尿生成和排出.ppt

<p>单击此处编辑母版标题样式,编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第八章 尿的生成和排出,湖北医药学院,生理学教研室,李海霞,熟悉,了解,掌握,肾小球的滤过功能：肾小管滤过率、滤过分数、有效滤过压；决定和影响肾小球滤过的因素；肾小管重吸收的有限性；肾单位不同部分（近端、髓袢、远端）的重吸收和分泌；肾髓质高渗梯度形成原理；直小血管的作用；尿液的浓缩和稀释过程及其影响因素；肾脏泌尿功能的调节,滤过膜及其通透性；肾小管重吸收特征和方式；逆流交换与逆流倍增作用；血浆清除率的意义,肾脏的结构及功能概要；膀胱与尿道的神经支配；排尿反射（膀胱容量和膀胱内压的关系；神经系统损害引起的排尿异常）,排 泄 器 官 排 泄 物,肾 脏,水、尿素、肌酐、盐类、,药物、毒物、色素等,肺 脏,co,2,、水、挥发性药物等,皮肤及汗腺 水、盐类、少量尿素等,消 化 道 钙、镁、铁、磷等无机盐,胆色素,毒物等,唾 液 腺 重金属、狂犬病毒等 ,排泄（,excretion,）：,由排泄器官将代谢终产物、进入体内过剩的物质的和异物（药物或毒物）排出体外的过程。,肾脏功能,(,一,),泌尿,:,维持内环境的相对稳定。,排除机体大部分代谢终产物、过剩的物质、水及进入体内药物、毒物等。,调节水、电解质和酸碱平衡。,(,二,),内分泌,:,肾素、促红细胞生成素、,1,羟化酶，前列腺素,第一节 肾的功能和血液循环特点,一、肾脏的结构特点,（一）肾单位和集合管,人体每个肾脏有,100,万个肾单位，不能再生，,40,岁以后，功能性肾单位每,10,年大约减少,10,肾小体,肾小球,肾小囊,肾小管,近端小管,髓袢细段,远端小管,袢升细段,袢升粗段,远曲小管,袢降粗段,近曲小管,袢降细段,肾单位,皮质肾单位,近髓肾单位,数量,多（,85-90%,）,少（,10-15%,）,形状,小，髓袢段,大，髓袢长,A,口径,A,入,：,A,出,=2,：,1,A,入,：,A,出,1,：,1,A,出后的,Cap,肾小管周围,肾小管周围,U,型直小血管,球旁器,有，肾素多,几乎无,功能,尿生成,尿浓缩稀释,两种肾单位比较,（二）球旁器,球旁细胞,球外系膜细胞,可合成、储存和释放肾素,感受小管液中的,NaCl,变化，并将信息,传至球旁细胞，,调节肾素的释放。,吞噬、,收缩功能,二、肾血流量的特点及其调节,（一）肾的血液循环特征,流量大但分布不均,：,1200ml/min,心输出量,1/4,1/5,，机体供血最丰富器官；,94%,左右分布在肾皮质。,压力高低不同,：,肾小球毛细血管网高利于滤过；,肾小管毛细血管网低利于重吸收。,肾动脉灌注压,70-180mmHg,，肾血流量相对稳定。,（二）肾血流量的调节,肌源学说,管球反馈,1,、自身调节,“,肌源学说,”,：,肾灌注压,入球小动脉血管壁受到牵张刺激,血管平滑肌紧张性,血管口径,血流阻力,血流量,肾血流量相对恒定,动脉血压,180 mmHg,平滑肌已达收缩极限,罂粟碱，水合氯醛，氰化钠等可抑制血管平滑肌活动，自身调节消失,“,管,-,球反馈,”,(tubuloglomerular feedback),肾血流，肾小球滤过率,流速慢，,NaCl,吸收多，致密斑处,NaCl,浓度降低,致密斑将信息反馈给肾小球,入球小动脉,阻力降低,球旁细胞释放肾素,AngII,出球小动脉收缩,肾小球毛细血管静水压,2,、肾血流的神经,-,体液调节,交感,神经兴奋（剧烈运动，应急状态如大失血）肾血管收缩 肾血流量，使血液转移到当时需要血供较多的组织。