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第八章 尿的生成与排出-生理
生理机体最重要的排泄器官，通过尿的生成和排出，肾脏能够排出机体代谢终产物、进入机体过剩的物质和异物，调节水、电解质和酸碱平衡，调节动脉血压等，从而维持机体内环境的稳态，欢迎一起学习生理知识。
编辑于2023-03-25 16:36:49- 尿的生成与排出
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第八章 尿的生成与排出-生理
概述
功能
是机体最重要的排泄器官，通过尿的生成和排出，肾脏能够排出机体代谢终产物、进入机体过剩的物质和异物，调节水、电解质和酸碱平衡，调节动脉血压等，从而维持机体内环境的稳态
内分泌器官，能合成和释放多种生物活性物质，如合成和释放肾素（参与动脉血压的调节）；合成和释放促红细胞生成素（促进红细胞生成）；1α-羟化酶（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）
生成激肽和前列腺素，参与局部或全身血管活动的调节
尿生成过程
血液经肾小球毛细血管滤过形成超滤液
超滤液被肾小管和集合管选择性重吸收到血液
肾小管和集合管的分泌，最终形成终尿
肾的功能解剖和肾血流量
肾的功能解剖
肾脏的功能单位-肾单位
肾单位
人体每个肾含有80万~100万个肾单位
每个肾都有单独生成尿液的功能，是肾脏的基本功能单位，它与集合管共同完成尿的生成过程
构成
肾小体
肾小球-毛细血管网
肾小囊-延续即为肾小管
肾小管
近端小管
近曲小管
髓袢降支粗短
髓袢细段
髓袢降支细段
髓袢升支细段
远端小管
髓袢升支粗短
远曲小管
集合管
不属于肾单位
在尿液浓缩过程中起重要作用
皮质肾单位和髓质肾单位
皮质肾单位
位于皮质的外2/3处
占肾单位总数的85%~90%
特点
体积较小，髓袢较短，不到髓质，或有的只到外髓部
入球小动脉口径比出球小动脉大，两者比例约为2：1
出球小动脉分支形成小管周围毛细血管网，包绕在肾小管的周围，有利于肾小管的重吸收
肾素含量多
髓质肾单位
位于皮质层靠近髓质
占肾单位总数的10%~15%
特点
体积较大，髓袢较长，可深入到内髓部，有的可到达肾乳头部
入球小动脉和出球小动脉口径无明显差异
出球小动脉进一步分支形成两种小血管
肾小管周围毛细血管网，缠绕在近曲小管和远曲小管周围，有利于肾小管重吸收
细长成袢状的U形直小血管，深入髓质，与髓袢伴行，在维持肾脏髓质高渗和尿液浓缩稀释方面起重要作用
球旁器
球旁细胞
也称颗粒细胞，是入球小动脉（对牵张刺激敏感，相当于感受器）管壁中一些特殊分化的平滑肌细胞（肾交感神经支配），细胞内含分泌颗粒，能合成、储存和释放肾素
致密斑
位于穿过入球小动脉和出球小动脉之间的远曲小管起始部，上皮细胞呈高柱状，使管腔内局部呈现斑状隆起，称为致密斑－能感受小管液中NaCl含量的变化，将信息传递给邻近的球旁细胞，调节肾素的分泌，从而调节尿量的生成－球管反馈
球外系膜细胞
位于入球小动脉、出球小动脉和致密斑之间的一群细胞，成锥形，底面朝向致密斑－具有吞噬和收缩等功能
主要分布在皮质肾单位，因而皮质肾单位所含肾素较多，而近髓肾单位几乎不含肾素
滤过膜的构成
定义－肾小球毛细血管内的血浆经滤过进入肾小囊，毛细血管与肾小囊之间的结构称为滤过膜
三层结构
内层为毛细血管的内皮细胞－直径为70~90nm的窗孔－水和小分子物质（如各种离子、尿素、葡萄糖和小分子蛋白质等）可自由通过，但能阻止带负电荷的蛋白质通过（内皮细胞表面带有负电荷的糖蛋白）-防止血细胞通过
