导图社区 生理学8.尿的生成与排出
生理学第八章知识总结,内容包括 1.肾的功能解剖特点,肾血流量特点及其调节。 2.肾小球的滤过功能及其影响因素。 3.肾小管和集合管的物质转运功能及其影响因素。 4.尿液的浓缩和稀释及其影响因素。 5.尿生成的调节:神经调节和体液调节,尿生成调节的生理意义。 6.肾清除率的概念及其意义。 7.排尿反射。
编辑于2025-03-18 14:11:571.风湿病的病因、发病机制、基本病理变化及其各器官的病理变化。 2.心内膜炎的分类及其病因、发病机制、病理变化、合并症和结局。 3.心瓣膜病的类型、病理变化、血流动力学改变和临床病理联系。 4.高血压病的概念、发病机制,良性高血压的分期及其病理变化,恶性高血压的病理特点。 5.动脉粥样硬化的病因、发病机制及基本病理变化,动脉粥样硬化所引起的各脏器的病理改变和后果。 6.心肌病的概念,扩张性心肌病、肥厚性心肌病及限制性心肌病的病理学特点。 7.心肌炎的概念、病理学类型及其病理特点。
1.肿瘤的概念、肉眼形态、组织结构、异型性及生长方式。肿瘤生长的生物学特征,转移的概念,途径,对机体的影响,侵袭和转移的机制。 2.肿瘤的命名和分类,良性肿瘤和恶性肿瘤的区别,癌和肉瘤的区别。 3.肿瘤的病因学、发病机制、分级和分期。 4.常见的癌前病变,非典型增生、异型增生、原位癌、上皮内瘤变、交界性肿瘤的概念。 5.常见肿瘤的特点。
1.变态反应的概念、类型、发病机制及结局。 2.移植排斥的概念、发病机制及分型。 3.宿主抗移植物的概念,肝、肾移植排斥的病理变化。 4.移植物抗宿主的概念。 5.自身免疫性疾病的概念、发病机制和病理变化,系统性红斑狼疮和类风湿关节炎的病因、发病机制和病理变化。 6.免疫缺陷的概念、分类及其主要特点。
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1.风湿病的病因、发病机制、基本病理变化及其各器官的病理变化。 2.心内膜炎的分类及其病因、发病机制、病理变化、合并症和结局。 3.心瓣膜病的类型、病理变化、血流动力学改变和临床病理联系。 4.高血压病的概念、发病机制,良性高血压的分期及其病理变化,恶性高血压的病理特点。 5.动脉粥样硬化的病因、发病机制及基本病理变化,动脉粥样硬化所引起的各脏器的病理改变和后果。 6.心肌病的概念,扩张性心肌病、肥厚性心肌病及限制性心肌病的病理学特点。 7.心肌炎的概念、病理学类型及其病理特点。
1.肿瘤的概念、肉眼形态、组织结构、异型性及生长方式。肿瘤生长的生物学特征,转移的概念,途径,对机体的影响,侵袭和转移的机制。 2.肿瘤的命名和分类,良性肿瘤和恶性肿瘤的区别,癌和肉瘤的区别。 3.肿瘤的病因学、发病机制、分级和分期。 4.常见的癌前病变,非典型增生、异型增生、原位癌、上皮内瘤变、交界性肿瘤的概念。 5.常见肿瘤的特点。
1.变态反应的概念、类型、发病机制及结局。 2.移植排斥的概念、发病机制及分型。 3.宿主抗移植物的概念,肝、肾移植排斥的病理变化。 4.移植物抗宿主的概念。 5.自身免疫性疾病的概念、发病机制和病理变化,系统性红斑狼疮和类风湿关节炎的病因、发病机制和病理变化。 6.免疫缺陷的概念、分类及其主要特点。
肾脏解剖
大体解剖
外部
位置
位于腹膜后脊柱两侧
左肾
上端平第11胸椎下缘/第12胸椎
下端平第2腰椎下缘/第3腰椎
右肾低左肾半个椎体
形态
成对的扁豆状器官,位于腹膜后脊柱两旁浅窝中
左肾较右肾稍大,肾纵轴上端向内.下端向外
分为内.外侧两缘
外侧缘隆凸,内侧缘中部凹陷,凹面中部为肾门
是肾盂.血管.神经.淋巴管出入的门户。这些出入肾门的结构,被结缔组织包裹,合称肾蒂(结构+包裹)
肾静脉在前,动脉居中,肾盂在后
由肾门凹向肾内,有一个较大的腔,称肾窦(由肾实质围成,窦内含有肾动脉.肾静脉.淋巴管.肾小盏.肾大盏.肾盂和脂肪组织等)
内部
肾实质
肾皮质
位于表层,富含血管,主要由肾小体和肾小管构成
肾间质
位于深部,血管较少,由多个圆锥形的实体肾锥体构成
肾血流
血供
路径
动脉
入球小动脉口径大,血流量大,静水压高→有利于入球小动脉起滤过作用 经入球小动脉滤过水分进入出球小动脉→出球小动脉胶体渗透压高,有利于重吸收
肾小球毛细血管网
肾动脉由腹主动脉垂直分出,其分支经叶间动脉→弓形动脉→小叶间动脉→入球小动脉 (腹主动脉→肾动脉→叶间动脉→弓形动脉→小叶间动脉→入球小动脉)
管周毛细血管网
入球小动脉进入肾小体后,又分支成肾小球毛细血管网,后者汇集成出球小动脉而离开肾小体,出球小动脉再次分成毛细血管网,缠绕于肾小管和集合管的周围 (入球小动脉→肾小球毛细血管→出球小动脉→管周毛细血管→汇入小静脉)
静脉
经过两次毛细血管网,然后才汇合成静脉, 小叶间静脉→弓形静脉→叶间静脉→肾静脉
特点
肾是血流量最丰富的的器官
