生理学-尿的生成和排出.ppt

,*,第八章 尿的生成和排出,Urine Formation and Micturition,肾脏的排泄功能：,排除体内大部分代谢终产物以及进 入体内的异物,调节体内水和电解质的平衡并维持体液渗透压的稳态,排出氢离子，维持酸碱平衡,尿生成的基本过程,滤过,重吸收,分泌,1,肾的功能解剖和肾血流量,肾脏,肾锥体,肾单位和集合管,肾的功能解剖,肾单位,nephron,皮质肾单位,近髓肾单位,球 旁 器,juxtaglomerular apparatus,球旁细胞,juxtaglomerular cell,：分泌颗粒含肾素,球外系膜细胞,extraglomerular mesangial cell,：具有吞噬功能,致密斑,macula densa,：调节肾素的释放,小叶间动脉入球小动脉,肾小球毛细血管网,出球小动脉,管周毛细血管网,小叶间静脉,肾的血液供应,肾血流量及其调节,肾血流量的自身调节,autoregulation,指不依赖于肾神经和体液等因素影响而调节肾血流量的过程（肾血流量在动脉血压在一定的变动范围内能保持相对恒定）,当,肾动脉灌注压,在,80-180mmHg,之间发生变化时，,肾血流量,RBF,能保持相对恒定；,肾小球滤过率,GFR,也能保持相对恒定。,机制：,1.,肌源性学说,myogenic mechoanism,由肾脏小动脉血管平滑肌的特性决定,2.,管,-,球反馈,tubuloglomerular feedback,通过感受经过致密斑的小管液流量的改变进行调节,肌源性机制,myogenic mechanism,由肾脏小动脉血管平滑肌的特性决定,动脉压（,GFR,）,入球小动脉壁的张力,血管平滑肌受牵张,平滑肌,舒张,R,A,RBF,GFR,（,GFR,恢复正常）,反之,，动脉压（,GFR,）,入球小动脉壁的张力,血管平滑肌受牵张,平滑肌,收缩,R,A,RBF,GFR,（,GFR,恢复正常）,管球反馈,tubulo-glomerular feedback,，,TGF,TGF,的感受部位是致密斑,致密斑处感受的信息主要是,Na,+,、,K,+,、,Cl,-,等离子的转运速率,反馈调节同一肾单位的,SNGFR,，使其保持相对恒定,肾血流量的神经和体液调节,交感神经的活动,Ad,、,ADH,等作用,神经调节,肾交感神经,去甲肾上腺素,血管平滑肌,血管收缩,肾小管上皮细胞,近球细胞,多巴胺,血管平滑肌,肾血管舒张,肾血流量减少，,GFR,减少,失血、伤害性刺激、情绪激动等,2,肾小球的滤过功能,微穿刺术：,肾小球滤过率,glomerular filtration rate,GFR,=,滤过系数,K,f,有效滤过压,P,UF,单个肾单位肾小球滤过率,(,SNGFR,),滤过分数,filtration fraction,=GFR/RPF,结构,内层：窗孔，通透性最大,中间层：是滤过膜的主要屏障,外层：可限制蛋白质通过,滤过裂隙膜,filtration slit membrane,一、滤过膜及其通透性,1.,滤过膜的面积,s,2.,滤过膜的结构及其通透性,k,影响通透性的因素,A.,物质的分子大小,半径,2nm,，可以自由滤过,2nm,半径,4nm,，不能滤过,B.,物质所带的电荷,负电荷,电中性,正电荷,滤过平衡,filtration equilibrium,入球小动脉端 