精品课程生理学教案 第八章 尿的生成与排出 [目的要求]： 1.了解肾脏在维持内环境相对恒定中的作用 2.掌握尿生成的过程 3.掌握泌尿功能的调节 [重点]： 1.尿生成的过程 2.尿生成的调节 [难点]： 1.肾小管和集合管的物质转运功能 2.尿液浓缩与稀释的机制 [基本概念]： 肾小球滤过率（glomerular filtr ation rate，GFR） ；肾血流量（renal blood flow， RBF） ；滤过作用 （filtration） ；重吸收 （reabsorption） ；分泌 （secretion） ； 排泄 （excretion） ； 滤过系数（filtration coefficient） ；滤过分数（flitration fraction） ；定比重吸收 （constant fraction reabsorption）；近球小体（juxtaglomerular apparatus） ；近髓肾 单位（juxtamedulla ry nephron） ；逆流倍增（counter-current multiplication） ；逆流交 换（counter-current exchange） ；皮质肾单位（cortical nephron） ；球管平衡 （glomerulotubular balance） ；肾单位 （nephron） ；肾的自身调节 （renal autoregulation） ； 血浆清除率（plasma clearance） ；有效滤过压（effective filtration pressure） ；重吸 收的最大限度（reabsorption maximum）肾糖阈（renal g lucose threshold） [授课学时]： 6 学时 [使用教材]： 王庭槐主编. 生理学，第 1 版，高等教育出版社，2004北京 第一节 肾脏的结构和功能概要 肾脏是机体最主要的排泄器官，也是维持内环境相对恒定的最重要器官之一。排泄是指 机体将代谢终产物、进入体内的异物以及过剩的物质，通过血液循环的运输，经一定途径排 出体外的过程。 尿的生成包括肾小球的滤过、肾小管和集合管的重吸收及分泌三个基本过程 图 8-1 尿生成的基本过程示意图 一、肾脏的结构特点 肾的实质可分为两个区域：靠外侧为皮质，内侧为髓质。髓质中有肾锥体，锥体终止于 1 乳头，乳头伸展到肾盂，和输尿管相连。肾盂和输尿管可收缩，推动尿液流向膀胱。 二、肾脏的功能 ：通过尿的生成和排出 （1）来排泄代谢终产物； （2）维持酸碱及水盐平衡； （3）维持内环境相对恒定； （4）具有内分泌功能（如产生促红细胞生成素、肾素、PG和活化的维生素D 3形成）； （5）调节动脉血压。 三、肾脏的功能单位—肾单位 肾单位是肾脏的结构和功能单位，人体每侧肾约有 100 万个肾单位。肾单位由肾小体和 肾小管组成，肾小体又由肾小球和肾小囊组成，而肾小管又由近端小管、 “U”型髓袢和远端 小管构成。 图 8-2 肾单位和肾血管示意图 四、集合管 集合管功能与肾单位密切相关，但是集合管并不包含在肾单位中。小管液从远端小管流 入集合小管，许多集合小管最终汇合集合管。集合管经过肾乳头进入肾盂。 五、皮质肾单位和近髓肾单位 皮质肾单位 近髓肾单位 分布 外皮质层和中皮质层 近髓质的内皮质层 数量 多， 约占 85％～90% 少，占 10％～15% 形状 体积小，髓袢短 体积大，髓袢长 小动脉口径 入球小动脉> 出球小动脉口径 差异甚小 出球小动脉 形成的毛细血管网几乎全部 形成肾小管周围毛细 分支 缠 绕在肾小管周围 血管网和U形直小血管 主要功能 生成尿液、分泌肾素 参与尿液浓缩和稀释过程 六、球旁器（近球小体） 球旁细胞：入球小动脉中膜肌上皮样细胞→肾素及促红细胞生成素（EPO）,其颗粒在肾 血流量或细胞外液量下降而增加。由于血流量↓，刺激入球小动脉内压力感受器，使肾素合 成分泌↑。 致密斑：远曲小管始部，感受小管液 NaCl 的变化而调节肾素释放。 2 系膜细胞：入球与出球小动脉之间,与致密斑相连接可感受间质内溶质及浓度变化而影 响肾素分泌。 图 8–3 球旁器示意图 七、肾脏的血液供应及特点 1.血流丰富，分布不匀 1200ml/min， 皮质94%， 外髓 5～6%， 内髓少于 1%。 2.有两套毛细血管网 （1） 肾小球毛细血管网：血压高（约 为 60mmHg） ，有利于滤过； （2）管周毛细血管网：出球小动脉 细长, 阻力大，且滤出了 20%溶液， 导致血压低（约为 13mmHg）及血浆 胶体渗透压高，有利于重吸收。 3.直小血管： 近髓肾单位中出球小动 脉分支形成“U”型直小血管，其中 血流较慢在尿浓缩有重要作用。 图 8-4 近髓肾单位的血液供应 八、 肾脏的神经支配 肾小球的入球小动脉、 出球小动脉以及分泌肾 素的球旁细胞都有密集的交感神经支配。 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。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。 图 8-5 肾的神经支配 第二节 肾小球的滤过功能 3 滤过（filtation）的定义：压差驱动的液体穿膜运动（c f：滤过-压差 扩散-浓差） 原尿是血浆的超滤液（不仅滤除血细胞，血浆中大分子蛋白质亦被滤除）。 