肾脏的排泄功能.ppt

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第八章肾脏的排泄功能,FUNCTIONOFTHEKIDNEY,南通大学医学院生理学教研室,第一节概述,一、排泄的概念和途径排泄（excretion）是指机体将物质代谢的最终产物、进入机体内环境的异物和有害物质以及摄入的过剩物质，经血液循环通过一定途径排出体外的过程。

但是，未经体内代谢和血液循环的排出物如未被消化吸收的食物残渣，由大肠排出不属于排泄的范畴。

机体排泄的途径：

【1】随呼吸排出CO2和少量水分；【2】由皮肤通过汗腺分泌汗液，排出一部分水分、尿素和盐类；【3】由消化道排出的主要是经肝代谢产生的胆色素和肠粘膜排出的无机盐（如钙、镁、铁等）；【4】由肾脏以尿液的形式排泄。

二、肾脏功能概述:

（一）泌尿功能:

排除代谢终产物、过剩的电解质及进入体内的异物;调节细胞外液量和血液的渗透压;调节水、电解质和酸碱平衡。

少尿的定义24小时尿量少于400ml；每小时尿量少于15ml。

多尿的定义24小时尿量大于2500ml。

无尿的定义24小时尿量小于100ml。

（二）内分泌功能:

肾素（renin）前列腺素（prostaglandin，PG）促红细胞生成素（erythropoietin，EPO）活性维生素D31，25-（OH）2-D3,功能：

对血容量和血压起调节作用的肾素刺激骨髓造血的促红细胞生成素具有强烈舒血管作用的前列腺素调节钙磷代谢的活性维生素D3,

（一）肾单位（nephron）和集合管,三、肾脏的功能解剖及血液循环特征,一、肾的基本结构,肾单位,肾小体,肾小管,肾小球,肾小囊,近曲小管,降支粗段降支细段升支细段,髓袢,远曲小管,升支粗段,近球小管,远球小管,肾单位是肾脏结构和功能的基本单位。

滤液（原尿）,滤过,肾小管,集合管,重吸收分泌与排泄,终尿,Corticalnephron皮质肾单位Juxtamedullarynephron近髓肾单位,两种肾单位比较,皮质肾单位,近髓肾单位,数量,多（85-90%）,A口径,少（10-15%）,肾小球体积,较大,较小,A入A出21,差异甚小,出球小A后的毛细血管,髓袢长度,分布于皮质部的肾小管周围,还形成U形的直小血管,肾素含量,短（只达外髓层）,长（深入内髓层）,多,少,主要功能,尿液生成,尿的浓缩和稀释,

（二）球旁器（近球小体）:

（juxtaglomerularapparatus）主要分布在皮质肾单位,球旁（颗粒）细胞Juxtaglomerularcells是一种牵张感受器，能够分泌肾素致密斑Maculadensa是钠离子浓度感受器球外系膜（间质）细胞Extraglomerularmesangialcells,（三）集合管,收集多个肾单位远曲小管的尿液，将尿液输送至肾盂。

二、肾血液循环特征characteristicofrenalcirculation,1、血液供应极丰富：

1200ml/min占心输出量的1/51/4左右。

2、血液分布不均：

皮质94%外髓5-6%内髓1%3、形成两套毛细血管网,

（一）肾的血供特点,腹主动脉,下腔静脉,肾动脉肾静脉叶间动脉叶间静脉弓形动脉弓形静脉小叶间动脉小叶间静脉入球小动脉肾小球毛细血管网肾小管毛细血管网出球小动脉,肾小球毛细血管内血压较高，有利于肾小球的滤过作用。

（2：

1）,肾小管周围毛细血管内的血压较低有利于肾小管的重吸收。

（二）肾血流量的调节,1、自身调节（autoregulation）使肾血流量与肾脏泌尿机能相适应。

动脉血压:

80-180mmHg,肾血流量相对恒定。

“肌源学说”：

血管平滑肌紧张性,血管口径,血流阻力,动脉血压180mmHg平滑肌已达收缩极限,80mmHg以下，180mmHg以上：

肾血流量随动脉血压的变化而变化。

肾交感N,球旁细胞,肾素,血管紧张素,肾血管收缩,肾血流量,NEE血管紧张素血管升压素,前列腺素NO,（+）,（）,紧急情况下，通过神经体液的作用，肾血流量减少，全身血液重新分配，保证心、脑等器官的血供，“移缓济急”。

在一般的血压变动范围内，肾脏依靠自身调节来保持肾血流量相对稳定，维持正常的泌尿机能；,第二节尿的生成过程,肾小球的滤过Glomerularfiltration肾小管和集合管的重吸收Tubularreabsorption肾小管和集合管的分泌排泄Tubularsecretion,一、肾小球的滤过功能Glomerularfiltration,肾小球的滤过：

