1、生理学泌尿系统 肾小体 肾小球(毛细血管球)肾小囊(内层、囊腔、外层)肾单位 近端小管 近曲小管(曲部)nephron 髓袢降支粗段 肾小管 髓袢细段 髓袢降支细段 髓 髓袢升支细段 袢 远端小管 髓袢升支粗段 远曲小管(曲部)第一节 肾的功能解剖和肾血流量一、肾的功能解剖(一)肾单位的构成皮质肾单位近髓肾单位数量90%90%,中外皮质层10%10%,内皮质层血管入球动脉口径 出A A肾小管周围毛细血管网入A=A=出A A肾小管周围毛细血管网直小血管髓袢短长,可达内髓球旁器多少功能尿生成、分泌肾素、维持血容量和血压稳定尿浓缩稀释、维持水平衡1 1、球旁细胞 juxtaglomerular ce
2、lls):入球小动脉管壁的平滑肌细胞上皮样变,内含分泌颗粒(颗粒细胞),),分泌肾素。2 2、致密斑 macula densa):远曲小管靠肾小体侧的管壁细胞变为高柱状,紧密排列形成的椭圆形斑状结构。感受小管液中NaClNaCl含量变化(离子感受器),调节肾素的释放。3 3、系膜细胞 extraglomerular mesangial cells (间质细胞)具有吞噬和收缩功能 (二)球旁器(近球小体)(三)滤过膜构成1 1、滤过膜filtration menbrancefiltration menbrance的结构(分子筛)内层:毛细胞血管内皮细胞层 基膜层:微纤维网 外层:肾小囊脏层足细胞
3、的足突形态结构 (机械屏障 )酸性蛋白(唾液蛋白)(电学屏障)滤过膜组成厚度nmnm 孔径 nmnm毛细血管内皮(窗孔)40405050100100异多糖涎基(负电荷)基膜(网孔)3253254 48 8 葡萄糖胺硫酸基(负电荷)肾小囊上皮(裂隙膜)40404 41414异多糖涎基(负电荷)2 2、滤过膜的分子通透性 )机械屏障(分子量大小的选择性滤器):有效半径:可通过 1 1、8 8 4 4、2 nm 2 nm 5(5、72mmol/L)72mmol/L)不同程度的水肿病理:缺氧、中毒、炎症等,滤过膜通透性增大,出现蛋白尿甚血尿。肾炎(nephritis)(nephritis)、肾病综合征
4、(nephrotic(nephrotic syndrom)syndrom)蛋白尿(Proteinuria)(Proteinuria)滤过膜带负电荷的涎基消失,导致带负电荷的血浆白蛋白滤过 蛋白尿(四)肾神经支配和血管分布 肾交感神经主要从胸1212至腰2 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。肾交感神经末梢释放去甲肾上腺素,调节肾血流量、肾小球滤过率、肾小管的重吸收和肾素释放。情绪高度紧张、剧烈运动、疼痛等交感神经兴奋时,肾血管收缩,肾血流量减少。肾血供特点:1 1、肾血流量大,分布不均匀 占心输出量的1/5-1/4 1/5-1/4 左右 成人安静时,两肾血
5、流量 1200 ml/min1200 ml/min (血浆流量 660 ml/min660 ml/min)皮质(cortex)94%外髓(outer zone)56%内髓(inner zone)1%2 2、两套串联毛细血管网肾小管周围毛细血管网 肾小球毛细血管网 肾出球小A A 肾A A 肾入球小A A 肾V V-3二、肾血流量的特点及其调节(一)肾血流量的自身调节 肾动脉压在80-180mmHg80-180mmHg时,肾血流量保持相对恒定。灌注压(perfusion pressure)20)2080mmHg80mmHg时,肾血流量随肾动脉压升高而增加。灌注压8080180mmHg180mmH
6、g时,肾血流量稳定在一个水平。灌注压180mmHg180mmHg时,肾血流量又随灌注压升高而增加。机制:肌源性自身调节(入球小动脉舒缩与跨壁压变化直截了当相关)罂粟碱、水合氯醛当动脉压动脉管壁平滑肌紧张性而收缩血流阻力肾血流量保持稳定;当动脉压或平滑肌舒缩 能力达极限 自身调节能力丧失（80mmHg）（180mmHg）feedback feedback 小管液流量变化影响肾血流量和GFRGFR的现象动脉压致密斑小管液流量离子转运速率致密斑反馈信息到肾小球血管收缩血流量意义:正常生理状态下,使肾血流量与泌尿机能相习惯,GFRGFR可不能因血压波动而改变,有利于维持肾小球滤过率的相对稳定。(二)肾
