动物生理学第 11次

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
动物生理学
第八章 排泄与渗透压调节
几乎所有动物都有排泄器官。排泄器官大 体上可分为排泄上皮和有管排泄器官两种类型。 前者包括:昆虫的肛门突,海水虾的盐泵,海 水鱼类的盐细胞、直肠腺,某些爬行类和海鸟 的盐腺,消化管的上皮等。后者包括:无脊椎 动物的的肾管,甲壳类的触角腺,昆虫的马氏 小管和脊椎动物的肾单位。
各种脊椎动物肾的类型虽不完全相同,来 源也不一样,但其结构都是由肾单位组成, 肾单位是肾的功能单位。集合管在胚胎发生 中不属于肾单位,但尿的形成却需要肾单位 和集合管共同完成。不同脊椎动物肾的肾单 位数目不等,可从几百个到几千个,哺乳动 物的每侧肾可达上百万个肾单位。典型(哺 乳动物)的肾单位包括肾小体和肾小管。
肾脏不仅是主要的排泄器官,体内物
质代谢的终产物如尿素、尿酸和肌酐等从
肾以尿的形式排出体外;更重要的是肾起
到保持内环境相对稳定的调节作用。肾的
主要功能有:
1.调节细胞外液的量与渗透浓度
2.调节细胞外液的电解质平衡
3.参与机体酸碱平衡的调节
4.排出机体代谢终产物和进入体内的异物
5.生成与分泌激素 上述功能主要是通过尿的生成过程来实现的
尿的成分
尿量:1 ~ 2 L / d。 2.5 L / d为多尿、 0.5
L /d 为少尿、 0.1 L / d为无尿。
性质:pH 5 ~ 7 (一般为酸性;荤食:酸;
素食:碱) 成分:水95 %; 固体物5 %。 有机物:肌酐、肌酸、尿素等 无机物:Na+、Cl-、K+、氨盐等
第一节
肾脏的结构及功能概要
肾脏解剖示意图
图1-1
一、肾脏的结构特征
皮质 髓质
肾小球 远曲小管 集合管 近曲小管
髓襻
三、肾脏的功能单位——肾单位 (nephron)
肾单位(100万个)是肾的基本功能单位,它与集合管共 同完成尿的生成过程。 肾小球 (毛细血管球) 肾小体 肾小囊
滤过
滤液 (原尿)
肾单位
近球小管
近曲小管
髓袢降支粗段
肾小管
髓袢细段
髓袢降支细段 髓袢升支细段
髓袢
远球小管
髓袢升支粗段
远曲小管
四、集合管(collecting duct)
连接远曲小管的部分,包括皮质集合管和
髓质集合管。
每个肾脏有250个集合管,每个收集4000个
肾单位的尿液。 肾小管 集合管 重吸收 分泌与排泄 终尿
五、皮质肾单位和近髓肾单位
(一)皮质肾单位(cortical nephron) 外、中皮质层,肾小球较小,入球小动脉 直径>出球小动脉直径(2:1),占肾单位80~ 90%,髓袢短。
(二)近髓肾单位 ( juxtamedullary nephron)
内皮质层,肾小球较大,入球小动脉直径 <
出球小动脉直径,两套分支(管周毛细血管网和
直小血管),占肾单位10~15%,髓袢长。
皮质肾单位和近髓肾单位比较
皮质肾单位
分布 占肾单位总数% 肾皮质的外层和中层 85-90%
近髓肾单位
肾皮质的近髓层 10-15%
肾小球体积
入、出球小动脉口径 出球小动脉分支
较小
入球大于出球 形成的毛细血管几乎
较大
差异较小 形成肾小管周围
全部缠绕在皮质部
肾小管周围 髓袢 短,只达外髓层
毛细血管网和
U形直小血管 深入内髓,甚至达乳头
球旁器
有,肾素含量多
几乎无
六、近球小体(juxtaglomerular apparatus) 1、近球C
入球小A中膜肌上皮样C,呈球形,分泌肾素
2、致密斑 远曲小管始部,感受小管液NaCl的变化,调 节肾素释放。 3、球外系膜C
入球与出球小A之间,具有吞噬作用。
第二节
尿的生成和影响因素
尿的生成过程是在肾单位进行的,包括3个 环节,肾小球的滤过、肾小管的重吸收和分
泌作用。因此,尿液主要是肾小球滤液中不
被肾小管重吸收的物质以及肾小管分泌的物
质。神经和激素对尿生成过程有调节作用。
尿生成的基本过程
肾小球滤过 肾小管重吸收
肾小 管分 泌与 排泄
