尿的生成和排出

有效半径
2.0-4.2nm能部分通过 ＞4.2nm完全不能通过
? 有效半径为3.6nm的血浆清蛋白却很难滤过
被滤过物质所带电荷: 带正电荷-->易被滤过 带负电荷-->较难被滤过
在某些病理情况下负电荷减少或消失，使带负电荷的 血浆白蛋白可以被滤过，出现蛋白尿或白蛋白尿。
(四)、肾脏的神经支配和血管分布
1.球旁细胞 (颗粒细胞)
(juxtaglomerular cells) ●内含分泌颗粒, 分泌肾素 ●对牵张刺激敏感≈感受器 ●肾交感神经支配
2.致密斑 (macula densa)
感受小管液中NaCl含量的变 化，调节肾素的释放
3.球外系膜细胞
(extraglomerular mesangial cells)
(4) 跨细胞途径
38
近端小管后半段
(1)CL-: 化学梯度
细胞旁途径
(2)Na+ ：电梯度
细胞旁途径
H2CO3
CO2
(3) Na+-H+, CL- -HCO3- HCO3-
(4) 细胞旁途径
39
Na+ 重吸收
近端小管前半段: 伴随H+ 分泌, HCO3- 重吸收、葡 萄糖、氨基酸的重吸收 ; 跨细胞途径
Na+
Na+
+NH4Cl
1分子谷氨酰胺代谢，生成2分子 NH4+进入小管液，机体获得新生
成的2分子HCO3-
一、有效滤过压(effective filtration pressure)
指促进超滤的动力与对抗超滤的阻力之间的差值
肾小球的有效滤过压=（肾小 球毛细血管血压+囊内液胶体 渗透压）-（血浆胶体渗透压 +肾小囊内压）
肾小球的有效滤过压=（45+0）（25+10）=10（mmHg）
当有效滤过压＝0 时，即达到滤过平衡。
第一节 肾的功能解剖和肾血流量
一、肾的功能解剖
（一）肾单位 （二）球旁器 （三）滤过膜 （四）肾脏的神经支配和血管分布
二、肾血流量的特点及其调节
特点： 调节： （一）肾血流量的自身调节
（二）肾血流量的神经和体液调节
(一)肾单位的构成
肾小体 肾小球
集
肾小囊
合
管
肾单位
近端小管
nephron
髓袢降支粗段 降支
血流量大,占94%
皮质内1/3
大
长(达内髓) 10%-15%
入球A口径≤出球A
出球A分支成cap后分布在近 曲小管周围 U型直小血管缠绕髓袢周围 血流量少,仅占6% (外髓5%, 内髓<1%)
生理机能 含肾素颗粒多 与尿滤过功能有关
含肾素颗粒少 与尿浓缩有关
(二)球旁器（皮质肾单位）
(juxtaglomerular apparatus)
45
远曲小管和集合管
重吸收：12% Na+, Cl- 和不等量水
分泌： 不等量 K+, H+
调节激素： 醛固酮 (Ald) ------- Na+, K+ 抗利尿激素 (ADH) ----------H2O （血管加压素 VP)
46
远曲小管的始段
水: 不通透 Na+-Cl- 同向转运体 离开：
Na+: Na+-K+泵 Cl-: Cl- 通道
HPO42NH3
H+分泌 : H+泵
H+-K+泵
ATP H+
49
NH3的分泌与H+、HCO3-转运的关系
小管腔
近端小管 髓袢升支粗 段远端小管
NH4+
NH3
+
H+
NH4+ + NaCl
细胞
Na+
NH4+
谷氨酰胺
谷氨酰胺酶
2NH4++2HCO3-
NH3+H+ NH4+
H+
H2CO3 HCO3- HCO3-
具有吞噬、收缩功能
(三)滤过膜的构成
podocyte
podocyte
外 层:肾小囊脏层足细胞足突
足细胞的足突之间构成滤过裂隙膜， 膜上有小孔(slit pores, 4-11nm)。滤 过膜的最后一道屏障。 Nephrin—蛋白尿
中间层:基膜
由基质和带负电蛋白质构成，有网 孔(2-8nm)，是阻碍血浆蛋白滤过 的主要屏障。
（二）主动转运： 1、原发性主动转运：钠钾泵、氢泵、钙泵 2、继发性主动转运： 同向转运：Na＋-葡萄糖、Na＋-氨基酸， K＋-Na＋-2Cl逆向转运：Na＋-H＋、 Na＋-K＋
（三）入胞
转运途径
细胞旁途径
Tubular fluid
Tubular epithelial cells
interstitial fluid
髓袢降支细段