,体液：,NE,，,E,，血管升压素、血管紧张素,II,等,PGE,2,，,PGI,2,缓激肽等,复习思考题,1.,肾血流量的特点是什么？,2.,试述肾脏的生理功能。,患儿，男，,6,岁，感冒,1,周后出现血尿，蛋白尿伴尿量减少。诊断为急性肾小球肾炎。,1.,肾小球在尿液的生成中有何作用？,2.,哪些因素会影响肾小球功能而引起尿液异常？,正常,尿液,患儿,尿液,第二节,肾小球,的滤过功能,（,Glomerular Filtration,）,能够理解肾小球滤过过程及其影响因素，并能够结合具体,案例,进行分析。,提高对异常尿液的重视度。,教学目标,2.,判断题,肾小球毛细血管网压力高,利于滤过,;,肾小管周围毛细血管网压力低,利于重吸收。,(),1.,多选题,肾单位是尿液生成的基本功能单位，由（）组成。,A.,肾小球,B.,肾小囊,C.,肾小管,ABC,先测,肾小球在尿液的生成中有什么作用？,1,尿的生成,肾小球滤过,血浆中,部分物质,肾小管、集合管,重吸收和分泌,原尿,终尿,肾小球滤过,（,Glomerular Filtration,）,血液流过肾小球时,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。,是尿生成的第一步。,血浆中,除蛋白,外，血浆中几乎所有成分均能被滤过。,肾小球滤液,血浆超滤液,一、肾小球滤过膜,（一）组成,(Glomerular filtration membrane),内皮细胞,基膜,裂隙膜,滤过膜示意图,滤液,(,原尿,),裂孔,窗孔,机械屏障作用,内皮细胞层,阻止血细胞通过,基膜,阻碍大分子蛋白通过,裂隙膜,最后一道屏障,70-90nm,2-8nm,4-11nm,为何血浆白蛋白（,3.6nm,）很难滤过？,（二）,通透性,滤过屏障模式图,电学屏障作用,滤过膜带,负电荷,，,阻止带负电,的较大物质通过。,图,-,不同分子大小和电荷对右旋糖酐滤过能力的作用,（三）滤过膜面积,1.5m,2,二、,有效滤过压,（,effective filtration pressure,，,EFP,）,肾小球毛细血管血压,囊内压,血浆胶体渗透压,P,GC,P,BS,GC,P,BS,GC,EFP=P,GC,-P,BS,-,GC,入球端,=45-10-25,=10mmHg,0,有滤液生成,入球端,=45-10-,25,=10mmHg,0,有滤液生成,近出球端,=45-10-,35,=0mmHg,=0,无滤液生成,滤过平衡,1,、肾小球滤过率,（,glomerular filtration rate,GFR),单位时间内（,min),两肾,生成的超滤液量。,1.73m,2,125ml/min,。一昼夜为,180L,。,衡量肾小球滤过功能的重要指标,2,、滤过分数,(filtration fraction,FF),肾小球滤过率与肾血浆流量的比值。,FF=,GFR,肾血浆流量,=,125,660,=,0.19,表明,:,流经肾脏的血浆约,20%,形成原尿。,哪些因素会影响肾小球的滤过？,2,通透性,机械屏障,作用,，,蛋白尿、血尿,电学屏障,作用,，,蛋白尿,（白蛋白）,三、影响肾小球滤过的因素,1.,滤过膜的通透性和面积（滤过系数）,面积,有效滤过,面积,，,原尿量,2.,有效滤过压,肾小球毛,细血管血压,囊内压,血浆,胶体渗透压,=,有效滤过压,原尿,肾小球毛,细血管血压,如：大失血,交感神经兴奋,入球小动脉强烈收缩,2.,有效滤过压,肾小球毛,细血管血压,囊内压,血浆,胶体渗透压,=,有效滤过压,原尿,2.,有效滤过压,肾小球毛,细血管血压,囊内压,血浆胶体渗透压,=,有效滤过压,原尿,如：快速大量生理盐水稀释胶渗压,3.,肾小球血浆流量,肾血流量大,血浆胶体渗透压,上升,速,度,慢,有效滤过压,下降速度变,慢,滤过,停止时间,延后,产生,滤过作用毛细血管长度,增加,增加,有效滤过,面积,肾小球滤过率增加。