正常的泌尿机能；
紧急情况下，通过神经体液的作用，肾血 流量减少，全身血液重新分配，保证心、 脑等器官的血供，“移缓济急”。
第二节 尿的生成过程
肾小球的滤过 Glomerular filtration 肾小管和集合管的重吸收 Tubular reabsorption 肾小管和集合管的分泌排泄 Tubular secretion
噻嗪类利尿药
（–） 泵
远曲小管后段和集合管： （Na+主动重吸收）
含两类细胞：主细胞和闰细胞 闰细胞：主要分泌H+ 主细胞：重吸收钠和水，分泌钾
在远曲小管和集合管水的重吸 收量随着体内水的出入情况而变化， 受抗利尿激素调节。
Na+、K+的转运受醛固酮的调节。
2、HCO3¯重吸收 80 ~ 85%在近球小管重吸收 以CO2的形式进行的
原发性主动转运 2、主动转运 { Primary active transport Active transport 继发性主动转运
Secondary active transport
同向转运 symport, cotransport 逆向转运 antiport
电中性转运 生电性转运
同向转运cotransport： 是指两种物质与细胞膜上的同向
（一）肾小球滤过率与滤过分数
1、肾小球滤过率 （glomerular filtration rate, GFR)
单位时间内（min) 两肾生成的超滤液量。 1.73m2 125ml/min
一昼夜超滤液量 = 180L
2、滤过分数(filtration fraction, FF)
肾小球滤过率与肾血浆流量的比值。
80 mmHg 以下，180 mmHg以上： 肾血流量随动脉血压的变化而变化。
“管-球反馈”
(tubuloglomerular feedback)
肾血流量 GFR
小管液NaCl
致密斑+ 球旁细胞 肾素
醛固酮
保水保钠排钾
肾交感N
球旁 细胞
肾素
血管紧张素
肾血管 收缩
肾血流量
（+） （–）
NE E 血管紧张素 血管升压素
决 定 有效滤过压
因素
毛 细 血 血 浆 胶 囊内压 管血压 体 渗 透
压
滤过膜
肾血浆 流量 （滤过 平衡)）
致异 因素
效果
少见 （动脉 血压在 80 －
180mm hg ， 自 身尿 调量 节不 至变正常
iv 生 理 盐水
尿量增 加
尿路结 石
尿痛 尿量减 少
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肾小球 肾炎
尿量减 少 蛋白尿
缺氧、 中毒、 休克 交感神 经兴奋
转运体 (cotransporter)结合，以相同 方向通过细胞膜的转运；
逆向转运antiport: 是指两种物质与细胞膜上的逆向
转运体(antiporter)又称交换体(exchanger) 结合，以相反方向通过细胞膜的转运。
各种物质重吸收部位
部位
水的重吸收
近曲小管 65-70%
髓袢 远曲小管 集合管
10% 10% 10-20%
各种物质的重吸收 全部：G, aa 大部：67%水，Na+,K+, Cl-,
85% HCO3部分：硫酸盐，尿素，尿酸 部分：Na+, Cl-，水 部分：Na+,HCO3-，水 部分：水，钠盐，尿素
（二）几种主要物质的重吸收 1、Na+、Cl–、H2O的重吸收
(1)近球小管前半段：
叶间动脉
叶间静脉
弓形动脉
弓形静脉
小叶间动脉
小叶间静脉
入球小动脉
肾小球毛细血管网 肾小管毛细血管网
出球小动脉
‧肾小球毛细血管内血压较 高，有利于肾小球的滤过作用。 （2：1）
‧肾小管周围毛细血管内的血 压较低有利于肾小管的重吸收。
（二） 肾血流量的调节
1、自身调节（autoregulation) 动脉血压: 80 -180 mmHg,
滤过膜的三层中，每层都有 带负电的糖蛋白。阻止带负电的 物质通过。
（三）有效滤过压 (effective filtration pressure,EFP) EFP = 动力 – 阻力
EFP = （肾小球毛细血管压+囊内液胶体渗透压） – （血浆胶体渗透压 + 肾小囊内压）
