生理学尿的生成.ppt
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1、第八章尿的生成和排出第八章尿的生成和排出第一节第一节第一节第一节 肾的功能解剖和肾血流量肾的功能解剖和肾血流量肾的功能解剖和肾血流量肾的功能解剖和肾血流量第二节肾小球的滤过功能第二节肾小球的滤过功能第二节肾小球的滤过功能第二节肾小球的滤过功能第三节肾小管与集合管的转运功能第三节肾小管与集合管的转运功能第三节肾小管与集合管的转运功能第三节肾小管与集合管的转运功能第四节第四节第四节第四节 尿液的浓缩和稀释尿液的浓缩和稀释尿液的浓缩和稀释尿液的浓缩和稀释第五节第五节第五节第五节 尿生成的调节尿生成的调节尿生成的调节尿生成的调节第六节第六节第六节第六节 血浆清除率血浆清除率血浆清除率血浆清除率第七节第
2、七节第七节第七节 尿的排放尿的排放尿的排放尿的排放概述概述人体的排泄器官及其排泄物人体的排泄器官及其排泄物 排泄排泄:由排泄器官将体内一些物质经:由排泄器官将体内一些物质经血液循环血液循环排出体外的排出体外的过程。过程。排排 泄泄 器器 官官 排排 泄泄 物物 肾肾 脏(主要)脏(主要)水、尿素、肌酐、盐类、水、尿素、肌酐、盐类、药物、毒物、色素等药物、毒物、色素等 肺肺 脏脏 coco2 2、水、挥发性药物等水、挥发性药物等 皮肤及汗腺皮肤及汗腺 水、盐类、少量尿素等水、盐类、少量尿素等 消消 化化 道道 钙、镁、铁、磷等无机盐钙、镁、铁、磷等无机盐,胆色素胆色素,毒物等毒物等 唾唾 液液
3、腺腺 重金属、狂犬病毒等重金属、狂犬病毒等 肾脏的功能肾脏的功能(一一)泌尿泌尿:(主要)(主要)排除代谢终产物、过剩的电解质及进入体内的异物排除代谢终产物、过剩的电解质及进入体内的异物 调节细胞外液量和血液的渗透压调节细胞外液量和血液的渗透压 调节水、电解质和酸碱平衡调节水、电解质和酸碱平衡 尿生成过程:尿生成过程:滤过滤过 重吸收重吸收 分泌分泌 (二二)内分泌内分泌:肾素:对血容量和血压起调节作用肾素:对血容量和血压起调节作用 促红细胞生成素:刺激骨髓红细胞的生成促红细胞生成素:刺激骨髓红细胞的生成 激肽、前列腺素:参与局部或全身血管活动的调节激肽、前列腺素:参与局部或全身血管活动的调节
4、 1 1,2525二羟二羟VitD3VitD3:调节钙的吸收和血调节钙的吸收和血CaCa2+2+平衡平衡第一节第一节 肾的功能解剖和肾血流量肾的功能解剖和肾血流量肾的功能解剖肾的功能解剖 (一一)肾单位肾单位 肾单位肾单位:是肾的基本功能单位,它与是肾的基本功能单位,它与集合管共同完成泌尿功能。人的两侧肾集合管共同完成泌尿功能。人的两侧肾约有约有170万万-240万个肾单位。万个肾单位。集合管集合管:在尿液浓缩过程中起着重要在尿液浓缩过程中起着重要作用,每一集合管接受多条远曲小管运作用,每一集合管接受多条远曲小管运来的液体。许多集合管又汇入乳头管,来的液体。许多集合管又汇入乳头管,最后形成的尿
5、液经肾盏、肾盂、输尿管最后形成的尿液经肾盏、肾盂、输尿管而进入膀胱,由膀胱排出体外。而进入膀胱,由膀胱排出体外。皮质肾单位和近髓肾单位皮质肾单位和近髓肾单位 肾单位:肾单位:皮质肾单位皮质肾单位 近髓肾单位近髓肾单位(髓旁肾单位)(髓旁肾单位)(二二)球旁器球旁器:主要分布在皮质肾单位:主要分布在皮质肾单位1.1.近球细胞:近球细胞:入球小入球小A A膜内的肌细胞呈上皮样变,内含分泌颗粒膜内的肌细胞呈上皮样变,内含分泌颗粒=肾素;肾素;对牵张刺激敏感对牵张刺激敏感感受器;感受器;肾交感肾交感N N支配支配2.2.致密斑:致密斑:髓袢升支粗断的远端,细胞呈高柱样变、斑状突起髓袢升支粗断的远端,细