7、血流量的神经和体液调节 (正常时作用不明显)肾交感神经兴奋:肾交感神经末梢释放去甲肾上腺素,调节肾血流量、肾小球滤过率、肾小管的重吸收和肾素释放。)意义:紧急情况下,保证机体活动器官或重要器官的血供。迷走神经纤维对尿生成的影响尚未肯定。体位性肾血液量改变,估计是反射性交感神经兴奋所致。体液因素:肾上腺素(adnephrin)(adnephrin)与去甲肾上腺素(norepinephrine)(norepinephrine)、升压素、血管紧张素(angiotensin)(angiotensin)肾血管收缩(静滴AdrAdr、1010微克/分,肾血流量减少30%30%)。PGIPGI2 2、PGE
8、PGE2 2、NONO和缓激肽肾血管舒张。第二节 肾小球的滤过功能微穿刺技术(micropuncture technique)(micropuncture technique)获取囊内液,微量化学分析表明系血浆的超滤液(ultrafiltrate)(ultrafiltrate)成分 血浆(克%)%)原尿(克%)%)终尿(克%)%)浓缩倍数水 90-9390-9397 97 95 95 蛋白质 7-97-90 0、03 03 0 0 葡萄糖 0 0、1 10 0、1 1 0 0 钠 0 0、32320 0、33 33 0 0、35 35 1钾 0 0、02020 0、02 02 0 0、15 1
9、5 7氯化物 0 0、37370 0、37 37 0 0、6 6 2尿 素 0 0、03030 0、03 03 2 2 60尿 酸 0 0、0040040 0、004 004 0 0、05 05 12氨 0 0、0010010 0、0001 0001 0 0、04 04 40肌 酐0、0010、0010、07575原尿(primary urine)(primary urine):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(tubular fluid):(tubular fluid):进入肾小管的原尿。终尿(end urine)(end
10、urine):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。1 1、肾小球滤过率 glomerular filtration rate GFR 1 1)单位时间内(每分钟)两肾生成的原尿量。2 2)正常值:125ml/min 125ml/min 2 2、滤过分数 filtration fraction FF:GFRGFR与肾血浆流量的比值 FF=GFR/RPF=125/660FF=GFR/RPF=125/660100%=19%100%=19%GFR GFR与FFFF是衡量肾功能的指标。正常值 :0:0、18-018-0、2020一、有效滤过压 滤过的动力 有效
11、滤过压=肾小球毛细血管血压 -(血浆胶体渗透压肾小囊内压)入球端与出球端毛细血管相近(下降1 12mmHg)2mmHg)血浆胶体渗透压 入球端25 mmHg25 mmHg 出球端35 mmHg35 mmHg 肾小囊内压 10 mmHg10 mmHg 入球端有效滤过压=45-=45-(25+1025+10)=15 mmHg=15 mmHg 出球端有效滤过压=45-=45-(35+1035+10)=0 mmHg=0 mmHg滤过平衡:血液从入球到出球,滤过阻力等于 滤过动力时,有效滤过压降低到零二、影响肾小球滤过的因素(一)肾小球毛细血管血压 全身动脉血压改变:8080180mmHg180mmHg