指血液流过肾小球毛细血管时,血浆中水分和小分子物质通过滤过膜进入肾小囊形成原尿的过程。

滤过三要素:

屏障、动力、阻力滤过的实验证据:

肾小囊微穿刺抽取液体分析发现,除蛋白质外，所含的成分及其浓度与血浆基本一致,而且渗透压和pH值也与血浆近似。

原尿（primaryurine）：

肾小球滤液，除蛋白质含量极少外，其他成分与血浆基本一致，渗透压与酸碱度也相似,是血浆的超滤液。

小管液（tubularfluid）:

进入肾小管的原尿。

终尿（endurine）：

小管液在流经肾小管和集合管时，经过肾小管和集合管的重吸收与分泌作用最终形成终尿。

（一）肾小球滤过率与滤过分数,1、肾小球滤过率（glomerularfiltrationrate,GFR）,单位时间内（min）两肾生成的超滤液量。

1.73m2125ml/min,一昼夜超滤液量=180L,2、滤过分数（filtrationfraction,FF）,肾小球滤过率与肾血浆流量的比值。

正常值:

0.180.20,表明:

流经肾脏的血浆约1/5形成原尿。

（二）滤过的结构基础（滤过膜）,1、滤过膜的组成filtrationmembrane肾小球毛细血管内皮基膜肾小囊脏层上皮细胞,2、滤过膜的通透性（permeability）,（三）有效滤过压（effectivefiltrationpressure,EFP）,EFP=动力阻力,EFP=（肾小球毛细血管压+囊内液胶体渗透压）（血浆胶体渗透压+肾小囊内压）,EFP=肾小球毛细血管压（血浆胶体渗透压+肾小囊内压）,毛细血管压glomerularcapillarypressure：

（1）压力较高6.0kP（45mmHg）

（2）入球端与出球端几乎相等,囊内压capsularhydrostaticpressure:

1.3kP（10mmHg）,血浆胶体渗透压：

plasmacolloidosmoticpressure入球端：

3.3kP（25mmHg）出球端：

4.7kP（35mmHg）,入球端EFP=45（25+10）=10（mmHg）,出球端EFP=45（35+10）=0,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（filtrationequilibrium），滤过便停止了。

（四）影响肾小球滤过的因素,

（2）面积,2、有效滤过压effectivefiltrationpressure

（1）肾小球毛细血管压glomerularcapillarypressure,全身动脉BP,自身调节范畴内,自身调节范畴外,入球小动脉收缩,出球小动脉收缩,

（2）囊内压hydrostaticpressureinBowmanscapsule,（3）血浆胶体渗透压Plasmaoncoticpressureinglomerularcapillary,3、肾血浆流量renalplasmaflow,主要影响滤过平衡的位置,由图可见：

沿着毛细血管全长，随着水和溶质的滤出，胶体渗透压渐有效滤过压渐（=0时称滤过平衡）滤过平衡的位置决定着毛细血管滤过的长度。

由图可见：

三条曲线分别代表不同肾血浆流量（RPF）时血浆胶体渗透压（COP）上升的斜率。

曲线A:

RPF小时COP速度快曲线C:

RPF大时COP速度慢曲线B:

正常RPF时COP速度,结论：

RPF快COP速慢滤过平衡位置近出球A端GFR；反之则GFR。

二、肾小管与集合管的重吸收Reabsorptionofrenaltubuleandcollectingduct,重吸收（reabsorption）:

小管液中的物质通过小管上皮细胞进入管周毛细血管血液的过程称为肾小管和集合管的重吸收。

（一）肾小管与集合管的转运方式,1、被动转运passivetransport,2、主动转运Activetransport,原发性主动转运Primaryactivetransport继发性主动转运Secondaryactivetransport,各种物质重吸收部位,部位水的重吸收近曲小管65-70%髓袢10%远曲小管10%集合管10-20%,各种物质的重吸收全部：

G,aa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,

（二）几种主要物质的重吸收,1、Na+的重吸收,滤液中Na+99以上可以被重吸收近端小管重吸收的能力最大在近端小管的重吸收属于原发性主动重吸收,

（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+交换泵漏模式（pump-leakmodel）,（back-leak）,H+,Na+,

（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,2、Cl-的重吸收,Cl-的重吸收特点：

Cl-的重吸收量和各段肾小管对Cl-的重吸收能力都与Na+的相似除髓袢升支粗段为继发性主动重吸收外，其余皆为被动重吸收。

同向转运体symporter,在髓袢升支粗段的管腔膜上存在着一种能同时、同方向转运Na+、Cl、K+的载体蛋白，称为同向转运体，其转运的比例为Na+2ClK+,速尿和利尿酸等利尿剂可抑制同向转运体，从而抑制了Na+、Cl、K+的转运，使NaCl的重吸收受到抑制，从而干扰了尿的浓缩机制，导致利尿。

