肾小管和集合管的重吸收、分泌和排泄

• （三）、远曲小管和集合管 • 特征：可变性与水盐分离
一、 NaCl and H2O的重吸收与调节
• 1：Na+的重吸收 ：大部分的小管液中Na+被重吸 收（吸收机制同近曲小管）；
• 结果：仅不足1%的Na+被排出
• Variable：醛固酮的调节作用
促进远曲小管和集合管对Na+的重吸收；
促进K+的排出； 促进ADH分泌：使C1-和水的重吸收量增加；
2013-7-26 9
lumen
epithelial cells
ISF
glucose amino acids HPO42
近 端 小 管 前 半 段
2013-7-26
10
lumen
epithelial cells
ISF
H 2O
solutes
近 端 小 管 后 半 段
tight junction
2013-7-26
2013-7-26
36
2013-7-26
37
2013-7-26
Baidu Nhomakorabea
38
三、逆流倍增与逆流交换
（二）、髓质渗透压梯度形成的机制
——髓袢的逆流倍增 （the countcurrent multiplier mechanism） • 肾逆流倍增的条件: • •
2013-7-26
U形髓袢； 肾小管各部通透性存在差异；
2013-7-26 47
外髓内髓
水吸收
远曲小管 等渗低渗 小管液
集合管对水通透性
有ADH
高渗尿
无ADH
集合管对水不通透
低渗尿
速尿、利尿酸→阻抑载体转运→髓质梯度形成障碍→利尿
老年人蛋白质代谢↓→尿浓缩能力↓ →排尿次数↑
婴儿→髓袢短→尿浓缩能力↓ →排尿次数↑
2013-7-26
48
Reabsorb about 65 percent of the filtered sodium, chloride, bicarbonate, and potassium and essentially al the filtered glucose and amino acids. Secrete organic acids, bases, and hydrogen ions into the tubular lumen. 2013-7-26 8
2013-7-26 13
High permeable to water and moderately permeable to most solutes has little or no active resorption.
Reabsorbs about 25% of the filtered loads of Na,Cl, and K, as well as large amounts of Ca,HCO3, and Mg. secretes hydrogen ions into the tubule
• Na+的重吸收 ：
• 主要在髓袢升支粗段：主动转运（关键）
• Cl的重吸收 ： • 主要在髓袢升支粗段：被动转运 • H2O的重吸收 ： • 主要在髓袢降支细段；在组织液高渗环境下水的 被动重吸收
2013-7-26 16
2013-7-26
17
2013-7-26
18
一、 NaCl and H2O的重吸收与调节
42
2013-7-26
43
三、逆流倍增与逆流交换
（三）、直小血管在维持髓质高渗中的作用
降支: 溶质进, 水出 升支: 溶质出, 水进 越往底部, 溶质越多
∴ 留住溶质, 带走水份
2013-7-26
44
The vasa recta trap salt and urea within the interstitial fluid but transport water out of the renal medulla
11
近球小管后半段NaCl重吸收
2013-7-26 12
一、 NaCl and H2O的重吸收与调节
• （二）、髓袢 • The loop of Henle consists of three functionally distinct segments: • the thin descending segment； • the thin ascending segment； • the thick ascending segment。
• 总结：影响和调节尿生成的因素
• 1. 肾小球滤过量的调节 • 2. 影响肾小管和集合管重吸收和分泌的因素
• 小管液中溶质浓度——渗透性利尿
• 机制: 小管液中溶质浓度↑→小管液渗透压↑→ 阻 止水重吸收→ 尿量↑ • 实例: 糖尿病多尿, 甘露醇脱水 • 球-管平衡
2013-7-26 29
2013-7-26 23
ADH作用机制
下丘脑一垂体束发生障碍，使尿量明显增加，尿崩症24 2013-7-26
2013-7-26
25
AQP-2
2013-7-26
26
2003 年诺贝尔化学奖
Peter Agre
Roderick MacKinnon
2013-7-26
27
一、 NaCl and H2O的重吸收与调节
2013-7-26 33
三、逆流倍增与逆流交换
（一）、肾髓质的渗透梯度
（二）、髓质渗透压梯度形成的机制 ——髓袢的逆流倍增 （the countcurrent multiplier mechanism） （三）、直小血管在维持髓质高渗中的作用
——直小血管与髓袢的逆流交换
（ the countcurrent exchang）
2013-7-26 14
Mechanism of sodium, chloride, and potassium transport in the thick ascending loop of Henle
2013-7-26 15
一、 NaCl and H2O的重吸收与调节
• （二）、髓袢 • 特征： 水、盐重吸收的分离；
• Variable：ANP（心房利尿钠肽）的调节作用
来源: 心房肌细胞 作用: 舒张入球小动脉, 滤过率↑； 抑制集合管重吸收NaCl；
利尿 水、钠排出
抑制肾素、醛固酮、ADH分泌；
另外；搏出量，心率，外周血管舒张，降血压。
2013-7-26
28
一、 NaCl and H2O的重吸收与调节
outer medulla
