1、第九章第九章 尿液的生成和排泄尿液的生成和排泄 Chapter 9. The formation and effluence of urine 中山医学院生理学教研室中山医学院生理学教研室 王庭槐王庭槐 2013.11.18 The incidence rate of urinary system（%） 0.0%10.0%20.0%30.0% 慢性肾功能不全 糖尿病肾病 结核 多囊肾 肿瘤 结石 肾炎 泌尿系感染 泌尿系统疾病 0.1 0.3 慢性肾功能不全慢性肾功能不全 （chronic renal） 0.2 0.2 糖尿病肾病（糖尿病肾病（diabetic nephropathy） 髓质髓
2、质 皮质肾单位入球小动脉口径皮质肾单位入球小动脉口径 出球小动脉口径出球小动脉口径 (阻力小阻力小) （阻力大阻力大肾小球内压高肾小球内压高利于滤过利于滤过） 髓质血流量少髓质血流量少 直小血管阻力大直小血管阻力大 原因原因 髓质部高阻力髓质部高阻力 管内血粘滞也较高管内血粘滞也较高 （二二）肾血流量的调节肾血流量的调节( (regulation of blood flow in kidney) ) 1 1. .肾血流的自身调节肾血流的自身调节（Autoregulation） 灌注压灌注压(perfusion pressure)2080mmHg（2.710.7Kpa）时，肾血流量随肾）时，肾血
3、流量随肾 动脉压升高而升高动脉压升高而升高 灌注压灌注压80180mmHg（10.724Kpa）时，肾血流量稳定在一个水平不变）时，肾血流量稳定在一个水平不变 灌注压灌注压180mmHg（24Kpa）时，肾血流量又随肾动脉压升高而升高）时，肾血流量又随肾动脉压升高而升高 罂粟硷罂粟硷(Papaverine)、水合氯醛、水合氯醛(Chloral Hydrate)抑制抑制 血管平滑肌后自身调节血管平滑肌后自身调节(autoregulation)现象消失，提示现象消失，提示 自身调节与血管平滑肌活动有关。自身调节与血管平滑肌活动有关。 机制：细胞分流学说、组织压力学说、肌原反应学说、机制：细胞分流学
4、说、组织压力学说、肌原反应学说、 反馈调节学说；反馈调节学说； 肌原学说肌原学说(myogenic mechanism)(myogenic mechanism) 当肾灌注压升高当肾灌注压升高 入球小动脉血管平滑肌牵张刺激入球小动脉血管平滑肌牵张刺激 平滑肌紧张性平滑肌紧张性管径相应缩小管径相应缩小血流阻力血流阻力 血流量血流量 S Stretch of the vascular wall allows increased movement of calcium ions from the extracellular fluid into the cells , causing them to
5、contract . This contraction prevents overdistention of the vessel and at the same time , by raising vascular resistance , helps to prevent excessive increases in renal blood flow when arterial pressure increases. ( (反之亦然反之亦然） 2.肾血流的神经和体液调节肾血流的神经和体液调节 ( (sympathetic nervous system and hormonal contro
6、l of renal circulation) ) 肾神经肾神经（发自发自T12-L2）属交感神经系统属交感神经系统，入球小入球小A的的N末梢末梢 分布密度大：收缩血管效应分布密度大：收缩血管效应、肾素分泌肾素分泌。 迷走神经迷走神经对尿生成的影响尚未肯定对尿生成的影响尚未肯定。 体位性肾血流量改变体位性肾血流量改变，可能是反射性交感神经兴奋所致可能是反射性交感神经兴奋所致。 体 液 因 素 ：体 液 因 素 ： 肾 上 腺 素肾 上 腺 素 (epinephrine) 与与 去 甲 肾 上 腺 素去 甲 肾 上 腺 素 (norepinephrine)、升压素升压素、血管紧张素血管紧张素(a
7、ngiotensin)：肾：肾 血管收缩血管收缩（静滴静滴Adr.10微克微克/分分，肾血流量减少肾血流量减少30%）。 意义（意义（significance） 正常安静时：通过自身调节使肾血流量保持相对稳定正常安静时：通过自身调节使肾血流量保持相对稳定， 泌尿活动正常进行泌尿活动正常进行。 The autoregulation maitains the renal blood flow and activity of excretion at rest. 运动或异常如高温运动或异常如高温、出血缺氧时：通过神经出血缺氧时：通过神经、体液调节体液调节 使血流量减少使血流量减少，保证重要器官的血流