一、衡量肾小球滤过能力的指标 1.肾小球滤过率（glomerular filtrat ion rate ,GFR）：单位时间内（每分钟）两肾生成 的超滤液量。 GFR与体表面积有关。 衡量肾功能指标。 S=1.73m2的正常成年人, GFR=125ml/min 一昼夜滤出的原尿量=125ml/min ×60min×24=180L 2.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。 FF=GFR/RPF=125/660×100%=19% （RPF:肾血浆流量为 660ml/min） 流经肾的血浆约有 1/5 由肾小球滤出到囊 二、决定和影响滤过 腔中变为原尿。 的因素 ance） 过膜是指肾小球毛细血管内的血液 与肾 8-6 肾小球滤过膜 （1）通透性 小及物质分子直径： 半径2.0nm以下的中性物质分子可完全滤过， 半径4.2nm 荷的性 2）滤过面积： 膜总面积在 1.5m 2 以上，并且肾小球一直处于活动状态，因而滤过膜面 肾小球毛细血管通透性×有效滤过面积。Kf ation pressure，EFP）是肾小球滤过的动力。 1.滤过膜（filtration menbr 滤 小囊中超滤液之间的隔膜。由三层结构 组成：肾小球毛细血管内皮细胞、基膜、肾 小囊的脏层上皮细胞 图 ①取决于膜孔大 以上者均不能滤过。在 2.0～4.2nm 之间者，则取决于半径及膜孔大小而决定滤过量。正电 荷易滤过。 ②取决于物质所带电 质，负电荷不易滤过。 图 8-7 不同的分子有效半径和带不 同电荷对右旋糖酐滤过能力的作用 （ 正常成人两侧肾滤过 积充足稳定，不会明显影响肾小球滤过作用。 肾小球毛细血管的滤过系数（Kf） ，Kf= 增加，GFR↑；Kf 减小，GFR↓。Kf= GFR/ EFP。肾小球毛细血管的 Kf 较其他组织毛细血管 的 Kf 高约 400 倍。正常情况下， Kf对 GFR 的影响并不大，但是在疾病条件下，因为 Kf 的 改变会对肾小球滤过产生重要影响。 2.肾小球滤过的动力-有效滤过压 有效滤过压（effective fi ltr 4 有效滤过压= 肾小球毛细血管压—（血浆胶体渗透压+囊内压） 直至达到滤过平衡（filtration equi 滤过作用的毛细血管愈短，滤过平衡越近出球小动脉，有 血管全长均有滤过。 的血压 细血管压较稳定，如超出此范围，毛细血管压将随 MAP ，阻力增加→毛细血管压↓→GFR↓。 射生理盐水引起 ，若肾血浆流量（renal pl asma flow）↑→血浆胶渗压升高慢→ 第三节 肾小管和集合管的泌尿功能 肾小管和集合管的泌尿功能包括肾小管和集合管的重吸收和分泌。 重吸收 过程。 2L为 代谢产 吸收和分泌 分泌特征 被重吸收；99%水和Na + 被重吸收等。 图 8-8 有效滤过压 大鼠入球端 60mmHg —（32mmHg +18mmHg）＝10mmHg 滤过中→血浆胶体渗透压逐渐↑→有效滤过压不断↓ librium）时→滤过停止。 ① 滤过平衡越近入球小动脉，有 滤过作用的毛细血管愈长； ② 如达不到滤过平衡，则毛细 有效滤过压的改变 1. 肾小球毛细血管 ①MAP 80～180mmHg,自身调节, 毛 变化而↑或↓（如电刺激Ⅹ神经致血压下降） 。 ②入、出球小动脉的阻力，如入球小动脉口径变小 ③出球小动脉的阻力，按阻力增加的不同程度，可出现 GFR↑或↓的不同作用。 2.囊内压 生理情况下较稳定，尿路结石、肿瘤等阻塞→囊内压↑。 3.血浆胶体渗透压 血浆白蛋白明显减少→EFP↑→GFR↑。快速、大量注 尿量增加与血浆胶体渗透压降低有关。 （三）肾血浆流量变化 主要影响滤过平衡的位置 滤过平衡移向出球端→GFR↑；如果血浆流量↓→如休克，缺O 2→交感神经反射性兴奋→肾 血浆流量↓→GFR↓。 （reabsorption）：是指小管液及其中物质经小管上皮细胞转运到血液 分泌（secretion）: 是指小管上皮细胞产生的或血液中的物质转运到小管腔过程。 正常人每天肾小球滤过液约 180 升,为无蛋白质的血浆,而终尿每天只不过 1.5~ 物及异物，表明滤液中约 99%水被肾小管和集合管重吸收，只有约 1%被排出体外。滤 液中葡萄糖、氨基酸全部被重吸收；Na + 、HCO 3 - 等被不同程度地被重吸收；肌酐、尿酸、K + 等 被分泌入小管腔。 肾小管和集合管的重 （一）肾小管和集合管的重吸收和 1. 重吸收量大：滤液中葡萄糖、氨基酸全部 5 2. 重吸收的选择性：葡萄糖、氨基酸全部被重吸收；水和电解质被大部重吸收；尿 素少重 方式 性主动转运；被动转运（单纯、易化扩散）；入胞。 （三 收是有一定限度的，称为重吸收的最大限度。这是因为转运物质的 图 8-9 肾小管和集合管的重吸收 是大部分物质的主要重吸收部位，滤过液中的约 67% Na + 、Cl - 、K + 和水再这里被重吸收， 有85%的HCO 3-以及全部的葡萄糖、氨基酸都在此被重吸收。 Na + 和Cl - 尿中的 Na+和 Cl-在流经肾小管、集合管时被重吸收 99%以上。其中近球小管约重吸收 -70%。 球小管前半段 主动过程 泵-漏模式（pum p-leak model） + 在跨管腔膜转运时，并不是单独转运，它都是与其它物质通过同一个蛋白载体同时转运 。 