1200ml/min
不同部位供血不均
皮质94%,外髓5%,内髓1%
肾血流经过两次毛细血管汇入静脉
近髓肾单位的出球小动脉进一步分为两种
管周毛细血管
缠绕近曲小管和远曲小管
U型直小血管
与髓袢伴行,参与髓质高渗和尿液的浓缩稀释
调节
神经体液调节
肾脏没有迷走调节
交感N兴奋
球旁细胞β1-R→肾素↑→RAAS兴奋
肾血管α1-R
入球、出球小动脉收缩,肾血流量减少
血液重分配,有利于活动器官和重要器官得到较多的血液供应
体液调节
兴奋RASS→负反馈抑制肾素分泌
NE,AD→兴奋交感神经 ADH,AngII,内皮素ET→兴奋RASS系统 腺苷→调节血液分配,心脑↑,肾↓
血管收缩,血流量减少
NO,ANP→鸟苷酸环化酶受体信号转导→拮抗RAAS系统 PGI2,PGE2,缓激肽,小剂量多巴胺→抑制RASS
多拿蛋还钱
血管舒张,血流量增加
自身调节
定义
动脉血压/肾灌注压在一定范围(70~180mmHg)内发生变化,肾血流量能保持不变的现象
机制
肌源学说
肾灌注压↑→入球小动脉平滑肌受牵拉扩大→机械门控钙通道打开→ Ca²⁺内流↑→平滑肌收缩→入球小动脉口径变小,阻力增大,血流量↓
动脉血压<70,入球小动脉平滑肌舒张达极限
只有在80-180mmHg的范围内,入球小动脉平滑肌 才能发挥自身调节作用,保持肾血流量相对恒定
动脉血压>180,入球小动脉平滑肌收缩达极限
管球反馈TGF
区别球管平衡,其为近曲小管维持肾对水盐的固定重吸收率
肾灌注压↓→小管液流速↓,重吸收↑→小管液中NaCl↓→致密斑感受低钠刺激
耗能↓→所需ATP↓→腺苷↓ →入球小动脉舒张→入球小动脉阻力↓
球旁细胞释放肾素↑,AngⅡ↑, 选择性收缩出球小动脉
肾血流量↑→肾灌注压↑
注
ACEI/ARB
禁用于双肾动脉狭窄
舒张出球小动脉,会加剧肾缺血坏死
SGLT-2拮抗剂(达格列净)
钠重吸收↓→排钠排水→肾灌注压↓→GFR↓→用于护肾
当肾血流量↓↓(大失血)
出球小动脉收缩,但入球小动脉收缩且更明显
肾前性肾衰竭
微观解剖
肾单位是尿生成的基本功能单位
肾单位
组成
肾小体
肾小球
起滤过作用,生成原尿
入球小动脉形成的毛细血管网,最终汇集为出球小动脉, 出球小动脉的分支会形成管周毛细血管
系膜
毛细血管丛小叶间的轴心组织,与毛细血管的内皮直接相邻
组成
系膜基质
系膜细胞
含收缩性纤维丝,通过刺激纤维丝收缩,调节肾小球毛细血管表面积,从而对肾小球血流量有所控制
维护邻近基膜及对肾小球毛细血管起支架作用
在某些中毒、疾病时,该细胞可溶解,肾小球结构即被破坏,功能也丧失
有吞噬及清除异物的能力,如免疫复合物.异常蛋白质及其他颗粒
肾小囊/包曼囊 (包裹肾小球)
1.内层,脏层紧贴在毛细血管壁上 2.两层上皮之间的腔隙称为囊腔,与肾小管管腔相通 3.外层,壁层与肾小管壁相连
肾小管
肾小管不包含集合管,故集合管不是肾单位
近端小管
1.近曲小管、2.髓袢降支粗段
髓袢细段
1.髓袢降支细段、2.髓袢升支细段
远端小管
1.髓袢升支粗段、2.远曲小管
分类
根据肾小体在肾皮质所处位置
皮质肾单位
近髓肾单位
位置
皮质的外2/3处,外皮层、中皮层
皮质内1/3,内皮层
占比
占90%
占10%
肾单位特点
1.肾小球体积较小,髓袢较短 2.动脉口径:入球>出球(2:1) 3.肾素含量多(球旁细胞分布多) 4.出球小动脉分支形成周围毛细血管网
1.肾小球体积较大,髓袢较长 2.动脉口径:入球≈出球 3.肾素含量低 4.出球小动脉除形成周围毛细血管网还形成U形的直小血管
功能
分泌肾素(球旁器分泌),生成尿液 →维持血容量和血压稳定
维持水平衡 →维持肾脏髓质高渗和尿液浓缩稀释
注
球旁器/近球小体
主要分布于皮质肾单位
球旁/近球/颗粒细胞
位置
由入球小动脉壁上的平滑肌细胞衍化而成
功能
可合成.储存和释放肾素(分泌颗粒)
致密斑
位置
入球A与远曲小管近端联接处,细胞呈立柱样变化而使管腔出现的斑状隆起
功能
感受小管液中NaCl含量的变化→调节肾素的释放→调节尿液生成
管-球反馈
球外系膜细胞
位置
在肾小球外的系膜细胞
功能
1.有吞噬功能 2.细胞内的肌丝收缩可调节肾小球的滤过面积 3.在一些刺激下,球外系膜细胞可以转化为具有肾素颗粒的细胞
集合管
集合管不是肾单位
在尿液浓缩过程起重要作用,与肾单位共同完成尿的生成过程
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,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
肾小球滤过膜
定义
毛细血管与肾小囊之间的结构
组成
三层滤过膜
都对蛋白质(均带负电荷)的通过起电荷屏障作用, 其中,基膜孔径最小,故基膜起主要阻碍作用
