null尿的生成和排出尿的生成和排出李东亮 教授
生理学与神经生物学教研室
TEL: 0373-3029104(o)
E-mail: Phy@xxmc.edu.cn本章学习目标本章学习目标掌握 尿生成(滤过、重吸收和分泌)的过程及其影响因素,尿生成的调节,清除率的概念。
熟悉 肾血液循环的特征及肾血流量的调节,尿液的浓缩和稀释机制,利用清除率的概念测定肾小球滤过率和肾血流量,以及推测肾小管的功能。
了解 尿的生成和排出在维持机体内环境相对稳定中的意义,排尿反射。肾的基本功能肾的基本功能尿生成(排泄):维持内环境稳态,维持体液成分和容量恒定
水平衡
电解质与酸碱平衡
清除终末产物、多余物质、异物药物等
生成活性物质:
renin ; EPO ; 1,25-(OH)2-D3; PGs; kinins(激肽)结构特征结构特征肾单位
Nephron
球旁器
juxtaglomerular apparatus 肾单位肾单位皮质和近髓肾单位皮质和近髓肾单位皮质和近髓肾单位(图)皮质和近髓肾单位(图)球旁器
juxtaglomerular apparatus球旁器
juxtaglomerular apparatus球旁细胞(juxtaglomerular cells) : 内含分泌颗粒,分泌肾素
致密斑(macula densa) :感受小管液中NaCl含量的变化,调节肾素的分泌
球外系膜细胞 (extraglomerular mesangial cells)点击次图放大肾的神经支配肾的神经支配肾交感神经主要从胸12至腰2脊髓节段发出,其纤维经腹腔神经丛支配肾动脉、肾小管和释放肾素的球旁细胞。
调节肾血流量、肾小球滤过率、肾小管的重吸收和肾素释放。 肾脏的血液供应特点肾脏的血液供应特点1.血流量大
2.分布不均匀
3.两两套Cap网
①肾小球毛细血管网:
压力高,有利于滤过
②管周围毛细血管网:
血压较低,血浆胶渗
压高,有利于重吸收肾血流量的自身调节肾血流量的自身调节在没有外来神经支配的情况下,动脉血压在一定范围内的变化,肾血流量保持相对恒定的现象称为肾血流量的自身调节。
肌源性机制
管-球反馈 小管液流量的变化影响肾小球滤过率和肾血流量的变化。
神血流量的神经、体液调节神血流量的神经、体液调节肾交感神经兴奋时,肾血管收缩,肾血流量减少;肾交感神经活动减弱时,肾血管舒张,肾血流量增加。一般情况下,自身调节,保证正常的泌尿功能;紧急情况下,交感神经紧张性增加,血液从新分布,保证重要脏器的血液供应。第二节 尿生成的基本过程第二节 尿生成的基本过程滤过作用 重吸收作用 分泌作用肾小球的滤过功能肾小球的滤过功能肾小球的滤过证明
肾小球的滤过率及滤过分数
有效滤过压
影响滤过的因素点击次图放大肾小球的滤过证明肾小球的滤过证明微穿刺技术
(micropuncture technique)
获取囊内液,微量化学分析表明系血浆的
超滤液(ultrafiltrate)
血浆(plasm)、滤液(filtrate)、尿成份的比较
肾小球滤过率及滤过分数肾小球滤过率及滤过分数肾小球滤过率(glomerular filtration rate, GFR):单位时间内(每分钟)两肾所生成滤液的量称为肾小球滤过率。
滤过分数(filtration fraction FF): 肾小球滤过率与肾血浆流量的比值称为滤过分数。有效率过压
effective filtration pressure有效率过压
effective filtration pressure有效率过压
=PGC- (PBC + GC)滤过平衡
filtration equilibrium滤过平衡
filtration equilibrium滤过平衡:有效滤过压=0
入球小动脉端毛细血管有滤过
出球小动脉端毛细血管实际上是肾小球滤过面积的储备。
影响滤过的因素影响滤过的因素肾小球毛细血管血压
囊内压
血浆胶体渗透压
滤过系数(Kf)
滤过膜的通透性和面积
肾血浆流量滤过膜及其通透性滤过膜及其通透性两侧肾脏总滤过面积估计为1.5m2