向转运（symporter），逆向转运（antiporter），近球小管后半段细胞旁路被动重吸收 上皮细胞 主动重吸收 在近球小管 Cl-的重吸收伴随 Na+的主动重吸收而被动重吸收。 水 水的重吸收是在渗透压差作用下而被动吸收。等渗重吸收（isosmotic reabsorption）与 体水是否缺乏无关。 ① 用乙酰唑胺抑制碳酸酐 吸收；肌酐完全不被重吸收。 （二）肾小管和集合管的重吸收 主动转运：原发性主动转运和继发 ）重吸收的有限性 肾小管对物质的重吸 蛋白质数量有限。在正常成年人，葡萄糖重吸收的最大限度平均为 320mg/min，而肾小球滤 液中葡萄糖大约只有 125 mg/min，因此健康人尿中不会有葡萄糖。在非控制性糖尿病人中， 血浆葡萄糖浓度可达很高，滤过葡萄糖超过重吸收的最大限度，所以尿中出现葡萄糖。 近球小管 还 1、 原 65 近 Na 的 同 跨 2、 3、HCO 3 - HCO3 - 是以CO 2形式重吸收 ②要有H + 分泌（肾小管各段均可泌H + ， Na + - H + 交换）。 酶→尿量↑ 图 8-10 近球小管重吸收 HCO3 - 的机制 6 4、K + 绝 大部分的K + 在近球小管被重吸收。近球小管K + 的重吸收是逆浓度差和电位差而进行的 吸收的部位仅限于近球小管。 萄糖的重吸收 吸收有一定限度 的重吸收率与血浆葡萄糖浓度的关系 萄糖的重吸收 1）全部吸 2）伴随Na + 的吸收而继发主动吸收，两者共用同向转运体且相互影响； 3）吸收有一定限量。肾糖阈：即血糖超过 180mg/100ml 时，开始出现尿糖，此时血浆中 萄糖的浓度为肾糖阈。葡萄糖的吸收极限量：男 375mg/100ml。女 300 mg/100ml，即全部 单位对葡萄糖的吸收均已达饱和→可能由于同向转运体数量有限。 袢的重吸收 主动重吸收，具体机制不清。终尿中的K + 主要来自远曲小管和集合管的分泌。 5、葡萄糖 葡萄糖重 葡萄糖的重吸收是借助于 Na+的主动重吸收而被继发性主动转运（ secondary active transport）的。 图 8-11 葡 肾小管对葡萄糖的重 图 8-12 人体肾小管对葡萄糖 葡 （ 收，限于近端小管前段； （ （ 葡 肾 髓 7 Na + 、2Cl - 、K + 共同向转运体进入细胞内，然后去向各异 Na + → 泵→组织间隙→血 Cl - →通道→组织间隙→血 K + 顺浓度差→回管腔 微穿刺实验证明，升支粗段管腔内为正电位，说明Cl - 是逆电化梯主动吸收的。微灌流 实验中，如 Cl - 吸收受 ，故Cl - 的吸收还须要Na + 泵。 Na + 主动吸收和细胞旁路吸收各 1/2，由于K + 返回，形成 离子顺电位差从细胞旁路进入组织间隙。 主动、1Na + 经 少。 动重吸收回 碍，导致水的重吸 管 膜上的 Na + 通道进入细胞，然后再由Na + 泵泵至组织间液被重吸收。 2、水：受抗利尿激素的调控,依赖于ADH 的存在。与机体是否缺水有关。 当机体缺水而抗利尿激素分泌增多时,集合管对水的通透性增高,水的重吸收 当体内水分过多时,由于抗利尿激素的释放减少而降低远曲小管、集合管对水的重 收。称 调节性重吸收 （四）肾小管和集合管的分泌（secretion） 1、泌 分泌量最大。 ①近 ：H + 泵 灌流液中缺K则管腔内正电位基本消失→Cl - 的吸收↓，如抑制Na + 泵→ 阻 正电位，使Na + 等正 图 8-13 髓袢升支粗段继发性主动重吸收Na + 、Cl - 、K + 的示意图 通过钠泵活动，继发性主动重吸收 2Cl - ，同时伴随 2Na + 重吸收，其中 1Na + 细胞旁路被动重吸收，为Na + 重吸收节约 50%能量。 速尿和利尿酸能抑制 1Na + :2Cl - :1K + 同向转运体的功能，使NaCl的重吸收减 远曲小管和集合管 1、Na + 、Cl - ：仍然是继发性主动转运。（此时无回漏，电化学梯度更大） 远曲小管前段：Na + 是与Cl - 同向转运进入细胞，然后由钠泵泵出细胞而主 血。Na + -Cl - 转运体对噻嗪类利尿剂敏感，被抑制后，产生 NaCl重吸收障 收相应减少，尿量增多。远曲小管后段与集合管：Na + 不与其它物质耦联，通过 腔 增多。 反之, 吸 （regulatory r eabsorption）。 H + 肾小管和集合管上皮细胞均可分泌 H+，其中近球小管 球小管：H + - Na + 交换（H + -Na + interchange） ②远曲小管、集合管 意义：排酸保碱 维持机体酸碱平衡 8 2、泌N 图 8-14 NH 3 - Na + 交换示意图 NH ,近球小管 可分泌NH 3。 泌K+ 终尿中的K + 主要由远曲小管和集合管主细胞分泌,K + 的分泌与Na + 的主动重吸收密切相 ，即K + - Na + 交换（K + -Na + interchange），K+-Na+交换与H+-Na+交换具有相互竞争现象 其他物质 代谢产物如肌酐、对氨基马尿酸，能滤过，又能由肾小管排泄进入体内物质如青霉素、 红等由近球小管主动排泄。 肾小球滤过生成的原尿，通过肾小管和集合管的重吸收和分泌处理后，就成为终尿并排 体外。 