在生理中,基膜的屏障作用最重要; 在病理中,脏层足细胞足突的功能缺陷与蛋白尿的发生密切相关
毛细血管内皮细胞
直径70~90nm小孔(窗孔),富含糖蛋白(负电荷)
内皮下基膜
含有Ⅳ型胶原、层粘连蛋白和蛋白多糖等成分,带负电荷
厚度约为300nm。膜上有直径为2-8nm的多角形网孔
孔径最小,滤过能力最强
肾小囊脏层上皮细胞 (足细胞)
脂性肾病(微小病变型肾病)
基膜基本正常,仅肾小囊脏层的足细胞的足突消失融合 →选择性蛋白尿(仅滤过小分子的白蛋白)
足突相互交错形成裂隙 裂隙上有裂隙膜
膜上有小孔,4~11nm
分泌裂孔素蛋白nephrin(负电荷)
作用(滤过)
机械屏障(最重要)
机械屏障最重要,能滤过机械屏障一般就能滤过
氯离子带负电荷,但也可滤过
孔径
>4.2nm者,无法滤过 2.0-4.2nm者,滤过率与半径成反比 <2.0nm者,自由滤过
电荷屏障
电性
正电荷分子容易通过,负电荷难以通过
小结
红细胞
胆固醇/球蛋白/纤维蛋白原带正电,促进红细胞叠连 白蛋白/卵磷脂带负电,抑制红细胞叠连
机械屏障(主要)、电荷屏障
红细胞直径远远大于直径70~90nm的窗孔,机械屏障是主要原因
红细胞膜上有唾液酸,所以表面呈负电性
蛋白质
蛋白尿
选择性蛋白尿(轻度屏障受损)
只有白蛋白
非选择性蛋白尿(严重屏障受损)
白蛋白、球蛋白、补体等
肾小管性蛋白尿(重吸收障碍)
β-微球蛋白
电荷屏障(主要)、机械屏障
大多数蛋白质是负电荷大分子
菊粉、肌酐等化学小分子
孔径极小,可完全滤过→其滤过与孔径大小无关
肾脏内分泌
球旁细胞合成和释放肾素
参与动脉血压的调节
肾皮质肾小管周围的间质细胞(如成纤维细胞、内皮细胞)可产生合成和释放促红细胞生成素EPO
促进红细胞的生成
近端肾小管上皮细胞中的1α-羟化酶
可使25-羟维生素D3转化为1,25-二羟维生素D3
调节钙的吸收和血钙水平
肾皮质生成激肽、激肽释放酶
肾皮质、髓质生成前列腺素
全身都含有生成前列腺素的前体和酶
参与局部或全身血管活动的调节
注
肾衰
EPO↓→肾性贫血
1α-羟化酶↓→低钙血症
肾脏的滤过
概述
尿生成过程
肾小球的滤过
血液经肾小球毛细血管滤过形成超滤液(原尿)
原尿中无蛋白质
肾小管和集合管的重吸收与分泌
超滤液进入肾小管,形成小管液
小管液经肾小管和集合管的重吸收与分泌,形成终尿
重吸收
指小管液中的成分被 肾小管上皮细胞转运返回血液的过程
分泌
指肾小管上皮细胞将 一些物质经顶端膜分泌到小管液的过程
原尿与终尿成分
原尿中含有较多氨基酸、蛋白质、葡萄糖, 无机盐Na、K、Cl等
终尿则有K⁺,H⁺,NH₄⁺
原尿和终尿内均无蛋白质
正常人两肾生成的超滤液每天达180L,而终尿量仅1.5L左右,超滤液中的水分约99%被肾小管和集合管重吸收
排泄
机体将代谢产物、进入机体的异物 以及过剩的物质排出体外的过程
消化道的残余食物未进入内环境,其形成的粪便不属于排泄
包括经肾小球滤过但未被重吸收的物质 和由肾小管分泌从尿中排出的物质
相关概念
肾小球滤过
血液流经肾小球毛细血管时,除蛋白质外,血浆中其余成分均能被滤过进入肾小囊腔内生成超滤液(原尿)的过程
肾小球滤液即血浆的超滤液
超滤液无蛋白质,其他与血浆成分基本一致
经过肾小球、肾小管重吸收、分泌后形成终尿 →正常终尿无氨基酸、葡萄糖
肾小球滤过率GFR
单位时间内(每分钟)两肾生成的超滤液量
体表面积为1.73m²的个体,正常值为125ml/min
180L/d
肾血浆流量RPF
肾血液滤过时,血细胞不能滤过,只滤过了血浆
肾血浆流量=1200×55%
肾血流量为1200ml/min,血细胞比容45%
660ml/min
滤过分数FF
肾小球滤过率GFR/肾血浆流量RPF (实际滤过的量/最多能滤过的量)
正常值=19~20%
肾小球肾炎→滤过功能障碍→EF↓
心衰→肾血流量↓→EF↑
肾阈
某物质出现在尿中时的血浆浓度,肾糖阈=180mg/100ml
有效滤过压
滤过动力-阻力
(肾小球毛细血管静水压+囊内液胶体渗透压)-(血浆胶体渗透压+囊内压) =(45+0)-(25+10)=10mmHg
注
静水压≈血压≠血浆晶体渗透压
血浆与原尿唯一区别为有无蛋白质,血浆内的晶体物质能够自由通过肾小球的滤过膜,对肾小球的有效滤过压无影响
囊内液胶体渗透压忽略不计(因为蛋白质不滤过)
从入球小动脉到出球小动脉,不断生成超滤液,血浆蛋白浓度↑,血浆胶体渗透压↑,有效滤过压↓,直到阻力=动力,有效滤过压归零,达到滤过平衡,滤过停止
滤过平衡点越靠近入球小动脉,滤过率越低 (形成超滤液的毛细血管短,有效滤过面积小)
影响因素
滤过系数Kf
定义
在单位有效滤过压作用下,单位时间透过滤过膜的滤液量
=滤过膜的有效通透系数k×滤过面积s
因素
交感神经、CA、ADH、VP
系膜细胞收缩,滤过膜的面积↓有效通透系数↓
急性肾小球肾炎
