生理学：第八章_尿的生成和排出

第八章尿的生成和排出

人体通过呼吸和消化系统，摄入代谢和所需的氧和营养物质。在物质代谢过程中，氧和能源物质被不断地消耗，为各种生命活动提供所需的能量，同时产生对人体无用甚至有害的终产物。

排泄（excretion)……机体将代谢终产物和进入体内的异物及过剩不需要的物质经血液循环，通过某些器官排出体外的过程。

所以，排泄是体内物质代谢过程中的最后一个环节，是多系统功能互相协调才得以完成的一种重要生命活动。

人体主要的排泄途径：

皮肤：水、盐类、少量尿素、乳酸等。

肺：CO2、H2O、挥发性药物等。

消化道：排泄物混合在粪便中。Ca、Mg、Fe、P 等电解质、胆色素、毒物等。

胆色素－肝脏排泄在肠中起变化的胆色素（尿胆素、粪胆素）。

无机盐－经大肠粘膜排出的，如钙、镁、铁等。

唾液腺：碘、铅等。

肾脏：最重要，以尿的形式由肾排出。所含排泄物的种类最多、数量最大；并随机体的不同状态而改变尿量和尿中物质的含量。有：水、尿素、尿酸、肌酐、盐类、药物、毒物等。

肾的功能：

1) 排泄功能：排出机体的大部分代谢终产物及进入体内的异物。

2) 调节功能：调节水、电解质、渗透压及酸碱平衡－－维持稳态。

调节细胞外液量和血液渗透压。

保留体液中的重要电解质，如：Na+、K+、Cl－等。

排出过剩 H+维持酸碱平衡。

3) 内分泌功能：产生肾素、促红细胞生成素等。

尿的生成包括肾小球的滤过、肾小管和集合管的重吸收及分泌三个基本过程。本章主要讨论尿的生成过程及其调节机制、肾脏排泄功能的生理意义及输尿管和膀胱的排尿活动。

第一节肾的功能解剖和肾血流量

一、肾的功能解剖：

（一）肾单位和集合管：

1.肾单位（nephron）

是肾的基本单位，与集合管共同完成泌尿功能。人两侧肾有170～240万个肾单位。

2.集合管（collecting duct）

在胚胎发生中起源于尿道嵴，故不属于肾单位，但功能上与远端小管密切相关；在尿浓缩过程中起作用；每条集合管可收集多条远曲小管运来的液体；许多集合管汇入乳头管，最后形成尿液经肾盏、肾盂、输尿管而进入膀胱。

（二）皮质肾单位和近髓肾单位

按其所在部位分为皮质肾单位（cortical nephron）和近髓肾单位(juxtamedullary nephron)两类。不同部位的肾单位和肾血管的结构和功能明显不同。见下表：

尿液浓缩的基础：近髓肾单位的长髓袢和直小血管。

（三）球旁器（juxtaglomerular apparatus）

主要分布于皮质肾单位，由球旁细胞、球外系膜细胞和致密斑组成；近髓肾单位几乎不含肾素。

1.球旁细胞（juxtaglomerular cell）

位于入球小动脉中膜内的肌上皮样细胞，由血管平滑肌细胞演变而来；

内含分泌颗粒，颗粒内含有肾素，故又称为颗粒细胞。

2.致密斑（macula densa）

位于远曲小管的起始部分；升支进入皮质行至肾小球血管近旁时，贴近肾小球入球小动脉的上皮细胞就变为高柱状细胞，局部呈现斑状隆起，成为致密斑；

致密斑与入/出球小动脉相接触；

可感受小管液中NaCl含量的变化，并将信息传递给球旁细胞，调节肾素的释放。

3.球外系膜细胞（extraglomerular mesangial cell）

是入球小动脉和出球小动脉之间的一群细胞，具有吞噬功能。

与致密斑相互联系，细胞内有细丝，有收缩能力。

（四）肾的神经支配

目前发现只有交感神经支配。主要是从胸12至腰2脊髓发出，其纤维经腹腔神经丛随血管进入肾皮质和外髓层支配肾动脉（尤其是入、出球小动脉的平滑肌）、肾小管和球旁细胞。

交感神经末梢释放去甲肾上腺素的主要作用是：引起血管收缩，调节肾血流量、肾小球滤过率、肾小管的重吸收和肾素的释放；一般情况下，肾交感神经的紧张性活动很弱，发挥作用时，肾表现为缩血管反应。

肾的各种感受器可经肾神经传入纤维进入脊髓，并投射到中枢的不同部位，调节血压和水盐平衡。

（五）肾的血液供应

腹主动脉垂直分出→肾动脉→其分支经叶间动脉→弓形动脉→小叶间动脉→入球小动脉→肾小球毛细血管网→出球小动脉→毛细血管网→汇合成静脉，由小叶间静脉→弓形静脉→叶间静脉→肾静脉。

二、肾血流量及其调节

两肾占体重的0.5％（300g），正常成人安静时血流量达1200ml/min，相当于心输出量的1/5～1/4；其中约94％供应皮质层，约5％供应外髓，其余不到1％供应内髓；通常所说的肾血流量主要指肾皮质血流量。

肾血流量的调节涉及两方面：①肾血流量要与肾脏的泌尿机能相适应（主要靠自身调节来实现）；②肾血流量要与全身的血液循环的调节相配合（主要靠神经与体液调节来调控）。

（一）肾血流量（renal blood flow）的自身调节

肾血流量的自身调节：不依赖于神经和体液因素的作用，肾血流量在一定的动脉血压变动范围内保持相对恒定的现象。

（1）特点：

（离体肾的灌注实验）肾A的灌注压（相当于体内的平均动脉压）为80（10.7Kpa）～180 mHg(24Kpa)时，肾血流量保持相对恒定；在20mmHg(2.7Kpa) ～80 mHg / 80mmHg～180mHg时，血流量与灌注压呈正变关系。

（2）机制：肌源学说和管-球反馈

①肌源学说

入球小动脉壁平滑肌紧张性变化是肾血流量自身调节的基础；

在一定范围内，当灌注压升高，入球小动脉受牵张作用强，平滑肌紧张性升高，入球小动脉口径减小，血流阻力增大，导致肾血流量不致因压力升高而升高，当达到180mHg时，平滑肌收缩达到极限；反之，入球小动脉平滑肌舒张，达到80mHg时达舒张极限。

证据：用罂粟碱、水合氯醛等药物抑制血管平滑肌的活动后，自身调节消失。

②管-球反馈（tubulogomerular feedback）

肾血流量和肾小球滤过率↑→到达远曲小管和致密斑的小管液流量↑→致密斑将信息反馈至肾小球→肾血流量和肾小球滤过率恢复正常；反之，也成立。

（二）肾血流量的神经和体液调节

1.神经因素：主要为交感神经，释放的去甲肾上腺素有缩血管作用。

（1）作用：①一般情况下不起作用，神经紧张性低，对血流量无影响；②交感神经兴奋性增高→肾血流减少。

（2）生理意义：①剧烈运动/环境温度增高→肌肉/皮肤血流量升高→神经兴奋→肾血流减少→保证重要器官血供；②大失血、休克、缺氧等病理情况→神经活动增强→肾血流减少。

2.体液因素：主要是肾上腺素、去甲肾上腺素和血管升压素。