6、胞呈高柱样变、斑状突起 对远曲小管中的对远曲小管中的 NaNa+、ClCl-敏感,并将信息经间质细胞敏感,并将信息经间质细胞 传递至近球细胞,调节肾素的释放传递至近球细胞,调节肾素的释放3.3.间质细胞:间质细胞:位于入球位于入球A A、出球出球A A和致密斑之间的一群细胞,和致密斑之间的一群细胞,成锥形,底部朝向致密斑成锥形,底部朝向致密斑 吞噬和收缩功能吞噬和收缩功能 肾交感神经:肾交感神经:递质是,调节肾血流量、肾小球滤过率、递质是,调节肾血流量、肾小球滤过率、肾小管的重吸收和肾素释放。未发现肾有副交感神经支配。肾小管的重吸收和肾素释放。未发现肾有副交感神经支配。肾的血液供应肾的血液供应
7、 腹主腹主AA叶间叶间AA弓形弓形 AA小叶间小叶间AA入球小入球小AA肾小球肾小球CapCap网网 出球小出球小A A 肾小管周围毛细血管网或直小血管肾小管周围毛细血管网或直小血管小叶间小叶间VV弓形弓形 VV叶间叶间V V 肾肾V V 两套两套毛细血管网毛细血管网 1 1.肾小球毛细血管网肾小球毛细血管网特点:特点:血压高血压高(40-60%(40-60%ABPABP),利于滤过。,利于滤过。2 2.肾小管周围毛细血管网肾小管周围毛细血管网特点:特点:血压低,利于重吸收。血压低,利于重吸收。(三三)肾脏的神经支配和血管分布肾脏的神经支配和血管分布肾血流量及其血流量及其调节 1.1.肾的血液
8、循环特征肾的血液循环特征 血供丰富,血供丰富,血液分布不匀:血液分布不匀:皮质皮质外髓外髓内髓内髓=9451=9451 压力高低不同:压力高低不同:肾小球毛细血管网高肾小球毛细血管网高利于滤过利于滤过 肾小管毛细血管网低肾小管毛细血管网低利于重吸收利于重吸收 流量大,一定范围内相对稳定:流量大,一定范围内相对稳定:流量流量心输出量心输出量1/41/41/51/5;在在80-18080-180mmHgmmHg范围内,通过自身调节保持稳定。范围内,通过自身调节保持稳定。自身调节机制自身调节机制:管管-球反馈球反馈肌源学说肌源学说2.2.肾血流量的调节方式肾血流量的调节方式自身调节自身调节:动脉血压
9、在一定范围(:动脉血压在一定范围(8080mmHgmmHg180mmHg180mmHg)变动时,肾血流量仍然保持相对恒定变动时,肾血流量仍然保持相对恒定 肌肌源源学学说说:当当A A压压A A管管壁壁平平滑滑肌肌紧紧张张性性而而收收缩缩血流阻力血流阻力肾血流量保持稳定肾血流量保持稳定 管管-球球反反馈馈:当当肾肾血血流流量量和和肾肾小小球球滤滤过过率率致致密密斑斑感感受受到到远远曲曲小小管管液液 NaNa+ClCl-致致密密斑斑将将此此信信息反馈至肾小球息反馈至肾小球肾血流量和肾小球滤过率恢复肾血流量和肾小球滤过率恢复通过致密斑感受器通过致密斑感受器肾内产生的肾内产生的前列腺素前列腺素、腺苷腺
10、苷和和儿茶酚胺儿茶酚胺等也参与管等也参与管-球反馈球反馈 N-N-体液调节体液调节:神经因素神经因素 应急时交感应急时交感N N兴奋兴奋NE NE 释放释放 肾血管收缩肾血管收缩 肾血肾血流量流量 体液因素体液因素 应急时应急时NENE、E E、VPVP、A A 、ETET分泌分泌肾血管收缩肾血管收缩 肾肾血流量血流量;PGIPGI2 2、PGEPGE2 2、NONO和缓激肽等和缓激肽等肾血管舒张肾血管舒张 肾血流量肾血流量;腺苷腺苷入球小动脉收缩入球小动脉收缩 肾血流量肾血流量 在通常情况下通过自身调节保持肾血流量的相对稳定,在通常情况下通过自身调节保持肾血流量的相对稳定,在紧急情况下,通过
