第8章排泄

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肾小球滤过分数:每分钟两肾滤过的血浆量与 总血浆流量的比值。在静息情况下正常成年人 滤过分数约为19%。
(六)影响滤过率的因素
1.滤过膜的变化 在正常人的机体内,滤过膜的 通透性是比较稳定的,因而不会成为影响滤过 率变化的重要因素。只有在病理情况下,滤过 膜的通透性才会发生较大的变化。
在肾单位中,肾 小球附近有三种特 殊的细胞群,即近 球细胞(或肾小球 旁细胞)、致密斑 和球外系膜细胞, 组成了近球小体 ( juxtaglomerular apparatus)(或肾小 球旁器)
二、肾血液循环的特点
尿的生成过程同肾的血流情况密切相 关,故欲认识肾的泌尿机能,应先对其 血液循环特点有所了解。
肾小管的重吸收作用具有选择性,故称为选 择性重吸收作用。
(一)重吸收的方式
肾小管的重吸收机能是指把肾小管液中的 水和溶质转运到管外进入血液循环中的过程。 根据转运机制的不同,重吸收可Fra Baidu bibliotek为被动重 吸收和主动重吸收两种。
1.被动重吸收 被动重吸收是指肾小管液中 的水和溶质,依靠物理和化学的机制通过肾 小管上皮细胞进入细胞外组织间液的过程。 被动重吸收的动力是一般的理化作用力,包 括由浓度差引起的扩散和渗透压力,以及由 电位差造成的静电引力。
采用肾清除率试验不仅可测量在体的肾滤过率 (filtration rate),还可以测量肾的血流量、肾小管对各 种物质的重吸收及其分泌功能。肾清除率又称肾的血 浆清除率(plasma clearance,C),是指肾在单位时间 (一般用每分钟)内,能将多少毫升血浆中所含的某物 质完全清除出去,此血浆毫升数(ml)即称为该物质的 清除率(ml/min)。
2.滤过率同有效滤过面积的大小相关 进行滤过 时,如果活动的肾小球数日增多,有效滤过面 积就大,滤过量也随之增大。当滤过总面积显 著减小时,肾小球滤过率也将降低、在正常情 况下,哺乳动物的肾小球都处于活动状态,故 有效滤过面积变化不大。
3.有效滤过压的改变 决定有效滤过压的三种力 量中,肾小球毛细血管压是经常可以发生变化 的因素,因而是生理情况下影响有效滤过压的 主要因素。肾小球毛细血管压的高低不仅取决 于平均动脉压,而且取决于入球小动脉和出球 小动脉的舒缩状态,这二者决定着肾小球血流 量,从而影响有效滤过压和滤过率。
肾小囊内压与近曲小管内压相似,据测定近曲 小管内的压力平均约为1.3kPa(10mmHg),故囊 内压也可定为1.9 kPa(10mmHg)。肾小球有效滤 过压(effective filtration pressure)可按下式计算:
有效滤过压=肾小球毛细血管血压-(血浆胶 体渗透压+肾小囊内压)
(五)肾血流量的测定
已知血浆中的菊糖经肾循环一周后,即可全 部被清除。因此确认菊糖清除率可以代表肾小 球滤过率。菊糖在肾动脉有一定浓度,在肾静 脉中的浓度则接近于零。这说明菊糖每分钟从 尿中排出的量(UV),等于每分钟通过肾血浆中 所含的量。假如每分钟通过肾的血浆量为X, 血浆中菊糖浓度为P,即UV=XP,则菊糖的血 浆清除率即为每分钟通过肾的血浆量。
(三)尿的理化特性
正常人尿初排出时呈淡黄色,这主要来自 尿胆素和化学性质未明的尿色素(urochrome)。 尿少而浓缩时,尿色较深。24h混合尿的比 重介于1.015~1.030之间。比重的高低与尿量 及其成分有关;若摄水增多,尿量增加,则 比重降低;饮水少或大量出汗后,尿量减少, 比重增高。
2.主动重吸收 主动重吸收是指肾小管上皮细胞通过自 身的代谢活动过程,把小管内的某些物质逆着电化学梯 度(浓度差和电位差的合称)转运到小管外组织间液的过 程。主动重吸收的动力来源于肾小管细胞代谢过程所释 放的能量。主动重吸收主要有两种方式:一种是依靠细 胞膜上的“离子泵”或“载体” (carrier)的转运,另一 种是通过胞饮(pinocytosis)。胞饮是近球小管细胞对小管 液中大分子物质(如蛋白质)的主动重吸收的一种活动方 式。当蛋白质分子接触小管细胞膜时,细胞膜内陷将蛋 白质分子包围形成小泡,从而将蛋白质移入细胞质内, 即入胞(endocytosis)。然后,细胞质内的溶酶体酶将蛋 白质分解成多肽或氨基酸,再离开细胞扩散到小管外回 血,即出胞(exocytosis)。