出球小动脉端,GC,:45mmHg,降落很小,T,：,10mmHg,，变化很小,大约,35mmHg,，变化不大,T,：可忽略不计,GC,：,20mmHg,增加到,35mmHg,逐渐增高，直至与,相等,-=0,三、影响肾小球滤过的因素,肾小球毛细血管血压,P,GC,有效滤过压,GFR,*,不呈线性关系,囊内压,P,T,有效滤过压,GFR,血浆胶体渗透压,C,A,A,有效滤过压,GFR,肾血浆流量,:,改变滤过平衡点,滤过系数：,K,f,GFR,K,f,GFR,3,肾小管与集合管的转运功能,分泌,secretion,重吸收,reabsorption,原发性主动转运,primary active transport,继发性主动转运,secondary active transport,物质转运的方式,被动转运：扩散、渗透等,主动转运,物质转运的途径,跨细胞转运途径,transcellular pathway,细胞旁转运途径,paracellular transport,一、,Na,+,、,Cl,-,和水的重吸收,近球小管,髓袢,远球小管和集合管,1,、,Na,+,和,Cl,-,的重吸收,近球小管起始段：,Na,+,：继发性主动转运,联合转运（同向和逆向）,跨细胞转运途径,Cl,-,：不被重吸收,近球小管,近球小管后段：,两种途径,跨细胞转运机制,逆向转运机制,继发性主动转运,细胞旁转运途径,被动转运（,Na,+,顺电位梯度，,Cl,-,顺浓度梯度）,1,、,Na,+,和,Cl,-,的重吸收,近球小管,2,、水的重吸收,渗透（渗透浓度梯度）,跨细胞转运途径,细胞旁转运途径,近球小管,将近,70,Na,+,、,Cl,-,、,K,+,等溶质和水被重吸收,其中约,2/3,经跨细胞转运途径，,1/3,经细胞旁途径重吸收,近球小管各段对,Na,+,、,Cl,-,的重吸收机制不同,近球小管,髓 袢,髓袢升支粗段,NaCl,：,Na,+,-K,+,-2Cl,-,同向转运体,钠泵起重要作用（哇巴因）,速尿可抑制该转运体,Na,+,-H,+,逆向转运,Na,+,等还可经细胞旁途径顺电位梯度转运,水：此段不被重吸收,髓 袢,髓袢降支薄壁段,水以渗透方式重吸收,水孔蛋白,AQP-1,髓 袢,在髓袢升支粗段，约,20,的,Na,+,、,Cl,-,和,K,+,等物质被进一步重吸收，水不被重吸收,髓袢降支薄壁段有约,15,的水以渗透方式被重吸收,髓袢升支粗段水和盐重吸收的分离，小管液的渗透压降低，有利于尿液的浓缩和稀释,远球小管和集合管,远球小管起始段,NaCl,：,Na,+,-Cl,-,同向转运体,继发性主动转运（钠泵）,噻嗪类利尿剂,水：不通透,远球小管和集合管,远球小管后段和集合管,Na,+,：,主细胞,钠通道,（钠泵）,氨氯吡咪,Cl,-,：,顺电位梯度（与,Na,+,重吸收有关）,细胞旁转运途径,水,：,水孔蛋白,可调节（,ADH,）,远球小管和集合管,远球小管后段和集合管,远球小管和集合管,约,12,的,Na,+,和,Cl,-,被重吸收，还重吸收不同量的水,此部位重吸收,NaCl,有两种机制（不同部位）,这部位的水、盐的转运可根据体内水、盐平衡状况进行调节，它们分别受,ADH,与醛固酮的调节,二、,K,+,的重吸收和分泌,近球小管：,重吸收,70,髓袢：,重吸收,20,远球小管和集合管：,同时有重吸收和分泌，且重吸收和分泌的速率可受若干因素的调节而发生改变,K,+,的分泌,主细胞,K,+,通道,与,Na,+,的重吸收密切相关,排泄量视摄入量而定,三、,Ca,2+,的重吸收,近球小管：,70,其中,20,跨细胞途径,80,细胞旁途径,髓袢：,20,远球小管：,9,集合管：,1,近球小管重吸收,Ca