毛细血管内增生性肾小球肾炎(内皮细胞、系膜细胞)
压迫毛细血管→GFR↓
肾小球坏死,滤过面积↓→GFR↓
有效滤过压
因素
囊内胶体渗透压视为0→正常情况,蛋白质不滤过 血浆晶体渗透压无作用→晶体可自由进出,无浓度差
静水压
正常
动脉血压在自身调节范围内改变(70-180mmHg)
通过自身调节,静水压保持不变
交感N兴奋 (运动、大失血、中毒)
入球小动脉收缩
肾血流量↓→静水压↓→有效滤过压↓
高血压病晚期
入球动脉狭窄(器质性病变)→静水压↓→有效滤过压↓
囊内压
输尿管阻塞 (肾盂,输尿管结石,肿瘤压迫)
尿液无法排出而堆积,囊内压↑→有效滤过压↓
血浆胶体渗透压
大量输液
血浆蛋白稀释
肝功能受损
蛋白质合成↓
肾小球毛细血管通透性↑
尿蛋白
血浆胶体渗透压↓→有效滤过压↑
低蛋白血症
组织水肿腹水→有效循环血量↓→静水压↓
有效滤过压↓
肾血浆流量
机制
滤过压不变(血容量不变),肾血浆流量↑→滤液↑
平衡点向出球小动脉端移动
使滤过面积增加
因素
严重缺氧、中毒性休克等
交感神经兴奋→血管收缩→血流量↓
大量输血输液(大失血),ACEI等肾动脉扩张药
血管扩张→血流量↑
注
交感神经兴奋
入球A收缩
肾血浆流量↓
滤过平衡点向入球小动脉端移动
肾小球毛细血管静水压↓
有效滤过压↓
球内系膜细胞收缩
滤过面积↓→滤过系数↓
RASS激活
水钠重吸收→尿量↓
联系临床
急性肾损伤AKI的发病机制
肾前性(最常见)
肾血流量↓(大失血,体液丢失,心衰)
肾毛细血管血压↓
肾性
肾小球功能障碍(肾小球缺血、中毒)、原尿外漏、肾小管阻塞
肾后性
尿路梗阻(尿路结石、肿瘤、增生)
肾小囊囊内压↑
指标变化
肌酐无重吸收,尿素氮存在重吸收
血管内溶血检测指标
血游离Hb↑
红细胞内血红蛋白逸出
血触珠蛋白/结合珠蛋白↓↓
血浆中与血红蛋白结合,游离↓,结合↑
血红蛋白尿、含铁血黄素尿/Rous试验阳性
游离血红蛋白>肾小管重吸收→尿中出现血红蛋白
肾小管代谢血红蛋白产生含铁血黄素,过程慢 →多出现于慢性血管内溶血
物质转运
主要物质重吸收
近端小管
重吸收
70%NaCl,H₂O 70%钙 所有葡萄糖,氨基酸 65%-70%K⁺ 50%尿素 80%HCO₃⁻
分泌
H⁺
髓袢
重吸收
20%NaCl和15%H₂O
25%-30%钾
20%Ca²⁺,少量Mg²⁺
远端小管和集合管
重吸收
12%NaCl,水不等(可调)
分泌
K⁺,H⁺,NH₃(可调)
重吸收 ①NaCl近端小管重吸收,前半段重吸收占2/3(跨细胞途径,主动),后半段占1/3(细胞旁途径,被动) ②水的重吸收,为被动转运(近端小管AQP1,集合管AQP2) ③HCO₃⁻以CO₂形式重吸收,以HCO₃⁻的形式在血液里运输,优先于Cl⁻ ④K⁺的重吸收是主动吸收,机制不明 ⑤葡萄糖和氨基酸的重吸收为继发性主动转运(Na⁺的同向转运) ⑥Ca²⁺主要在近端小管(主动20%,被动80%),远端小管和集合管(主动转运) 分泌 ①K⁺:集合管的主细胞,钠钾泵泵入形成浓度差,顺梯度出胞,钠钾交换和钠氢交换存在竞争 ②H⁺:近端小管(钠氢交换)。集合管的闰细胞(主动转运) ③NH₃:单纯扩散
近端小管→重吸收主要场所 集合管→调节重吸收
重吸收和分泌的特点
超滤液可达180L/天,尿量仅1.5L/天,99%原尿被重吸收
选择性
对机体有用的物质重吸收较多(如葡萄糖等),对无用的物质则不吸收,甚至分泌(如肌酐)
有一定的限度
当血糖浓度达180mg/100ml时,部分肾小球对葡萄糖的吸收已达极限(肾糖阈)
可被调节
远曲小管和集合管虽然重吸收的量较其它部位少,但这里是可以被调节的主要部位
Na的重吸收受醛固酮的调控,水的重吸收受抗利尿激素的调控
近曲小管主要起重吸收,远曲小管及集合管主要起调节作用
终尿与原尿
正常人两肾生成的超滤液每天达180L,而终尿量仅1.5L左右,超滤液中的水分约99%被肾小管和集合管重吸收
原尿中含有较多氨基酸、蛋白质、葡萄糖,无机盐(Na、K、Cl)等
终尿则有K⁺,H⁺,NH₄⁺
原尿和终尿内均无蛋白质
影响因素
小管液中溶质浓度
渗透性利尿
其他利尿
水利尿
改变滤过平衡点
保钾性利尿
抑制集合管钠通道,钠钾交换↓,排钠↑
排钾性利尿
抑制远曲小管钠通道,钠钾交换↑,排钾↑
过程
小管液溶质浓度/渗透压↑→管腔两侧渗透压差↓→水的重吸收↓→钠的重吸收↓→尿量及尿中NaCl↑
可见于
糖尿病、甘露醇利尿
血糖↑→超滤液中的葡萄糖量超过近端小管对糖的最大转运率→ 小管液溶质浓度升高,结果使水和NaCl的重吸收减少,尿增加
SGlT2抑制剂达格列净
葡萄糖、Na⁺重吸收↓→渗透性利尿
降压、降血糖、 保护肾脏
大量出汗
体液溶质浓度↑(晶体渗透压↑)
汗液为低渗性液体,水丢失>溶质
兴奋下丘脑,垂体释放ADH↑
水的重吸收↑
