生理学课件:肾脏的排泄功能 2016.ppt
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1、泌尿生理泌尿生理第一节第一节 肾结构和血液循环特点肾结构和血液循环特点 肾小球(毛细血管球)肾小球(毛细血管球) 肾小体肾小体 肾小囊(脏层、壁层、囊腔)肾小囊(脏层、壁层、囊腔) 近端小管近端小管 近曲小管近曲小管 髓袢降支粗段髓袢降支粗段 髓袢降支细段髓袢降支细段 髓袢髓袢 肾小管肾小管 髓袢细段髓袢细段 髓袢升支细段髓袢升支细段 髓袢升支粗段髓袢升支粗段 远端小管远端小管 远曲小管远曲小管肾单位肾单位90-120万万/肾肾(一)(一)( (二二) ) 肾单位分类肾单位分类皮质肾单位皮质肾单位近髓肾单位近髓肾单位数数 量量多多(85-90%)A口径口径少少(10-15%)体体 积积较大较大
2、较小较小A入入 A出出 2 1A入入 A出出A出出后的后的毛细血管毛细血管袢长度袢长度分布于皮质部分布于皮质部的肾小管周围的肾小管周围形成形成U形形直小血管直小血管肾素含量肾素含量短短长长多多少少 1. 球旁细胞球旁细胞(入、出球小(入、出球小动脉中膜内肌样上皮细胞)动脉中膜内肌样上皮细胞)含含肾素颗粒肾素颗粒。 2. 致密斑致密斑(远曲小管起始(远曲小管起始部的高柱状上皮细胞)对远部的高柱状上皮细胞)对远曲小管液曲小管液NaCl浓度变化敏感,浓度变化敏感,影响球旁细胞肾素的释放影响球旁细胞肾素的释放。 3. 球外系膜细胞球外系膜细胞(入、出(入、出球小动脉之间)球小动脉之间) 参与管参与管-
3、球球反馈信号转导反馈信号转导.(三)球旁器(皮质肾单位)(三)球旁器(皮质肾单位)(四)肾的神经支配(四)肾的神经支配n肾交感神经:肾交感神经:胸胸12-腰腰1、2节段发出,大部分节段发出,大部分支配入、出球小动脉和髓质的直小血管支配入、出球小动脉和髓质的直小血管-血管收血管收缩缩; 还支配球旁细胞、近端小管远端小管和集合还支配球旁细胞、近端小管远端小管和集合管的细胞管的细胞-肾素释放及对肾素释放及对Na重吸收。重吸收。n未发现副交感神经未发现副交感神经3、肾血流自身调节、肾血流自身调节 二、肾血液循环特点二、肾血液循环特点 1、血量大、血量大(1200 ml/min),分布不均:皮质约分布不
4、均:皮质约94%;外髓质外髓质5-6;内髓质内髓质1。 2、两套毛细血管网:肾小球毛细血管网血压高;、两套毛细血管网:肾小球毛细血管网血压高;肾小管周围毛细血管网血压低。肾小管周围毛细血管网血压低。1. 肾小球滤过肾小球滤过2. 肾小管、集合肾小管、集合管重吸收管重吸收3. 肾小管、集合肾小管、集合管分泌管分泌第二节第二节 尿生成及影响因素尿生成及影响因素 血液流经肾小血液流经肾小球时,在球时,在有效滤有效滤过压过压作用下,血作用下,血浆中水和小分子浆中水和小分子物质经物质经滤过膜滤过膜进进入肾小囊腔形成入肾小囊腔形成原尿原尿。一、肾小球滤过一、肾小球滤过滤过膜结构:滤过膜结构: 1、机械屏障
5、:、机械屏障:毛细血管内皮细胞(毛细血管内皮细胞(50-100nm)、基)、基膜(膜(4-8nm,机械屏障的主要部分机械屏障的主要部分)、肾小囊上皮细胞)、肾小囊上皮细胞足突(足突(4-14nm)。)。 2、电学屏障:、电学屏障:糖蛋白负电荷糖蛋白负电荷有效滤过压有效滤过压 = 肾小球毛细血管血压肾小球毛细血管血压 - 血浆胶体渗透压血浆胶体渗透压 - 肾小囊内压肾小囊内压肾小球滤过率(肾小球滤过率(GFR):单位时间内,两肾):单位时间内,两肾生成超滤液量。正常成人:生成超滤液量。正常成人:125ml/min,每昼夜则为每昼夜则为180L。滤过分数:肾小球滤过率与肾血浆流量的比滤过分数:肾小
6、球滤过率与肾血浆流量的比值。值。125/660=0.19影响滤过的因素影响滤过的因素1.1.滤过膜滤过膜 面积面积通透性通透性机械屏障机械屏障血尿血尿(如:肾炎时因免疫反应蛋白分解酶的释放(如:肾炎时因免疫反应蛋白分解酶的释放导致滤过膜孔、裂增大)导致滤过膜孔、裂增大)静电屏障静电屏障蛋白尿蛋白尿(如:肾炎时带负电荷的糖蛋白减少或消失)(如:肾炎时带负电荷的糖蛋白减少或消失)正常时肾小球活动滤过面积正常时肾小球活动滤过面积=1.5m=1.5m2 2急性肾炎急性肾炎毛细血管腔狭窄或阻塞毛细血管腔狭窄或阻塞 滤过面积滤过面积GFRGFR尿量尿量肾小球肾小球Cap.Cap.血压血压血浆胶体血浆胶体渗