在两栖类动物和哺乳动物实验中,于显微镜 下,用微吸管抽取肾小囊内的液体(图10—9), 进行微量分析,所得结果如表10-2。
(二)滤过膜及其通透性
肾小球的滤过膜包括三层结构:即毛细血
管内皮细胞层、基膜、肾小囊脏层上皮细胞 层(图10—6)。在电子显微镜下观察,毛细 血管内皮细胞层厚约30—50nm,它具有大 小不等的微细小孔,孔径约为50-100nm。 基膜厚约240-360nm,主要由水合凝胶 (hydrated gel)构成.其中含有致密的微细纤 维网。肾小囊脏层上皮细胞有许多足状突起, 故称为足细胞(podocytes)。每个足细胞伸出 许多大的突起,每个大突起又伸出许多小突 起。
若一昼夜尿量持续在,50ml以下,则称为无尿。 不论多尿或少尿,都会给机体带来不良影响,特 别是无尿的后果更为严重。
(二)尿的正常化学成分
尿中的95%~97%是水,3%-3.5%是溶质。溶 质中以电解质和非蛋白含氮化合物为主.电解质 中以Cl-、Na+、K+二种离子较多,硫酸盐,磷 酸盐次之。非蛋白含氮化合物中以尿素为最多, 其他如肌酐、尿酸、氨等较少(表10—1)。
三、肾的神经支配
人的肾具有丰富的神经支配,这些神经纤 维主要是由脊髓胸段第12节和腰段1、2节发 出的交感神经。其纤维末梢主要分布于入球 和出球小动脉上,同时也支配肾小球旁细胞。 推测当交感神经兴奋时,不仅可引起肾血管 收缩,而且还能促进肾素的分泌和影响Na+ 在肾小管中的转运。
第二节 尿的生成
皮质肾单位主要分布在肾皮质外层和皮质中层, 约占肾单位总数的85%-90%。皮质肾单位的髓 袢很短,只到髓质外层,有的甚至不到髓质。
髓旁肾单位(或近髓肾单位)分布在靠近髓质的皮 质内层,在人肾约占肾单位总数的10%—15% (图10—3),其髓袢很长,深入到内髓质层,有 的甚至到达乳头部。
(三)近球小体
滤过膜的通进性可用它所允许通过的物质的 相对分子质量大小来衡量。在正常肾脏小分 子物质如葡萄糖(相对分子质量180)可以自由 通过,大分子物质如血浆球蛋白(相对分子质 量90000~300000)不能通过,相对分子质量较 小的血浆白蛋白(相对分子质量69 000)和血红 蛋白(相对分子质量64500)可少量滤过。一般 说来,相对分子质量在70000以上的物质不能 通过滤过膜;
在正常生理条件下,肾小囊内压变动不大,因 而对有效滤过压的影响也很小。只有在病理状 态下,如肾盂结石,肿瘤压迫引起尿路梗阻时, 尿潴留可使肾小囊内压升高,降低有效滤过压, 严重时可使滤过作用停止。
三、肾小管与集合管的重吸收作用
血浆中的水和许多小分子物质从肾小球毛
细直管滤过到肾小囊中,即成为滤液(或称原 尿)。两侧肾滤过的液体量很大,正常成年男 性两肾的肾小球滤过率大约125 ml/min左右 (女性约少10%),每天约为180L左右,相当于 全身总体液量的4倍,是总细胞外液量的15倍, 总血浆量的60倍。然而,每天排出体外的终 尿量一般仅为l—2L,只有滤液量的1%左右。 这表明了滤液量的99%的水分被肾小管和集 合管重吸收后又送回血液。从表10—2可见,
尿的酸碱度随食物性质的不同而不同,pH 的变动范围在5.0~7.0之间,最大变动范围可 达4.5~8.0。
二、肾小球的滤过作用
尿的生成过程包括三个环节:肾小球的滤过 作用、肾小管和集合管的重吸收和分泌作用。 所以,肾小球毛细血管网内血浆成分向肾小囊 腔滤过,是尿生成过程的第一步。
(一)滤液的形成
肾动脉直接由腹主动脉垂直分出,粗 而短,故肾血流量很大。正常成年人安 静时,每分钟有1000~1200ml血液流经两 侧肾脏,占心输出量的20%—25%左右。 两肾重约300g,按每百克组织平均血流 量计算,安静时可达400ml/min,比心 肌还大几倍,仅次于颈动脉体和主动脉 体,是体内血流量最大的器官之一。