体液量↓→循环血量↓
刺激下丘脑释放ADH
肾动脉灌注压↓
入球小动脉的牵张感受器↓
肾素↑
保钠保水
球管平衡 (肾脏的自身调节)
区别管球反馈,其为远曲小管维持血压波动下的肾小球滤过率不变
定义
近端小管中Na⁺和水的重吸收率总是占肾小球滤过率的65%-70%(近端小管的定比重吸收)的现象
即近端小管对溶质和水的重吸收随肾小球滤过率的变化而改变
机制
肾小球血流量不变而肾小球滤过率↑
进入肾小管血流↓→肾小管毛细血管压↓,肾小管血浆蛋白浓度↑/血浆胶体渗透压↑
近端小管对水钠重吸收↑
意义
保证肾小球滤过率的改变不影响尿量及尿钠
药剂
甘露醇
小管液溶质↑、水钠重吸收↑、排钾↑
易出现低钾血症
乙酰唑胺
抑制近曲小管碳酸酐酶分泌HCO₃⁻,抑制H⁺的分泌
肾小管酸中毒,低钾血症
呋塞米、依他尼酸、氢氯噻嗪
抑制髓质升支粗段NKCC2,破坏髓质外髓高渗,水重吸收↓
低钾血症、耳毒性
哇巴因
抑制钠泵,抑制Na⁺的重吸收
阿米洛利、氨苯蝶啶
抑制集合管的ENaC,抑制Na⁺的重吸收,同时减少Cl⁻的被动转运
高钾血症
螺内酯、益普利酮
抑制集合管主细胞醛固酮受体
高钾血症
物质转运
NaCl和水的重吸收
近端小管
葡萄糖、氨基酸前半段完全重吸收 Cl⁻后半段开始重吸收
前半段(2/3) 泵-漏模式 主动重吸收
前提
钠的重吸收
①基底膜的钠泵作用
维持组织液高钠→形成小管液-上皮细胞浓度梯度
继发
葡萄糖、氨基酸的重吸收
肾糖阈(160-180mg/100ml)以下,可完全重吸收, 葡萄糖的重吸收代表近端小管最大重吸收率 机体对葡萄糖重吸收的极限,为男性375mg/min,女性300mg/min
糖尿病尿糖
血糖>尿糖阈:肾小管功能正常,但重吸收达极限
化疗尿糖
化疗具有肾毒性:肾小管功能障碍,重吸收↓
②Na⁺与葡萄糖、氨基酸同向转运
小管液→上皮细胞
易化扩散 (葡萄糖转运体2GLUT2)
上皮细胞→血浆
氢的分泌
③Na⁺-H⁺反向转运 (钠氢交换体)
钠氢交换与钠钾交换存在竞争性抑制
高钾酸中毒,低钾碱中毒
库存血除外:库存血破裂,钾逸出→高钾,其中的枸橼酸钠呈碱性→高钾碱中毒
(原发)高钾需排钾,排氢↓→(反常)碱性尿,酸中毒 (原发)低钾需保钾,排氢↑→(反常)酸性尿,碱中毒
代谢性酸中毒→排酸↑,排钾↓→(继发)高钾血症,酸性尿 代谢性碱中毒→排酸↓,排钾↑→(继发)低钾血症,碱性尿
H⁺
上皮细胞→小管液
Na⁺
从小管液顺浓度→上皮细胞,经钠泵→组织液
小管液→上皮细胞
水的重吸收
④顺渗透压梯度,经水通道蛋白1(AQP1)及 细胞旁途径(细胞间隙)进入组织液
水的流动是为了平衡渗透压→近端小管的重吸收始终处于等渗状态,为等渗性重吸收
小管液与细胞内液始终保持等渗状态
伴随NaCl吸收的被动吸收,与体内是否缺水无关
AQP1不受水盐平衡的需求而调节,集合管的AQP2受水盐平衡影响
顺压力差,再进入毛细血管而被重吸收, 同时部分通过紧密连接回漏至小管腔内
后半段(1/3) 被动重吸收
⑤细胞旁路途径(主要)
Cl⁻在前半段没有重吸收,后半段浓度高,Cl⁻顺浓度经细胞旁路(紧密连接)进入组织液
Cl⁻的重吸收,产生电位梯度外负内正,Na⁺顺电位进入组织液
跨上皮细胞途径
Na⁺-H⁺交换与Cl⁻-HCO₃⁻交换耦连
Cl⁻经K⁺-Cl⁻同向转运体转运至细胞间隙再吸收入血
髓袢
注
哇巴因抑制钠泵,NaCl重吸收减少 呋塞米和依他尼酸抑制NKCC2
排尿↑
远曲小管
特点
对水不通透,对NaCl通透性好
集合管
主细胞
重吸收NaCl和水,分泌K⁺
钠钾泵
造成胞内低钠
Na⁺顺浓度经顶端膜钠通道ENaC入胞
阿米洛利可抑制ENaC
减少NaCl的重吸收
小管液呈负电位
Cl⁻经细胞旁途径顺电位入组织液
K⁺顺电位入小管液
顶端膜上含有水通道2(AQP2)基底膜含有AQP3.4
水的通透性取决于AQP2的数量,抗利尿激素参与调节水通道数量
闰细胞
分泌H⁺与重吸收K⁺
HCO₃⁻的重吸收与H⁺的分泌
近端小管(占80%)
HCO₃⁻以CO₂的形式被重吸收 CO₂以HCO₃⁻的形式在血液里运输
胞外脱水
①小管液的HCO₃⁻在碳酸酐酶CA催化下与H⁺结合,形成CO₂(重吸收形式)
若HCO₃⁻滤过率>H⁺分泌量
多余部分随尿排出
气体入胞
CO₂具有高脂溶性,通过管腔膜直接进入胞内
胞内再水化
②CO₂在碳酸酐酶CA催化下,与水结合形成H₂CO₃
CA催化脱水与再水化过程
乙酰唑胺抑制CA→H₂CO₃↓→H⁺↓→钠氢交换↓→肾小管酸中毒
钠钾交换↑→低钾血症
该过程可缓和pH
pH↓→CA活性↑→解离的H⁺↑→HCO₃⁻重吸收↑→pH↑(排酸保碱)
分泌与重吸收
③H₂CO₃解离为HCO₃⁻与H⁺
分泌
H⁺经Na⁺-H⁺交换体流入小管液
原动力为钠泵形成的浓度梯度
重吸收
HCO₃⁻同Na同向转运入组织液, 少数以Cl⁻-HCO₃⁻方式入组织液