3、H2O的重吸收重吸收机制:

被动过程（渗透作用）。

重吸收特点：

类同Na+，具球-管平衡现象，即重吸收量始终为滤过量的6570%（后述）。

近端小管对重吸收水的量与机体是否缺水无关，属于一种必然性重吸收,近端小管,特点:

重吸收量根据机体的需要而被调节，因此属调节性重吸收；重吸收量对终尿量的影响很大。

机制:

受抗利尿激素的调节管腔膜有ADH调控的水通道（当ADH作用时，水通道便从胞浆镶嵌到管腔膜上），调节水的重吸收。

远曲小管和集合管,4、HCO3重吸收8085%在近球小管重吸收以CO2的形式进行的,5、K+的重吸收,67%在近端小管重吸收。

是一个主动过程。

150mmol/L,4mmol/L,4mV,0mV,是逆电化学梯度重吸收。

机理？

6、葡萄糖的重吸收,在近端小管全部重吸收。

继发性主动重吸收。

与Na+同向转运密切相关。

近端小管对葡萄糖的重吸收有一定度。

血糖160180mg%200-230mg/min,尿中见糖,肾糖阈（renalglucosethreshold）：

尿中不出现葡萄糖时的最高血糖浓度。

Theplasmaleverofglucoseatwhichglucosefirstappearsintheurine.,葡萄糖吸收极限量：

约300mg%,同向转运体的结合位点达饱和时,葡萄糖吸收极限量,男性：

375mg/min女性：

300mg/min,三、肾小管和集合管的分泌与排泄,分泌（secretion）：

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。

排泄（excretion）：

肾小管上皮细胞将血液中某种物质直接排入到小管液中去的过程。

1、H+的分泌,

（1）在近端小管通过H+Na+交换分泌H+,每分泌一个H+,即有一个NaHCO3重吸收回血液。

H+的分泌是肾脏排酸保碱的过程。

2、K+的分泌,在远曲小管和集合管K+的分泌与Na+的主动重吸收有密切关系，是顺电化学梯度的被动过程。

3.NH3的分泌,小管上皮细胞内谷氨酰胺,脱氨,NH3（氨）,脂溶性,肾小管腔：

NH3H+,NH4+Cl-NH4Cl,单纯扩散,脱氢酶,4、其它物质的排泄,肌酐、对氨基马尿酸、青霉素、酚红、大部分利尿药都能由肾小管排泄。

四、影响肾小管和集合管转运的因素,1、小管液中溶质的浓度,渗透性利尿（osmoticdiuresis）,通过增加小管液溶质浓度和渗透压使尿量增多的方式,糖尿病diabetes临床上使用甘露醇等可被肾小球滤过而不被肾小管重吸收的物质，利用它来提高小管液中溶质的浓度，借以达到利尿的目的。

2、近球小管的球管平衡现象,球管平衡（glomerulotubularbalance）,在正常情况下，不论肾小球滤过率有何变化，近球小管对Na+、水的重吸收总是稳定在滤过率的65%-70%（定比重吸收），这一现象称为球-管平衡。

“定比重吸收”（constantfractionreabsorption）与管周毛细血管血压和胶体渗透压的改变有关。

意义：

使尿中排出的溶质和水不致因肾小球滤过率的增减而大幅度变动。

渗透性利尿和充血性心力衰竭时，球-管平衡被打乱。

第三节尿液的浓缩和稀释Urineconcentrationanddilution,一、何谓浓缩尿和稀释尿？

正常情况下:

不同程度浓缩尿饮水过多:

不同程度稀释尿肾功能损害时:

排出等渗尿,二、尿液浓缩、稀释的过程和机制,髓质高渗梯度,ADH,ADH,集合管对水通透性,集合管对水重吸收,低渗尿（尿稀释）,集合管对水通透性,集合管对水重吸收,高渗尿（尿浓缩）,

（一）尿液浓缩和稀释的过程,流经髓袢升支粗段后低渗的小管液,

（二）浓缩尿和稀释尿是如何形成的？

1、肾髓质的高渗,2、管壁对水具有通透性,两个条件,形成肾髓质高渗梯度的结构基础:

近髓肾单位的髓质部分有两套“U”形结构。

（1）髓袢的降支和升支

（2）“U”形直小血管,髓质渗透压梯度的形成机制：

各段肾小管对水、NaCl和尿素的通透性不同。

逆流倍增作用（countercurrentmultiplication）,表8-1髓袢、远曲小管和集合管的通透性,逆流倍增模型,ADH,从全过程看：

外髓部（主动）：

髓袢升支粗段NaCl主动重吸收（始动）内髓部（被动）：

内髓集合管顺浓度差扩散出的尿素（尿素的再循环）髓袢升支细段顺浓度差扩散出的NaCl,4.肾髓质渗透压梯度的保持逆流交换作用（countercurrentexchange）,U形直小血管的作用,ADH,第四节肾脏泌尿功能的调节Regulationoftherenalfunction,一、神经调节,二、体液调节,

