生理学—第8章 肾的排泄功能

生理学—第8章 肾的排泄功能农口。参考教材：人卫中医专业《生理学》第三版 郭健、杜联主编。

肾的排泄功能

• 概述
  • 功能概述
    • 尿液的理化性质
      • 尿量
        • 正常：1000～1500ml/24h
        • 多尿：尿量长期保持在2500ml/24h以上
        • 少尿：100～500ml/24h
        • 无尿：少于100ml/24h
      • 比重
        • 正常尿≈1.015～1.025
        • 稀释尿＜1.003
        • 浓缩尿＞1.025，可高达1.035
        • 等渗尿≈1.007左右
      • pH
        • 正常pH在5.0～7.0(呈弱酸性),最大变动范围为4.5～8.0
        • 主要取决于食物的成分
          • 摄入富含蛋白质的食物尿呈酸性
          • 摄入富含水果、蔬菜的食物尿呈弱碱性
      • 颜色
        • 正常：新鲜尿液呈透明、淡黄色,其深浅程度与尿量呈反变关系
        • 病理:血尿(呈洗肉水色)、胆红素尿(呈黄色)、乳糜尿(呈乳白色)
    • 内分泌功能
      • 分泌促红细胞生成素，肾素，前列腺素，羟化维生素D3等
  • 功能结构
    • 肾单位和集合管
      • 肾单位
        • 是肾的基本结构和功能单位
        • 肾小体
          • 肾小球
          • 肾小囊
        • 肾小管
          • 近端小管
            • 近曲小管
            • 髓袢降支粗段
          • 髓袢细段
            • 髓袢降支细段
            • 髓袢升支细段
          • 远端小管
            • 髓袢升支粗段
            • 远曲小管
      • 集合管
        • 收集远曲小管运输来的尿液
        • 尿的浓缩与稀释
    • 皮质肾单位与髓质肾单位
      • 入球：出球小动脉口径
        • 皮质肾单位=2:1
        • 髓质肾单位=1:1
    • 球旁器
      • 主要分布在皮质肾单位
      • 球旁细胞
        • 含肾素，交感神经兴奋促进肾素分泌
      • 致密斑
        • 感受小管液流量及其中NaCl含量变化
      • 球外系膜细胞
        • =间质细胞
        • 收缩和吞噬功能
  • 血液循环
    • 特点
      • 血流量大，分布不均匀
      • 两次形成毛细血管网
        • 肾小球毛细血管网
          • 增加肾小球滤过压
        • 肾小管周围毛细血管网
          • 对肾小管的重吸收具有促进作用
    • 血流量调节
      • 自身调节
        • 当动脉血压变动于10.7-24.0kPa的范围内时，肾血流量保持相对稳定，这种现象在去除神经体液因素后仍然存在
      • 神经调节
        • 交感神经的缩血管作用为主
      • 体液调节
        • 肾上腺素与去甲肾上腺素、血管升压素、血管紧张素和血管内皮素等均能使肾血管收缩，肾血流量减少
        • NO、心房钠尿肽、缓激肽、前列腺素扩张肾血管
• 肾小球的滤过功能
  • 滤过率及滤过分数
    • 滤过率
      • 单位时间内(每分钟)两肾生成的超滤液量称为肾小球滤过率
    • 滤过分数
      • 肾小球滤过率和肾血浆流量的比值称滤过分数
  • 滤过膜及其通透性
    • 滤过膜结构
      • 毛细血管内皮细胞层
        • 窗孔
        • 防止血细胞通过，但对血浆蛋白的滤出不起阻留作用
      • 基膜层
        • 超滤过的主要屏障
        • 其网孔的大小可能决定着分子大小不同的溶质何者可以滤过
      • 肾小囊脏层上皮细胞层
        • 足突之间形成裂隙, 其表面附有一层滤过裂隙膜
    • 通透性
      • 机械屏障
        • 由滤过膜的三层组织各种孔、裂构成
      • 电学屏障
        • 由各层含有带负电荷的糖蛋白构成
        • 带正电荷的较容易被滤过，而带负电荷的则较难通过滤过膜
  • 肾小球有效滤过压
    • 是肾小球滤过的动力
    • 组成
      • 肾小球毛细血管血压
      • 血浆胶体渗透压
      • 囊内压
    • =肾小球毛细血管血压-（血浆胶体渗透压+肾小囊内压）
    • 当肾小球滤过动力=阻力时，有效滤过压为零→滤过平衡
    • 滤液只产生于入球小动脉端到滤过平衡之前
  • 影响因素
    • 有效滤过压
      • 肾小球毛细血管血压的改变
        • 肾血流自身调节机制
      • 囊内压的改变