12、(1010、7 724Kpa24Kpa)时,通过自身调节,入球小动脉口径改变,肾小球毛细血管压相对稳定,GFRGFR基本保持不变。AP40AP4050mmHg50mmHg(5 5、3 36 6、7Kpa7Kpa)时,有效滤过压为零,GFR=0,GFR=0,无尿。(二)囊内压:肾盂、输尿管结石(calculus of ureter)、肿瘤(tumor)肾小囊内压 ,有效滤过压 GFR(三)血浆胶体渗透压 血浆胶体渗透压在正常情况下较稳定。在肝、肾疾病血浆蛋白减少或静脉快速注入生理盐水血浆蛋白稀释等情况下,血浆胶体渗透压下降,有效滤过压升高,肾小球滤过率随之增加。囊内压(四)肾血浆流量:影响滤过平
13、衡位置 肾血浆流量滤过平衡点后移 GFRGFR 应激状态(如严重缺氧,中毒性休克)交感神经兴奋肾内血管收缩肾血流量 肾血浆流量 GFRGFR(五)滤过系数 单位有效滤过压作用下,单位时间内经过滤过膜滤过的量。1 1、滤过膜通透性滤过膜结构受损机械屏障作用 通透性 红细胞进入滤液带负电糖蛋白 电学屏障作用 通透性 血浆白蛋白进入滤液肾小球肾炎血尿蛋白尿急性肾小 球肾炎肾小球毛细 血管口径血流量 活动的肾小球数目滤过面积 GFRGFR 尿量(少尿)2 2、滤过膜面积 正常两肾1 1、5m5m2 2以上第三节 肾小管和集合管的物质转运功能一、肾小管和集合管中物质转运的方式)被动重吸收:H H2 2O
14、 O、HCOHCO3 3-被动重吸收:指小管液中的水和溶质借电化学差通过肾小管上皮细胞重吸收的过程。水借渗透压之差被动重吸收。溶质浓度差和电位差(电化学差)。溶剂拖曳:溶剂伴随水渗透被动转运的方式2 2)主动重吸收:指肾小管上皮细胞逆电化学差,将小管内溶质主动转运到小管外组织间的过程。NaNa+、K K+(原发)、GSGS、AAAA(继发)重吸收主要部位在近端小管(多占总量的65-70%65-70%)3 3)转运途径:跨细胞转运 细胞旁转运二、肾小管和集合管中各物质的重吸收与分泌(一)NaNa+、ClCl-和水的重吸收 肾脏重吸收的主要物质:1 1)H H2 2O O:99%99%重吸收 2
15、2)电解质(NaNa+、ClCl-、K K+、HCOHCO3 3-):):绝大部分 3 3)有机物(GSGS、AAAA):):100%100%重吸收 主要在近端小管。近球小管后半段:顶端膜NaNa+-H-H+交换ClCl-HCOHCO3 3逆向转运体 基底侧膜K K+-Cl-Cl-同向转运体。ClCl-:被动重吸收,造成小管腔内带正电荷,管外带负电荷,Na,Na+顺电位梯度经紧密连接被重吸收。水:细胞旁路和跨上皮细胞 渗透压差作用下而被动吸收 等渗重吸收(isotonic reabsorption)(定比重吸收)2 2、髓袢 降支细段:NaNa+、ClCl-不易通透,水通透性较高 升支细段:N
16、aNa+、ClCl-易通透,水不通透Na+Cl-H2O Na+Cl-H2O降支细段升支细段升支粗段:1Na1Na+:2Cl:2Cl-:1K:1K+同向转运体 继发性主动重吸收。用微穿刺实验:管腔内正电位微灌流实验:灌流液中去NaNa+,ClCl-重吸收消失,正电位消失。灌流液中去ClCl-,NaNa+重吸收减少。灌流液中去K K+,NaNa+、ClCl-重吸收都显著减少。用哇巴因(-)(-)钠泵。特点:NaNa+主动转运,ClCl-继发性主动转运,同时伴随NaNa+、K K+和CaCa2+2+经细胞旁途径重吸收。呋喃苯胺酸(呋塞米、速尿furosedon)furosedon)、利尿酸(crin
17、uryl)(-)(crinuryl)(-)3 3、远曲小管和集合管:NaNa、ClCl、水重吸收与机体水盐平衡有关。NaNa、ClCl重吸收受醛固酮调节水重吸收受抗利尿激素调节A A:远曲小管初段:水不透过。NaNaClCl同向转运 噻嗪类利尿药(双氢克尿噻)B B:远曲小管后段与集合管:主细胞:基底侧膜NaNa泵泵出NaNa,顶端膜NaNa通道进入细胞。在电位差作用下ClCl经细胞旁重吸收,同时K K分泌入小管液。氨氯吡咪(阿米洛利)抑制顶端膜NaNa通道 闰细胞:与H H分泌有关,质子泵(H(H+-K-K+ATPATP酶)集合管对水的重吸收取决于主细胞对水的通 透性(渗透压差作用下被动吸收
