生理学 第十章 泌尿系统

肾小管
集合管
肾小球 肾小囊
远曲小管
皮质 外髓
近曲小管
集合管 (collecting duct)
内髓
髓袢 (loop of Henle)
近髓肾单位的微细结构
3. 球旁复合体
球旁细胞：
肾素产生的主要部位
入球小A中层特殊分化的C
分泌肾素
致密斑：
感受小管液中NaCl含量的 变化 调节肾素释放
球外系膜细胞
• 远曲小管和集合管：分泌K+ Na+–K+交换；多吃多排，少吃少排，不吃也排
Na+-K+交换
Na+-H+交换
竞争性抑制作用
原因：动力都来源于Na+泵 高K+血症 → 酸中毒 低K+血症 → 碱中毒
5. Ca2+的重吸收
80%细胞旁途径：溶液拖曳 近曲小管 （65~67%） Leabharlann Baidu0%跨细胞途径：被动扩散 髓袢细段：对Ca2+不通透 髓袢 （20%） 髓袢升支粗段：被动转运、主动转运 远曲小管和集合管：9%，主动转运
皮 质
外 髓 内 髓
细胞
细胞间隙
小 管 液
细胞
（一）物质转运方式与途径
• 转运方式：
被动转运：顺电化学梯度 主动转运：逆电化学梯度 原发性：ATP，如Na+泵 继发性： +顺电化学梯 Na 度释能
溶剂拖曳：当水分子通过渗透被重吸收时有些 溶质分子可随水分子一起转运。
电中性转运：小管内外无电位变化 生电性转运：小管内外出现电位差
远曲小管和集合管 远曲小管后段和集合管： （12%） 取决VP水平
远曲小管起始段：无
2. HCO3-重吸收与H+的分泌
• 近曲小管： 重吸收HCO3-，分泌H+ 与Na+-H+交换有密切关系
以CO2形式，被动扩散
比Cl-优先重吸收
CO2
HCO-3
H+
• 髓袢： 升支粗段，重吸收HCO3-，机制与近曲 小管相同 • 远曲小管和集合管： 重吸收HCO3-，分泌H+；转运过程与近曲 小管相似 区别：分泌H+的方式不同 近曲小管：Na+-H+交换体 远曲小管和集合管：H+泵（闰细胞）
Bp < 80 mmHg: 肾小球毛细血管血压 GFR BP < 40 mmHg: GFR为0，导致无尿
2. 囊内压
如尿路阻塞、结石
囊内压↑→ 有效滤过压↓→GFR↓
3. 血浆胶体渗透压的改变 如低蛋白血症
血浆胶体渗透压↓→ 有效滤过压↑→GFR↑
（3）肾血浆流量
主要影响滤过平衡点的位置
肾血浆流量大→ GFR↑
远曲小管起始段：主动重吸收 远曲小管后段和集合管：主动重吸收 → 受醛固酮的调节
• 远曲小管起段 主动重吸收NaCl ，对H2O没有通透性 Na+ - Cl-同向转运体
• 远曲小管后段和集合管 主C：重吸收Na+和水，分泌K+ Na+-K+交换
（2）Cl前半段：无 近曲小管 （65~67%） 后半段：被动重吸收（顺浓度差） 髓袢降支：无 髓袢升支细段：被动重吸收
排酸保碱，维持 体液酸碱平衡
4. K+的重吸收和分泌
原尿中的K+被全部重吸收，
而终尿中的K+主要为远曲小管和集合管分泌的。 • 近曲小管 主动重吸收：机制不清
① 电位：管腔内-4 mv ② 浓度：管腔内（4 mmol/L）； 细胞内（150 mmol/L） • 髓袢升支粗段： （继发性主动重吸收） Na+–K+-2Cl－同向转运体
出球小动脉 球后毛细血管网 利于重吸收功能
肾小管周围
二、输尿管
三、膀胱
四、尿道
第二节 尿生成的过程
意义：维持机体内环境相对稳定。
方式：
1. 排出机体大部分的代谢终产物和异物。
2. 调节细胞外液量与渗透压。
3. 维持电解质与酸碱平衡。
• 尿生成的基本过程 肾小球的滤过 肾小管 重吸收 集合管 肾小管 分泌 集合管 原尿
第十章 泌尿系统的结构与功能
肾
组成
输尿管 膀胱 尿道
肾
泌尿系统
输尿管 膀胱 尿道
排出代谢废物和异物 排泄 调节体内电解质和
酸碱平衡 调节细胞外液量和渗透压
内分 促红细胞生成素 泌 1,25-二羟维生素D3 肾素
第一节 泌尿系统的组成和结构
一、肾
（一）肾的外形及断面结构
肾的冠状切面的肉眼观
皮质 肾实质
髓袢降支：水通透，对NaCl几乎不通透。
髓袢升支细段：对NaCl通透，对水几乎不通透。