HCO₃⁻重吸收优先级>Cl⁻的重吸收
近端小管前半段不吸收Cl⁻, 故HCO₃⁻先重吸收
髓袢
主要发生在升支粗段,机制同近端小管
集合管
分泌H⁺
经闰细胞(主要为A型)的质子泵 (氢泵/H⁺-ATP酶或H⁺-K⁺交换体)
H⁺逆浓度泵入小管液
物质转运
NH₃的分泌
近端小管(主要), 髓袢升支粗段 远端小管
谷氨酰胺脱氢途径(生成NH₃,在肾小管上皮细胞内进行) ①谷氨酰胺在谷氨酰胺酶作用→谷氨酸根,NH₄⁺ ②谷氨酸根在谷氨酸脱氢酶作用下→α-酮戊二酸,NH₄⁺ ③α-酮戊二酸→2个HCO₃⁻
胞内NH₃与NH₄⁺维持平衡
NH₄⁺
代替H⁺,经Na-H交换体进入小管液
连接NH₃的分泌与HCO₃⁻的重吸收
NH₄⁺与Cl⁻结合随尿排出
Na⁺则与H⁺交换进入胞内, 同HCO₃⁻入组织液,促进HCO₃⁻的重吸收
NH₃
NH₄⁺的分泌与H⁺有关
慢性酸中毒,H⁺↑→NH₃与H⁺结合↑→NH₄⁺的分泌↑
氨的分泌是肾脏调节酸碱平衡的重要机制
作为脂溶性分子,直接跨膜进入小管液与H⁺结合形成NH₄⁺, 同时形成NH₃浓度差,有助于NH₃继续转移
HCO₃⁻
顺浓度进入组织间液
集合管
分泌氨以NH₃扩散为主
K⁺的重吸收和分泌
重吸收
近端小管(65%-70%),髓袢(25%-30%)、远曲小管和集合管(不定)
钾:多吃多排,少吃少排,不吃也排
分泌
近端小管 集合管(主细胞)(主要)
重吸收NaCl和水 分泌K⁺
钠泵(组织液—胞内)
胞内低钠
小管液Na⁺顺浓度经顶端膜钠通道ENaC入胞
胞内高钾
胞内钾顺浓度进入小管液
小管液负电位
Cl⁻经细胞旁途径顺电位入组织液
区别近端小管的Cl⁻的重吸收
K⁺顺电位入小管液
顶端膜上含有水通道2(AQP2),基底膜含有AQP3.4
水的通透性取决于AQP2的数量,抗利尿激素参与调节水通道数量
影响因素
肾衰竭:高钾、高磷、高镁、低钙、低钠、低氯、水中毒、代酸
葡萄糖+胰岛素
钠-葡萄糖转运体↑→钠泵↑→钾分泌↑
小管液↑(一般利尿剂、小管浓缩功能障碍)
小管液流速↑→小管液内K⁺迅速排出→小管液与胞内K⁺浓度差↑→分泌↑
醛固酮
保钠保水,排钾
保钾利尿药
阿米洛利、氨苯蝶啶
抑制ENaC
NaCl重吸收↓→K⁺分泌↓
螺内酯、依普利酮
拮抗醛固酮
Ca²⁺的重吸收
近端小管70%
80%细胞旁途径(溶剂拖曳)
溶质随水分子渗透重吸收一起转运到组织液
20%跨细胞途径重吸收
顺电化学梯度入胞(胞内钙浓度低, 小管液由于Na⁺的重吸收而呈负电位)
随钙泵和钠钙交换而入组织液
髓袢(仅升支粗段)20%
顺电化学梯度入胞
远端小管与集合管9%
跨细胞途径的主动转运
尿素的重吸收
近端小管40~50%
其他
通过尿素通道蛋白UT,增加该节段对尿素的通透性,存在肾内尿素再循环
①从髓袢升支细段至皮质和外髓部集合管对尿素不通透,集合管开始对水进行重吸收,导致尿素在集合管内浓度不断增高 ②内髓部集合管末端依赖抗利尿激素调控的尿素通道蛋白UT-A1和UT-A3对尿素高度通透,使浓缩的尿素扩散到内髓部组织 ③髓袢降支细段UT-A2介导的尿素通透性增加,尿素重新进入髓袢
④内髓部组织的高浓度尿素通过直小血管升支的窗孔进入血液,由直小血管升支从内髓部带走的尿素,在向外髓部走行过程中,再扩散到尿素浓度比较低的组织间液 ⑤然后通过直小血管降支表达的尿素通道UT-B进入血液回到内髓部,从而维持从肾外髓部到内髓部的尿素浓度梯度和渗透压梯度
浓缩与稀释
浓缩
定义
体内缺水时,尿液被浓缩,排出的尿渗透压高于血浆渗透压,即高渗尿
最高可达1200m0sm/(kg·H₂O)
较少的尿液可含极多的溶质→排废物
机制
肾髓质间质组织间液高渗梯度 (内髓>外髓>皮质)
外髓高渗:NaCl的主动重吸收 内髓高渗:NaCl和尿素共同形成
形成 (逆流倍增)
近端小管(近曲小管、髓袢降支粗段)
此时Na⁺的重吸收伴随水的被动重吸收 (球管平衡)
等渗性重吸收→渗透压不变
髓袢降支细段
对水高通透
水从小管液→组织液
小管液渗透压逐渐变大,并达到顶点
尿素中度通透
尿素经尿素通道蛋白 UT-A2从组织液→小管液,加入尿素再循环
尿素再循环: 尿素从集合管的内髓部出来,又从髓袢降支细段入肾小管
维持内髓高渗
髓袢升支细段
对NaCl高通透
易化扩散
NaCl从小管液→组织液
小管液渗透压开始↓
内髓部高渗
髓袢升支粗段
哇巴因抑制钠泵,NaCl重吸收减少 呋塞米和依他尼酸抑制NKCC2
排尿↑
对NaCl高通透
经NKCC2
Na⁺顺浓度进入胞内,K⁺,Cl⁻ 顺势能逆浓度带入胞内
小管液渗透压↓,小管末端为低渗
内髓部高渗
远曲小管
对NaCl高通透
经NCC
钠氯同向转运体
NaCl从小管液→组织液
小管液渗透压继续↓
内髓高渗
集合管髓质
尿液的浓缩与稀释取决于集合管