11、交感神经及在紧急情况下,通过交感神经及E E使血液重新分配,肾使血液重新分配,肾血流量血流量,脑、心脏血流量,脑、心脏血流量复习思考题复习思考题 1.1.肾血流量的特点是什么?肾血流量的特点是什么?2.2.试述肾脏的生理功能。试述肾脏的生理功能。滤过:滤过:指指血血液液流流经经肾肾小小球球毛毛细细血血管管时时,除除蛋蛋白白质质分分子子外外血血浆浆中中其其他他成成分分通通过过滤滤过过膜膜进进入入肾肾小小囊囊腔腔形形成成原原尿尿的过程的过程滤过三要素滤过三要素:屏障、动力、阻力屏障、动力、阻力第二节肾小球的滤过功能第二节肾小球的滤过功能滤过的实验证据滤过的实验证据:肾小囊微穿刺肾小囊微穿刺抽取液体
12、分析发现抽取液体分析发现,除蛋白质外,除蛋白质外,所含所含的成分及其浓度与的成分及其浓度与血浆基本一致血浆基本一致,而而且渗透压和且渗透压和pHpH值也值也与血浆近似。与血浆近似。原尿原尿=血血 浆的超滤液浆的超滤液血浆与原尿比较血浆与原尿比较肾小球滤过功能的度量指标肾小球滤过功能的度量指标1.1.肾小球滤过率(肾小球滤过率(GFRGFR):):单位时间内(每分钟)两肾生成单位时间内(每分钟)两肾生成的超滤液量,体表面积为的超滤液量,体表面积为1.731.73m m2 2的个体,其肾小球滤过率为的个体,其肾小球滤过率为125125ml/minml/min =180L/d180L/d/1.73m
13、/1.73m2 2 测定方法:用测定菊糖的血浆清除率代表测定方法:用测定菊糖的血浆清除率代表GFRGFR(见本章第六节见本章第六节)2.2.滤过分数滤过分数(glomerularglomerular filtration fraction filtration fraction,GFF)GFF)概念:概念:GFRGFR与每分钟肾血浆流量的百分比与每分钟肾血浆流量的百分比 GFFGFF GFR GFR肾血浆流量肾血浆流量100100 125660 100 125660 100 19 19 说明当血液流入肾脏时,约说明当血液流入肾脏时,约4/54/5的血浆经滤过进入肾小的血浆经滤过进入肾小 囊腔囊
14、腔生成原尿生成原尿 肾小球滤过率大小决定于肾小球滤过率大小决定于滤过系数滤过系数和和有效滤过压有效滤过压。滤过系数:滤过系数:即滤过膜的即滤过膜的面积面积及其及其通透性通透性的状态的状态一、滤过屏障一、滤过屏障滤过膜滤过膜外层中层内层水分子水分子阳离子阳离子葡萄糖葡萄糖小分子小分子阴离子阴离子白蛋白蛋白质蛋白质1.组成组成机械屏障:机械屏障:由滤过膜的三层组织各种孔、裂构成。由滤过膜的三层组织各种孔、裂构成。静电屏障:静电屏障:由各层含有带负电荷的糖蛋白构成。由各层含有带负电荷的糖蛋白构成。滤过膜的三层结构:组成滤过膜的三层结构:组成机械屏障机械屏障 内皮细胞上的小孔内皮细胞上的小孔(窗孔(窗
15、孔50-100nm)防止)防止血细胞血细胞通过。通过。基膜基膜:是:是主要的屏障主要的屏障。微纤维网的网。微纤维网的网孔(孔(4-8nm)允许)允许水水和部分和部分溶质溶质通过。通过。肾小囊的上皮细胞肾小囊的上皮细胞:滤过裂隙膜上有:滤过裂隙膜上有直径直径4-14nm的孔,是滤过的最后一道的孔,是滤过的最后一道屏障。屏障。滤过屏障的通透性特征:滤过屏障的通透性特征:机械屏障机械屏障决定了溶质分子的半径不同,通透性不同:决定了溶质分子的半径不同,通透性不同:2.02.0nmnm能自由滤过能自由滤过半径半径 2.0 2.04.24.2nmnm随半径随半径滤过滤过 4.24.2nmnm完全不能滤过完