第四节 尿液的浓缩和稀释 现象：夏天 出汗—尿浓、色 浅，多 在生理学中，尿液的浓缩与稀释是根据尿的渗透浓度（osmolality）与血浆渗透压相比 较而 相近，称为等渗尿（isotonic urine）。 体缺水或水过剩，长时间排出等渗尿，表明 ：并不是所有动物的肾脏都有浓缩尿的 能力 发达、髓袢越长者，浓 缩尿 —髓袢特别长—20 倍血浆渗透浓度的高渗尿 图8-15 肾髓质渗透压梯度示意图 H3 一般发生在远曲小管、集合管。上皮细胞代谢产生的NH 3 60%由谷氨酰胺脱氨而来。 3的分泌不仅促进H + 的分泌而排酸,也能增加NaHCO 3的重吸收。 正常情况下NH 3的分泌主要在远曲小管和集合管,但在酸中毒时NH 3的分泌增加 也 3、 关 4、 酚 出 深，少；冬天 喝水—尿稀、色 确定的。 高渗尿，浓缩。低渗尿，稀释。尿液的渗透压与血 浆渗透压相等或 如果无论机 肾脏的浓缩和稀释功能严重减退。 一、 尿浓缩和稀释的机制 比较解剖学 。肾脏浓缩尿的能力是具有髓质结构的哺乳动物和 某些鸟类所特有的。髓质内层愈 的能力越强。 例： 沙鼠 猪 --髓袢短 --1.5 倍 9 人 --中等长度 --最多 4-5 倍 冰点降低法测定大鼠肾脏组织切片的渗透浓度，观察到髓质部组织液与血浆的渗透浓度 之比，从外髓部 向乳头部依次递增，分别为 问题：髓质的高渗和渗透浓度梯度是怎样形成与如何维持的？ 向梯度小变化→纵向梯度成倍变化 上流 丙管内液体向下流 M 1膜能将液体中Na+由乙管泵 2膜对水易通透 程示意图 50 毫渗/kgH 2O） 盐平衡。 尿的浓缩和稀释取决于：1.髓质高渗梯度存在；2.远曲小管、集合管对水的通透性。 实验观察证明：髓质由外到内，渗透压逐渐增高，形成梯度。 前提： （1）各段小管对H 2O、Na + 、尿素通透性的不同。 2.0、3.0、4.0。具有明显的渗透浓度梯度。 髓质渗透梯度形成机制 1、逆流倍增（ counter- current multiplication） 横 甲管内液体向下流乙管内液体向 入甲管，且对水不易通透，M 图 8-16 逆流倍增作用模型 2.形成过程 图 8-17 尿液的浓缩与稀释过 肾脏有浓缩和稀释尿液的功能，排出高渗尿 1200 毫渗/kgH 2O（低渗尿 水 10 （2）髓质高渗形成的因素 外髓带升支粗段（NaCl） 主动重吸收 NaCl →髓质间液渗透压↑→管内滲透压↓。 不吸收H 2O 内髓带（尿素和 NaCl ） ① 远 内段尿素顺浓度差扩出管外。 透压逐渐↓。 循环: 尿素由内段集合管扩出到髓质间隙→扩入升支细段→经升支粗段→进入远 转运体→NaCl的重吸收↓，髓质渗透压 渗。 渗中的作用——逆流交换 ① 血液流入降支 , 水进入髓质间隙 , NaCl 和尿素进入小管 , 管内渗透压逐↑，到顶部 时浓度达最高，血液流经 支 支，通过 逆流交换后，保留溶质，带走多余的水分。 要相对稳定。血流太慢，则水不能及时带走，髓质渗透压下降。渗 。 重要的因 素。 对水、 以浓缩。在这整个过程中，任何一个环节出了问 曲小管集合管外段：透水，不透尿素；水吸收，尿素被浓缩；远曲到集合管尿素浓度逐 渐↑，集合管 ② 降支细段: 易透水,不易透Na + 和尿素，水渗出使管内渗透压逐↑，到袢顶部达最高。 ③ 升支细段：透Na + 和尿素，不易透水，NaCl扩入内髓中，管内渗 ④ 尿素再 曲，集小管。 利尿酸或速尿可抑制Na + 、2Cl - 、K + 同向 ↓→水的重吸收少→尿量↑低 （3）直小血管在维持髓质高 时水渗入，尿素、NaCl 渗出到髓质间隙，再进入降升 ② 直小血管血流速度， 透压升高，水的重吸收减少，尿量赠加。此为渗透性利尿。如甘露醇静注可消肿。血流太快， 溶质来不及交换而带走过多，髓质渗透压降低 图 8-18 肾髓质渗透梯度形成和维持示意图 二、影响尿浓缩和稀释的因素 肾脏能否最大限度地排出浓缩尿或稀释尿，主要有赖于髓袢、集合管和直小血管等结构 与功能的正常。 1.髓袢的结构与机能 ：髓袢结构与机能的完整性是保持肾对尿液浓缩功能的重要条件。 2.尿素浓度 ：尿素为蛋白质代谢的产物，是形成内髓部高渗的重要因素。 3.直小血管的血流： 髓质血流的低容量和低速度在有效的逆流扩散交换过程中是 4.集合管对水的通透性 ：取决于血浆 ADH "尿崩症" 综上所述，尿液浓缩机制以 NaCl 在髓袢升支粗段的主动重吸收为起点，以肾小管各段 溶质通透性不同的特点为基础，通过逆流倍增机制使髓质建立高渗梯度，尿素再循环 则使渗透梯度加强。直小血管的作用使该梯度得以维持。在 ADH 的作用下，大量水分进入肾 脏间质，而后被直小血管等重吸收，尿液得 题，都将影响到尿浓缩的程度。 11 第五节 尿生成的调节 称为肾血流和 GFR 的自身调节。 后者是由于小 的自身调节 管液中溶 ,渗透压升高，可妨碍水的重吸收（尤近球小管）而使尿量增多。 糖尿病患者由于血糖升高超过肾糖阈值,肾小管不能全部将其吸收,造成肾小管液中葡 糖的浓度过高而导致尿量明显增多。 临床上，脑水肿，iv 甘露醇（可滤过，不重吸收）增加小管液溶质浓度,增加尿量。 由小管液中溶质浓度增高所引起的尿量增多现象称为渗透性利尿 （osmotic diuresis） 。 球—管平衡（Glomerulotubar balance） 近球小管对Na + 、H 2O的重吸收，恒为滤过量的 67%，滤过多则吸收多，滤过少则吸收少， 为定比吸收（constant t raction reabsorption） ，这种机制称为球—管平衡。 