        • 肾盂或输尿管结石、肿瘤压迫，输尿管阻塞，溶血过多
      • 血浆胶体渗透压的改变
        • 全身血浆蛋白的浓度明显降低，肾小球滤过率也随之增加，例如经静脉快速注入大量生理盐水
    • 滤过膜的通透性和面积
      • 滤过膜通透性改变
        • 肾小球肾炎、肾脏疾病
          • 可能出现蛋白尿、血尿
        • 滤过膜的孔径↑ 滤过率↑（血尿）
      • 滤过膜面积改变
        • 滤过膜面积↓ 滤过率↓（肾炎）
        • 滤过面积↓→肾小球滤过率↓→尿量↓
      • 滤过膜带负电荷↓ 滤过率↑（蛋白尿）
    • 肾血浆流量
      • 肾小球血浆流量↓→滤过率↓（中毒性休克）
• 肾小管和集合管的重吸收功能
  • 重吸收功能
    • 部位、途径和方式
      • 部位
        • 近曲小管、髓袢、远曲小管、集合管
      • 途径
        • 跨细胞转运途径
          • 以Na+为例
        • 细胞旁转运途径远端小管
          • Na+ Cl- 和水为例
      • 方式
        • 被动：
          • 单纯扩散
          • 易化扩散
          • 离子随水溶剂拖曳
          • 渗透
        • 主动：
          • 原发主动
            • 泵
          • 继发主动
            • 协同转运
          • 胞饮
    • 对各种物质的重吸收
      • Na＋与Cl- 的重吸收
        • 近端小管
          • 前半段：Na＋的重吸收主要与葡萄糖、氨基酸同向转运重吸收
          • 后半段：Na＋主要与Cl-一起被重吸收
          • Na＋在近曲小管属于主动重吸收，需要消耗能量，该能量主要由钠泵活动分解ATP而提供
        • 髓袢
          • 降支细段对Na+通透性低
          • Na＋、K＋、Cl-在髓袢升支粗段是由同一个载体，以同向转运模式进行继发性主动重吸收
            • 对速尿，利尿酸等利尿剂很敏感
        • 远曲小管和集合管
          • 重吸收Na＋和Cl-的同时多伴有K+和H+的分泌
          • 远曲小管及集合管的重吸收是依据机体内环境状态而决定
      • 水的重吸收
        • 近曲小管
          • 水的重吸收与体内是否缺水无关
        • 髓袢
          • 降支细段被动(渗透作用)
          • 升支对水不通透
        • 远曲小管和集合管
          • 远曲小管初段
            • 对水仍不通透
          • 远曲小管后段和集合管
            • 管腔膜有血管升压素调控的水通道调节水的重吸收
      • K+的重吸收
        • 原尿中的K+绝大部分在近端小管被重吸收入血
        • 终尿中的K+主要是由远曲小管和集合管分泌的
        • K+重吸收的机制:主动过程
      • HCO3-的重吸收
        • 以CO2的形式重吸收的
        • HCO3-的重吸收与Na+-H+逆向交换呈正相关
      • 葡萄糖的重吸收
        • 重吸收部位:仅限于近曲小管(尤其前半段)
        • 重吸收机制:继发主动
        • 管腔膜
          • 葡萄糖与Na+依赖载体的同向偶联转运入细胞内
        • 管周膜
          • 葡萄糖顺浓度差经载体易化扩散进入细胞间隙
        • 肾糖阈愈高，表明肾小管对葡萄糖重吸收能力愈大，反之则愈小
      • 氨基酸的重吸收
        • 重吸收部位:仅限于近曲小管(尤其前半段)
        • 重吸收机制:继发主动
        • 管腔膜
          • 氨基酸与Na+依赖载体的同向偶联转运入细胞内
  • 分泌与排泄功能
    • 概念
      • 分泌功能
        • 指肾小管和集合管的上皮细胞，通过其本身新陈代谢所产生的物质分泌到小管液中的过程
      • 排泄功能
        • 指肾小管的上皮细胞将血液中原有的某些物质排入小管液中的过程
      • 分泌功能
    • K+的分泌
      • 部位：远端小管和集合管主细胞分泌
      • 机制: Na+-K+交换
    • H+的分泌
      • 部位
        • 近端小管细胞通过Na＋-H＋交换体分泌H＋（继发）
        • 远曲小管和集合管的细胞也能分泌H＋（H＋泵)
      • 机制
        • H＋的分泌是逆电化学梯度的主动转运的过程
      • 意义
        • 泌H+与重吸收HCO3-、Na+呈正相关——排酸保碱
      • 特点