EFP = 肾小球毛细血管压 – （血浆胶体渗透压 + 肾小囊内压）
二、 肾血液循环特征
characteristic of renal circulation
（一）肾的血供特点
1、血液供应极丰富：1200ml/min 占心输出量的1/5 ~ 1/4 左右。
2、血液分布不均： 皮质 94% 外髓 5-6% 内髓 1%
3、形成两次毛细血管网
腹主动脉
下腔静脉
肾动脉
肾静脉
葡萄糖吸收极限量 男性：375 mg/min 女性：300 mg/min
5、其它物质的重吸收
蛋白质的重吸收：
滤液中微 量蛋白质
肾小管上皮 细胞吞饮作用
重吸收
（三）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 ★渗透性利尿（osmotic diuresis） 通过增加小管液溶质浓度和渗透 压使尿量增多的方式
肾血流量相对恒定。 使肾血流量与肾脏泌尿机能相适应。
血
流 量
肾血流
(ml /min/g )
肾
GFR
重
动脉血压(mmHg)
“肌源学说 ”：
动脉血压
↑ ↓
入球小动脉血管壁受到牵张刺激 ↑↓
血管平滑肌紧张性↑ ↓
血管口径 ↓ ↑
血流阻力 ↑ ↓
血流量
↓ ↑
肾血流量相对恒定
动脉血压 < 80 mmHg 平滑肌已达舒张极限 动脉血压 > 180 mmHg 平滑肌已达收缩极限
肾小管 髓
袢
降支细段 升支细段
远曲小管 升支粗段 远球小管
肾单位是肾脏结构和功能的基本单位。
肾小管 集合管
重吸收 分泌与排泄
终尿
Cortical nephron
皮质肾单位
Juxtamedullary nephron
近髓肾单位
（二）球旁器(近球小体):
（juxtaglomerular apparatus)
GFR
125
FF =
=
肾血浆流量
660
=
0.19
正常值 : 0.18 ~ 0.20
表明:流经肾脏的血浆约1/5形成原尿。
GFR = EFP(PUF)×Kf Kf：滤过系数(滤过膜的面积
及其通透性的状态)
（二）滤过的结构基础（滤过膜）
1、 滤过膜的组成
filtration membrane
肾小球毛细 血管内皮
入球端：3.3kP(25mmHg) 出球端：4.7kP(35mmHg)
入球端 EFP = 45 – (25 + 10) = 10 (mmHg)
出球端 EFP = 45 – (35 + 10) =0
在血液流经肾小球毛细血管时， 不断生成滤过液，血浆蛋白浓度就会逐渐增 加，血浆胶体渗透压也随之升高。因此，有 效滤过压也逐渐下降。当有效滤过压下降到 零时，就达到滤过平衡（filtration equilibrium），滤过便停止了。
毛细血管压glomerular capillary pressure： (1) 压力较高 6.0kP(45 mmHg)
(2) 入球端与出球端几乎相等
囊内压capsular hydrostatic pressure : 1.3kP(10mmHg)
血浆胶体渗透压： plasma colloid osmotic pressure
（四）影响肾小球滤过的因素
1、滤过膜 （1）通透性 permeability 肾小球肾炎
滤过膜结构受损 机械屏障作用↓ 通透性↑ 红细胞进入滤液
带负电糖蛋白↓ 电学屏障作用↓
通透性↑ 血浆白蛋白进入滤液
血尿
蛋白尿
（2）面积
急性肾小 球肾炎
肾小球毛细 血管口径
血流量↓
活动的肾 小球数目
滤过面积↓
尿量↓ （少尿）
主要分布在皮质肾单位
球旁（颗粒）细胞 Juxtaglomerular cells 是一种牵张感受器，能够分泌肾素
致密斑 Macula densa 是钠离子浓度感受器
球外系膜（间质）细胞
Extraglomerular mesangial cells
（三）集合管
收集多个肾单位远曲小管的尿液， 将尿液输送至肾盂。
3、K+的重吸收
67%在近端小管重吸收。 是一个主动过程。
0mV
– 4mV
150 mmol/L
4 mmol/L
是逆电化学梯度重吸收。机理？
