尿的生成和排出

考研生理学第八章尿的生成和排出笔记，包括肾的功能解剖、肾血流量的特点及调节、尿的生成和排出、肾小管和集合管的物质转运功能等内容。

尿的生成和排出

• 肾的功能解剖和肾血流量
  • 功能解剖
    • 肾的功能单位
      • 肾单位
        • 构成
          • 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
              • 髓袢升只粗段
              • 远曲小管
      • 集合管
        • 尿液浓缩过程中起重要作用
      • 皮质肾单位和近髓肾单位
        • 皮质肾单位
          • 肾小体位于皮质外2/3处
          • 特点
            • 肾小球体积较小，髓袢较短，不到髓质
            • 入球小动脉口径比出球小动脉大
              • 比例2:1
            • 出球小动脉分支形成小管周围毛细血管网
        • 近髓质肾单位
          • 肾小体位于皮质层靠近髓质的位置
          • 特点
            • 肾小球体积较大，髓袢较长
            • 出入球小动脉口径比例差球不多
            • 出球小动脉形成两种分支
              • 肾小管周围毛细血管网
                • 利于肾小管重吸收
              • 细长的U形直小血管
                • 维持肾髓质高渗和尿液浓缩稀释方面起重要作用
    • 球旁器
      • 组成
        • 球旁细胞
          • 功能
            • 合成，储存和释放肾素
              • 作用出球小V→改变血流量→调节尿量
              • 肾素
                • 导致醛固酮作用加强
                  • 促进远端小管和集合管对Na和水的重吸收，K⁺的分泌
        • 致密斑
          • 位于远曲小管起始部
          • 功能
            • 感受小管液中NaCl含量变化
        • 球外系膜细胞
          • 具有吞噬和收缩功能
    • 滤过膜
      • 组成
        • 内层——毛细血管内皮细胞
          • 带负电，阻止负电荷蛋白质通过
        • 中间层——毛细血管基膜
          • 带负电，机械屏障和电荷屏障
        • 外层——肾小囊上皮细胞——足细胞
      • 血管系膜（球内系膜）
        • 球内系膜细胞
        • 系膜基质
    • 神经支配
      • 肾交感神经节后纤维释放去甲肾上腺素
        • 调节肾血流量，肾小球滤过率，肾小管重吸收和肾素的释放
          • 肾动脉收缩，半经↓→血流量↓
    • 血液供应特点
      • 有两套毛细血管床
        • 肾小球毛细血管
          • 血压高
            • 利于血浆快速滤过
        • 管周毛细血管
          • 血压低，管内胶体渗透压高
            • 利于肾小管重吸收
  • 肾血流量的特点及其调节
    • 肾血流量
      • 成人静态下，流经两肾的血流量
    • 自身调节
      • 当动脉血压在一定范围内变动时肾血流量能保持恒定的现象
      • 意义
        • 使肾小球滤过率在此血压范围内保持相对稳定，机体对钠，水和其他物质的排泄不会因为血压的波动发生较大变化，对肾的尿生成功能有重要意义
      • 调节机制
        • 肌源学说
          • 由肾小动脉血管平滑肌特性决定
            • 动脉血压低于70mmHg时
              • 平滑肌达到舒张极限
            • 动脉血压高于180mmHg时
              • 平滑肌达到收缩极限
        • 管-球反馈
          • 致密斑感受NaCl浓度降低，将信息反馈至肾小球
            • 降低入球小动脉阻力，升高肾小球毛细血管静水压
            • 增加球旁细胞释放肾素
• 肾小球的滤过功能
  • 肾小球的滤过作用
    • 肾小球滤过液的成分
      • 除蛋白质外，血浆中的其余成分均能被滤过进入肾小囊腔内生成超滤液
    • 滤过率和滤过分数
      • 滤过率（GFR）
        • 单位时间内两肾生成的超滤液量
      • 滤过分数
        • 滤过率与血浆流量的比值
    • 有效滤过压
      • 肾小球有效滤过压=（静水压+囊内液胶体渗透压）—（血浆胶体渗透压+肾小囊内压）
        • 可忽略
  • 影响因素
    • 滤过系数（Kf）
      • 单位有效滤过压的驱动下，单位时间内通过膜的滤液量
      • 肾小球毛细血管间的系膜细胞具有收缩能力，可调节滤过膜的面积和有效通透系数
    • 有效滤过压