（一）抗利尿激素（antidiuretichormone,ADH）血管升压素（argininevasopressin,AVP）,1、分泌和作用,2.ADH的作用机制,3、影响ADH分泌与释放的因素,

（1）血浆晶体渗透压的改变,大量出汗严重呕吐腹泻,机体失水,血浆晶体渗透压,ADH分泌释放,肾脏重吸收水,尿量,保留体内水,大量饮清水,排出多余水,（）,（）,osmorecepter,大量饮清水后尿量增多的现象，称为水利尿（waterdiuresis）。

（2）循环血量的改变,血量,左心房受到牵张刺激,容量感受器,迷走传入冲动,下丘脑-神经垂体系统,ADH,尿量,体内水,血量,大失血,（）,（）,（+）,（）,（+）,（）,（3）其他因素,动脉血压,颈动脉窦压力感受器,窦神经传入冲动,ADH,尿量,痛刺激情绪紧张血管紧张素,弱冷刺激心房利尿肽,ADH,尿量,下丘脑病变,累及下丘脑-神经垂体系统,ADH,尿量（3035L/日）,“尿崩症”,

（二）肾素-血管紧张素-醛固酮系统（renin-angiotensin-aldosteronesystem）,1、系统的组成,肝脏,血管紧张素原,血管紧张素（10肽）,血管紧张素（8肽）,血管紧张素（7肽）,肾素（蛋白水解酶）,球旁器中球旁细胞,转换酶（肺组织）,血管紧张素酶A,肾上腺皮质球状带细胞,醛固酮,2、血管紧张素和醛固酮的作用,血管紧张素angiotensin,刺激醛固酮的合成与分泌刺激近球小管对NaCl的重吸收刺激ADH的释放,“保Na+、保水、排K+”,3、醛固酮的作用机理,调节肾素分泌的因素,

（1）与两种感受器有关：

入球小动脉处的牵张感受器,致密斑感受器,

（2）交感神经和儿茶酚胺的作用,4、影响醛固酮分泌的因素,肾素,（三）心钠素（cardionatrin）心房钠尿肽（atrialnatriureticpeptide,ANP）,心房肌细胞合成释放，28个氨基酸残基构成。

体内细胞外液量,调节水盐平衡,作用：

促进NaCl和水的排出,第五节血浆清除率,一、什么是血浆清除率（肾清除率）？

（plasmaclearance）,血浆清除率实验是一种衡量肾功能的方法。

血浆清除率：

指单位时间内，从肾脏排出某一物质的总量与血浆中该物质浓度的比值,单位时间内所排出的尿量（V）尿中某一物质的浓度（Ux）血浆中所含这一物质的浓度（Px）,PI=1mg/100ml,V=1ml/min,UI=125mg/100ml,VUI=1ml/min125mg/100ml=1.25mg/min,菊粉（Inulin）:

多糖,指肾脏在单位时间内（min）能将多少ml血浆中所含的某物质完全清除出去,这个被完全清除了某物质的血浆ml数就称为该物质的血浆清除率。

二、测定血浆清除率的生理意义,1、可用于测定肾小球滤过率（GFR）,单位时间内（min）从肾小球滤过的血浆毫升数（ml/min）。

内生肌酐清除率,内生肌酐：

体内组织代谢所产生的肌酐。

肌酐清除率,尿肌酐浓度（mg/L）24小时尿量（L）,血浆肌酐浓度（mg/L）,（L/24小时）,=,内生肌酐清除率与菊粉清除率相近,可以代表GFR。

2、可用于测定肾血流量Renalbloodflow,碘锐特、对氨基马尿酸的钠盐,血浆中浓度不超过13mg%,例如：

V=1ml/minU=20mg/100mlP=0.031mg/100ml,肾血浆流量（Y）=650ml/minRenalplasmaflow,红细胞比容=45%,血浆量占全血量大约为55%,肾血流量=650/55100=1200ml/minRenalbloodflow,3、推测肾小管功能,第六节尿的排放micturation,尿液成分：

水95-97%溶质3-5%电解质：

Na+、K+、Cl-非蛋白含氮化合物：

尿素等,尿量：

尿的比重：

1.015-1.025尿的渗透压:

血浆渗透压尿的颜色:

淡黄尿的pH：

5.0-7.0素食呈碱性,膀胱内尿量很少（10余ml）,排尿反射,排尿次数,（尿频）,腰骶部脊髓受损,低位中枢功能障碍,反射活动,膀胱中尿液不能排出,尿潴留,脊髓受损（截瘫）,低位中枢与高位中枢失去功能联系,排尿失控（尿失禁）,