肾小管 髓袢
Biblioteka Baidu
升支 髓袢升支细段
髓袢升支粗段
远端小管
皮 质 肾 单 位 和 近 髓 肾 单 位 示 意 图
两种肾单位的比较
皮质肾单位
近髓肾单位
分布
肾小球体积 髓袢 数量
皮质外2/3 小
短(只达外髓) 85%-90%
入球A口径＞出球A
血 液 循
出球A分支成cap后分 布在皮质肾小管周围
环
Na+-H+ H+ 泵 (4) 酶: CA (5) 形式: CO2 (6) 1H+ 分泌 →1 HCO3-+1 Na+ 重吸收
carbonic anhydrase
major minor
42
4. 葡萄糖重吸收
(1) 100%葡萄糖在近端小管 重吸收 (2) 继发性主动转运 (3) 肾糖阈 :当血糖浓度达到 180mg/100ml血液时，有一 部分肾小管对葡萄糖的吸收 已达极限，尿中开始出现葡 萄糖，此时的血浆葡萄糖浓 度称为肾糖阈。
衡量滤过功能指标： 2. 滤过分数(filtration coefficient，FF)：
肾小球滤过率和肾血浆流量的比值称为滤过分数。 例如, 滤过分数为：125/660×100=19% 表明，流经肾的血浆约有19%成为滤过液进入肾囊中。
急性肾小球肾炎：RBF变化不大，GFR↓→FF↓ 心衰： GFR变化不大， RBF ↓→FF↑ GFR和FF可以作为衡量肾功能的指标
Kf：在单位有效滤过压的驱动下，单位时 间内通过滤过膜的滤液量。
Kf=K（有效通透系数）* S（滤过面积）
Kf↑→GFR↑; Kf↓→GFR↓ 正常:
无调节 病理:
高血压, 糖尿病→Kf↓
33
第三节 肾小管和集合管的物质转运功能
180L→1.5L
一、肾小管和集合管中物质转运的方式
（一）被动转运： 扩散、渗透、易化扩散、溶剂拖曳。
赵珅婷
生理教研室
肾脏的功能:
(一)排泄:
①排出代谢终产物及进入体内的异物; ②调节水和电解质平衡，调节体液渗透压、体液
量和电解质浓度； ③调节酸碱平衡。
(二)内分泌:
①肾素：调节血容量和血压; ②促红细胞生成素：刺激骨髓造血; ③1生α素-羟D化3。酶：25-羟维生素D3转化成1,25-二羟维 ④前列腺素、激肽等。
肾动脉灌注压在80-160mmHg范围内， 肾血流量能保持相对稳定
机制：
①肌源性学说
②管-球反馈
1、肌源性机制：
在可调节的范围内, 肾 动脉压↑→入球小动脉平滑 肌紧张性↑而收缩→血流阻 力↑→肾血流量保持稳定。
≤80mmHg时, 管径舒张已达极限， 肾动脉压
≥180mmHga时, 则收缩已达极限, 以上两者都将丧失调节血流量稳定的能力。
（二）肾血流量的神经和体液调节
1.肾交感神经兴奋时，肾血管收缩，肾血流量减少。 2.肾交感神经活动减弱时，肾血管舒张，肾血流量增加。 3. AD、NE、ANGII、血管升压素、内皮素能引起肾血管
收缩，肾血流量减少。 4. 前列腺素、Ach、NO、心房利尿钠肽、缓激肽则可舒张
肾血管，肾血流量增加。
第二节 肾小球的滤过功能
跨细胞途径
luminal cell membrane
Basolateral cell membrane
36
12% Na+, Cl- 和不等量的水重吸收、K+, H+ 分泌
1. 67% Na+, Cl- 和水重吸收 2. 85% HCO3- 重吸收、 H+ 分泌 3. 67% K+ reabsportion 4. 100% 葡萄糖、氨基酸重吸收
内层:毛细血管内皮细胞
-窗孔，70-90nm，带负电，小分子溶 质及蛋白质能通过，RC不能通过。
podocyte
Slit pores foot processes
13
两肾全部肾小球毛细血管总面积达1.5m2以上
不同物质通过肾小球滤过膜的能力取决于被滤过物质 的大小及其所带的电荷
＜2.0nm能自由通过，如Gs
47
远曲小管后段和集合管
两类细胞: 主细胞 principal cells （泌K+） 闰细胞 intercalated cells（泌H+ ）
48
远曲小管后段和集合管
主细胞:
重吸收 Na+: Na+-K+泵
Na+ 通道
泌K+: Na+-K+泵
K+ 通道
重吸收CL-: 细胞旁途径