中间层为毛细血管基膜－直径为2~8nm的多角形网孔－主要屏障，允许水和部分溶质通过－通过机械屏障和电荷屏障影响滤过
外层是具有足突的肾小囊上皮细胞，又称足细胞－足突相互交错，形成裂隙，上面有滤过裂隙膜，膜上有直径4~11nm的小孔，是滤过的最后一道屏障－裂孔素，是足细胞裂隙膜的主要蛋白质成分，其作用是阻止蛋白质的漏出－缺乏裂孔素时，尿中将出现蛋白质
血管系膜
又称球内系膜，连接于肾小球毛细血管之间，主要由球内系膜细胞和系膜基质组成。
通过收缩和舒张系膜细胞来调节滤过膜的面积和肾小球滤过系数从而影响尿液的形成
滤过膜的通透性
不仅取决于滤过膜孔的大小，还取决于滤过膜所带的电荷
正常人两肾肾小球的滤过面积达1.5平方米左右，且保持相对稳定
不同物质通过滤过膜的能力取决于滤过物质分子的大小（机械屏障）及其所带电荷（静电屏障）
有效半径小于2nm的中性物质可自由滤过（如葡萄糖）
有效半径大于4.2nm的物质不能滤过
有效半径在2.0~4.2nm之间的各种物质，随有效半径的增加，滤过量逐渐降低
有效半径约为3.6nm的血浆蛋白却很难通过，因为白蛋白带负电荷
在某些病理条件下，肾脏基底膜上负电荷减少或消失，结果带负电荷的血浆蛋白可以滤过，出现蛋白尿或白蛋白尿（常见于感染的发生）
肾脏的神经支配
肾交感神经节后纤维末梢释放的递质是去甲肾上腺素，可调节肾血流量、肾小球滤过量、肾小管的重吸收和肾素的释放
一般认为肾脏无副交感神经末梢分布
肾脏的血液供应及肾血流量的特点
腹主动脉－肾动脉－叶间动脉－弓状动脉－小叶间动脉－入球小动脉－肾小球毛细血管网－出球小动脉－肾小管周围毛细血管网或直小血管－小叶间静脉－弓状静脉－叶间静脉－肾静脉－下腔静脉－心脏
两套毛细血管网：肾小球毛细血管网和管周毛细血管网，它们通过出球小动脉以串联方式相连
肾小球毛细血管网中血压较高，滤过面积大，有利于肾小球毛细血管中血浆快速滤过
管周毛细血管包绕在肾小管周围，毛细血管内血压低，同时血管内胶体渗透压高，有利于肾小管的重吸收
两种动脉：入球小动脉和出球小动脉
肾血流量的特点及其调节
肾血流量－正常成年人在安静状态下，流经两肾的血流量，约1200ml/min，相当于心输出量的20%~25%－肾脏是机体供血量最丰富的器官
约94%的血流供应肾皮质，约5%供应外髓部，剩余不到1%供应内髓部
肾髓质血流量少，流速慢，利于尿浓缩
肾皮质血流量大，确保肾小球的滤过作用
肾血流量的自身调节
定义－在没有外来神经、体液影响的情况下，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
肾动脉灌注压在70~180mmHg变动时，肾血流量经自身调节而保持相对稳定，使肾小球滤过率在此血压范围内保持稳定，机体对钠、水和其他物质的排泄不会因血压的波动而发生较大的变化，这对肾脏的尿生成功能具有重要意义
肌源学说
该学说认为肾血流量的自身调节是由肾脏小动脉血管平滑肌的特性决定的，故称为肌源性机制
在一定范围内，当肾灌注压升高时，入球小动脉血管平滑肌受到牵张，紧张性升高，更多的Ca2+从胞外进入胞内，使平滑肌收缩，血管口径相应地缩小，血流阻力增大
管－球反馈
该学说认为小管液流量的变化影响肾血流量和肾小球滤过率
当肾血流量和肾小球滤过率下降时，小管液在髓袢的流速变慢，使NaCl在髓袢升支的重吸收增加，结果导致流经远曲小管致密斑处的NaCl浓度降低，致密斑将信息反馈至肾小球，一是降低入球小动脉阻力，升高肾小球毛细血管静水压；二是增加球旁细胞释放肾素，激活生成血管紧张素，使出球小动脉收缩，升高肾小球毛细血管静水压