无ADH→ 无水的重吸收→低渗尿 有ADH→水重吸收→高渗尿
髓质高渗是水重吸收的动力, 但是否重吸收取决于通透性,即ADH的量
对水高通透
经AQP2
水从小管液→组织液
渗透压↑,最高可达等渗 (水通道两侧渗透压一样)
内髓对尿素高通透
皮质部和外髓部集合管对尿素没有通透性
通过UT-A1 和 UT-A3 尿素重吸收进入内髓部 组织间液,增加内髓部间液的渗透浓度
U型直小血管 →维持(逆流交换)
机制
直小血管对水和NaCl.尿素的高渗透性
血液在降支向髓质流动时,此时管内渗透压低,溶质进入血管,水流出组织间液,直到内外渗透压相同,愈向内髓部深入,直小血管中血浆的渗透浓度越高,在折返处,其渗透浓度达最高值
血液在髓质向升支流动时,此时管内渗透压高,溶质进入组织间液,水进入血管,直到内外渗透压相同
意义
仅将髓质间液中多余的溶质和水带回循环血液,这样溶质(主要是NaCl和尿素)就可连续地在直小血管降支和升支之间循环,有利于髓质间液高渗透压的维持
抗利尿激素的分泌
机制
AQP-2↑,肾小管重吸收水↑
集合管内髓尿素通道↑
有利于逆流倍增
减小肾髓质血流量,流速↓
有利于逆流交换
影响因素
髓袢性状
长度
髓袢长则逆流倍增效率高,从皮质到髓质的渗透梯度大,浓缩效率也高。小儿髓袢较成年人短,尿量多,渗透浓度较低
厚度
肾髓质越厚,内髓部的渗透浓度也越高,尿的浓缩能力也越强
完整性
内髓部髓袢损伤,逆流倍增效率减慢甚至消失影响尿收缩
水的重吸收
肾小管内外的渗透浓度梯度
Na⁺.Cl⁻
袢利尿剂(呋塞米、依他尼酸)
抑制Na⁺-K⁺-Cl⁻同向转运体,减少重吸收→降低外髓质高渗→减少远端小管和集合管对水的重吸收→影响浓缩
尿素
营养不良、长期蛋白质摄入不足、蛋白质代谢减少→尿素↓
内髓质高渗↓→浓缩↓
老年人尿浓缩能力低下,若增加蛋白质摄入→尿素↑→迅速提高尿浓缩
抗利尿激素→提高集合管对尿素通透性→髓质高渗↑→尿浓缩↑
集合管对水的通透性
主要受血液中ADH的影响
直小血管血流量和速度
血流量↑速度↑→物质交换越快→破坏高渗梯度
稀释
定义
体内液体过多,尿液被稀释,排出的尿液渗透压低于血浆渗透压(低渗尿)
最低可达50m0sm/(kg·H₂O)
过程
集合管对水的通透性
体内液体过多→晶体渗透压↓→ADH↓→集合管对水的通透性↓,水重吸收↓→尿液↑
ADH完全缺乏或ADH受体缺乏→尿崩症
尿生成的调节
肾内自身调节
肌源性
机械门控钙通道
管球反馈
动脉血压/肾灌注压在一定范围(70~180mmHg)内发生变化, 肾血流量能保持不变的现象
球管平衡
近曲小管维持肾对水盐的固定重吸收率(65-70%)
渗透性利尿
糖尿病、高渗葡萄糖、甘露醇→小管液溶质↑→水重吸收↑
神经调节
无迷走神经
交感神经兴奋
血管平滑肌α受体
血管收缩(入球>出球)
入球小动脉收缩,进肾血流量下降,血压下降 出球小动脉收缩,肾血流流速下降,血压上升
血流量↓、静水压↓
滤过率下降
球内系膜细胞收缩
滤过面积↓→滤过系数↓
球旁细胞β受体
释放肾素,激活RAS系统,发挥保钠排钾作用
尿量减少
α1-肾上腺素能受体
直接作用于近端小管与髓袢促进NaCl和水的重吸收
尿量↓
体液调节
利尿激素
心房钠尿肽ANP
来源
心房肌合成病释放的肽类物质
机制
刺激释放
心房壁牵拉(血量过多、头低足高位、中心静脉压升高,浸入水中)
乙酰胆碱、去甲肾上腺素、降钙素基因相关肽、血管升压素、高血钾
产生效应
血管平滑肌胞质Ca²⁺↓
入球小动脉舒张
GFR↑
使集合管上皮细胞顶端膜钠通道关闭, 抑制肾素,ADH,醛固酮合成与释放
水钠重吸收↓
抗利尿激素
抗利尿激素ADH
血管升压素VP
来源
生成
下丘脑视上核(主要).室旁核的神经内分泌细胞合成的一种肽类激素
下丘脑损伤→中枢性尿崩症(补充去氨加压素)
经下丘脑-垂体束的轴突运输到神经垂体储存
1.下丘脑神经垂体系统 部位:下丘脑室上核、室旁核 分泌激素:ADH、OT(缩宫素) 运输:经下丘脑垂体束的轴浆—神经垂体 2.下丘脑腺垂体系统 部位:下丘脑内侧基底部 分泌激素:下丘脑调节肽(9种) 运输:经垂体门脉系统—腺垂体
刺激释放到集合管主细胞
题解
饮水:渴觉中枢兴奋
容积感受器兴奋(血容量↓)
渗透压感受器兴奋(血浆渗透压↑)
尿多:ADH↓
血浆晶体渗透压、循环血量、体循环动脉压
解题
A、ADH↓
水重吸收↓→尿量↑
循环血量↓→容积感受器兴奋→饮水↑
B、胰岛素↓
血糖↑→晶体渗透压↑→ADH↑→同A
C、大量失水
循环血量↓→容积感受器兴奋
饮水↑ ADH↑→尿量↓
晶体渗透压↑→渗透压感受器兴奋
饮水↑ ADH↑→尿量↓
D、循环血量↑
抑制容积感受器
饮水↓ ADH↓→尿量↑
其他
促进
恶心,疼痛、窒息﹑应激刺激
唾液分泌→低渗液丢失→晶体渗透压↑
低血糖和AngⅡ,某些药物(烟碱和吗啡等)