Cl-
K+
闰细胞:
43
髓袢
cortex
medulla
H2O
Na+,2CL-,K+ Na+,CL-
44
髓袢升支粗段
① 胞内低 [Na+]:
Na+-K+泵
② 1Na+-1K+-2Cl- 同向转运体
③离开：
Na +: Na+-K+泵;
K+: 部分重吸收，部分回漏至管腔;
Cl-: Cl- 通道
④管腔正电位
⑤Mg+,Ca++,Na+, K+ :细胞旁途径
近端小管后半段: 伴随 Cl-重吸收; 跨细胞途径和细 胞旁途径
40
近端小管水重吸收
(1). 67% 水 (2). 动力: 渗透梯度 (3). 跨细胞途径和细胞旁途径 (4). 等渗
41
2. HCO3- 重吸收、 H+ 分泌
(1) 85% HCO3(2) HCO3- 重吸收伴随H+分泌 (3) H+ secretion:
影响肾小球滤过的因素
1.肾小球毛细血管血压 2.囊内压 3.血浆胶体渗透压 4.肾血浆流量 5.滤过系数
1.肾小球毛细血管血压
1
2
4
3
28
1.肾小球毛细血管血压
29
2.囊内压
micropipette
正常:10mmHg
病理: 输尿管阻塞→囊内压↑→ 滤过↓→尿少
30
3.血浆胶体渗透压
血浆胶体渗透压↓ →GFR↑
白蛋白 肝衰竭，白蛋白丢失
31
4.肾血浆流量
滤过平衡点
肾血浆流量↑→ 肾小球毛细血 管血浆胶体渗透压升高速度↓→ 滤过平衡点向出球小动脉端移 动→有效滤过面积增大→ GFR↑
剧烈运动、大失血、缺氧、中毒性 休克→交感神经兴奋→ 入球小动脉 阻力↑↑→ RBF ↓→ GFR↓
32
5.滤过系数(Kf)
2、管-球反馈(tubuloglomerular feedback，TGF)
① 肾血流量↑ ② GFR↑
③ 肾小管液流量↑ ④ Na+, K+, CL- 重吸收↑
⑤ 入球小动脉阻力↑ ⑥肾小球滤过压↓
20
生理意义：
1.使肾血流量与泌尿机能相适应； 2.使GFR不会因血压波动而改变； 3.有利于维持肾小球滤过率的相对稳定.
微穿刺实验证明， 肾小球滤过液是血 浆的超滤液
衡量滤过功能指标： 1.肾小球滤过率 (glomerular filtration rate, GFR)
单位时间内(每分钟)两肾生成的原尿(超滤液)量 正常成人GFR为125ml/min, 即180L/d。
表面积定律： 心输出量，肺通气量，基础代谢率，GFR
肾交感神经支配
12~ 2
肾动脉
节前纤维
节后纤维 肾小管
脊 髓
腹 腔
球旁细胞
胸
神
经
腰
节 递质: NE
中
间 外
调节肾血流量、肾小球滤过率、
侧 肾小管的重吸收和肾素释放。
柱
肾脏血管分布的特点: 有两套相互串联的毛细血管网：
(1)肾小球毛细血管网： 血压高 利于肾小球的滤过而生成原尿
(2)肾小管周围毛细血管网： 血压低，胶体渗透压高 利于肾小管的重吸收而生成终尿
尿生成过程( Principles of Urine Formation)
包括三个基本过程:
1.肾小球的滤过 超滤液
2.肾小管、集合管的选择 性重吸收
3.肾小管、集合管的分泌
第八章：尿的生成和排出
第一节：肾的功能解剖和肾血流量 第二节：肾小球的滤过功能 第三节：肾小管和集合管的物质转运功能 第四节：尿液的浓缩和稀释 第五节：尿生成的调节 第六节：清除率 第七节：尿的排放
二、肾血流量的特点及其调节
肾脏的血液供应特点：
1、血流量大：1200ml，相当于心输出量的1/4-1/5 2、肾小球毛细血管血压高-->血浆的滤过
肾小管周围毛细血管血浆胶体渗透压高-->重吸收 直小血管的双向流动-->肾髓质高渗透压的维持 3、分布不均匀：皮质94%，外髓5%，内髓1%
(一)肾血流量的自身调节(autoregulation)
20% Na+, Cl- 和水重吸收
summary
37
近端小管Na+ 重吸收
近端小管前半段
(1)Na+ 重吸收:
H+
继发性主动转运
H+CO3-
H2CO3
(2) Na+ 重吸收伴随 H+ 分泌
CA CO2
(Na+-H+) and HCO3- 重吸 收
(3) Na+ 重吸收同向转运体 (Na+-gulcose, Na+-aa)