肾性高血压患者，不宜使用血管紧张素转换酶或血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂治疗，因为它们降低肾小球毛细血管静水压和肾小球滤过率，可引起急性肾衰竭
肾血流量的神经和体液调节
神经调节
肾交感神经兴奋时，可引起肾血管强烈收缩，肾血流量减少
体液调节
去甲肾上腺素、肾上腺素、血管升压素、血管紧张素Ⅱ、内皮素和腺苷均可引起入球小动脉收缩，肾血流量减少
PGI2、PGE2、NO和缓激肽均可引起血管舒张，肾血流量增加
正常情况下，肾主要通过自身调节来保持肾血流量和肾小球滤过率的相对稳定，以维持正常的尿生成；但在紧急情况下，则通过交感神经和肾上腺髓质激素等使全身血量重新分配，减少肾血流量，以保证心、脑等重要器官的血流供应
其他因素对肾血流量的调节
高蛋白摄入1~2小时内可使肾血流量和肾小球滤过率增加20~30%
糖尿病患者严重高血糖时也能使肾血流量和肾小球滤过率增加
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
肾小球滤过－血液流经肾小球毛细血管时，除蛋白质外，其余水分和小分子物质通过滤过膜进入肾小囊形成原尿（超滤液），是尿生成的第一步
微穿刺法获取超滤液
肾小球滤液是血浆的超滤液
肾小球滤过率和滤过分数
肾小球滤过率－单位时间内两肾生成的超滤液量（GFR），约为125ml/min，故24小时两肾滤过的血浆总量将高达180L
GFR与体表面积呈一定比例用单位体表面积的肾小球滤过率来比较时，男性的肾小球滤过率稍高于女性，个体间差异不大
滤过分数－肾小球滤过率与肾血浆流量的比值（FF），约为19%
意味着血液流经肾脏时，大约有1/5的血浆经肾小球毛细血管滤出，进入肾小囊形成超滤液
临床上
发生急性肾小球肾炎时，肾血浆流量变化不大，而肾小球滤过率却明显降低，因此滤过分数减小
发生心力衰竭时，肾血浆流量明显减少，而肾小球滤过率却变化不大，因此滤过分数增大
有效滤过压
肾小球毛细血管上任何一点的滤过动力可用有效滤过压表示
肾小球有效滤过压－促进超滤的动力与对抗超滤的阻力之间的差值
决定因素
肾小球毛细血管静水压－促使超滤液生成的力量－约45mmHg
肾小囊内压－对抗超滤液生成的力量－约10mmHg
肾小球毛细血管的血浆胶体渗透压－对抗超滤液生成的力量－约25mmHg
肾小囊内液胶体渗透压－促使超滤液生成的力量－约0mmHg
肾小球有效滤过压=（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+肾小囊内压）=10mmHg
肾小球毛细血管不同部位的有效滤过压并不相同，越靠近入球小动脉端，有效滤过压越高（因为毛细血管血液从入球小动脉端流向出球小动脉端时，不断生成超滤液，血浆中蛋白质浓度升高，胶体渗透压升高，滤过阻力增大，有效滤过压减小）
滤过平衡－滤过阻力等于滤过动力时，有效滤过压降为零，此时滤过停止，肾小球毛细血管只有在入球小动脉端到出现滤过平衡才能滤过
影响肾小球滤过的因素
肾小球毛细血管滤过系数
指在单位有效滤过压的驱动下，单位时间內通过滤过膜的滤液量－是滤过膜的有效通透系数和滤过面积的乘积
有效滤过压
肾小球毛细血管血压（正变）
其变化是生理状态下调节GFR的主要方式
肾小球毛细血管血压升高时GFR增加
当入球小动脉收缩，入球小动脉阻力增加，则肾小球毛细血管血压降低，GFR减少；当出球小动脉中度收缩时，出球小动脉阻力增加，从而使肾小球毛细血管血压升高，GFR轻度增加
囊内压（反变）
当肾盂或输尿管结石、肿瘤压迫或任何原因引起输尿管阻塞时，导致囊内压升高，从而使有效滤过压和肾小球滤过率降低