7、透压渗透压囊内压囊内压有效有效滤过压滤过压 GFR GFR 尿量尿量= =如:大失血如:大失血交感交感N N+ +、NE Cap.NE Cap.收缩收缩 高高BpBp病晚期病晚期肾肾A A入入硬化而缩小硬化而缩小如:快速大量输液如:快速大量输液稀释胶渗压稀释胶渗压如:结石、肿瘤如:结石、肿瘤2.2.有效滤过压有效滤过压构成因素中的任一因素发生变化构成因素中的任一因素发生变化, ,均会影响均会影响GFRGFR。3.3.肾小球血浆流量肾小球血浆流量沿着毛细血管全长随着水沿着毛细血管全长随着水和溶质的滤出和溶质的滤出滤过平衡的位置决定着毛细血管滤过的长度滤过平衡的位置决定着毛细血管滤过的长度胶体渗透
8、压胶体渗透压有效滤过压有效滤过压有效滤过压有效滤过压=0 =0 时,称时,称滤过平衡滤过平衡滤过率滤过率影响因素影响因素滤过率的变化滤过率的变化滤过膜滤过膜 滤过膜的孔径滤过膜的孔径滤过率滤过率(血尿)(血尿) 滤过膜带负电荷滤过膜带负电荷滤过率滤过率(蛋白尿)(蛋白尿) 滤过膜面积滤过膜面积滤过率滤过率(肾炎)(肾炎)有效滤过压有效滤过压 毛细血管血压毛细血管血压滤过率滤过率(大失血)(大失血) 血浆胶体渗透压血浆胶体渗透压滤过率滤过率(快速大量输液)(快速大量输液) 囊内压囊内压滤过率滤过率(结石、肿瘤)(结石、肿瘤)肾小球血浆流量肾小球血浆流量滤过率滤过率(中毒性休克)(中毒性休克)小结
9、:影响滤过的因素小结:影响滤过的因素 小管上皮细胞将原尿中某些成分重新摄小管上皮细胞将原尿中某些成分重新摄回血液(肾小管周围的第二套毛细血管)。回血液(肾小管周围的第二套毛细血管)。 近球小管近球小管主要部位主要部位 途径:跨细胞途径、细胞旁途径。途径:跨细胞途径、细胞旁途径。二、肾小管和集合管重吸收功能二、肾小管和集合管重吸收功能( (一一) )物质重吸收物质重吸收1.1.近曲小管近曲小管 机制机制:主动过程。:主动过程。管腔膜:管腔膜:.Na+.Na+分分别与葡萄糖、氨基酸、别与葡萄糖、氨基酸、HCO3-HCO3-、POPO4 43-3-等同向等同向转运;转运;. Na+. Na+与与H+
10、H+逆逆向转运。向转运。管周膜:管周膜:Na-KNa-K泵泵。 “泵泵- -漏漏”现象现象Na+2. 髓袢升支粗段髓袢升支粗段3. 远曲小管、集合管远曲小管、集合管部部 位位量量机机 制制特特 点点近曲近曲小管小管60-60-70%70%初段主动初段主动( (管腔膜管腔膜NaNa+ +-X-X偶联转运,管周偶联转运,管周膜膜NaNa+ +泵泵) )后段被动后段被动( (顺电位差顺电位差经细胞旁路经细胞旁路) )定比重吸收定比重吸收( (泵泵- -漏现象漏现象) )不受调节不受调节髓袢髓袢升支升支25-25-30%30%细段被动细段被动( (顺浓度差顺浓度差) )粗段主动粗段主动(Na(Na+
11、+-K-K+ +- -2Cl2Cl- -同向转运体,管周同向转运体,管周膜膜NaNa+ +泵泵) )降支细段对降支细段对NaNa+ +不通透不通透重吸收量与重吸收量与尿浓缩机制有尿浓缩机制有关关远曲管远曲管集合管集合管10%10%管腔膜管腔膜NaNa+ +通道通道管周膜管周膜NaNa+ +泵泵无泵无泵- -漏现象漏现象醛固酮调节醛固酮调节 Cl Cl- -髓袢升支粗段:主动重吸收髓袢升支粗段:主动重吸收(Na+:Cl-:K+=1:2:1(Na+:Cl-:K+=1:2:1比例比例) )。其余部位:被动重吸收。由于其余部位:被动重吸收。由于NaNa+ +、葡萄糖、氨基酸等、葡萄糖、氨基酸等物质已在