,反之亦然,。,多选,下列哪些可影响肾小球滤过：（）,A.,剧烈运动引起交感神经强烈兴奋,B.,肿瘤压迫输尿管,C.,静脉输入大量生理盐水,ABC,测试,案例分析,急性肾小球肾炎患儿为何出现血尿和蛋白尿？（,）,为何,尿量减少？,（,）,A.,滤过膜屏障受损,B.,有效滤过面积减小,C.,有效滤过压降低,A,B,肾小管与集合管的重吸收和分泌,血浆、原尿和终尿主要成分比较,(g/L),血浆、原尿和终尿主要成分比较,(g/L),成 分 血浆 原尿 终尿 浓缩倍数,水,900 980 960 1.1,蛋白质,80,微量,0,-,葡萄糖,1 1,0,-,Na,+,3.3 3.3 3.5 1.1,Cl,-,3.7 3.7,6.0,1.6,K,+,0.2 0.2,1.5,7.5,尿酸,0.02 0.02,0.5,25.0,尿素,0.3 0.3,20.0,67.0,肌酐,0.01 0.01,1.5,150.0,氨,0.001 0.001,0.4,400.0,180L,1.5L,（重吸收）,葡萄糖,原尿中有终尿中无,(,重吸收,),；,肌酐、氨,原尿中微量终尿中大量,(,分泌或排泄,),。,吸收量大，高度选择性,分 泌,:,指小管上皮细胞将自身代谢物质或血液中某些物质排入管腔的过程,。,重吸收,:,指小管上皮细胞将小管液中某些成分转运返回血液的过程。,1.1,2/3,经跨细胞重吸收,-,近端小管前半段,关键动力,：,上皮细胞基底侧膜上,Na+,泵,钠泵造成细胞低钠，,Na+-H+,交换，,Na+-Glu/AA,同向转运进入细胞。,H,2,O,被动重吸收（渗透压）。,Cl-,浓度升高。,(,一,),几种物质的重吸收,1.Na,+,、,Cl,、,H,2,O,的重吸收,肾小管和集合管重吸收,99%,近端小管中,65%-70%,。,1/3,经细胞旁重吸收,-,近端小管,后半段,Cl,-,顺,浓度差,经紧密连接吸收管两侧电位差,Na,+,顺,电位差,经紧密连接吸收。,H,2,O,通过渗透作用而吸收（等渗）。,X,：葡萄糖,氨基酸,等渗性,重吸收,1.2,髓袢,:,NaCl,20%、水15%,髓袢降支细段：,对,NaCl,不通透,水经水通道（,AQP1,）以渗透方式重吸收。,髓袢升支细段：,对水不通透。,对,Na,+,、,Cl,-,高度通透：易化扩散进入组织液,。,髓袢升支粗段,Na,+,-K,+,-2Cl,-,同向转运体,Na,+,-K,+,泵,Na,+,由,Na,+,泵泵至组织间液,Cl,-,经管周膜,Cl,-,通道至组织间液,K,+,返回小管液,Na,+,K,+,Ca,2+,顺电位差经细胞旁途径重吸收,对水几乎不通透。小管液呈低渗性。,速尿,哇巴因,1.3,远曲小管和集合管：,NaCl,12,%、水不等量,对,Na+,（醛固酮）和水（抗利尿激素）的重吸收可根据机体的水、盐平衡状态进行调节。,调节性重吸收。