4、葡萄糖的重吸收
在近端小管全部重吸收。 继发性主动重吸收。 与Na+同向转运密切相关。
近端小管对葡萄糖的重吸收有一定度。
[血糖] ↑ > 160 ~ 180 mg% 尿中见糖 200-230 mg/min
快速大量静脉 注射生理盐水
血浆胶渗压↓
尿量↑
血浆蛋白 浓度相对↓
EFP↑
GFR↑
3、肾血浆流量renal plasma flow 主要影响滤过平衡的位置
只有从入球小动脉端到 滤过平衡这一段才有滤过作 用。滤过平衡越靠近入球小 动脉端，有效滤过面积就越 小，肾小球滤过率就低。
肾血浆流量加大，肾小球毛细 血管内血浆胶体渗透压的上升速度 减慢，滤过平衡就靠近出球小动脉 端，肾小球滤过率将随之增加。
GFR↓
2、有效滤过压 effective filtration pressure
（1）肾小球毛细血管压 hydrostatic pressure in glomerular capillary
（2）囊内压 hydrostatic pressure in Bowman’s capsule
（3）血浆胶体渗透压 Plasma oncotic pressure in glomerular capillary
（1）细胞旁路（紧密连接） （2）跨上皮细胞
(2)髓袢升支粗段： “Na+ : 2Cl –: K+同向转运模式” Na＋重吸收是主动转运，Cl-和K+是继
发性主动转运。水不被重吸收(小管液低 渗)。
在尿液的浓缩与稀释机制中起重要作用
（3）远曲小管初段： (Na+主动重吸收） Na+_Cl-同向转运进入细胞
肾糖阈(renal glucose threshold)： 尿中不出现葡萄糖时的最高血糖浓度。 The plasma lever of glucose at which glucose first appears in the urine.
葡萄糖吸收极限量：约300 mg%
同向运转体的结合位点达饱和时
肾脏的功能
FUNCTION OF THE KIDNEY
基础医学院
生理学教研室
第一节 肾脏的结构特点及血液循环
一、肾的基本结构 （一）肾单位（nephron）和集合管
Renal corpuscle
Renal tubules
nephron
肾单位
肾小球 肾小体 肾小囊
滤过
滤液 (原尿)
近曲小管 降支粗段 近球小管
尿量减 少
二、肾小管与集合管的重吸收
Reabsorption of renal tubule and collecting duct
重吸收（reabsorption):小管液中的物 质通过小管上皮细胞进入管周毛细血管 血液的过程称为肾小管和集合管的重吸 收。
（一）、肾小管与集合管的转运方式
1、被动转运passive transport
一、肾小球的滤过功能
Glomerular filtration
原尿(primary urine)：肾小球滤液，除蛋白质 含量极少外，其他成分与血浆基本一致，渗透 压与酸碱度也相似,是血浆的超滤液。
小管液(tubular fluid):进入肾小管的原尿。 终尿(end urine)：小管液在流经肾小管和集合 管时，经过肾小管和集合管的重吸收与分泌作 用最终形成终尿。
Na+的重吸收机制: Na+和葡萄糖同向转运 泵 – 漏模式(pump-leak model) H+ - Na+交换
水被动重吸收（与体内是否缺水无关）
紧密连接
泵泵
泵
H+
Na+
葡萄糖
泵泵
Na+
Na+
Cl–
H2O
泵泵
Na+
Na+
回漏
(back-leak)
近端小管后半段：
Na+主要与Cl-一同通过细胞旁路 被动重吸收
基膜 肾小囊脏层
上皮细胞
窗孔
滤液 (原尿)
裂孔
毛细血管 基膜 肾小囊内层
内皮细胞
上皮细胞
2、滤过膜的通透性(permeability) 1）机械屏障作用（mechanical barrier）
滤过膜阻止分子量 > 70000、有 效半径 > 4.2 nm的大分子物质滤过。
2）电学屏障作用 （electrical barrier）