12、近曲小管的前半段主动重吸收物质已在近曲小管的前半段主动重吸收后半段的管后半段的管内外内外ClCl- -的浓度差的浓度差( (高高202040%)Cl40%)Cl- -顺浓度差经顺浓度差经紧密紧密连接连接处处( (细胞旁途径细胞旁途径) )进入细胞间隙。进入细胞间隙。 H H2 2O O(伴随伴随NaCl转运重吸收)转运重吸收) 部部 位位量量机机 制制特特 点点近曲近曲小管小管65%65%被动被动( (渗透作用渗透作用) )细胞旁路细胞旁路水通道水通道球球- -管平衡管平衡不受调节不受调节髓袢髓袢15%15%降支细段被动降支细段被动( (渗透作用渗透作用) ) 升支对水不通透升支对水不通透远曲
13、管远曲管集合管集合管10%10%9.3%9.3%被动被动( (水通道水通道) )远曲管初段水远曲管初段水不通透不通透受受ADHADH调节调节 葡萄糖葡萄糖 (1)(1)部位部位: :仅限于近曲小管仅限于近曲小管( (尤其前半段尤其前半段) )。 (2)(2)机制机制: :继发主动。继发主动。 管腔膜管腔膜:葡萄糖与葡萄糖与NaNa+ +依赖载体依赖载体同向转运同向转运入细入细胞内。胞内。 管周膜管周膜:葡萄糖顺浓度葡萄糖顺浓度差差经载体易化扩散经载体易化扩散进入细进入细胞间隙。胞间隙。 (3) (3)葡萄糖重吸收的特点:葡萄糖重吸收的特点:具有一定的限度。具有一定的限度。肾糖阈肾糖阈: :尿中
14、刚刚出现糖时的血糖浓度尿中刚刚出现糖时的血糖浓度( (或不出现尿糖或不出现尿糖的最高血糖浓度的最高血糖浓度) )。正常值:正常值:8.910.1mmol/L 当全部肾小管对葡萄糖的吸收能力都达到极限时当全部肾小管对葡萄糖的吸收能力都达到极限时的重吸收血糖量。的重吸收血糖量。 正常值:成年男性为正常值:成年男性为375mg/min/1.73m2 成年女性为成年女性为300mg/min/1.73m2葡萄糖吸收极限量葡萄糖吸收极限量(TMG)(TMG): : 3.K3.K+ + 原尿中的原尿中的K K+ +绝大部分绝大部分(70(70) )在近端小管重吸在近端小管重吸收收, ,终尿中的终尿中的K K
15、+ +主要是由远曲小管、集合管分泌。主要是由远曲小管、集合管分泌。 K K+ +重吸收的机制重吸收的机制: :主动过程主动过程( (尚不清楚尚不清楚) )。 KK+ + 管内管内 KK+ + 管外管外140140(4mol/L)(4mol/L)(150mol/L)(150mol/L)是逆浓度差进行的,故认为是主动的。是逆浓度差进行的,故认为是主动的。4.HCO4.HCO3 3- -:被动过程。被动过程。以以COCO2 2形式重吸收;形式重吸收;HCOHCO3 3- -优先于优先于ClCl- -重吸重吸收;收;HCOHCO3 3- -的重吸收与的重吸收与NaNa+ +- -H H+ +逆向交换呈
16、正相关逆向交换呈正相关( (H H+ +分泌分泌重吸收重吸收HCOHCO3 3- -) )。三、肾小管和集合管分泌三、肾小管和集合管分泌机制机制: : NaNa+ +-K-K+ +交换交换KK+ + 管内管内KK+ + 管外管外管周膜管周膜NaNa+ +-K-K+ +泵的主泵的主动重吸收动重吸收管外正管外正管内负的电位差管内负的电位差K K+ +顺电顺电- -化学梯度分泌化学梯度分泌( (易化扩散易化扩散) )入小管液入小管液K K+ +通道通道NaNa+ +通道通道NaNa+ +-K-K+ +泵泵NaNa+ +-K-K+ +交换交换1.K+的分泌(远曲小管和集合管)的分泌(远曲小管和集合管)
17、 K K+ +分泌特点分泌特点: : 泌泌K K+ +与泌与泌H H+ +呈负相关。呈负相关。 NaNa+ +-K-K+ +与与NaNa+ +-H-H+ +交换具有交换具有竞争抑制竞争抑制。 酸中毒酸中毒:Na:Na+ +-H-H+ +,Na,Na+ +-K-K+ +泌泌K K+ +高血钾症高血钾症 高血钾症高血钾症:Na:Na+ +-K-K+ +,Na,Na+ +-H-H+ +泌泌H H+ +酸中毒酸中毒 多吃多排、少吃少排、不吃也排。多吃多排、少吃少排、不吃也排。 当大量使当大量使用利尿药时用利尿药时, ,应注意适当应注意适当补钾,以防补钾,以防止低血钾症止低血钾症的发生的发生。2.H2.