2013-7-26
Inner medulla
41
三、逆流倍增与逆流交换
• （二）、髓质渗透压梯度形成的机制
1.外髓渗透压梯度：髓袢升支粗段主动重吸收NaCl
形成的；
2.内髓渗透压梯度：内髓部集合管扩散出的尿素及 其再循环和髓袢升支细段扩散出的NaCl共同形成 的；
2013-7-26
2013-7-26
45
2013-7-26
46
Summary
1.起点：NaCl在髓袢升支粗段的主动重吸收
2.基础：肾小管各段对水、溶质通透性不同
3.逆流倍增机制：建立髓质高渗梯度 4.尿素再循环：使渗透梯度加强 5.直小血管的作用：维持该梯度 6.ADH的作用：大量水分进入肾脏间质，被直小血 管等重吸收，尿液得以浓缩 7.在这整个过程中，任何一个环节出了问题，都将 影响到尿浓缩的程度
一、 NaCl and H2O的重吸收与调节
• （一）、近曲小管
• 结果：小管液数量减少；但渗透压不变 • 300mosmol/kg • 肾内的自身调节： • 球—管平衡——定比重吸收
• About 65~70% of the filtered Na+ 、 Cl and H2O are automatically reabsorbed from the proximal convoluted tubule
滤过与分泌，但无重吸收
2013-7-26 6
一、 NaCl and H2O的重吸收与调节
• （一）、近曲小管 • （二）、髓袢 • （三）、远曲小管和集合管
• （一）、近曲小管
• Na+的重吸收 ：主动转运（关键） • Cl的重吸收 ： 被动转运 • H2O的重吸收 ：随溶质重吸收—等渗性
2013-7-26 7
血浆晶体渗透压↓
水利尿(water diuresis)
2013-7-26
时间（min） 31
2013-7-26
32
二、尿素的重吸收
• 1：重吸收机制：passive transport
• 2：重吸收的主要部位与比例： • 近曲小管40~50% • 内髓部的集合管——尿素再循环 • 总重吸收的比例50% • 尿素再循环——有利于髓质渗透压梯度的形成
• （二）、髓袢
• 结果： • 髓袢周边的髓质组织液渗透压升高；
• 并因此而引起：
• 髓袢降支细段内：水被动重吸收；进一步减少小管液； 增加溶质浓度；（渗透压升高达1200mosmol/kg） • 髓袢升支粗段内：溶质浓度进一步下降（进入远曲小 管的渗透压下降达100mosmol/kg）
2013-7-26 19
39
肾小管各部对水、钠和尿素的不同通透性
肾小管各部
降支细段 升支细段 升支粗段 远端小管 集合管
2013-7-26
水
易通透 不易通透 不易通透 有ADH时易通透 有ADH时易通透
Na+
不易通透 易通透 易通透 易通透 易通透
尿素
不易通透 中等通透 不易通透 不易通透 内髓质易通透
40
cortex
最终结果：保Na+排K+少尿 2013-7-26
20
醛固酮诱导蛋白的作用
1：生成管腔膜Na+通道 2：↑ATP的生成量 3：↑基侧膜Na+泵活性
aldosterone
2013-7-26
21
醛固酮的分泌调节及作用
2013-7-26
22
一、 NaCl and H2O的重吸收与调节
• （三）、远曲小管和集合管
• 2：水的重吸收 • Osmotic reabsorption，不伴有盐的重吸收； • 结果：尿量减少，渗透压升高； • Variable：抗利尿激素的调节作用 作用: 远曲小管和集合管的水通透性↑； 结果：水的重吸收↑、使尿液浓缩、尿量↓ 机制: 作用于小管上皮细胞膜上V2受体, 膜上水孔通道数量↑、使水通透性↑
第七章 泌尿生理 osmoregulation & excretion
第四节 肾小管和集合管的 重吸收、分泌和排泄
2013-7-26 1
第四节 肾小管和集合管的 重吸收、分泌和排泄
• Modification of glomerular filtrate
• • • • • • • • 前言 一、 Na+ 、 Cl and H2O的重吸收与调节 二、尿素的重吸收 三、逆流倍增与逆流交换 四、K+的重吸收与分泌 五、Ca2+and phosphate的重吸收 六、 H+ and HCO3 的跨膜转运 七、葡萄糖的重吸收
2
2013-7-26
第四节 肾小管和集合管的 重吸收、分泌和排泄
• 前言 方式 重吸收的方式：被动转运、主动转运 分泌与排泄的方式：主动转运 途径 跨细胞途径 旁细胞途径 特性 选择性、有限性、可调节性
2013-7-26 3
滤过、分泌、重吸收示意图
2013-7-26 4
滤过，部分重吸收
2013-7-26 5
2013-7-26 34
三、逆流倍增与逆流交换
（一）、肾髓质的渗透梯度
髓质的渗透压，自髓质外层到乳头部逐渐升高；
人类: 4-5倍；沙鼠: 可达20倍
渗透梯度与尿液浓缩、稀释的关系：
髓质高渗对小管液中水有抽吸力；
同时，远曲小管和集合管上皮细胞对水的通透性
受ADH调节
2013-7-26 35
Hyperosmotic Gradient in the Renal Medulla Interstitium
四、K+的重吸收与分泌
1：K+的重吸收
吸收数量：约90% 吸收形式：主动转运 吸收部位：绝大部分在近曲小管，少部分在髓袢降 支细段 2：K+的分泌——决定终尿的K+浓度 远曲小管后段和集合管的主细胞； 受ADH 调节；
（ml/min）
血浆晶体渗透压不变
血 浆 晶 体 渗 透 压
（mOsm/L）
如果ADH完全缺乏, 发生尿崩症(diabetes insipidus), 情况将如 何?
快速口服清水1000ml 血 浆 晶 体 渗 透 压
（mOsm/L）
尿量轻度↑
时间（min）
排 尿量明显↑
饮盐水与清水的区别
尿 率
（ml/min）
一、 NaCl and H2O的重吸收与调节
• 总结：影响和调节尿生成的因素
• 3. 神经体液调节 （1）肾交感神经的调节作用 滤过少而重吸收多； （2）ADH
（3）肾素-血管紧张素-醛固酮系统 (RAAS)
（4）心房利尿钠肽(ANP)
2013-7-26 30
口服生理盐水1000ml 排 尿 率