血浆胶体渗透压（反变）
静脉快速输入大量生理盐水使血浆蛋白被稀释、肝功能受损使血浆蛋白合成减少、肾小球毛细血管通透性增大使大量血浆蛋白从尿中丢失，导致血浆胶体渗透压降低，有效滤过压和肾小球滤过率增加
血浆蛋白降低时，体循环毛细血管网组织液生成增多，因此，在肝、肾疾病引起低蛋白血症的患者，常出现腹水或组织水肿
肾血浆流量（正变）
通过改变滤过平衡点而非有效滤过压实现的
肾血浆流量增大时，肾小球毛细血管中血浆胶体渗透压上升的速度减慢，滤过平衡点向出球小动脉端移动，甚至出现滤过不平衡的情况，即有效滤过面积增大故肾小球滤过率增加
肾交感神经强烈兴奋时，肾血流量和肾血浆流量明显减少，肾小球滤过率也显著降低
肾小管和集合管的物质转运功能
肾小管和集合管中物质转运的方式
肾小管和集合管重吸收量大并具有高度选择性
概念
小管液－超滤液进入肾小管
终尿－小管液经肾小管和集合管的重吸收和分泌形成
重吸收－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－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
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
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
正常人两肾生成的超滤液可达180L/d，而终尿量仅约1.5L/d，表明其中约99%的水被肾小管和集合管重吸收
小管液中的葡萄糖和氨基酸全部被重吸收，Na+、Ca2+和尿素等不同程度地被重吸收，而肌酐、H+等可被分泌到小管液中而排出体外
物质转运的方式
被动转运
不需要消耗能量，物质顺电化学梯度通过上皮细胞，浓度差和电位差是溶质被动重吸收的动力
单纯扩散、易化扩散、渗透、溶剂拖曳
主动转运
消耗能量，物质逆浓度梯度移动
原发性主动转运、继发性主动转运
跨细胞途径、细胞旁途径
肾小管上皮细胞通过入胞的方式重吸收少量小管液中的小分子蛋白质，消耗能量
肾小管和集合管中各种物质的重吸收和分泌
Na+、Cl-和水的重吸收
近端小管
是Na+、Cl-和水重吸收的主要部位，约2/3经跨细胞途径被重吸收，主要发生在近端小管的前半段。约1/3经细胞旁途径被重吸收，主要发生在在近端小管的后半段
近端小管的前半段
顶端膜：Na+-H+交换体、Na+-葡萄糖同向转运体、Na+-氨基酸同向转运体
基底膜：钠泵，葡萄糖和氨基酸经载体易化扩散离开上皮细胞，进入组织间液和血液循环
近端小管的后半段
顶端膜：Na+-H+交换体、Cl--HCO3-交换体，AQP1
基底膜：K+－Cl-交换体、AQP1
Cl-顺浓度梯度经紧密连接进入细胞间液而被重吸收－管腔内带正电荷，驱使小管液内的部分Na+顺电位梯度也通过细胞旁途径被动重吸收
AQP1主要分布在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，具有较高的水渗透通透性，是完成水的跨细胞重吸收的主要通道
近端小管中物质的重吸收为等渗性重吸收，故小管液为等渗溶液
髓袢
髓袢降支细段
对水通透，对NaCl不通透
小管液为递增的高渗溶液
髓袢升支细段
对水不通透，对NaCl通透
小管液为递减的高渗溶液
髓袢升支粗段
对Na+、Cl-、K+具有主动吸收作用，对水不通透
顶端膜：Ⅱ型Na+-K+-2Cl-同向转运体、钾通道
基底膜：钠泵、氯通道
呋塞米是高效利尿剂－应注意低血钾症
小管液为低渗溶液
远曲小管
前段
顶端膜：Na+-Cl-同向转运体
基底膜：钠泵