毛细血管内皮细胞层有窗孔,孔径70~90nm。
基膜层含有致密的微纤维网,网孔约2~8nm。
肾小囊脏层上皮细胞有许多足状突起,形成4-11nm的裂孔。点击次图放大急性肾小球肾炎,蛋白尿、血尿、少(无)尿,为什么?滤过膜的两种屏障滤过膜的两种屏障机械屏障----有效半径小于2.0nm的中性物质的物质可自由通过,有效半径大于4.2nm的物质不能通过。
电学屏障----带正电荷的物质易于通过,而带负电荷的物质滤过较困难。点击次图放大肾血浆流量肾血浆流量肾血浆流量的增减,主要影响滤过平衡的位置。
在失血性休克、缺O2等病理情况下,由于交感神经强烈兴奋,肾血浆流量急剧减少,肾小球滤过率明显下降。点击此图放大 肾小管与集合管的转运功能 肾小管与集合管的转运功能选择性重吸收
物质的转运方式各种物质的重吸收与分泌选择性重吸收
选择性重吸收
葡萄糖、氨基酸等营养物质可完全重吸收
Na+、Cl-、水等重要物质大部分重吸收
尿素等有一定生理作用的物质部分重吸收
肌酐等废物完全不吸收肾小管与集合管中物质转运的方式肾小管与集合管中物质转运的方式
被动转运 溶质顺电化学梯度通过肾小 管上皮细胞的过程 主动转运:溶质逆电化学梯度通过肾小 管上皮细胞的过程。
原发性主动转运 primary active transport
继发性主动转运 secondary active transport
同向转运(symport) 逆向转运(antiport)跨细胞转运途径:小管液→上皮细胞→血液
细胞旁转运途径:小管液→ 细胞间隙→ 血液各种物质的重吸收与分泌各种物质的重吸收与分泌Na+、Cl和水的重吸收
HCO3-重吸收与H+的分泌
NH3的分泌与H+、 HCO3-转运的关系
K+的重吸收和分泌
钙的重吸收和分泌
葡萄糖和氨基酸的重吸收
小结
学校三防设施建设情况幼儿园教研工作小结高血压知识讲座小结防范电信网络诈骗宣传幼儿园师德小结
Na+、Cl-和水的重吸收Na+、Cl-和水的重吸收近端小管
髓袢
远端小管和集合管近端小管近端小管重吸收70% Na+、CI-和水,水是等渗重吸收。髓袢髓袢此处重吸收20%的NaCl,15%的水。
速尿、呋喃苯胺酸通过抑制同向转运体发挥利尿作用
远端小管和集合管
远端小管和集合管
重吸收12%的Na+和Cl-,调节性重吸收。
远曲小管初段Na+和Cl-同向转运,被噻嗪类抑制;水不通透。
远曲小管后段远曲小管初段重吸收NaCl示意图HCO3-重吸收与H+的分泌HCO3-重吸收与H+的分泌HCO3- 80%在近端小管重吸收。
Na+-H+交换。
转变成CO2形式吸收,需碳酸酐酶。
意义:排酸保碱
远端小管和集合管NH3的分泌与H+、 HCO3-转运的关系NH3的分泌与H+、 HCO3-转运的关系H+分泌促进NH3分泌及NaHCO3的重吸收,实现排酸保碱的作用。K+的重吸收和分泌K+的重吸收和分泌K+ 67%左右被近端小管重吸收,尿中的K+主要是由远曲小管和集合管分泌的。
Na+-H+交换和Na+- K+交换
多进多排,少进少排,不进也排钙的重吸收和分泌钙的重吸收和分泌近端小管基底侧膜上有钙泵和Na+-Ca2+交换机制。
甲状旁腺素和降钙素调节Ca2+的排泄。葡萄糖和氨基酸的重吸收葡萄糖和氨基酸的重吸收近端小管100%的重吸收;属于继发性主动转运。
肾糖阈 刚出现尿糖时的血糖浓度; 160-180mg/100 ml。部分肾小管达到吸收极限量。
葡萄糖的吸收极限 血浆葡萄糖浓度达到300mg/100 ml,即葡萄糖的滤过量为375mg/min时,所有肾小管对葡萄糖的吸收均已达到极限。A.近端小管的前半段 X代表葡萄糖,氨基酸,磷酸盐和CI- 等,第四节 尿液的浓缩和稀释第四节 尿液的浓缩和稀释低渗尿和高渗尿
髓质及其渗透压梯度
尿液的稀释
尿液的浓缩
直小血管在肾髓质高渗中的作用低渗尿和高渗尿低渗尿和高渗尿正常血浆的渗透压为 300mOsm/L
等渗尿 尿渗透压=血浆渗透压
低渗尿 尿渗透压<血浆渗透压