18、)。管腔膜侧胞质含水孔蛋白AQP-2AQP-2 顶端膜上插入AQP-2AQP-2多少与水的通透性有关 AQP-2AQP-2的插入受抗利尿激素调节 基底侧膜含AQP-3AQP-3和AQP-4AQP-4(二)HCOHCO3 3 的重吸收和H H+的分泌 1 1、近端小管 约80%-85%HCO80%-85%HCO3 3 重吸收 以COCO2 2的形式单纯扩散,优先于ClCl 受碳酸酐酶催化 乙酰唑胺(acetazolamide)(acetazolamide)可抑制此酶 与泌H H+(Na(Na+-H-H+交换)有关 HCOHCO3 3 重吸收 端小管和集合管 闰细胞主动泌H H+(H(H+-K-K
19、+ATPATP酶)NHNH4 4+对NHNH4 4+不易通透(NHNH3 3+H+H+)(五)葡萄糖和氨基酸的重吸收的重吸收 部位:近端小管(主要前半段)重吸收量:100%:100%机制:继发性主动转运肾糖阈renal glucose thresholdrenal glucose threshold :当血浆GSGS 160-160-180mg/100ml180mg/100ml,部分肾小管对GSGS的重吸收达极限,尿中开始出现GSGS时的血浆GSGS浓度。葡萄糖吸收极限量(最大转运率)葡萄糖重吸收特点:A A、逆浓度差主动重吸收B B、借助Na+Na+的主动重吸收而继发主动重吸收C C、与刷状
20、缘载体蛋白有关,协同转运D D、胞内葡萄糖通过管周膜进入组织间液的过程是易化扩散。各段肾小管对物质重吸收特点:近球小管:等渗重吸收(定比重吸收);吸收 的数量最多;以NaNa+的吸收为中心;Cl Cl 总是落后于HCOHCO3 3 。髓袢细段:被动平衡系统。髓袢升支粗段:低渗性重吸收(稀释段)。远曲、集合管:调节性重吸收 (醛固酮、ADH)ADH)。分泌方式部 位机 制特点泌H H近球小管(上皮细胞)泌H HNaNa-H-H 交换HCOHCO3 3 重吸收排酸保碱远曲小管集合管(闰细胞)H H泵HCOHCO3 3 重吸收泌K K远曲小管集合管(主细胞)NaNa-K-K 交换与Na-HNa-H交
21、换相拮抗泌NHNH3 3远曲小管集合管(上皮细胞)泌NH3NH3 泌H H NaNa-H-H交换HCOHCO3 3重吸收(排氨替钠排氨替HCOHCO3 3)与H H+分泌和HCOHCO3 3 的重吸收相互促进肾小管和集合管的分泌方式重吸收物机制部位1)NaCl 2)水 随Na被动重吸收 近曲小管占67,不受ADH调节。远曲小管占20%30%,受ADH调节3)HCO3-Na-H交换泌氢HCO3-重吸收以CO2方式入胞HCO3-优先Cl-近球小管约占70 4)K 主动转运 近球小管占67 5)葡萄糖 葡萄糖Na同向转运体 近曲小管全部重吸收 肾糖阈:出现尿糖的血糖值,即 血糖 160 180 mg
22、 葡萄糖吸收极限量:血糖300 mg时,肾小管对葡萄糖的吸收达极限。正常值:375 mg/min,300 mg/min。6)其他 氨基酸Na同向转运体HPO42-Na同向转运体SO42-Na同向转运体 肾小管和集合管的各种物质转运重吸收率部 位机 制特 点 管腔膜侧基底膜67%67%近球小管前半段(上皮细胞)NaNa/葡萄糖、NaNa-H-H交换钠泵主动转运近球小管后半段(上皮细胞)细胞旁途径:NaNa顺电位差 ClCl顺化学差被动转运20%20%髓袢升支粗段(上皮细胞)K K:2Cl2Cl:NaNa同向转运载体 抑制K K:2Cl:2Cl:Na:Na载体的药物 速尿;呋喃苯胺酸(呋喃米,fu
23、rosemide),furosemide)钠泵 Na Na主动转运 ClCl继发主动12%12%远曲小管初段(上皮细胞)NaCl NaCl同向转运载体 噻嗪类利尿药抑制NaClNaCl同向转运体钠泵肾单位中钠泵活性最高远曲小管后段(主细胞)NaNa-K-K交换(顺浓度梯度)氨氯吡咪(amiloride)抑制NaNa-K-K交换钠通道钠泵第四节 尿的浓缩和稀释 一、尿液的稀释 二、尿液的浓缩 三、直小血管在维持肾髓质高渗中的作用 人肾小管不同部分溶质的通透性 肾小管部分 水 NaNa+尿素髓袢降支细段 易通透 不易通透 不易通透髓袢升支细段 不易通透 易通透 中等通透髓袢升支粗段 不易通透 Na