16、全不能滤过分子量分子量6900069000单体可通过单体可通过 如如:HbHb的分子量为的分子量为6400064000本可通过,但在血浆中与球蛋白结合成复合物本可通过,但在血浆中与球蛋白结合成复合物时则不能通过,时则不能通过,正常无正常无HbHb尿;但当大量溶血时,游离的尿;但当大量溶血时,游离的HbHb HbHb尿尿 白蛋白有效半径为白蛋白有效半径为3.63.6nmnm却很难滤过?却很难滤过?静电屏障静电屏障决定了溶质分子所带电荷的不同,通透性不同决定了溶质分子所带电荷的不同,通透性不同带正电荷的溶质最易通过;中性溶质此之;负电荷溶质带正电荷的溶质最易通过;中性溶质此之;负电荷溶质不能通过肾
17、炎时带负电荷的糖蛋白减少或消失,出现蛋不能通过肾炎时带负电荷的糖蛋白减少或消失,出现蛋白尿白尿二、有效滤过压二、有效滤过压 肾小球滤过的动力是肾小球滤过的动力是有效滤过压有效滤过压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(血浆胶体渗透压压+肾小囊内压)肾小囊内压)滤过平衡滤过平衡:有效滤过压下降到:有效滤过压下降到0 0 特点:特点:正常时,毛细血管压和囊内压基本不变,胶正常时,毛细血管压和囊内压基本不变,胶 体渗透压易变(胶体物质滤不出)体渗透压易变(胶体物质滤不出)正常时,出球段除血浆流量快时外,一般无正常时,出球段除血浆流量快时外,一般无 滤出,故为滤过的贮备
18、段滤出,故为滤过的贮备段三、影响滤过的因素三、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作用机械屏障作用血尿血尿(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)静电屏障作用静电屏障作用蛋白尿蛋白尿(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)正常时肾小球都活动滤过面积正常时肾小球都活动滤过面积=1.5=1.5m m2 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2.2.有效滤过压有效滤过压 构成决定滤过的因素,也是影响
19、滤过的因构成决定滤过的因素,也是影响滤过的因素,素,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GFRGFR2.2.有效滤过压有效滤过压肾小球肾小球Cap.Cap.血压血压血浆胶体血浆胶体渗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 肾病综合症肾病综合症如:结石、肿瘤如:结石、肿瘤3.3.肾小球血浆流量肾小球血浆流量 由图可见:三条曲线分别代表由图可见:
20、三条曲线分别代表不同肾小球血浆流量不同肾小球血浆流量(RPF)RPF)时血浆胶时血浆胶体渗透压体渗透压(COP)COP)上升的斜率。上升的斜率。曲线曲线A:RPF COPA:RPF COP速快速快曲线曲线C:RPF COPC:RPF COP速慢速慢曲线曲线B:B:正常正常RPFRPF时时COPCOP速速 由图可见:沿着毛细血由图可见:沿着毛细血管全长,随着水和溶质的滤出,管全长,随着水和溶质的滤出,胶体渗透压渐胶体渗透压渐有效滤过压有效滤过压渐渐(=0(=0时称滤过平衡时称滤过平衡)滤过滤过平衡的位置决定着毛细血管滤平衡的位置决定着毛细血管滤过的长度。过的长度。结论结论:RPFRPF快快COP