      • 肾小球毛细血管血压
        • 血浆滤出的直接动力
        • 肾小球毛细血管血压变化是生理状态下调节GFR的主要方式
        • 当入球小动脉收缩→入球小动脉阻力↑→血压↓→GFR↓
        • 出球小动脉收缩↓→ 出球小动脉阻力↑→ 血压↑→GFR↑
      • 囊内压
        • 一般稳定在10mmHg
      • 血浆胶体渗透压
        • 一般不会发生大幅度波动
    • 肾血浆流量
      • 通过改变滤过平衡点而非有效滤过压实现
• 肾小管和集合管的物质转运功能
  • 物质转运方式
    • 小管和集合管重吸收量大且有高度选择性
      • 小管液
        • 进入肾小管的超滤液
      • 终尿
        • 小管液经肾小管和集合管的重吸收和分泌形成
      • 选择性
        • 全部被重吸收
          • 葡萄糖
          • 氨基酸
        • 不同程度的重吸收
          • Na⁺，Ca²⁺和尿素
        • 到小管液里面排出体外
          • 肌酐
          • H⁺
    • 转运方式
      • 被动转运
        • 水的重吸收
      • 主动转运
        • 原发性主动转运
          • 质子泵
          • 钠泵
          • 钙泵
        • 继发性主动转运
      • 入胞
    • 各种物质的重吸收与分泌
      • Na⁺、Cl⁻和水的重吸收
        • 近端小管
          • Na⁺ ､ Cl⁻ 和水重水收的主要部位
            • Na ⁺ 的重吸收是各种溶质和水重吸收的主要驱动力
          • 前半段
            • Na⁺转运
              • 与H⁺的分泌以及葡萄糖氨基酸的转运相耦联
                • Na⁺ -H⁺交换体
                  • 逆向转运
                  • 小管夜Na⁺顺浓度进入上皮细胞
                  • H⁺被分泌到小管液中
                • Na⁺-葡萄糖同向转运体
                • Na⁺-氨基酸同向转运体
                • 进入胞内的Na⁺ 由基底侧的钠泵出细胞
            • Cl⁻不被重吸收
          • 后半段
            • 交换体
              • Na⁺－H⁺交换体
              • Cl⁻－HCO₃⁻交换体
              • Na和Cl进细胞 H和HCO₃进小管液
            • 跨细胞途径
              • 逆向转运体将Na⁺和Cl⁻转运入细胞
              • Cl⁻通过同向转运体转至胞间液
            • 细胞旁途经
              • 小管液中高浓度Cl⁻促进其进入胞间液→管腔带正电→ Na⁺顺电位重吸收
            • NaCl的重吸收，2/3跨细胞途径，1/3细胞旁途径
            • 水的重吸收
              • 主要通过水通道蛋白1(AQP1)在渗透压作用下完成
              • AQP1
                • 分布于近端小管上皮细胞顶端膜和基底膜
                • 参与超滤液中60%-70 %水的重吸收
          • NaCl和水重吸收为等渗性重吸收
            • 小管液为等渗液
        • 髓袢
          • ~~降支细段
            • 对溶质通透性很低
            • 存在大量AQP1
              • 促进水的重吸收
          • 升支细段
            • 对水不通透
            • 对Na⁺和Cl⁻易通透
          • 上皮无刷状缘，胞内无线粒体
          • 升支粗段
            • 建立浓度差的起始位
            • 对Na⁺、K⁺和Cl⁻具有主动重吸收作用
            • 吸钠机制
              • 基底膜上的纳钾泵维持胞内低Na⁺浓度
              • 顶端膜有Na⁺－K⁺－2Cl⁻同向转运体（NKCC2)
                • 转1个Na和K和2个Cl
              • Na ⁺ 通过基底侧钠泵至间液，Cl⁻ 顺浓度经Cl通道进入间液 k ⁺ 顺浓度从顶端膜返回小管液
                • 小管液呈正电位
              • 小管液正电位，就要有阳离子进胞（Na⁺和Ca²⁺）经细胞旁途径被重吸收
              • 总结
                • 因为胞内钠泵，使胞内低Na,胞外的Na通过Na-k-2Cl入胞，但K又跑到胞外然后有电位差，然后Na再进去维持电位差
            • 利尿剂