高渗尿 尿渗透压>血浆渗透压髓质及其渗透压梯度髓质及其渗透压梯度有髓质就能浓缩,髓质越厚浓缩能力越强。
髓质的渗透压梯度。
髓质的渗透压梯度的形成尿液的稀释和浓缩尿液的稀释和浓缩髓袢升支粗段主动重吸收NaCl但对水无通透性
抗利尿激素的调节直小血管在肾髓质高渗中的作用直小血管在肾髓质高渗中的作用将溶质大部分保留。重吸收的水分送回体循环。影响尿液浓缩和稀释的因素影响尿液浓缩和稀释的因素内髓层损害
速尿,利尿酸:抑制髓袢升支粗段NaCl的主动重吸收
蛋白质缺乏:尿素产生↓第五节 第五节 尿生成的调节 肾小管和集合管功能的调节肾小管和集合管功能的调节 小管液中溶质浓度
肾自身调节
球-管平衡
神经调节--------肾交感神经的作用
抗利尿激素
体液调节 肾素-血管紧张素-醛固酮系统
心房钠尿肽肾的自身调节肾的自身调节小管液中溶质的浓度
小管内渗透压对抗重吸收。
渗透性利尿及临床应用
糖尿病人和甘露醇的应用球-管平衡球-管平衡球管平衡
定比重吸收 近端小管中Na+和水的重吸收率总是占肾小球滤过滤的65%-70%的现象。
机制:管周毛细血管压和胶体渗透压有关
使尿中排出的溶质和水不会因肾小球滤过滤的增减而出现大幅度的变动。神经和体液调节神经和体液调节肾交感神经的作用
①入球小动脉收缩大于出球小动脉收缩滤过率下降;
②肾素释放增多→血管紧张素Ⅱ和醛固酮增加→肾小管对NaCI和水的重吸收↑;
③增加近球小管、髓袢升支粗段、远球小管重吸收NaCI和水。抗利尿激素抗利尿激素分泌部位:下丘脑视上核、室旁核
主要作用:提高远曲小管和集合管对水的通透性;
增加髓袢升支粗段对NaCl的主动重吸收;
增加内髓部集合管对尿素的通透性。
分泌因素:血浆晶体渗透压-----渗透压感受器
循环血量-----容量感受器
动脉血压-----颈动脉窦压力感受器
水利尿: 大量饮用清水后引起尿量增多的现象。肾素-血管紧张素-醛固酮系统肾素-血管紧张素-醛固酮系统(1)肾素:球旁器中的球旁细胞分泌
血管紧张素Ⅰ 血管紧张素Ⅱ
(2)血管紧张素Ⅱ
刺激醛固酮的合成和分泌
刺激近端小管对NaCl的重吸收
使垂体后叶释放抗利尿激素
(3)醛固酮 肾上腺皮质球状带分泌;保钠排钾
分泌调节:血管紧张素刺激;血钾 血钠 。
机制:形成醛固酮诱导蛋白null 第五节:清除率 第五节:清除率一、清除率的概念一、清除率的概念清除率:两肾在单位时间内能将多少毫升血浆内所含的某一物质完全清除,这个被完全清除了某物质的血浆的毫升数就称为该物质的清除率。UX×V=PX×CX二、测定清除率的意义:二、测定清除率的意义:测定肾小球滤过率
U×V=GFR × P-R+E
菊粉即不被重吸收也不被分泌。 R=0, E =0
U × V =GFR × P ∴ CIn = GFR
因此菊粉清除率就是肾小球滤过率
UIn × V 125mg/100ml × 1ml/min
CIn=----------- =---------------------------------=125ml/min
Pln 1mg/100ml
null测定肾血流量
血浆中某一物质(如碘锐特、对氨基马尿酸),经过肾循环一周后可以被完全清除:U×V=P×RPF,则C=U×V/P=RPF
测得肾血浆流量为660ml/min
肾血流量=660/55×100=1200ml/min
为肾有效血浆流量和肾有效血流量
推测肾小管的功能
C
F(125ml/min),重吸收小于分泌
第七节:尿 的 排 放 第七节:尿 的 排 放一、膀胱与尿道的神经支配一、膀胱与尿道的神经支配腹下神经(交感)使逼尿肌松弛,内括约肌收缩.阻抑排尿
盆神经(副交感)兴奋逼尿肌收缩,内括约肌松弛.促进排尿
阴部神经兴奋尿道外括约肌收缩,阴部神经抑制尿道外括约肌松弛.二:排尿反射:二:排尿反射:排尿异常 尿频 尿潴留 尿失禁Thank you very muchThank you very much复习思考题复习思考题肾血流量如何受神经体液调节?
血浆与原尿在量和成分上有何不同?原因何在?
影响肾小球滤过的因素有哪些?