一、肾小球的滤过作用
(一)肾小球滤过液的成分
肾小球的滤过作用的证据
(微穿刺法,micorpuncture)
(二)肾小球滤过率(glomerular filtration rate,GFR) ——单位时间(1min)两肾脏生成的超滤 液量(125 ml/min)
肾小囊抽取的滤液中
1. 没有发现蛋白质
2. 滤液与血浆中许多化学物质浓度相等的
3. 肾小球滤液量与肾小球毛细血管血压的升降变 化密切相关,表明肾小球毛细血管血压是推动血浆从 肾小球滤出的动力。
二、滤过膜及其通透性 1、滤过的结构基础——滤过膜 (1)滤过膜的组成: ①毛细血管内皮细胞——窗孔(fenestration )
直径50-100 nm
② 基膜——糖蛋白微纤维网结构(meshwork ) (主要屏障) (附加屏障) 直径4-8 nm 直径4-14 nm ③ 肾小囊上皮细胞——滤过裂孔(slit-pores )
内皮细胞 基膜 上皮细胞
2、滤过膜的通透性
肾小球滤过膜(glomerular filtration membrane) 有两种屏障——机械屏障及电化学屏障。 (1)机械屏障(mechanical barrier) 有效半径:2.0nm ~ 4.2nm 。随着半径增加,滤
过增加。故对大小不同分子有选择性通透。
(2)电化学屏障(electrochemical barrier )
滤过膜各层含有的带负电荷的糖蛋白。若负
电荷减少,可使带负电荷的血浆白蛋白滤过,而出
现蛋白尿(proteinuria)。
故滤过膜对电荷不同的分子有选择性通透。
3、滤过面积:
1.5 m2 / 两肾。如果滤过面积↓→尿量↓
结论:
滤过膜既是分子大小的选择性过滤器,又是
分子电荷的选择性滤器。
三、肾小球滤过的动力——有效滤过压
(effective filtration pressure,EFP) 有效滤过压=肾小球毛细血管血压—(血浆胶 体渗透压+囊内压) 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。
入球端:6.0 —(3.3+1.3)=1.4 kPa 出球端:6.0 —(4.7+1.3)=0 kPa
* 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, 滤过便停止了。
四、影响肾小球滤过的因素
(一)滤过膜的通透性和滤过面积
(二)有效滤过压
有效滤过压=肾小球毛细血管血压—(血浆胶
体渗透压+囊内压)
(三)肾血浆流量(renal plasma flow)
影响肾小球滤过的因素
影 响 因 素 孔径↑ 滤过膜 肾小球滤过率 ↑ 尿中出现蛋白质 和红细胞 ↓ 全身血压 10.7~24k 较稳定 Pa 全身血压 ↓ < 10.7kPa ↓ ↑ ↓
通透性
面积↓
负电荷↓
肾小球毛细 血管血压 有效滤过压
肾小囊内压↑ 血浆胶体渗透压↓ 肾血浆流量↓
第三节 肾小管与集合管的泌尿功能
一、肾小管重吸收和分泌的特征和方式 (一)肾小管重吸收和分泌的概念 1、重吸收(reabsorption): 是指某些物质选择性地从小管液中转运至
血液的过程。
2、分泌(secretion):
是指一些物质由肾小管上皮细胞产生或从
血液转运到肾小管腔内的过程。
(二)肾小管重吸收和分泌的特征
1、重吸收量大:
肾小球滤过率为 125 ml/min,经肾盂输出 的终尿约为1 ml/min,99%被重吸收。
2、重吸收的选择性:
(1)完全重吸收:如葡萄糖、氨基酸;
(2)大部分重吸收:如水、电解质(Na+、 Cl-、HCO3-等); (3)小部分重吸收:如尿素等; (4)不重吸收:如肌酐等
(二)肾小管重吸收的方式
1、被动重吸收(passive reabsorption)
如尿素、水和HCO3-等
2、主动重吸收(active reabsorption)
(1)原发性:直接水解ATP