8、供应保证重要器官的血流供应。 During severe, acute disturbances such as hyperthermia and hypoxia it ensures the blood flow of important organs by decreasing the renal blood flow. 第二节第二节 尿生成过程尿生成过程 (urine formation) 滤过滤过 (glomerular filtration) 选择性重吸收选择性重吸收 (selective reabsorportion) 分泌与排泄分泌与排泄 (secretion) 一、肾小球的滤过
9、作用一、肾小球的滤过作用 (glomerular filtration) 1. 血浆血浆(plasm)、滤液滤液(filtrate)、尿成份的比较尿成份的比较 微穿刺技术微穿刺技术(micropuncture technique)获取囊内液获取囊内液，微量化学分析肾小球滤过微量化学分析肾小球滤过 的液体除蛋白质含量极少外的液体除蛋白质含量极少外，其他成分都与血浆相类似其他成分都与血浆相类似。 2.2.肾小球滤过率肾小球滤过率 肾小球滤过率肾小球滤过率（glomerular filtration rate , GFR ）: 指单位时间内指单位时间内（每分钟每分钟）两肾生成的超滤液量两肾生成的超滤
10、液量。 125ml/min 1251440（24h）=180000，即即180L/24h GFR=KfPuf（Kf：滤过系数；：滤过系数； Puf ：有效滤过压：有效滤过压） 3.3.滤过分数滤过分数 滤过分数滤过分数（filtration fraction，FF）：指肾小球滤过率和指肾小球滤过率和 肾血浆流量的比值肾血浆流量的比值。 125 / 660100%=19% ，即即 660ml/min。 可见流过肾脏的血浆约可见流过肾脏的血浆约1/5由肾小球滤到肾小囊腔中由肾小球滤到肾小囊腔中， GFR与与FF是衡量肾功能的指标是衡量肾功能的指标。 二、滤过膜及其通透性二、滤过膜及其通透性 (th
11、e glomerular capillary membrane and its permeability) 肾小球毛细血管内皮细胞肾小球毛细血管内皮细胞 ( Glomerular capillary endothelium) 滤过膜滤过膜 基膜基膜 (basal lamina) （Glomerular filtration barrier） 肾小囊内层上皮细胞肾小囊内层上皮细胞 (epithelium) A.肾小球毛细血管的基本超微结构肾小球毛细血管的基本超微结构 B.肾小球毛细血管膜的横断面及其主要成分肾小球毛细血管膜的横断面及其主要成分 1.1.分子量大小的选择性滤器分子量大小的选择性滤器
12、 (the filtrum of solutes is related to their size) 有效半径有效半径3 3. .6 6 nmnm不能滤过；不能滤过； 葡萄糖葡萄糖 glucoseglucose（180180）可通过；可通过； 白蛋白白蛋白 albuminalbumin（6900069000）不能通过不能通过。 2.2.分子电荷的选择性滤器分子电荷的选择性滤器 (the filterability of solutes is related to their electrical charge) 右旋糖酐右旋糖酐dextran (+)(+)易通过滤过膜易通过滤过膜 右旋糖酐右旋
13、糖酐( (- -) ) 难通过滤过膜难通过滤过膜 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 1.8 2.2 2.6 3.0 3.4 3.8 4.2 4.6 相 对 滤 过 能 力 相 对 滤 过 能 力 有效分子半径有效分子半径（nmnm） 负电荷负电荷 电中性电中性 正电荷正电荷 滤过能力值为滤过能力值为1.0指物质可自由被滤过，如指物质可自由被滤过，如H2O。滤过能力值为。滤过能力值为0则指不能滤过则指不能滤过 内皮细胞和脏层上皮细胞上的酸性糖蛋白内皮细胞和脏层上皮细胞上的酸性糖蛋白，涎涎 基带负电基团和基膜上的硫酸肝素的负离子基基带负电基团和基膜上的硫酸肝素的负离子基 团构成了滤过
14、的电学屏障团构成了滤过的电学屏障，限制负电荷的滤过限制负电荷的滤过。 The negative charges of the basement membrane provide an important means for restricting large negatively charged molecules. 电中性分子电中性分子(neutral moleculars)：通透性决定于分子的大小通透性决定于分子的大小。 带负电大分子带负电大分子(moleculars with negative charges)：内层细胞内层细胞 层和基膜内侧部的带负电结构可阻止它通过层和基膜内侧部的带负