,噻嗪类,远曲小管：,对水不通透,集合管上皮细胞：,Na,+,-K,+,泵,Na,+,通道,对水的吸收取决于（,ADH,）抗利尿激素的调控,阿米洛林,Na,+,吸收,管腔负电位,Cl,-,通过细胞旁途径吸收,K,+,分泌入管腔,肾小管和集合管,Na+,和,H,2,O,重吸收的总结,Na,+,重吸收,部 位,量,机 制,特 点,近曲,小管,60-70%,初段主动,(,管腔膜,Na,+,-X,偶联转运，管周膜,Na,+,泵,),后段被动,(,顺电位差经细胞旁路,),定比重吸收,不受调节,髓袢,升支,25-30%,细段被动,(,顺浓度差,),粗段主动,(Na,+,-K,+,-2Cl,-,同向转运体复合物,),降支细段对,Na,+,不通透,重吸收量与尿浓缩机制有关,远曲管集合管,10%,管腔膜,Na,+,-Cl,-,交换,管腔膜,Na,+,通道,管周膜,Na,+,泵,受调节,H,2,O,重吸收,部 位,量,机 制,特 点,近曲,小管,65%,被动,(,渗透作用,),细胞旁路,水通道（主要）,球,-,管平衡,不受调节,髓袢,15%,降支细段被动,(,渗透作用,),升支对水不通透,远曲管集合管,10%,9.3%,被动,(,水通道,),远曲管初段水不通透,受,ADH,调节,近曲小管水的重吸收量对终尿量的影响不大，而终尿量主要取决于远曲小管和集合管对水的重吸收量,。,2.,HCO3-,的重吸收与,H+,的分泌,HCO3-,80%,在近端小管重吸收。,小管液中,HCO,3,-,以,CO,2,的形式重吸收；优先于,Cl-,的吸收。,体现肾脏,排酸保碱,，调节机体酸碱平衡的作用。,乙酰唑胺,CA,活性受,PH,影响,H,+,的分泌,近球小管：,Na+-H+,交换。,集合管：,H+,泵。,酸化尿液，排酸保碱，促进泌氨。,3.,NH,3,的分泌,NH,4,+,：,Na+-H+,交换。,主要在近端小管,NH,3,：单纯扩散。,集合管,排,H+,获碱,调节酸碱平衡,4.K+,的重吸收和分泌,原尿中的约,65%-70%,K,+,在,近端小管,重吸收，,约25,%,-30%,在,髓袢,重吸收。,K,+,-Na,+,交换,K,+,通道,Na,+,通道,Na,+,-K,+,泵,Na,+,-K,+,交换,终尿中,K,+,-,远端小管和集合管上皮,分泌,的。,促进,K+,分泌的因素：,细胞外液,K+,浓度,醛固酮分泌,小管液流量高,（降低小管液,K+,浓度）,小管腔负电位增高,阿米洛林,K+,分泌特点,:,近端小管泌,K,+,与泌,H,+,呈负相关。,Na,+,-K,+,交换与,Na,+,-H,+,交换具有竟争抑制。,酸中毒,:Na,+,-H,+,Na,+,-K,+,泌,K,+,高血钾症。,高血钾症,:Na,+,-K,+,Na,+,-H,+,泌,H,+,酸中毒。,多吃多排、少吃少排、不吃也排。不能进食患者需要补钾。,5.,葡萄糖的重吸收,仅限于,近端小管，特别是前半段。,继发主动转运过程。葡萄糖具有饱和性。,肾糖阈,:,尿中刚刚出现糖时的血糖浓度。,180mg/100ml,（,10.1mmol/L,），,部分,肾小管对葡萄糖的吸收能力达到极限，尿中开始出现葡萄糖。,葡萄糖最大转运量,:,双肾全部肾小管每分钟所能重吸收葡萄糖最大量。,血糖浓度升至,300mg/100ml,（,16.7mmol/L,），两肾,全部,肾小管对葡萄糖的吸收能力都达到极限（男,375mg/min,，女,300mg/min,）。,6.,钙的重吸收与排泄,约,70%,在近端小管被重吸收，,20%,在髓袢，,9%,在远端小管和集合管被重吸收，小于,1%,的,Ca,2+,随尿排出,近端小管：约,80%,由溶剂拖曳的方式经细胞旁,约,20%,经跨细胞途径被重吸收,髓袢仅升支粗段能重吸收,Ca,2+,远端小管和集合管：小管液为负电位，,Ca,2+,的重吸收是跨细胞途径的主动转运,7.,尿素的重吸收与排泄,蛋白质代谢产物,约,40%-50%,在近端小管被重吸收,尿素再循环,重吸收的部位和方式,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：葡萄糖,氨基酸,大部：,67%,水，,Na,+,K,+,Cl,-,85%HCO,3,-,部分：硫酸盐，尿素，尿酸,部分：,Na,+,Cl,-,，水,部分：,Na,+,HCO,3,-,，水,部分：水，钠盐，尿素,在重吸收的质和量上，,近端小管居首,。