              • 通过增加溶质→溶剂↑
              • 哇巴因
                • 抑制钠泵
              • 呋塞米
              • 依他尼酸
              • 抑制KNCC2
            • 对水不通透
              • 水盐重吸收分离的现象是尿液稀释和浓缩的重要基础
        • 远曲小管和集合管
          • 远曲小管
            • 对水仍不通透
            • 顶端膜存在Na⁺－Cl⁻同向转运体
              • 主动重吸收NaCl
          • 集合管
            • 上皮细胞
              • 主cell
                • 重吸收NaCl和水
                • 基底侧膜中钠泵造成和维持胞内低Na
                  • 为小管液中Na⁺ 经顶端膜Na通道( ENaC)进入胞内动力来源
                • Na⁺重吸收→小管液负电位→ Cl⁻经旁途径被重吸收
                  • 成为K⁺从胞内分泌进入小管液的动力
              • 闰cell
                • 主要分泌H⁺
                • 也涉及K⁺的重吸收
            • 水的重吸收
              • 吸收量取决主细胞对水的通透性
                • 顶端和胞质囊泡
                  • 含AQP2
                    • 决定对水的通透性
                    • 抗利尿激素参与调节
                • 基底膜
                  • 含AQP3和AQP4
      • HCO₃⁻的重吸收与H⁺的分泌
        • 近端小管
          • 肾小球滤过的HCO₃⁻约80%由近端小管重吸收
          • HCO₃⁻重及收与H⁺的分泌耦联在一起
          • HCO₃⁻跨基在侧膜机制
            • Na⁺－HCO₃⁻同向转运体
            • Cl⁻－HCO₃⁻交换蛋白
        • 髓袢
          • 发生在升支粗段
          • 机制同近端小管
        • 远曲小管
          • 通过Na⁺－H⁺交换，参与HCO₃⁻的重吸收
        • 集合管
          • 闰细胞
            • A型
              • 顶端膜存在两种质子泵
                • 氢泵
                • H⁺－K⁺交换体
                • H⁺泵入胞内，与HCO₃⁻结合→ CO₂和H₂O
              • 可主动分泌H⁺
                • 小管液pH降至4.5时，停止泌H⁺
            • B型
              • 与A型相反
                • 吸H,产HCO₃
            • 非A非B型
      • NH₃和NH₄⁺的分泌和H⁺和HCO₃⁻的转运关系
        • 近端小管、髓袢升支粗段、远端小管
          • 谷氨酰胺酶作用下脱氨
            • 生成
              • 谷氨酸根
              • N H₄⁺
        • 集合管
          • 上皮对NH₃高度通透，对NH₄⁺通透性较低
          • 过量H⁺与氨缓冲系统的成分结合新生成的HCO₃⁻被重吸收
      • K⁺的重吸收和分泌
        • K ⁺ 有65%~70 %在近端小管重吸收，25%~30% 在髓袢被重吸收
        • 远端小管和皮质集合管可重吸收K⁺也能分泌K⁺
      • 氨基酸和葡萄糖的重吸收
        • 葡全被重吸收
          • 滤过的葡均在近端管（特别是前半段）
            • 入胞
              • 顶端膜Na⁺－葡萄糖转运体同向转运体
                • 继发性主动转运
            • 出胞
              • 易化扩散至间液
          • 肾糖阈
            • 当血糖浓度达180㎎／100 ml血液时一部分肾小管对葡萄糖的吸收达到极限，尿中开始出现葡萄糖时的血糖浓度
          • 吸收极限
            • 血糖浓度升至300㎎／ml时到极限
        • 氨基酸
          • 也在近端被重吸收
      • 钙的重吸收与．排泄
        • 近端小管Ca²⁺重吸收约80%由溶剂拖曳的方式胞旁途径至间液
          • 浴剂拖曳
            • 水分子通过渗透压被重吸收时溶质同水分子一起被转运
        • 20%经跨细胞途径被重吸收
    • 影响分泌和重吸收的因素．
      • 小管液中溶质的浓度
        • 渗透利尿