21、COP速慢速慢滤过平衡位滤过平衡位置近出球置近出球A A端端GFRGFR;反之则反之则GFRGFR。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:影响滤过的
22、因素小结:影响滤过的因素复习思考题复习思考题 1.1.尿是如何生成的?尿是如何生成的?2.2.简述影响肾小球滤过的因素。简述影响肾小球滤过的因素。第三节肾小管与集合管的第三节肾小管与集合管的转运功能转运功能概述概述重吸收重吸收:物质从物质从肾小管液肾小管液中转运至中转运至血液血液中中分分泌泌:上上皮皮细细胞胞本本身身产产生生的的物物质质或或血血液液中中的的物物质质转转运至运至肾小管肾小管腔内腔内重吸收和分泌的证据重吸收和分泌的证据:比较下表原尿与终尿中成分的质和量可见:比较下表原尿与终尿中成分的质和量可见:蛋白质、葡萄糖蛋白质、葡萄糖原尿中有原尿中有终尿中无终尿中无(=(=重吸收重吸收);肌酐
23、、氨肌酐、氨原尿中微量原尿中微量终尿中大量终尿中大量(=(=分泌分泌)比较原尿与终尿量:比较原尿与终尿量:原尿量原尿量=125125ml/minml/min606024=24=180L180L/d/d终尿量终尿量=1-2=1-2L/d(=L/d(=重吸收重吸收)一、物质转运方式一、物质转运方式1.方式方式被动:被动:单纯扩散、单纯扩散、易化扩散易化扩散主动:主动:原发性和继发性主动原发性和继发性主动 (泵、转运体泵、转运体)2.途径途径跨细胞转运跨细胞转运:小管液小管液中的物质中的物质管腔膜管腔膜肾肾小管上皮细胞小管上皮细胞基侧膜基侧膜组织间隙组织间隙细胞旁转运细胞旁转运:小管液小管液中的物质
24、(中的物质(H H2 2O O、CLCL-、NaNa+肾小管上皮细胞肾小管上皮细胞间的紧密连接间的紧密连接组织间组织间隙隙同向转运同向转运:两种物质与细胞膜上的:两种物质与细胞膜上的同向转运体同向转运体结合,结合,以以相同相同方向通过细胞膜方向通过细胞膜逆向转运逆向转运:两种物质与细胞膜上的:两种物质与细胞膜上的逆向转运体逆向转运体结合,结合,以以相反相反方向通过细胞膜。方向通过细胞膜。生电性转运生电性转运:转运过程中出现:转运过程中出现电位差电位差电中性转运电中性转运:转运过程中:转运过程中无电位变化无电位变化二、物质的重吸收与分泌二、物质的重吸收与分泌(一)(一)NaNa+、CICI-和水
25、的重吸收和水的重吸收 1.1.近端小管近端小管 重重吸吸收收70%70%NaNa+、CICI-、K K+和和水水,85%85%的的HCOHCO3 3,葡葡萄萄糖糖、氨氨基基酸酸全部被重吸收;泌全部被重吸收;泌H H+。重吸收的动力:重吸收的动力:NaNa+泵泵 NaNa+的重吸收的重吸收 前半段:主动过程前半段:主动过程 管腔膜:大部分管腔膜:大部分NaNa+与与GsGs、aaaa同向转运同向转运、与、与H H+逆向转运逆向转运主动主动重吸收重吸收 管周膜:管周膜:NaNa+-K-K+泵泵 后半段:被动过程后半段:被动过程 ClCl-顺顺浓浓度度差差经经紧紧密密连连接接处处重重吸吸收收管管两两
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