机制：当肾血 义： 使尿中排出的溶质和水不随 GFR 增减而大幅度变动。如： 近端吸收 远端量 （1）如渗透 （2）动脉血 降，肾灌注压和血流量下降，但出球小动脉 代偿性收缩， 一、 肾内自身调节 肾血流和GFR 的自身调节 当动脉血压在75～160mmHg波动时, 肾脏通过内在的反馈机制保持肾血流量和GFR的相 对恒定 机制：肌源学说和管球反馈。前者是由于血管阻力可随血压波动而改变； 管流量变化，通过致密斑反馈到肾小管，引起肾血流量及肾小球滤过率（GFR）改变。肾血 流量及 GFR↑ ，使致密斑流出量↑, 超出肾小管吸收功能,使致密斑兴奋，球旁细胞分泌肾 素，使入球小动脉收缩，血流阻力增高, 使肾血流量及 GFR↓ 图 8-19 肾血流量（RBF）和肾小球滤过率（GFR） 小 质浓度 小管液中溶质所形成的渗透压是对抗肾小管重吸收水分的力量。如果小管液溶质浓度增 高 萄 流量下降。管周血浆胶渗压升高，重吸收增多而回漏降低。 意 GRF 125ml 87.5 ml (70%) 37.5ml 150 ml (增25 ml ) 105ml(70%) 45 ml (增7.5 ml) 如果球—管平衡被打乱： 性利尿，尿量显增加； 压升高，排尿量显著升高，由于扰乱了球管平衡； （3）充血性心力衰竭，心力减慢使心排出量下 使小球毛细血管压和 GFR 不变，而滤过分数升高（GFR/肾血浆流量下降）使管 12 周毛细血管压降低而胶体渗透压升高，重吸收增加，导致水钠潴留水肿。 二、神经-体液因素 交感神经系统 1、 收缩肾A，入球A＞出球A，GFR↓； 2、 刺激 胞，肾素释放增加 管紧 和醛固酮含量增加，引 起 Na+、水重 + 、水的重吸收 ADH） 成，沿下丘脑-垂 1、 ADH 作用 ①作用于血管平滑肌 ne vasopressin,AVP） ②AD ↑→ 集合管对水的通透性→水重吸收↑、尿量↓ ADH与上皮细胞管周膜V2受体结合→激活腺苷酸环化酶→cAMP-PK系统→蛋白磷酸化→水 通道（aquaporin AQP）装配到膜上，提高对水的通透性。 （基侧膜对水自由通透） ③促进内髓部集合管对尿素的通透；促进髓袢升支粗段对 NaCl 主动重吸收 １、影响因素 ①血浆晶体渗透压 下丘脑视上核及其附近存在对血浆晶体渗透压改变十分敏感的渗透压感受器 smoreceptor）。 当机体大量出汗、严重 浆晶体渗透压升高，对渗 则 ADH 合成、释放增多，结果尿液浓缩、尿量减少，有利于纠正失水 diuresis)。水 的释放。当循环血量增多时，容量感受器沿迷走神经的传入冲动增加，导致 释放增多。尿 量减少有利于循环血量的恢复。 能刺激 ADH的释放增多。 NE 颗粒细 ，促进循环中血 张素 II 吸收增加； 3、 直接作用于肾小管，增加近球小管和髓袢对Na 抗利尿激素（antidiuretic hormone, 抗利尿激素也称血管升压素，由下丘脑视上核和室旁核神经元合 体束运送到神经垂体贮存，并由此释放入血。 图 8-20 抗利尿激素的作用原理示意图 ： V1 受体→血管收缩 血管升压素 （argini H （o 呕吐或腹泻则导致失水时，机体血 透压感受器刺激增强， 造成的血浆晶体渗透压升高。反之大量饮入清水，血浆晶体渗透压降低，则 ADH合成释放减 少，尿量增多。这种由大量饮入清水引起尿量增多的现象称为水利尿(water 利尿是由于大量水的摄入引起血浆晶体渗透压降低，使 ADH 合成和释放减少的缘故。 ②循环血容量 、动脉血压 位于左心房和胸腔大静脉的容量感受器(volume receptor)可感受循环血量的刺激，反 射性地调节 ADH ADH 释放量减少，尿量增加，使循环血量回降。反之，循环血量减少时，ADH 但左心房的容量感受器的感性低于下丘脑渗透压感受器，血 量需降低 5%～10%以上才 13 此 III 血 及小 2）肾交感神经，Adr，NA 均使肾素释放增多。 2．作用 合成分泌及近球小管对Na + 吸收，刺激后叶释放ADH。 2）醛固酮(Aldosterone)：促进远曲小管、集合管对Na + 重收和K + 的分泌。 机制：激素+胞浆受体→激素胞浆受 ）进入胞核→调节mRNA的转录—合 个方面起作用： ①是管腔膜的Na + 通道蛋白→ 增加Na + 通 TP的酶，分解为Na + 泵活动供能； 外，动脉血压增高，可通过压力感受器反射性地抑制 ADH 的释放。 ③其他：心房利尿钠肽→（-）ADH ATⅡ→（+）ADH 痛刺激、情绪紧张→ADH↑ 弱冷刺激→ADH↓ 下丘脑-神经垂体病变→ADH↓→尿量↑（＞10L/日）——尿崩症 图 8-21 抗利尿激素分泌调节示意图 肾素-血管肾张素-醛固酮系统 血管紧张素原 肾素（入球小体颗粒细胞分泌）————→ 血管紧张素I→血管紧张素II→血管紧张素 1．肾素分泌的调节 （1）循环血量↓，血压↓，入球小动脉压力↓，血流↓时。 ①入球小动脉受牵张↓→ 牵张感受器兴奋→ 肾素分泌↑。 ②GFR↓→滤过量和Na + ↓→流经致密斑的Na + ↓→肾素分泌↑。 推测：球旁细胞致密斑接触增加，则肾素分泌减少；接触减少，则肾素分泌增多。由于肾 流量减少，入球小动脉口径变小，与致密斑接触少；血流↓→GFR↓→流经致密斑处Na + 管液减少，肾小管口径小，与球旁细胞接触少，二者均使肾素分泌↑。 （ （1）血管紧张素II 刺激醛固酮 （ 体复合物（ 变构 成醛固酮诱导蛋白。诱导蛋白在促进Na + 重吸收中可能在三 道的数量促Na + 吸收； ②是线粒体合成A ③可能是基底膜的Na + 泵，促进Na + 的重吸收和K + 的分泌。 醛固酮调节： ①血K + ↑或血Na + ↓（对血K + 升高更敏感）→醛固酮分泌↑； ② 肾素—血管紧张素系统。 14 房利钠肽（Atrial Natriuretie peptide） 心房细胞合成分泌。作用：促NaCl及水的排出。机制：①ANP与受体结合，通过活化乌苷 环化酶→细胞内cGMP↑→抑制Na + 重吸收；②增加肾血浆流量及GFR；③抑制肾素醛固酮、 H分泌。 思考题] 为什么说肾脏在脱水的临床表现中具有十分重要的作用？ 肾脏在酸碱中毒时起什么作用？ 肾血流量及肾小球滤过率的改变对尿的浓缩和稀释有何影响？ 静脉分别注射大剂量和小剂量的肾上腺素和去甲肾上腺素，尿量有何变化，为什么？ 5.衡量肾小球滤过功能的指标有那些？ 6.影响肾小球滤过作用的因 在尿的浓缩中有何作用？ 透性利尿、其发生机制是什么？ 其尿量和尿质各有何变化、说明机制？ 14.说明醛固酮、心钠肽对泌尿功能的调节作用？ 此日颜面浮肿，早重晚轻，继之 蛋白(++)。 ？ 的可能原因。 Philaphia, William F.Ganong . Review of Medical Physiology(20th), United States of 图 8-22 醛固酮作用机制示意图 心 由 酸 AD [ 1. 2. 3. 4. 素有那些、各有何作用？ 7.说明ADH的作用及其调节？ 8.中等强度电刺激动物頚部迷走Ｎ外周端10秒钟，其时尿量有何变化，并说明机制？ 9.什么叫水利尿、其发生机制如何？ 10.直小血管 11.什么是渗 12.给脑水肿病人注入甘露醇100毫升、其尿量有何变化、说明机制？ 13.给家兔静脉注入50%的G，10毫升， 案例：鲁某，女性，13岁，学生。7 天前受凉感冒未介意， 尿黄如浓茶色，尿少。尿常规：红细胞(++)，白细胞(+)， 问题： 1、试述正常尿量与尿的理化特性。 2、为什么该患者尿中出现红细胞和蛋白 3、从组织液生成知识点谈谈患者发生水肿 参考文献 1.Guyton,A.C.. Textbook of Medical Physiology. W.B. Saunders Company, 1991; 8th ed:308-343。 2. 15 American,McGram-Hill（美国）,2001. 3.Lingappa VR and Farey K. Physiological medicine,A clinical approach to basic physiology. McGram-Hill（美国）,2001. 血流动力学的影响及其机制. 生理学进展，1991；22： ；2 姚泰，乔健天. 2000 生理学. 第五版 北京，人民卫生出版社 Levy MN. 1998.Physiology 4rd, CV Mosby Co. St Louis Summary ry structures. The kidneys tenance of ion balance, homeostatic regulation of pH, excretion of wastes and regulation of the water and ion content of the blood. dney has about 1 million nephrons. Each nephron in the kidneys consists of a renal rpuscle and a tubule. enal corpuscle comprises a capillary tuft, termed a glomerulus, and a Bowman's the tuft protrudes. , loop of Henle, distal con an efferent arteriole leaves the glom ular capillaries, which supply the tubule. nal processes are glomerular filtration, tubular reabsorption, and tubular secr nt filtered plus the amount secteted minus the amount reab otein. medical 4. 何小瑞，姚泰. 管球反馈对肾小球 216-220 5. 陈香美. 当前肾脏病的研究热点. 中华内科杂志，2002 6． 7．Berne RM, 8．Jackson BA, OTT CE. 1999.Renal system, Fence Creek Publishing , LLC, Madison, Conneticut 9．Koeppen BM, Stanton BA. 2002. Renal Physiology 3rd, Health Sciece Asia, Elsevier Science 10．