甲状腺素、糖皮质激素及胰岛素缺少
抑制
乙醇
拓展
低渗性脱水
早期: 低渗→ADH↓→尿量↑→血容量↓ 脱水→血容量↓→醛固酮↑
后期 血容量↓↓,成为主导因素 血容量↓→ADH↑→尿量↓
机制
生理剂量
远曲小管,集合管上 的主细胞上的V2受体
V2受体障碍 →肾性尿崩症
G蛋白-PKA通路活化
小细胞肺癌分泌ADH(异位内分泌综合征)→ 稀释性低钠血症(补钠无效)
细胞AQP2增多
重吸收水↑,尿量↓,引起渴觉和饮水行为
不影响Na的重吸收
增加内髓集合管尿素通道
尿素通透性↑,小管液渗透压↑→水重吸收↑
大剂量(细胞外液严重减少时)
血管平滑肌的V1受体
平滑肌收缩
血流阻力↑,血压↑
注
ADH分泌不足或者受体缺陷
尿崩症
RAAS
肾素
来源
球旁细胞合成存储释放的一种蛋白水解酶
调节
肾内
肾动脉灌注压↓(血容量↓、血压↓、长期低盐饮食)
入球小动脉的牵张感受器↓
肾素↑
小管液中Na⁺↓(血钠↓、肾小球滤钠↓)
远曲小管的致密斑感受低钠而兴奋
肾素↑
神经
肾交感N兴奋(血量↓,血压↓等)
释放NE作用球旁细胞β受体
肾素↑
体液
舒张肾血管物质
前列腺素、缓激肽、小剂量多巴胺(舒血管负反馈)
肾素↑
NO、钠尿肽ANP(鸟苷酸环化酶受体,拮抗RASS)
肾素↓
收缩肾血管物质
儿茶酚胺(兴奋交感神经)
肾素↑
AngⅡ、ADH、大剂量VP、ET(缩血管负反馈)
肾素↓
作用
催化血管紧张素原(肝脏合成)→血管紧张素Ⅰ(AngⅠ)
AngⅡ
AngⅠ在血管紧张素转换酶ACE作用转换为AngⅡ
泌尿
GFR
生理浓度 (70-180mmHg)
出球小动脉收缩
AngⅡ敏感性:出球>入球
肾毛细血管压↑
GFR↑
较低浓度
出球、入球小动脉均收缩
GFR变化不大
较高浓度 (<70mmHg)
入球小动脉收缩
在入球小动脉,AngⅡ还促进平滑肌生成PGI2及NO,来对抗缩血管作用
血流量↓↓→肾毛细血管压↓,GFR↓
注
肾动脉血压↓时,AngⅡ也释放,但此时以出球小动脉收缩为主,滤过分数增加
来维持GFR正常
其他
直接促进近端小管对Na+的重吸收
收缩系膜细胞
Kf减小
GFR↓
循环
缩血管
收缩全身微动脉,血压↑
促进交感神经末梢释放NE
收缩静脉,回心血量↑
使中枢对压力感受性反射的敏感性降低,加强交感缩血管中枢的紧张性
保水
刺激肾上腺皮质合成和释放醛固酮
保钠保水
增强促肾上腺皮质激素释放激素的作用
不是直接刺激释放肾上腺皮质激素
促进神经垂体释放ADH、缩宫素
AQP2增多、水重吸收↑
引起或增强渴感
醛固酮
来源
肾上腺皮质球状带
作用部位
远曲小管和集合管上皮细胞
刺激释放
血容量↓、灌注压↓、低钠
肾素→AngⅡ→醛固酮
其他
血钾↑,应激(ACTH)
静息时ACTH不促进醛固酮,只有应激才促进
正常生理
ACTH→GC,GC负反馈ACTH
应激(非自动控制)
ACTH→GC↑↑,负反馈消失
ACTH→醛固酮↑,无负反馈
作用
经核受体信号转导通路, 生成诱导蛋白
保钠保水排钾,血容量↑,血压↑
原发性醛固酮增多症(原醛症)
病机
肾上腺皮质增生→醛固酮↑ →高血压、低血钾
治疗
抗醛固酮(螺内酯), 保钾利尿(阿米洛利、氨苯蝶啶)
假性醛固酮增多症 Liddle综合征
病机
遗传→ENaC过度激活→钠水重吸收↑ →高血压、低血钾→肾素↓、醛固酮↓
治疗
保钾利尿(阿米洛利、氨苯蝶啶)
基底膜钠泵
肾小管上皮内K⁺↑
分泌K⁺↑
顶端膜上皮钠通道ENaC
Na⁺重吸收↑,管内负电位
K⁺顺电化学梯度分泌、 Cl⁻、水的重吸收↑
线粒体合成ATP的酶
钠泵活性↑
增强血管平滑肌对缩血管物质的敏感性(允许作用), 且作用强于糖皮质激素
注
抗利尿激素
醛固酮
化学本质
肽类
类固醇
分泌部位
下丘脑
肾上腺皮质球状带
作用机制
GPCR
核受体诱导ENaC、钠钾泵、ATP合酶
作用效应
1.集合管主细胞AQP-2↑→水通透性↑ 2.集合管内髓部尿素通道↑→尿素通透性↑ 3.大剂量可收缩血管
1.远曲小管、集合管主细胞保钠保水排钾 2.增加血管平滑肌对缩血管物质的敏感性
释放条件
血浆晶体渗透压↑、血容量↓、动脉血压↓
血容量↓、低钠、高钾、应激的ACTH
拮抗剂
托伐普坦(V2-R)→利尿、不增加排钠
螺内酯、依普利酮
尿的清除率
定义
两肾每分钟将一定毫升血浆中所含的某种物质完全清除,这个能完全清除某物质的血浆毫升数
反映多少ml血浆所含有的某物质的量
意义
注
存在滤过平衡点。达到平衡后就停止滤过
菊粉
自由滤过,达到平衡后,未滤过的菊粉通过肾静脉回到血液循环
对氨基马尿酸
达到平衡后。未滤过的物质通过肾静脉后再通过管周毛细血管网,再次被分泌至小管液内直至肾静脉内的物质完全被排泄
若某物质清除率<GFR,则一定有重吸收,可能有分泌 若某物质清除率>GFR,则一定有分泌,可能有重吸收