15、电结构可阻止它通过。 带正电大分子带正电大分子(moleculars with positive charges)：虽然可能通虽然可能通 过内皮细胞层和基膜内侧部过内皮细胞层和基膜内侧部，但基膜外侧部和裂孔膜是它但基膜外侧部和裂孔膜是它 的主要屏障的主要屏障。 病 理 状 态 ：病 理 状 态 ： 肾 炎肾 炎(nephritis)、 肾 病 综 合 征肾 病 综 合 征 (nephrotic syndrom) 蛋白尿蛋白尿(Proteinuria) 机制：机制：滤过膜带负电荷的涎基滤过膜带负电荷的涎基或消失或消失，导致导致 带负电荷的血浆白蛋白滤过带负电荷的血浆白蛋白滤过 蛋白尿蛋白尿 三、
16、有效滤过压三、有效滤过压 （effective filtration pressure，EFP） EFP是肾小球滤过作用的动力是肾小球滤过作用的动力。 有效滤过压有效滤过压=肾小球毛细血管压肾小球毛细血管压 - -（血浆胶体渗透压血浆胶体渗透压+肾肾 小囊内压小囊内压) EFP= glomerular hydrostatic pressure - - (glomerular colloid osmotic pressure + Bowmans capsule pressure) 用直接法测出用直接法测出，肾小球毛细血管压平均值约肾小球毛细血管压平均值约45mmHg (6.0Kpa) 40%主动
17、脉平均压主动脉平均压。 1. 肾小球毛细血管内的静水压肾小球毛细血管内的静水压(肾小球毛细血管血压肾小球毛细血管血压 PG ) : 促使滤液生成的力量促使滤液生成的力量 2. 肾小囊内的静水压肾小囊内的静水压(囊内压囊内压PB ) : 抗滤过液生成的力量抗滤过液生成的力量 3. 肾小球毛细血管的血浆胶体渗透压肾小球毛细血管的血浆胶体渗透压(G )： 抗滤过液生成的力量抗滤过液生成的力量 4. 肾小囊内胶体渗透压肾小囊内胶体渗透压(B )： 促使滤液生成的力量促使滤液生成的力量 有效滤过压由有效滤过压由 4 种力量决定：种力量决定： 入球端与出球端毛细血管压基本相等入球端与出球端毛细血管压基本相
18、等(下降下降12mmHg) 血浆胶体渗透压血浆胶体渗透压25mmHg； 入球端入球端20mmHg(2.6Kpa)，出球端出球端35 mmHg(4.5Kpa) 肾小囊内压肾小囊内压 10 mmHg(1.3KPa) 入球端有效滤过压入球端有效滤过压=45 (20+10)=15 mmHg (1.4Kpa) 出球端有效滤过压出球端有效滤过压=45 (35+10)=0 mmHg 肾小球毛细血管压、胶体渗透压和囊内压对肾小球滤过率的影响肾小球毛细血管压、胶体渗透压和囊内压对肾小球滤过率的影响 四、影响肾小球滤过的因素四、影响肾小球滤过的因素 滤膜通透性滤膜通透性 (permeability of glom
19、erular capillary membrane) 滤膜面积滤膜面积 (area of glomerular capillary membrane) 正常正常1.5m1.5m2 2以上以上 有效滤过压改变有效滤过压改变 (the changes of EFP) 1.1.肾小球毛细血管的血压肾小球毛细血管的血压 (Glomerular hydrostatic pressure) 全身动脉血压全身动脉血压(artery pressure of total body)改变：改变： APAP波动在波动在8080180180mmHgmmHg（1010. .7 72424KpaKpa）时时，通过自身调节
20、通过自身调节，入入 球小动脉口径改变球小动脉口径改变，使肾小球毛细血管压相对稳定使肾小球毛细血管压相对稳定，GFRGFR基本保基本保 持不变；持不变； APAP8080mmHg(mmHg(1010. .7 7KPa),KPa),肾小球毛细血管压相应肾小球毛细血管压相应； APAP2500ml/日日 多尿多尿(polyuria) 100500500 ml/日日 少尿少尿(oliguresis) 100ml/日日 无尿无尿(anuresis) 尿色：尿色：淡黄色淡黄色 浓缩时变深浓缩时变深 比重比重(specific density)：1 1. .0150151 1. .025025 波动范围：波动范围：1 1. .0010011 1. .035035 pHpH: : 5 5. .0 07 7. .0 0 正常最大波动范围正常最大波动范围4 4. .5 58 8. .0 0； 荤素杂食荤素杂食 尿呈酸性尿呈酸性，pHpH约约6 6. .0 0； 素食素食 尿呈碱性尿呈碱性，碱基排出多碱基排出多 95959797% %水水 成份成份 无机盐：无机盐：NaClNaCl、硫酸盐等硫酸盐等 3 35 5% %固体物固体物 有机物：尿素有机物：尿素aquacare、 肌酐肌酐 creatinine、马尿酸、马尿酸 hippuric acid、尿胆素、尿胆素urobilin