噻嗪类是中效利尿剂，应注意低血钾症
对水不通透
后段
顶端膜：钠通道
基底膜：钠泵
低效利尿剂，应注意高血钾症
对水不通透
集合管
两种细胞
主细胞－重吸收NaCl和水，分泌K+
闰细胞－主要分泌H+，也涉及K+的重吸收
远曲小管和集合管上皮细胞的紧密连接对Na+、K+、Cl-等的通透性较低，因此这些离子不易透过该部位返回小管液，即无泵－漏现象
集合管对水的重吸收量取决于主细胞对水的通透性
主细胞顶端膜和胞质中的囊泡内含水通道蛋白2，而在基底侧膜中则有AQP3、AQP4分布
上皮细胞对水的通透性取决于顶端膜AQP2的数量，抗利尿激素参与这一调节过程
HCO3-的重吸收与分泌
机体产生的挥发性酸（CO2）主要经肺排出，肾脏通过重吸收HCO3-和分泌H+以及分泌氨，在排出固定酸和维持机体的酸碱平衡中起重要作用
近端小管
约80%在近端小管重吸收
在近端小管进入小管液的H+与HCO3-结合为H2CO3，又很快解离为CO2和水（由碳酸酐酶催化），CO2很快以单纯扩散的方式进入上皮细胞，在细胞内，CO2和水又在碳酸酐酶作用下生成H2CO3，后者又解离为H+和HCO3-
大部分HCO3-与其他离子以同向转运的方式进入细胞间液，小部分则通过Cl--HCO3-交换的方式进入细胞间液（均由基底膜上钠泵供能）
近端小管重吸收HCO3-适宜CO2方式进行的，故HCO3-的重吸收优先于Cl-的重吸收
近端小管是分泌H+的主要部位，并以Na+-H+交换的方式为主
髓袢
对HCO3-的重吸收主要发生在升支粗段，机制有近端小管相同
远曲小管
Na+-H+交换
集合管
氢泵、H+－K+交换体
pH降低时，H+分泌减少
肾小管和集合管上皮细胞的碳酸酐酶受pH影响，pH降低时，其活性增加可生成更多的H+，有利于肾的排H+保碱
NH3、NH4-的分泌与H+和HCO3-的转运的关系
近端小管中， 一分子谷氨酰胺被代谢时，可生成2个NH4+进入小管液，同时回收2个HCO3-
集合管中，尿中每排出1个NH4+可有1个HCO3-被重吸收
NH3的分泌与H+的分泌正相关，促进排酸保碱，调节机体酸碱平衡
K+的重吸收和分泌
有65%~70%在近端小管被重吸收，25%~30%在髓袢被重吸收，在这些部位的重吸收比例是比较固定的
K+的分泌－远端小管和集合管上皮细胞内的K+浓度较高，顶端膜对K+有通透性，K+可顺化学梯度通过肾脏钾通道进入小管液（因细胞内高K+和Na+重吸收导致小管液呈负电位）
肾脏对K+的排出量主要取决于远端小管和集合管上皮细胞K+的分泌量（排钾利尿剂保钾利尿剂）
K+的分泌量与肾小管泌H+呈负相关（近端小管除有Na+-H+交换外，还有Na+-K+交换，两者之间存在竞争性抑制关系）
酸中毒与高血钾症并存
葡萄糖和氨基酸的重吸收
正常情况下，尿中几乎不含葡萄糖，表明葡萄糖全部被重吸收
滤过的葡萄糖均在近端小管，特别是近端小管的前半段被重吸收
在顶端膜通过Na+-葡萄糖同向转运体，以继发性主动转运的方式被转入细胞，在基底膜通过易化扩散的方式进入组织间液
肾糖阈－当血糖浓度达180mg/100ml血液时，有一部分肾小管对葡萄糖的吸收已达极限，尿中开始出现葡萄糖，此时的血浆葡萄糖浓度称为肾糖阈
正常人两肾的葡萄糖重吸收的极限量，男性平均375mg/min,女性平均为300mg/min
和葡萄糖一样，由肾小球滤过率的氨基酸也主要在近端小管被重吸收，其吸收方式也是继发性主动重吸收，也需Na+的存在，但有多种类型氨基酸转运体
钙的重吸收与排泄
约70%在近端小管被重吸收，与Na+的重吸收平行，20%在髓袢（升支粗短），9%在远端小管和集合管被重吸收（小管液为负电位，故是跨细胞途径的主动转运），小于1%随尿排出