          • 小管液中某些溶质未被重吸收→ 溶质浓度升高→ 一部分水保留在管内→ 小管液中Na⁺ 浓度↓ → 小管液和上皮细胞间［Na⁺ ］梯度↓ →Na⁺ 重吸收↓ → 小管液中水进一步↑ → 尿量和NaCl 排出量↑
      • 球－管平衡
        • 近端小管的定比重吸收
          • 小管中Na⁺和水的重吸收率总是占肾小球滤过率的65%~ 70%
        • 产生机制与肾小管周围毛细血管内血浆胶体渗透压变化有关
        • 生理意义
          • 保持尿量和尿钠的相对稳定
• 主题
• 清除率
  • 两肾在单位时间内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就称为该物的清除率
• 尿生成调节
  • 神经调节
    • 肾交感神经
      • 去甲肾上腺素
        • 受体
          • 血管平滑肌α受体
            • 血管收缩
              • 肾血流量↓
                • GFR ↓
                • 入球小动脉>出球劫脉
                  • GRF ↓
          • 肾小管α受体
            • 近端小管对Na⁺、Cl⁻和水重吸收↑
          • 球旁细胞β受体
            • 肾素－血管紧张素－醛固酮系统（RAAS)激活
              • Na⁺和水重吸收↑
        • 主要影响
          • 滤过率（GRF)
          • 重吸收
        • 尿量↓
  • 体液调节
    • 血管升压素（VP)／抗利尿激素（ADH)
      • 来源、储存及释放
        • 合成部位
          • 下丘脑
            • 视上核（5/6)
            • 室旁核（1/6)
            • 感受渗透压
        • 储存
          • 神经垂体
        • 释放
          • 入血
      • 受体
        • V₁
          • 分布血管平滑肌上，ADH通过V₁引起平滑肌收缩，血流阻力↑，血压↑
        • V₂
          • 分布在集合管主胞基侧膜．通过V₂ 增加对水的重吸收
      • ADH对AQP2的调节
        • A DH + V ₂+ GS →腺苷酸环化酶→ cAMP-P KA → AQP2 向顶端膜移→ AQP2 形成通道
        • ADH 水平缓慢升高→促进AQP2 基因的转录和蛋白质合成
      • ADH的分泌调节
        • 血浆晶体渗透压
          • 渗透压感受器
            • 下丘脑室周器管
          • 特点
            • 贼敏感
              • 改变1%~2% 即使ADH分泌↑
        • 循环血量
          • 下降5%~10% → ADH释放↑
          • 血压↓→ ADH释放↑
    • RAAS
      • 肾素分泌的调节
        • 肾内机制
          • 肾动脉灌注压↓→受牵拉程度↓→牵张感受器刺激↓→肾素释放↑
          • 流经致密斑的小管液中的NaCl量↓→肾素释放↑
        • 神经机制
          • 肾交感神经兴奋→释放NE→球旁细胞β受体→直接刺激肾素释放
        • 体液机制
          • 循环血液E和NE､肾内生成的PGE₂和PGl₂ →刺激颗粒细胞（球旁cell)释放肾素
            • E：肾上腺素 NE：去甲肾上腺素 PGE₂：前列腺素E₂ PGI ₂：前列腺素I₂
      • Ang II调节尿生成的功能
        • 生理浓度Ang II →近端小管上皮细胞的血管紧张素受体→Na⁺的重吸收
        • 低浓度Ang II→出球小动脉收缩→肾血流量↓，肾小球毛细血管血压↑→ GFR基本不变
        • 高浓度Ang II→入球小动脉收缩>出球小动脉收缩→ GFR↓
      • 醛固酮
        • 合成部位
          • 肾上腺皮质球状带
        • 作用
          • 作用于远曲小管和集合管上皮，增加K⁺ 的排泄和增加Na⁺ 、水的重吸收
        • 诱导蛋白．
          • 钠通道
          • 合成ATP的酶
          • 钠泵
    • 心房钠尿肽（ANP)
      • 合成和释放部位
        • 心房肌纤维
      • 作用
        • 血管平滑肌舒张和促进肾排钠排水
        • 对肾的作用
          • 对肾球滤过率的影响
            • 使平滑肌胞质Ca ² ⁺ 浓度↓ →入球小V收缩→滤过分数↑→ 滤过率↑
          • 对集合管的影响
            • 通过笫二信使cGMP →关闭钠通道→抑制NaCl 重吸收
          • 对其它激素的影响
  • 尿生成调节的生理意义