NaCl → 被动重吸收 髓袢升支粗段： 50% 继发性主动转运 50% 被动重吸收（细胞旁途径）
• 升支粗段 继发性主动转运： Na+-2Cl--K+同向转运体 被动重吸收：细胞旁通路
Na+在远曲小管和集合管（12% NaCl）
6. 葡萄糖的重吸收
部位：仅限于近球小管（主要在近曲小管） 方式：继发性主动转运 伴随Na+的继发性主动转运（协同转运）
肾糖阈（renal glucose threshold）： 尿中不出现葡萄糖的最高血糖浓度。160~180mg/100ml 原因: 葡萄糖载体的数量是有限的。即部分近 曲小管吸收葡萄糖的能力已达到饱和。
终尿
尿生成的过程
一、肾小球的滤过功能
肾小球滤过（glomerular filtration)：当血液流经肾 小球毛细血管时，血液中的水和小分子溶质，透过 肾小囊的囊腔形成超滤液的过程。
血浆超滤液（原尿）
（一）滤过膜的结构
肾小球毛细血管内皮C 滤过膜
窗孔50-100nm
非细胞性基底膜 网孔（决定通透性）2-8nm 肾小囊脏层上皮C （足C）
继发性主动转运
• 转运途径：
跨细胞途径：溶质→小管上皮细胞→组织间隙 细胞旁途径：溶质→组织间隙
肾小球的滤过
水
原尿
Na+、Cl-、K+
HCO3-
H2PO4- 、HPO42葡萄糖 尿素 尿酸 肌酐
氨
肾单位的微细结构
（二）肾小管和集合管中 各种物质的转运
近曲小管：重吸收的主要部位 （50-60m2) 全部：Glu、AA 重吸收 部分：65~67%（水、Na+、Cl-、K+等） 85%（HCO3-等） 分泌：H+ 髓袢：重吸收－20%水、Na+、Cl-、K+等
×100％
19％
（五）影响肾小球毛细血管滤过的因素
（1）滤过膜的面积和通透性
滤过膜的面积：1.5 m2 面积变化 GFR 少尿、无尿
急性肾小球肾炎 通透性改变
管腔变窄或者阻塞 蛋白尿、血尿
（2）有效滤过压
1. 肾小球毛细血管血压
• 肾血流量的自身调节：Bp:80-180mmg 动脉血压在一定范围内波动时，肾血流保持相 对恒定，肾小球毛细血管血压稳定。 GFR不变
严重缺氧、休克
交感神经兴奋
肾血浆流量
GFR
二、肾小管重吸收和分泌功能
•重吸收：上皮细胞将物质从肾小管液中转运至血液 •分泌：上皮细胞将本身产生的物质或血液中的物质 转运至肾小管腔内。 原尿量：180 L/d 终尿量：1.5 L/d 原尿与终尿的成分比较 降低或消失 浓缩 重吸收和分泌 结论 重吸收的百分率不同
小管液 NH3 NH3 H+ HCO3NaHCO3
细胞
NH4+
NH+
+
4
H+ Na+
ClNH4Cl 排出
• 髓袢（重吸收）： NH4+代替Na+、K+，由Na+- K+- 2Cl-同向转运体 • 集合管（分泌）： 细胞膜对NH3高通透，对NH4+的通透性差，对NH3 的分泌与近曲小管的单纯扩散相似。 意义：泌NH3与泌H+密切相关 促进NaHCO3的重吸收
皮 质
外髓 髓质 内髓
髓 质 肾 盂
尿液的引流管道
肾的冠状切面观
（二）肾的组织学构造（显微观）
肾单位
肾单位
肾实质
集合管
集合管
肾单位
皮质 髓质
集合管
肾的微细结构
1. 肾单位
肾小体
肾小球 肾小囊
近端小管
肾单位
肾小管 细段 远端小管
（1）肾小体的结构
肾小球 肾小囊
→
肾单位的微细结构
入球小动脉管径>出球小动脉管径
髓袢 （20%） 髓袢升支粗段：继发性主动转运 Na+-K+-Cl-同向转运体 远曲小管起始段：继发性主动转运 远曲小管和集合管 Na+-Cl-同向转运体 （12% ） 远曲小管后段和集合管：被动重吸 收（细胞旁途径）
（3）水 （均为被动、量大、占99%）
近曲小管 顺渗透压梯度，被动重吸收 （65~67%） 10% 扩散 有回漏 • 转运方式 85% 细胞膜上的水通道 • 强制性吸收：与机体缺水与否无关。 髓袢 （20%） 髓袢升支：无 髓袢降支：水通道，被动重吸收
不同的分子有效半径和带不同电荷右旋糖酐的过滤能力
滤过能力的值为1.0：表示能自由滤过；0则表示不能滤过
（三）肾小球滤过的动力——有效滤过压