尿素的重吸收与排泄
近端小管可以吸收40%~50%肾小球滤过的尿素，部分节段通过尿素通道蛋白增加该节段对尿素的通透性
肾内尿素再循环
肾小管尿素重吸收
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
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、UT-A3对尿素高度通透，使浓缩的尿素扩散到内髓部组织
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
直小血管对尿素渗透梯度的影响
内髓部组织的高浓度尿素通过直小血管升支的窗孔进入，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，再通过直小血管降支的UT-B进入内髓部－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
除直小血管升支内皮细胞以微孔方式通透尿素外，髓袢降支细段、内髓部集合管和直小血管降支对尿素的通透均由尿素通道介导
NaCl和尿素维持内髓部高渗的作用各约占50%
经肾小球滤过的尿素有20~30%经尿液排出体外
其他一些代谢产物和进入体内的异物的排泄
肌酐可通过肾小球滤过，也可被肾小管和集合管分泌和重吸收（少量）
检测尿中酚红的排泄量可作为判断近端小管排泄功能的粗略指标（94%由近端小管主动分泌进入小管液中并随尿排出
影响肾小管和集合管重吸收与分泌的因素
小管液中溶质的浓度
排出1g溶质，约需溶解15ml水
渗透性利尿：溶质浓度升高－渗透压升高－水的重吸收下降－小管液中Na+因被稀释而浓度下降－更多的水保留在小管液中－尿量增多
糖尿病患者由于血糖浓度升高而使超滤液中的葡萄糖超过近端小管对糖的最大转运率，造成肾小管溶质浓度升高，结果使水和NaCl的重吸收减少，尿量增多
临床上利用渗透性利尿原理，给患者静脉注射可经肾小球自由滤过但不被肾小管重吸收的物质，如甘露醇、山梨醇，可用作脱水药－治疗脑水肿和青光眼等，以降低颅内压和眼内压，也可用于心肾功能正常的水肿和少尿以及预防肾衰竭
球-管平衡
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%，这称为近端小管的定比重吸收，这种定比重吸收的现象称为球-管平衡
定比重吸收产生机制主要与肾小管周围毛细血管内血浆胶体渗透压的变化有关
生理意义－保持尿量和尿钠的相对稳定
尿液的浓缩和稀释
概述
尿液的浓缩和稀释是尿液的渗透压和血浆渗透压相比而言
分类
高渗尿－当体内缺水时，尿液被浓缩，排出而尿渗透压明显高于血浆渗透压－大量出汗、呕吐、腹泻
低渗尿－当体内液体量过多时，尿液被稀释，排出尿液的渗透压低于血浆渗透压－大量输液、饮水
等渗尿－相当于尿液浓缩和稀释功能下降－肾衰竭
正常人尿液的渗透压50~1200mOsm/(Kg.H2O）之间波动，表明肾脏有较强的浓缩和稀释能力
意义－在维持体内液体平衡和渗透压稳定方面起重要作用
尿量
多尿－24小时尿量超过2.5L
少尿－24小时尿量少于400ml
无尿－24小时尿量不足100ml
急性肾衰竭的重要表现
尿液的浓缩机制
概述
产生浓缩尿的必要因素
肾小管特别是集合管对水的通透性
肾脏髓质组织间液形成高渗渗透梯度，进一步促进水的重吸收
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