(2)继发性:间接耦联能源,如G、AA等 此外,同向转运(cotransport)、逆向 转运(antitransport)等也属于主动重吸收。
同向转运 cotransport:
是指两种物质与细胞膜上的同向转运体
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又称 交换体结合,以相反方向通过细胞膜的转运。
(三)重吸收的有限性
肾小管对物质的重吸收具有一定限度,称
为重吸收的最大限度(reabsorption maximum)。 这是由于小管中溶质量超过了载体蛋白的 数量,使专门转运系统发生饱和的缘故。 如葡萄糖为320mg/min、磷酸0.1mg/min、
尿酸盐15mg/min、乳酸盐75mg/min血浆蛋白
30mg/min、硫酸盐0.06mmol/min、氨基酸。
各种物质重吸收部位
部位 近曲小管 水的重吸收 65-70% 各种物质的重吸收 全部:葡萄糖, 氨基酸 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
髓袢 远曲小管 集合管
10% 10% 10-20%
(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: Na+的重吸收机制: Na+和葡萄糖同向转运 H+ - Na+交换 水被动重吸收(与体内是否缺水无关)
二、肾单位不同部位的重吸收和分泌 (一)近球小管(proximal tubule) 1、Na+、Cl-和水的重吸收: (1)前半段:
Na+原发性主动转运重吸收,与G和AA同向转运;
与H+逆向转运。H2O顺渗透压而进入细胞间隙。
(2)后半段 Na+与Cl通过管腔膜同向转运体转运到 细胞内; 近端小管细胞间紧密连接的通透性较 大。当肾小管细胞从小管液主动吸收 Na+ 进入外侧细胞间隙液后,小管液中Cl离子 和水也顺着电化学梯度或渗透压梯度被动 重吸收到外侧细胞间隙。
(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
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
以CO2的形式进入肾小管上皮细胞,在上皮细胞 内产生HCO3-,然后再进入血中。通过Na+-H+逆 向转运泌H+ ,Na+进入细胞。 碳酸酐酶在HCO3-重吸收过程中起重要作用
3、K+的重吸收
67%在近球小管重吸收。
是一个主动过程。 K+是唯一既可被肾小管重吸收, 又能被分泌的离子。
3. K+的重吸收:对K+的排出量取决于肾小球滤 过量、肾小管对K+的重吸收量和肾小管对K+的 分泌量,但决定尿钾排出量的最重要的因素是 远端小管和集合管的分泌量。 67%的K+在近端小管重吸收,20%在髓袢重
吸收,只有13%的K+到远曲小管吸收。
4.葡萄糖的重吸收: 在近曲小管以同向转运的形式主动重吸收。 滤过的葡萄糖几乎全部在近曲小管被重吸收, 近曲小管以后的节段没有重吸收葡萄糖的功能, 因此滤液中只有极少数未被重吸收的葡萄糖从尿
中排出。
(2)肾糖阈(renal glucose threshold): ——指不出现尿糖的最高血糖浓度。
160-180mg/100ml(正常80-120mg/100ml)
(3)葡萄糖吸收极限量(glucose transport
maximum):男 375mg/min,女 300mg/min
5.其他 HPO4-2、SO4-2 的重吸收与 Na+结合于同一
转运体有关。
氨基酸的重吸收
血浆的氨基酸能自由地通过滤过膜进入囊腔,并 在近曲小管全部被吸收。氨基酸的重吸收机制与葡 萄糖的相似,是继发性主动转运。
蛋白质的重吸收
正常生理条件下,肾小球滤液中蛋白质在近端小 管完全被重吸收,所以排出的尿液中不含蛋白质。
三、肾小管和集合管的分泌与排泄
分泌:肾小管上皮细胞通过新陈代谢,将所 产生的物质排入到小管液中去的过程。
相关文档
最新文档