,（二）,影响肾小管和集合管重吸收与分泌的因素,1.,小管液中溶质的浓度,当,溶质,渗透压肾小管,(,尤其近曲小管,),对水的重吸收尿量。,这种利尿方式称为,渗透性利尿,。,如,:,糖尿病的多尿；,渗透性利尿剂,-,甘露醇、山梨醇,(,可被滤过而不被重吸收,),。,2.,球管平衡,近端小管中Na,+,和水的重吸收率总是占肾小球滤过率的65%70%，这种定比重吸收的现象称为,球-管平衡,意义：,保持尿量和尿钠的相对稳定。,第四节 尿液的浓缩和稀释,尿渗压血渗压,高渗尿,尿浓缩,如：大量出汗、呕吐、腹泻缺水,尿渗压血渗压,低渗尿,尿稀释,如：大量输液、饮水多水,正常血浆的渗透压：,300mOsm/(kg,H,2,0,),终尿的渗透压：,50,1200mOsm/(kg,H,2,0,),尿浓缩、稀释障碍,缺水或水中毒,尿液稀释本质：小管液中,溶质,重吸收的程度,水被重吸收,尿液浓缩本质：小管液中,水,重吸收的程度,溶质被重吸收,肾髓质渗透梯度,是尿浓缩和稀释的,先决条件。,抗利尿激素,的释放为决定因素,（一）肾髓质间质渗透梯度的形成,基础：近髓肾单位长的髓袢结构和功能。,逆向流动,通透性不同,髓袢的逆流倍增,一、尿浓缩机制,1.,髓袢升支粗段：,对,NaCl,主动转运,（主要动力）,对水不通透,NaCl,向管外扩散,外髓高渗梯度形成,2.,髓袢降支细段：,对,NaCl,不通透,对水通透,水被重吸收,管内,NaCl,浓度增高,3.,髓袢升支细段：,对,NaCl,易通透,对水不通透,NaCl,向管外扩散,参与内髓渗透梯度形成,4.,集合管：,内髓部 对尿素易通透,尿素向管外扩散,参与内髓渗透压梯度形成,尿素再循环 促进并加强,（二）,髓质渗透压梯度的维持：,直小血管的逆流交换作用,带走多余水和溶质,形成肾髓质高渗梯度的物质：,外髓质：,主要是,NaCl,。,内髓质：,主要是,NaCl+,尿素,形成肾髓质高渗梯度的决定因素：,逆流系统,+,各段对物质的选择性通透。,保持：,直小血管逆流交换。,肾髓质渗透压梯度的形成和保持,形成,水,NaCl,尿素,髓袢降支细段,高度通透,不易通透,中等,通透,髓袢升支细段,不通透,高度通透,不易,通透,髓袢升支粗段,不易通透,不易通透,但主动重吸收,不易通透,远 曲 小 管,有,ADH,时,易通透,不易通透,但主动重吸收,不易通透,集 合 管,有,ADH,时,易通透,不易通透,但主动重吸收,外髓部不通透,内髓部易通透,髓袢、远曲小管和集合管的通透性,肾髓质高渗梯度的形成,（三）,抗利尿激素促进集合管水的重吸收，浓缩尿液,ADH,集合管上皮细胞,AQP2,表达增加,对水的通透性增加,水的重吸收量增加,(,渗透压,),二、尿液的稀释机制,ADH,远曲小管和集合管,水通透性低,仍然能够继续吸收氯化钠,三、影响尿液浓缩和稀释的因素,影响肾髓质高渗形成的因素,直小血管血流量和速度对髓质高渗维持的影响,影响连接小管和集合管对水通透性的因素,中枢性尿崩症，,ADH,减少，每天可排,20L,低渗尿。,血流加速带走髓质的溶质多髓质高渗,尿浓缩,在下丘脑视上核和室旁核合成，神经垂体储存,主要作用：,提高远曲小管和集合管上皮对水的通透性，促进水的重吸收。