24、Na+主动 不易通透 CICI-继发性远曲小管 有ADHADH时 不易通透 水易通透 Na+Na+主动集合管 有ADHADH时 皮质、外髓 水易通透 NaNa+主动 不易通透 内髓高通透肾髓质组织液高渗梯度形成机制(一)外髓组织液高渗梯度的形成 主要是由髓袢升支粗段NaClNaCl的重吸收形成的(NaNa+主动重吸收,ClCl-继发性主动重吸收)。(二)内髓组织液高渗梯度的形成 由内髓部集合管扩散出来的尿素以及升支细段扩散出来的NaClNaCl两因素形成。形成过程:前提:各段肾小管对水、尿素、NaClNaCl通透性不同外髓部高渗梯度:升支粗段主动重吸收NaClNaCl内髓部高渗梯度:尿素、Na
25、ClNaCl共同形成尿素再循环:a a、促进渗透梯度建立 b b、节约能量机体缺水 远曲小管、集合管 对H H2 2O O通透性 H H2 2O O的重吸收既有通透性又有动力小管液中水被重吸收 尿量，排高渗尿 尿浓缩肾髓质组织液本身存在高渗梯度 ADHADH 尿稀释机体内水过多:大量饮水不受肾髓质组织液本身高渗梯度影响远曲小管、集合管 对H H2 2O O通透性 H H2 2O O的重吸收有动力但无通透性ADH ADH 小管液中水不被重吸收,NaClNaCl接着重吸收尿量,排低渗尿 (三)直小血管在保持肾髓质高渗中的作用 直小血管逆流交换作用使髓质中的溶质不被带走;将重吸收的水送回血液循环,维
26、持肾髓质组织液高渗梯度。影响尿液浓缩和稀释的因素1 1、影响髓袢升支粗段主动重吸收NaClNaCl的因素2 2、影响尿素再循环的因素3 3、髓袢的长度及近髓肾单位的数量4 4、直小血管血流速度5 5、ADHADH的分泌和作用尿液浓缩稀释部位、动力及调节因素 1 1、部位:远曲小管、集合管 结构基础:髓袢,髓袢愈长浓缩能力愈强。2 2、水重吸收动力:肾髓质组织液存在高渗梯度3 3、调节因素:ADH ADH-13尿液生成的调节肾小球滤过肾小管重吸收和分泌肾内自身调节神经、体液调节小管液中溶质浓度球管平衡滤过膜的通透性和有效面积有效滤过压肾血浆流量ADHADHRAASRAASANPANP交感N N第
27、五节 尿生成的调节一、肾内自身调节(一)小管液中溶质的浓度对肾小管功能的调节 小管液中溶质渗透压 近曲小管重吸收水NaClNaCl浓度 NaClNaCl重吸收,水重吸收尿量。渗透性利尿(osmotic diuresisosmotic diuresis)渗透性利尿剂:甘露醇、山梨醇 糖尿病病人多尿(polyuriapolyuria)(二)球-管平衡 近端小管对溶质和水的重吸收随GFRGFR的变化而变化的现象。定比重吸收:近端小管对NaNa+和水的重吸收率始终占GFRGFR的65-70%65-70%。机制:GFR:GFR肾小管周围毛细血管流量肾小管周围毛细血管压力 /血浆胶渗压胶渗压近端小管重吸收
28、NaNa+、H H2 2O O入血 。生理意义:使尿中排出的溶质和水不致因肾小球滤过率的变化而大幅度增减 球管平衡在渗透性利尿时被打破,65 Na Na+)心房钠尿肽 心房肌合成,舒张血管和促排NaCINaCI、水。对肾脏作用:关闭钠通道,抑制集合管对NaCINaCI的重吸收 舒张血管 入球A A出球AGFRAGFR。抑制肾素、醛固酮、ADHADH的分泌 刺激因素:心房壁受牵拉、AchAch、NENE、ADHADH、高K K+、降钙素基因调节肽等。第六节 排尿第七节 尿的排放 一、膀胱和尿道的神经支配 二、排尿反射 三、排尿异常正常尿量多尿少尿无尿2500 20001000500血浆渗透压尿的颜色:淡黄尿的pH:5、0-7、0 素食呈碱性一、膀胱和尿道的神经支配传入神经:1 1、盆神经(副交感神经):):膀胱充胀感受 2 2、腹下神经(交感神经):):传导膀胱痛觉 3 3、阴部神经(躯体神经):):传导尿道感受传出神经 1 1、盆神经:逼尿肌收缩、膀胱内括约肌松驰。2 2、腹下神经:逼尿肌松驰、内括约肌收缩。3 3、阴部神经:膀胱外括约肌收缩,受意识控制感谢您的聆听！