    • 保持机体水平衡
    • 保持机体电解质平衡
    • 维持机体酸碱平衡
• 尿液浓缩和稀释
  • 浓缩机制
    • 必要因素
      • 集合管对水的通透性
        • 抗利尿激素（ADH)可以增加又对肾脏集合管上皮细胞顶端膜上AQP2的表达促进肾对水的重吸收
      • 肾髓质组织间液形成高渗透浓度梯度进一步促进对水的重吸收
    • 肾髓质间质渗透浓度梯度的形成
      • 逆流倍增机制
        • 髓絆和集合管的结构排列
        • 髓袢和集合管各段对水溶质的通透性和重吸收
          • 髓袢降支细段
            • 水
              • 易通透
            • Na²⁺
              • 不易通透
            • 尿素
              • 中等通透
            • 作用
              • 形成高渗
          • ~~升支细段
            • 水
              • 不易通透
            • Na²⁺
              • 易通透
            • 尿素
              • 不易通透
            • 作用
              • NaCl被动重吸收至髓质组织间液，增加内髓部的渗透浓度
          • ~~升支粗段
            • 水
              • 不易通透
            • Na⁺
              • Na⁺主动重吸收，Cl⁻继发性重吸收
            • 尿素
              • 不易通透
            • 作用
              • NaCl进入外髓部组织液，使渗透压升高
          • 远曲小管
            • 水
              • 不易通透
            • Na⁺
              • Na⁺主动重吸收，Cl⁻继发性重吸收
            • 尿素
              • 不易~~
            • 作用
              • NaCl 进入皮质组织液，小管液渗透压进一步↓
          • 集合管
            • 水
              • 有抗尿素激素时，对水易通透
            • Na⁺
              • 主动重吸收
            • 尿素
              • 皮质和外髓部不易通透 内髓部易通透
            • 作用
              • 水重吸收使小管液中尿素浓度升高，NaCl和尿素进入內骨髓組织液，渗透压升高
          • 构成渗透压梯度的因素
            • ~~升支粗段主动重吸收NaCl,对水不通透， 增加外髓部间液渗透压，是髓质间液高渗梯度的起始动力
            • ~~降支细段对水通，NaCl不通，增加小管液渗透浓度
            • 升支细段对水不通，对NaCl通，高浓度的NaCl被动扩散至内髓部
            • 尿素在循环，↑内髓间液尿素浓度，和NaCl一起形成内髓间液的高渗
            • 不断流入的滤液把小管液从髓质推向集合管，促进外→内髓低到高的渗透浓度梯度
      • 直小血管的逆流交换机制
        • 髓间液高渗建立在于NaCl 和尿素在管外组织间液中积聚
        • 机制
          • 降支和升支形成逆流系统
          • 对水和溶质高度通透
          • 溶质浓度差（NaCl和尿素)是血浆渗透压差建立的基础
            • 溶质从间液向直小血管扩散
            • 水从直小血管进入间液
          • 对维持髓质间液高渗梯度是流量依赖性的
    • 抗利尿激素促进集合管水的重吸收，浓缩尿液
      • 抗利尿激素分泌↑ →集合管上皮AQP2表达↑ →水通透性↑→水重吸收↑→小管液渗透压↑→尿液浓缩
      • 激素分泌↓→集合管通透性↓→水重吸收↓→重及收NaCl→尿液渗透压进一步↓ →尿被稀释
  • 稀释机制
    • 低渗尿
      • 终尿渗透浓度低于血浆洗透浓度
    • 主要发生部位
      • 连接小管和集合管
    • 机制
      • 升支粗段时为低渗
      • 体内水多→血浆晶体渗透压↓→ ADH↓→水不被重吸收→管液中NaCl继续被主动重吸收→小管液的渗透浓度进一步↓
  • 影响因素
    • 影响肾髓质高渗形成因素
      • 髓质间液高渗是尿液浓缩的重要条件
      • 组织结构
        • 髓袢长度
        • ~~结构完整性
        • ~~升支粗段Na⁺和Cl⁻重吸收
      • 尿素
    • 影响集合管对水通透性的因素
      • ADH
    • 直小血管血流量和速度对髓质高渗维持的影响
      • 血流加速→溶质损失↑ →髓间液渗透浓度梯度↓
      • 血流减速→供氧不足→主动重吸收功能受损→髓质高渗↓