肾(kidney)是脊椎动物的主要渗透调节和排 泄器官。各类动物的肾的类型在系统发生上 既有联系又有区别。鱼类、两栖类成体的肾 相似,属于中期肾;爬行类、鸟类和哺乳类 的肾在胚胎发生过程中都经历了前期肾(前 肾)、中期肾(中肾)和后期肾(后肾)三个阶段, 成体有功能的肾为后期肾。后期肾一般均朝 着结构紧密、分布集中,肾的相对体积较小 而效能高的方向发展。哺乳类的肾是脊椎动 物中结构最复杂、效能最高的肾 。
无脊椎动物的代谢终产物是通过体表排出的。
扁形动物、纽形动物、腹毛动物及某些原始 的环节动物的排泄器官是原肾 。
在有体腔的环节动物、头足类和瓣鳃类动物 中均有一对结构较为复杂的肾管
昆 虫 的 排 泄 系 统 包 括 马 尔 丕 基 氏 管 (Malpighian tubule)和后肠。
脊椎动物的排泄器官及排出的途径则更为复杂, 可分为一般排泄器官和特殊排泄器官。肾属于最 重要的一般排泄器官。鱼类的鳃除了担负呼吸的 机能外,还进行氮化物和盐分的排泄,主要排泄 氨和尿素。爬行类(蛇、龟、蜥蜴)头部的盐 腺.鸟类(海鸟)眼眶上部的盐腺都能分泌高浓度 的氧化钠和钾。这些特殊排泄器官对体内盐水平 衡、酸碱平衡具有重要意义。脊椎动物体内代谢 终产物排出的途径除了肾外,还可通过皮肤、鳃、 肺、消化管等器官排出。肝通过胆汁排泄血红蛋 白的代谢产物胆色素,经消化器官的肠排出。肺 可排出二氧化碳和少量的水,皮肤可通过汗腺排 出水、盐和尿素。
一、尿的性质与成分
(一)尿量
正常成年人每昼夜排出的尿量为1000—2000ml, 平均约1 500ml。
若一昼夜尿量长期保持在2 500ml以上,临床上 称为多尿。如糖尿病人尿量增加,尿比重增高; 尿崩症和慢性肾炎病人尿量增加,尿比重降低
若一昼夜尿景持续在400ml以下,临床上称为少 尿。如高热性疾病一般尿量减少,尿比重增高;

(四)肾清除率试验
为了对肾泌尿功能的各个过程及肾血流量能分别进
行定量测定,除了常用的尿浓缩和稀释实验,酚红排 泄试验法外,还有一种肾清除率试验(renal clearance test)法。此种方法在测定技术上虽比较复杂,但精确 度较高,此方法以整体的肾功能为对象,且在不损伤 肾的条件下进行测定,故在临床应用和肾生理功能的 研究上具有重要意义。
总之,动物体的排泄器官的功能是多方面的, 可以概括为5个方面:①维持体内水含量;② 维持钠、钾、氯、钙和氢等离子的适当浓度; ③维持一定的渗透浓度;④清除代谢终产物, 如尿素、尿酸等;⑤清除异物或其代谢产物。 这些功能对维持内环境的稳定起着重要作用。
各种动物的排泄器官的结构和功能随进化 水平有较大的差异,本章以人体的肾为主, 适当联系有代表性的脊椎动物的肾结构与基 本功能,即尿的生成及调节机制。
每个肾由许多肾单位组成.与集合管共同完 成泌尿功能。
(一)肾单位和集合管
(二)皮质肾单位与髓旁肾单位
在肾皮质不同部位的肾单位,其髓袢的长短和 血管分布情况有一定的差异,因而可把肾单位分 成两类:皮质肾单位(cortical nephron)和髓旁肾 单位(juxtamedullary nephron)。
近年的研究表明,滤过膜的通透性不仅取决 于相对分子质量的大小,而且还与滤过物质 的电荷有关。

(三)肾小球滤过作用的动力
肾小球进行滤过作用的动力是有效滤过压, 它包括三种力量:即肾小球毛细血管压、血浆 胶体渗透压和肾小囊内压。肾小球毛细血管压 是推动血浆从肾小球滤出的力量,血浆胶体渗 透压和肾小囊内压是对抗滤过的力量(图10—8)。
第8章 排泄
第8章排泄 学习要求
1. 了解肾脏与功能相适应的结构特征。 2.了解排泄在维持机体内环境相对稳定中 的意义。 3.了解人体的排尿反射。 4.熟悉尿液浓缩和稀释的基本原理。 5.熟悉血浆清除率的概念。 6.掌握尿生成的过程及其影响因素。 7.掌握肾脏泌尿生理功能的调节。
排泄(excretion)是指人和动物体内代谢过程中 产生而又不被机体所利用的一些代谢终产物、 多余的水和无机盐,以及进入机体内的异物 (毒物、药物等)从体内的肾脏排出体外、维 持内环境的平衡与稳定的过程。
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