,2,的机制,四、,HCO,3,-,和,H,+,的转运,HCO,3,-,的重吸收和,H,+,的分泌,生成和分泌,NH,4,+,回收,HCO,3,-,近球小管,HCO,3,-,通过,CO,2,的形式被重吸收,基底膜的,Na,+,-HCO,3,-,同向转运（也有,Cl,-,-HCO,3,-,转运）,顶端膜的,Na,+,-H,+,逆向转运,钠泵（主动转运）,HCO,3,-,的重吸收和,H,+,的分泌,髓袢升支粗段,重吸收机制与近球小管大致相同,HCO,3,-,的重吸收和,H,+,的分泌,远球小管和集合管,HCO,3,-,的重吸收和,H,+,的分泌,闰细胞,两种分泌,H,+,的机制,:,质子泵,H,+,-K,+,-ATP,酶,HCO,3,-,通过基底膜的,Cl,-,-HCO,3,-,逆向转运,与小管液中的,H,+,发生反应的缓冲剂：,HCO,3,-,、,HPO,4,2-,、,NH,3,NH,4,+,的分泌,髓袢升支粗段能重吸收,NH,4,+,NH,4,+,的分泌与,H,+,的分泌密切相关,集合管,近球小管,五、葡萄糖和氨基酸的重吸收,重吸收机制,都在近球小管，特别是其前半段，被重吸收,继发性主动转运，能量由基底侧膜上的,Na,+,-K,+,-ATP,酶主动转运,Na,+,和,K,+,供应,与,Na,+,同向转运进入肾小管上皮细胞（钠依赖性葡萄糖转运体和钠依赖性氨基酸转运体）,重吸收机制,与葡萄糖重吸收有关的几个概念,葡萄糖的最大转运率,maximal rate of transport for glucose,T,m-G,葡萄糖的肾阈,renal threshold for glucose,小 结,最终，,99,以上的水分被重吸收，其他溶质也发生不同程度的重吸收和分泌,4,尿液的浓缩和稀释,尿的稀释和浓缩,其过程与机体分泌,ADH,调节水的重吸收和,肾髓质内渗透压梯度,的建立有关,尿的渗透浓度,osmolality,一、尿液的稀释,主要在远端小管和集合管中发生,与,ADH,的释放有关（,ADH,调节远端小管和集合管对水的通透性）,水利尿,二、尿液的浓缩,肾髓质渗透浓度梯度的形成,髓袢的形态结构特点构成,逆流系统,二、尿液的浓缩,肾髓质渗透浓度梯度的形成,逆流倍增机制,二、尿液的浓缩,肾髓质渗透浓度梯度的形成,肾小管各段对水和溶质的通透性不同,二、尿液的浓缩,肾髓质渗透浓度梯度的形成,外髓,升支粗段,NaCl,的重吸收,内髓,尿素的再循环,NaCl,重吸收,渗透梯度的形成过程,尿素和,NaCl,是建立髓质渗透梯度的主要溶质,二、尿液的浓缩,尿液浓缩的过程,肾髓质渗透浓度梯度,血管升压素（,ADH,）,集合管中小管液低渗，组织液为高渗,集合管上皮对水的通透性增加,水的重吸收增加，水由小管液进入组织液,尿液浓缩,三、直小血管在保持肾髓质高渗中的作用,构成逆流交换器，起,保持肾髓质内高渗状态,的作用,直小血管仅把肾髓质中多余的溶质和水带回血循环,5,尿生成的调节,肾内自身调节,神经体液调节,肾小管和集合管的重吸收和分泌,调节,小管液中溶质的浓度,球,-,管平衡,肾交感神经的作用,抗利尿激素,肾素,-,血管紧张素,-,醛固酮系统,心房钠尿肽,一、肾内自身调节,1.,小管液中溶质的浓度,渗透性利尿,osmotic diuresis,定义,：当肾小管内有大量未被重吸收的溶质存在时，会使尿量增加,机制,：因为小管液中溶质的浓度很高，渗透压高，就会妨碍肾小管对水的重吸收；这样，,Na,+,的浓度就相对降低，也影响了的,NaCl,重吸收,临床意义,：,一、肾内自身调节,2.,球管平衡,glomerulotubular