有效滤过压= 滤过的动力 － 滤过的阻力
肾小球毛细血管血压-（血浆胶体渗透压+囊内压） 有效滤过压在逐渐变小
滤过平衡(filtration equilibrium)： 当有效滤过压下降到零时，达到 滤过停止状态
葡萄糖最大转运率（transport maximum）： 肾小管的重吸收达到它的最大限度 原因：所有近曲小管重吸收葡萄糖的能力都达 到饱和
7. 其他物质的重吸收与分泌
氨基酸、SO42-、HPO42-：伴随Na+的主动重吸收 蛋白质：吞饮 代谢产物以及青霉素、酚红、利尿药等：近曲小管 主动分泌
三、尿液的浓缩和稀释
皮质
外髓 内髓
H2O NaCl
NaCl
（1）外髓部渗透浓度梯度形成 髓袢升支粗段 NaCl、K+主动重吸收 高渗 H2O不通透
渗透浓度梯度
肾小球
（毛细血管球）
肾小球压高 形成原尿
肾 小 体 肾小囊
壁层
脏层→足C
包绕肾小球
与近曲小管相连
（2）肾小管
近端小管
细段 近曲小管 髓袢降支粗段 髓袢降支细段 髓袢升支细段
远端小管
髓袢升支粗段 远曲小管
2. 集合管
肾的微细结构：
肾实质
重点理 解
肾小体
肾小体
皮质
肾单位 肾小管
外髓 内髓
集合管、乳头管
终尿渗透浓度
> < =
血浆渗透浓度
→ → → 浓缩尿 稀释尿 等渗尿
前提: 肾髓质组织间液中存在渗透浓度梯度
调节因素：改变肾远曲小管和集合管上皮细胞对 水的通透性
VP
（一）肾髓质渗透浓度梯度及其形成
1. 肾髓质渗透浓度梯度
肾髓质渗透压梯度示意图
2. 肾髓质渗透浓度梯度的形成
• 逆流倍增系统 髓袢降支细段：对水通透，对NaCl不通透→渗透压 髓袢升支细段：对水不通透，对NaCl通透→渗透压
球旁复合体的结构模式图
（三）肾的血管
两套毛细血管
→
肾血液循环特点：
1）血流量大（1200 ml/min血液流经肾，约占心输出 量的1/4，其中90%进入皮质）、流速快。 2）肾内血管走行较直，血液能很快到达血管球。 3）管径：入球小动脉>出球小动脉 4）动脉在肾内形成两次毛细血管 入球小动脉 肾小球毛细血管网 利于滤过作用 肾小球内压力高
闰C：分泌H+（重吸收HCO3-）
H+
HPO42NH3
H2PO4NH4
+
尿液的酸碱度
H+的分泌意义： ① 排酸保碱
② 酸化尿液
③ 促进NH3 / NH4+的分泌
3. NH3/NH4+的分泌
来源：1个谷氨酰胺 → 2分子NH4+ • 近曲小管（分泌） 逆向交换：Na+-H+逆向转运体（ NH4+替代H+） 单纯扩散：取决于膜两侧的pH值
Na+和水的吸收在近曲小管有回漏。
• 近曲小管前半段 Na+-葡萄糖(氨基酸) 同向转运体 主动重吸收
Na+泵 Na+-H+交换
Na+-葡萄糖同向转运体
Na+-H+交换
• 近曲小管后半段
被动重吸收： +顺电位差（细胞旁途径） Na 动力：Cl- 顺浓度梯度 被重吸收时， 产生小管内外 的电位差
Na+ 髓袢（20% Na+）
（四）肾小球滤过率和滤过分数—— 评价肾小球滤过能力 的常用指标
• 肾小球滤过率（glomerular filtration rate, GFR）： 单位时间内（每分钟）两肾生成的超滤液量。 125 ml/min • 滤过分数（filtration fraction, FF） GFR 每分肾血浆流量
12%：Na+ (醛固酮) 、Cl重吸收 不同量的水（血管升压素） 远曲小管和集合管 分泌：不同量的K+ (醛固酮) 、H+
1. Na+、Cl-和水的重吸收
（1）Na+ Na+在近曲小管（65~67% Na+）
是近曲小管各种溶质和水重吸收的主要动力 2/3 Na+：主动重吸收，近曲小管前半段
1/3 Na+：被动重吸收，近曲小管后半段
裂隙（裂隙上覆盖 一层薄膜）4-14nm
肾小囊的脏层
（二）滤过膜的分子通透性：不同的物质通过
滤过膜能力不同 （1）物质分子的大小 机械屏障 R < 2.0nm，完全滤过 2.0nm < R <4.2nm，滤过量逐渐降低 R > 4.2nm，不能滤过
（2）物质所带电荷
电学屏障
正电荷易滤过
原因：滤过膜各层中含有很多带负电荷的物 质，主要为糖蛋白。