Guyton AC, Hall JE. 2000. Textbook of Medical Physiology ,10th, Philadelphin, Saunders The urinary system is composed of the kidneys, bladder and accesso produce urine, a fluid waste product whose composition and volume vary. The six functions of the kidneys are regulation of extracellular fluid volume, regulation of osmolarity, main foreign substances, and production of hormone. The most important function of the kidneys is the homeostatic I. Structure of the kidneys Each ki co 1. Each r capsule, into which 2. The tubule extends out from Bowman's capsule and is subdivided into many segments, which can be combined for reference purposes into the proximal tubule voluted tubule and collecting duct. Beginning at the level of the collecting ducts, multiple tubules join and empty into the renal pelvis, from which urine flows through the ureters to the bladder. 3. Each glomerulus is supplied by an afferent arteriole,and erulus to branch into peritub II. Basic Renal processes 1.The three basic re etion. In addition, the kidneys synthesize and /or catabolize certain substances. The excretion of a substance is equal to the amou sorbed. 2. Urine formation begins with glomerular filtration - approximately 180L/day - of essentially protein-free plasma into Bowman's space. (1) Glomerular filtrate contains all plasma substances other than proteins and substances bound to pr 16 (2) Glomerular filtration is driven by the hydrostatic pressure in the glomerular capillaries and is opposed by both the hydrostatic pressure in Bowman's space and the osmotic force due to the pro plasma. rption creates tubule-interstitium concentration gradients for them. y occur by diffusion or by mediated transport. substance exceeds the transport maximum, large amounts may appear in the urin ce of a substance into the tubule. gulated by neural and hormonal influences. The most important of these are: prostaglandins ct concept that describes what volume of plasma passing through the kidn which are neither actively absorbed nor secreted by the kidneys, clearance is equivalent to the FR). In clinical settings, creatinine is used to measure GFR. then it is possible to measure the filtration rate of a substance.If less substance appears in the urine than was filtered, then