,缺乏：尿崩症（尿量,5-10L/,天）,主要影响因素：,血浆晶体渗透压,循环血量,一、,抗利尿激素（,ADH,）,第五节 尿生成的调节,-,体液调节,一次,大量饮清水与饮生理盐水尿量为何不同？,一次性大量饮清水后尿量增加的现象称,水利尿,。,大量饮清水后,血浆晶体渗透压,和血容量对下丘脑渗透压感受器的刺激,ADH,释放肾小管对水的重吸收尿量。,而饮等量的生理盐水后，因仅改变血容量，对,ADH,释放抑制程度轻，故尿量不会出现饮清水后的水利尿现象尿量。,饮水,1000ml,（二）肾素,-,血管紧张素,-,醛固酮系统（,RAAS,）,醛固酮,促进远曲小管和集合管对,Na,+,、水的重吸收以及,K,+,的分泌,保,Na,+,、保水、,排,K,+,由肾上腺皮质球状带合成分泌,肾交感神经,入、出球,小动脉收缩,球旁细胞,近端小管,髓袢,GFR,肾素,NaCl,，,H,2,O,重吸收,终尿量减少,尿生成的调节,-,神经调节,第六节 血 浆 清 除 率,一、概念,：,指单位时间内，肾能将多少毫升,血浆,中的某种物质完全清除出去，此血浆毫升数称为该物质的,血浆清除率,（,ml/min,）。如尿素的血浆清除率,70ml/min,。,U,（某物质在尿液中浓度）,V,（每分钟尿量）,=P,（血浆中浓度）,C,可反映肾的排泄功能。,菊粉：即能自由滤过又不被重吸收与分泌，,故,菊粉的血浆清除率,=,肾小球滤过率,(GFR),。,(,二,),尿的理化性质,1.,比重,：,正常尿,1.015,1.025,正常：,1,2L/d,多尿：尿量长期保持在,2.5L/24h,以上,少尿：,100,500ml/24h,无尿：少于,100ml/24h,（一）尿量,2.pH,：,正常,pH,在,5.0,7.0(,呈弱酸性,),。,尿的,pH,主要取决于食物的成分：,摄入富含蛋白质的食物尿呈,酸性,；,摄入富含水果、蔬菜的食物尿呈,弱碱性,。,第七节 尿液及其排放,3.,颜色,：,正常：新鲜尿液呈透明、淡黄色,其深浅程度与尿量呈反变关系,(,尿多色淡,尿少则色深,),也常受药物影响。,病理,:,血尿,(,呈洗肉水色,),、胆红素尿,(,呈黄色,),、乳糜尿,(,呈乳白色,),。,无张力膀胱,：,膀胱的传入神经受损，膀胱充盈膨胀，膀胱壁张力下降。当膀胱过度充盈时，可发生溢流性尿失禁,。,（膀胱过度充盈，尿道溢出数滴尿液）,尿潴留：,传出神经,（,盆神经,）,或骶段脊髓受损,。,尿失禁：,高位脊髓受损，不能得到高位中枢的控制,。,小儿夜间遗尿：,小儿大脑发育未完善，对初级中枢的控制能力较弱，所以小儿排尿次数多，且易发生夜间遗尿现象，排尿活动受意识控制较弱,。,尿的生成和排出,排泄、小管液或原尿、肾小球的滤过率、肾血浆流量、滤过分数、球管平衡、肾糖阈、血浆清除率、渗透性利尿、尿潴留、尿失禁、重吸收、肾小管和集合管的分泌。,1,、试比较皮质肾单位和近髓肾单位,2,、为什么说肾小球滤过膜是分子大小的选择性滤器又是分子电荷的选择性滤器。,3,、影响肾小球滤过的因素有哪些,?,4,、口服,1000ml,生理盐水或清水后尿量各有什么变化,?,为什么,?,5,、试述醛固酮的生理作用及分泌的调节。,6,、试述,ADH,的生理作用及分泌的调节。,7,、试述肾髓质渗透压梯度形成原理及与尿液浓缩和稀释的关系。,8,、当肾小管的钠重吸收障碍时,哪些物质的转运将受到影响,?,说明其原因。,9,、禁食患者为何容易发生缺钾,?,10,、给病人分别注入,50%G,或,NS1000ml,对尿量有何变化,说明机理,?,</p>