        • 泌H+是有限度的:当小管液pH值＜4.5时,泌H+则停止
    • NH₃的分泌
      • 部位
        • 远端小管和集合管
      • 机制
        • 单纯扩散
      • 意义
        • 促进排酸保碱（HCO3-）,调节机体酸碱平衡
      • 特点
        • 正常时NH3只在远曲小管和集合管分泌;酸中毒时,近曲小管也分泌
    • 泌NH3与泌H+呈正相关
      • 泌NH3促进H+-Na+交换，促进排H+
      • NH3扩散的量决定于管腔液与管周液的pH值，管腔液pH值较低时，NH3较易向小管内扩散
• 肾的浓缩和稀释功能
  • 概述
    • 髓袢、集合管U形结构的逆流系统（结构基础）
    • 肾髓质高渗梯度的状况(先决条件)
    • 血液ADH的浓度（对水重吸收的调节作用）
  • 浓缩
    • 肾髓质高渗梯度现象
    • 肾髓质组织液高渗梯度的形成原理
      • 外髓高渗梯度形成机制
        • 髓袢降支细段：对NaCl不易通透，对水高度通透
        • 主要是NaCl
      • 内髓高渗梯度形成机制
        • 髓袢升支细段：对NaCl高度通透，对水不通透
        • 主要是NaCl和尿素
      • 决定因素
        • 逆流系统+各段对物质的选择性通透→逆流倍增现象
    • 直小血管在保持肾髓质渗透压梯度中的作用
      • 直小血管的逆流交换作用
        • 直小血管通透性高
        • 降支与升支彼此靠得很近
        • 与髓袢并行
  • 稀释
    • 血中的血管升压素下降时，远曲小管和集合管对水的通透性下降
• 肾泌尿功能的调节
  • 肾内自身调节
    • 小管液中溶质的浓度
      • 渗透性利尿
      • 糖尿病患者的多尿(葡萄糖)
      • 给病人甘露醇(不被肾小管重吸收)
    • 球管平衡
      • 不论肾小球滤过率增大或减小，近端小管始终按肾小球滤过液一定的比例进行重吸收。其恒定比率重吸收率始终是占肾小球滤过率的65～70%左右
      • 与近端小管对Na+的定比重吸收有关
      • 生理意义
        • 使终尿量不致因肾小球滤过率的增减而出现大幅度的变动
    • 管球反馈
      • 小管液流量变化影响肾血流量和肾小球滤过率的现象
  • 神经调节
    • 肾交感神经兴奋→释放去甲肾上腺素
      • 激活α受体→入球与出球小A收缩(收缩程度：A入＞A出)→肾毛细血管压↓、肾血浆流量↓→有效滤过压↓→GFR↓
      • 激活α受体→近端小管和髓袢上皮细胞重吸收水和NaCl↑
      • 激活β受体→近球细胞释放肾素→血管紧张素-醛固酮系统↑→远曲小管和集合管对水、NaCl的重吸收↑
  • 体液调节
    • 血管升压素
      • 分泌
        • 大部分由下丘脑视上核神经细胞合成
      • 生理作用
        • 增强远曲小管和集合管对水的通透性，促进水的重吸收，使尿量减少
        • 增强内髓部集合管对于尿素的通透性
        • 血中浓度明显升高时， 促使全身小血管收缩，动脉血压升高
      • 合成和释放调节
        • 血浆晶体渗透压的改变
          • 下丘脑视上核附近有渗透压感受器（敏感）
          • 水利尿
            • 大量饮清水后可引起尿量增多
          • 渗透性利尿
            • 渗透压升高而对抗肾小管重吸收水分所引起的尿量增多现象
        • 循环血量的改变
          • 循环血量减少时，通过容量感受器反射性引起血管升压素释放增加，减少尿量排出，以维持血容量
    • 醛固酮
      • 生理作用
        • 保钠排钾→促进远曲小管和集合管对Na+的重吸收
      • 分泌调节
        • 肾素-血管紧张素-醛固酮系统
          • 血管紧张素Ⅱ
            • 直接使血管收缩，升高血压
            • 刺激肾上腺皮质球状带促进醛固酮合成和分泌
            • 直接刺激近端小管对NaCl的重吸收
            • 促进ADH的分泌，增强远曲小管和集合管对水的重吸收
        • 血浆中Na+、K+的浓度
          • K+浓度升高或Na+的浓度下降，直接刺激肾上腺皮质球状带，负反馈使醛固酮的合成与分泌增加
    • 心房钠尿肽
    • 其他
• 尿的排放
  • 膀胱与尿道的神经支配及作用
    • 盆神经
      • 属于副交感神经
        • 促进排尿
    • 腹下神经
      • 属于交感神经
        • 阻止排尿
    • 阴部神经
      • 属于躯体神经
        • 兴奋时阻止排尿
        • 抑制时促进排尿
  • 排尿反射
    • 正反馈活动
    • 初级中枢在脊髓