急性肾小球肾炎,蛋白尿、血尿、少(无)尿,为什么?null返回肾单位返回集合管返回肾单位比较null返回球旁器返回管球反馈球旁器组成示意图远曲小管后段和集合管重吸收NaCl、泌H+和K+示意图远曲小管后段和集合管重吸收NaCl、泌H+和K+示意图Na+主动重吸收, K+分泌;Cl-经细胞旁途径被动吸收。氨氯吡咪抑制Na+通道 。远曲小管后段和集合管重吸收NaCl、泌H+和K+示意图远曲小管后段和集合管重吸收NaCl、泌H+和K+示意图Na+主动重吸收, K+分泌;Cl-经细胞旁途径被动吸收。氨氯吡咪抑制Na+通道 。nullnull返回逆流系统与逆流倍增示意图尿浓缩机制示意图尿浓缩机制示意图升支粗段对NaCI的主动重吸收形成外髓部渗透梯度
尿素的再循环和NaCI被动重吸收形成内髓部渗透梯度nullnullnullnull返回醛固酮作用机制示意图null返回
排尿反射膀胱和尿道的神经支配null返回膀胱充盈与压力的关系null返回null返回null血浆、滤过液、尿液成分比较成分 血浆(g%)P 滤液(g%) 尿(g%)U
水 90 98 96
Pr 8 0.03 0
GS 0.1 0.1 0
Na+ 0.33 0.33 0.35
K+ 0.02 0.02 0.15
Cl- 0.37 0.37 0.6
H2PO4- HPO42 - 0.004 0.004 0.15
尿素 0.03 0.03 0.18
尿酸 0.004 0.004 0.05
肌酐 0.001 0.001 0.10
氮 0.0001 0.0001 0.04返回滤过返回重吸收null 肾小球(毛细血管球)
肾小体 肾小囊
近曲小管
近端小管
髓袢降支粗段
肾单位 髓袢降支细段
髓袢细段 髓袢
肾小管 髓袢升支细段
髓袢升支粗段
远端小管
远曲小管
皮质肾单位和近髓肾单位的比较皮质肾单位和近髓肾单位的比较 皮质肾单位 近髓肾单位
分布 外、中皮质层 内皮质层 (近髓)
肾小球 小 大
髓袢长度 短 长
AA/EA 2 小于1
EA分支 分布于皮质部 在髓袢形成直小血管
肾小管周围 网状分布于肾小管
交感N支配 丰富 较少
比例 90% 10%
肾素含量 较多 很少
功能 泌尿 尿的浓缩与稀释null肾脏对正常血浆成分的滤过量、重吸收率与排泄量 滤过量(g/24h) 排泄量(g/24h) 重吸收率(%)
Na+ 630 3.2 99.5
HCO3- 300 0.3 99.5
Cl- 630 5.3 99.0
K+ 28 3.9 86.0
GS 180 0 100
尿素 54 30 44
肌酐 1.4 大于1.4 0Juxtaglomerular apparatusJuxtaglomerular apparatus肾血流量的自身调节肾血流量的自身调节管—球反馈(tubulogomerular feedback)示意图管—球反馈(tubulogomerular feedback)示意图filtrationfiltrationnull血浆、滤过液、尿液成分比较成分 血浆(g%)P 滤液(g%) 尿(g%)U
水 90 98 96
Pr 8 0.03 0
GS 0.1 0.1 0
Na+ 0.33 0.33 0.35
K+ 0.02 0.02 0.15
Cl- 0.37 0.37 0.6
H2PO4- HPO42 - 0.004 0.004 0.15
尿素 0.03 0.03 0.18
尿酸 0.004 0.004 0.05
肌酐 0.001 0.001 0.10
氮 0.0001 0.0001 0.04返回滤过Filtration membraneFiltration membrane不同的有效半径和带不同电荷对右旋糖酐滤过能力的作用不同的有效半径和带不同电荷对右旋糖酐滤过能力的作用不同的有效半径和带不同电荷对右旋糖酐滤过能力的作用
滤过能力的值为1.0表示自由滤过 0则不能滤过 肾血流量对GFR的影响肾血流量对GFR的影响null血浆、滤过液、尿液成分比较成分 血浆(g%)P 滤液(g%) 尿(g%)U
水 90 98 96
Pr 8 0.03 0
GS 0.1 0.1 0
Na+ 0.33 0.33 0.35
K+ 0.02 0.02 0.15
Cl- 0.37 0.37 0.6
H2PO4- HPO42 - 0.004 0.004 0.15
尿素 0.03 0.03 0.18
尿酸 0.004 0.004 0.05
肌酐 0.001 0.001 0.10
氮 0.0001 0.0001 0.04返回重吸收跨细胞转运途径和细胞旁转运途径跨细胞转运途径和细胞旁转运途径ADH的作用机制ADH的作用机制肾素肾素感受器:入球小动脉的牵张和致密斑感受器;
神经因素:交感神经兴奋刺激球旁细胞;
体液因素:NE、E和ANP。
分泌:肾素由球旁细胞;
作用:使血管紧张素原成为血管紧张素I;一次饮一升清水和一升生理盐水后的排尿率
一次饮一升清水和一升生理盐水后的排尿率