18、H+ +的分泌的分泌近球小管(主要)、近球小管(主要)、远曲小管、集合管。远曲小管、集合管。机制机制: :主动分泌主动分泌。NaNa+ +-H-H+ +交换;交换;H H+ +泵泵H H+ +NHNH3 3 + +NHNH4 4+ +H H+ +泵泵= =泌泌H H+ +助碱贮助碱贮(泌泌H H+ +促促HCOHCO3 3- -重吸收重吸收排酸保碱排酸保碱) )。 泌泌H H+ +与泌与泌K K+ +呈负相关呈负相关(竞争抑制竞争抑制) )。 泌泌H H+ +有限度有限度: :当小管液当小管液pHpH值值4.54.5时时, ,泌泌H H+ +停止。停止。特点特点: : 泌泌H H+ +与重吸收
19、与重吸收HCOHCO3 3- -、NaNa+ +呈正相关呈正相关 3.NH3.NH3 3的分泌的分泌(远曲小管和集合管)(远曲小管和集合管) 机制机制: :小管上皮细胞内小管上皮细胞内谷氨酰氨谷氨酰氨脱氨脱氨NHNH3 3( (氨氨) )脂溶性脂溶性肾小管腔肾小管腔:NHNH3 3H H+ +NHNH4 4+ +ClCl- -NHNH4 4ClCl单纯扩散单纯扩散NHNH3 3分泌特点分泌特点: : 泌泌NHNH3 3与泌与泌H H+ +呈正相关:即泌呈正相关:即泌NHNH3 3促进促进H H+ +-Na-Na+ +交换,交换,促进促进排酸保碱排酸保碱, ,调节机体酸碱平衡。调节机体酸碱平衡。
20、 NHNH3 3扩散的量决定于管腔液与管周液的扩散的量决定于管腔液与管周液的pHpH值:管值:管腔液腔液pHpH值较低时,值较低时,NHNH3 3较易扩散。较易扩散。 正常时正常时NHNH3 3只在远曲小管和集合管分泌只在远曲小管和集合管分泌; ;酸中毒时酸中毒时, ,近曲小管近曲小管也分泌。也分泌。 第三节第三节 尿液浓缩和稀释尿液浓缩和稀释尿渗压血浆渗压尿渗压血浆渗压高渗尿高渗尿尿浓缩尿浓缩 如:大量出汗、呕吐、腹泻如:大量出汗、呕吐、腹泻缺水缺水 尿渗压血浆渗压尿渗压血浆渗压低渗尿低渗尿尿稀释尿稀释 如:大量输液、饮水如:大量输液、饮水多水多水 尿渗压血浆渗压尿渗压血浆渗压等渗尿等渗尿肾
21、功肾功 如:肾衰如:肾衰一、尿液浓缩一、尿液浓缩/ /稀释的基本过程稀释的基本过程尿液浓缩尿液浓缩/ /稀释决定于:稀释决定于:髓袢、直小血管髓袢、直小血管U U形形结构的结构的逆流倍增逆流倍增作用作用(结构基础)(结构基础)肾髓质高渗梯度肾髓质高渗梯度( (先先决条件决条件) )ADHADH(调节集合管对(调节集合管对水通透性即水重吸收)水通透性即水重吸收)。尿液在逆流系统内流动尿液在逆流系统内流动髓质高渗梯度髓质高渗梯度ADHADHADHADH集合管对水通透性集合管对水通透性集合管对水重吸收集合管对水重吸收低渗尿低渗尿( (尿稀释尿稀释) )集合管对水通透性集合管对水通透性集合管对水重吸收
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