some was reabsorbed by the nephrons. If mor rine than was filtered, then there is net secretion of the substance. If t substance is filtered and excreted, then the substance is neither reab d. used to determine how the nephron handles a substance filtered into it. I f a substance is less than the inulin or creatinine clearances, then the substance has teins in the glomerular capillary 3. As the filtrate moves through the tubules, certain substances are reabsorbed into the peritubular capillaries. (1) Substances to which the tubular epithelium is permeable are absorbed by diffusion because water reabso (2) Tubular reabsorption rates are generally very high for nutrients, ions,and water, but are lower for waste products. Reabsorption ma (3) Many of the mediated-transport systems manifest transport maximums, so that when the filtered load of a e. 4. Tubular secretion (movement from the peritubular capillary into the tubules), like glomerular filtration, is a pathway for entran Ⅲ . Renal regulation Renal function is re 1. renal sympathic nerves 2. renin-angiotensin system 3. aldosterone 4. atrial natriuretic peptide 5. antidiuretic hormone 6. 7. parathyroid hormone Ⅳ . Clearance Clearance is an abstra eys has been totally cleared of a substance in a given period of time. For substances such as inulin glomerular filtration rate (G If a person's GFR is known, e substance appears in the u he same amount of the sorbed nor secrete Clearance values are also f the clearance o been reabsorbed. Conversely, if the clearance rate of the substance is greater than inulin or creatinine then it has been actively secreted into the nephron. V. Micturition Urine is stored in the bladder until released by urination, also known as micturition. 1. In the basic micturition reflex, bladder distention stimulates stretch receptors that trigger spinal reflexes; these reflexes lead to contraction of the detrusor muscle, mediated by parasympathetic neurons, and relaxation of the external urethral sphincter, mediated by inhibition of the motor neurons to this muscle. 17 2. Voluntary control is exerted via descending pathways to the parasympathetic nerves supplying the detrusor muscle and the motor nerves supplying the external urethral sphincter. 18