balance,(,定比重吸收,constant fraction reabsorption,),定义,：,机制,：与肾小管周围毛细血管血压和血浆胶体渗透压的变化有关,意义,：使尿中,Na,+,和水的排出不会因,GFR,的变化而发生大的变化,二、神经体液调节,肾交感神经的作用,肾交感神经,去甲肾上腺素,血管平滑肌,肾小管上皮细胞,球旁细胞,血管收缩，,RBF,、,GFR,减少,增加,Na,+,、,Cl,-,和水的重吸收,引起肾素的释放,（,受体）,（,受体）,（,受体）,二、神经体液调节,抗利尿激素,antidiuretic hormone,ADH,(,血管升压素,arginine vasopressin,AVP,),合成,：神经分泌,生理作用,：,作用机制,：,调节机制,：,1.,血浆晶体渗透压,2.,循环血量,3.,动脉血压,水利尿,water diuresis,渗透性利尿和水利尿的区别,渗透性利尿,水利尿,概念,肾小管内有大量未被重吸收的溶质存在时，使尿量增加,一次大量饮用清水后，出现尿液稀释，尿量增加,作用部位,肾小管，,特别是近端小管,远端小管和集合管,机制,小管液中溶质的浓度很高，使渗透压增高，妨碍了水和钠的重吸收,血液被稀释，血浆晶体渗透压降低时，,ADH,分泌减少，肾对水的重吸收减少,情绪、疼痛、应急,中枢,下丘脑,垂体后叶,ADH,水重吸收,血浆中的水量,血浆容量,压力感受器,容量感受器,动脉血压,中心静脉压,血浆晶体渗透压,Nacl,水,饮水,实线：,+,虚线：,-,小结,：,二、神经体液调节,肾素,-,血管紧张素,-,醛固酮系统,renin-angiotensin-aldosterone system,血管紧张素原,肾素,血管紧张素,I,（,十肽,）,血管紧张素转化酶,血管紧张素,II,（,八肽,）,肾上腺皮质球状带合成和分泌,醛固酮,合成,：,球旁细胞合成、储存和释放,肾素,-,血管紧张素,-,醛固酮系统,renin-angiotensin-aldosterone system,1.,血管紧张素,II,对尿生成的调节,直接作用,间接作用,醛固酮,抗利尿激素,肾素,-,血管紧张素,-,醛固酮系统,renin-angiotensin-aldosterone system,2.,醛固酮对尿生成的调节,主要作用,：保钠排钾,作用机制,：醛固酮诱导蛋白,分泌调节,：,（,1,）,血管紧张素,（,2,）血钾和血钠浓度的变化,aldosterone-induced protein,肾素,-,血管紧张素,-,醛固酮系统,renin-angiotensin-aldosterone system,3.,肾素分泌的调节,入球小动脉壁的牵张感受器,致密斑感受器,神经体液因素,小结,：,血量,动脉压,肾动脉压,致密斑钠负荷,交感神经,球旁细胞,肝脏,肾素分泌,血管紧张素原,肾上腺素,血管紧张素,血管紧张素,血管紧张素,心脏收缩,小动脉收缩,血钠,血钾,肾上腺皮质球状带,醛固酮分泌,肾小管重吸收钠、水,ADH,6,清 除 率,C=U,V/P,清 除 率,clearance,意义,（一）测定肾小球滤过率,1.,菊粉清除率,2.,内生肌酐清除率,（二）测定肾血流量,（三）推测肾小管的功能,7,尿 的 排 放,一、膀胱与尿道的神经支配,交感神经、副交感神经、阴部神经,二、排尿反射,micturition reflex,膀胱容量大于,400-500ml,时，膀胱内压明显增高,排尿反射是一种正反馈过程,