当有ADH存在时，集合管水通道蛋白2的表达增加，对水的通透性增加，加之周围组织液渗透浓度较高，小管液中大量的水进入组织间液，小管液被浓缩，形成高渗尿
肾髓质间质渗透浓度梯度的形成
逆流倍增机制
髓袢和集合管的结构排列
构成逆流系统
髓袢和集合管各段对水和溶质的通透性和重吸收不同
近端小管－水和各种溶质都能进行选择性的重吸收，故小管液接近于等渗溶液
髓袢降支细段－对水通透，对溶质不通透，同时髓质组织间液的高浓度尿素进入小管液，使小管液从上至下形成一个逐渐升高的浓度梯度，至髓袢折返处，管内液体的渗透压达到峰值
髓袢升支粗短－对水不通透，对溶质通透，使溶质被重吸收，增加内髓部的渗透压
髓袢升支粗段－对水不通透，对溶质通透，使外髓部组织间液渗透压升高
髓袢升支粗段通过NKCC2对NaCl的主动重吸收是逆流倍增机制的最重要的一个环节
外髓部组织间液的高渗是NaCl维持的
远曲小管－对水不通透，对溶质通透，小管液的渗透浓度降至最低
集合管－对水和溶质都通透，皮质部和外髓部对尿素不通透，随着水的重吸收，小管液中尿素浓度不断增加，达到内髓部后，对尿素通透，使内髓部组织间液渗透浓度升高
外髓部组织间液的高渗是NaCl和尿素共同维持的
重要原因
髓袢升支粗段主动重吸收溶质，对水不通透，增加外髓部间液的渗透压，是建立髓质间液高渗透梯度的最重要的起始动力
髓袢降支细段对水通透，对溶质不通透，增加了小管液的渗透梯度
髓袢升支细段对水不通透，对溶质通透，小管液中高浓度的溶质被动扩散到内髓部
尿素再循环，增加内髓部组织间液的尿素浓度，和溶质一起形成了内髓部组织间液的高渗
不断滤过的小管液，推动小管液从髓质到集合管，向肾乳头方向流动，促进了肾脏建立从外髓部到内髓部组织间由低到高的渗透浓度梯度，，机体形成浓缩的尿液
直小血管的逆流交换机制
意义－使物质能持续滞留在该部位而不被循环血液带走，从而维持肾髓质间液的高渗环境
对水和溶质都高度通透
过程
当血液沿直小血管降支向髓质深部流动时，在任一平面的组织间液渗透浓度均比直小血管内血浆渗透压浓度高，故组织间液中溶质顺浓度差向直小血管内扩散，而直小血管内的水则顺浓度差进入组织间液
当血液在直小血管升支内流动时，由于血浆渗透压比任一平面髓质间隙的渗透压要高，使得血液中的溶质扩散进入髓质间液，而髓质间液的水则渗入升支的血液
直小血管对维持髓质间液高渗梯度的能力是流量依赖性的
正常情况下髓质血流量减少，流速较慢有利于Na+和尿素在直小血管升、降支中循环
如果过量增加直小血管的血流量以及流速加快，会导致髓质渗透梯度的减小，从而影响尿液的浓缩
抗利尿激素促进集合管水的重吸收、浓缩尿液
髓质高渗是小管液中水的重吸收动力，但重吸收的量则取决于集合管对水的通透性
抗利尿激素是决定集合管上皮细胞对水通透性的关键激素
抗利尿激素分泌增加，集合管上皮细胞对水的通透性增加，水的重吸收量增加，小管液的渗透浓度就升高，即尿液被浓缩
抗利尿激素分泌减少，集合管对水的通透性降低，水的重吸收减少，远曲小管的低渗小管液得不到浓缩，同时，集合管还主动重吸收溶质，使尿液的渗透浓度进一步降低，即尿液被稀释
尿液的稀释机制
主要发生在集合管
饮大量清水后，血浆晶体渗透压降低，引起抗利尿激素释放减少，导致尿量增加，尿液被稀释
影响尿液浓缩和稀释的因素
髓质间液高渗环境是水重吸收的动力，而抗利尿激素则调节集合管对水的通透性，造成终尿的渗透浓度随机体内水和溶质的情况而发生大幅度的变化，产生高渗尿或低渗尿
影响肾髓质高渗形成的因素
由髓袢逆流倍增机制所形成的，而逆流倍增机制的效率与髓袢长度（正变）、对水和溶质的通透性和髓质的组织结构有关
Na+、Cl-是形成肾髓质间液高渗的重要因素
形成肾髓质高渗的另一重要因素是尿素
一些营养不良、长期蛋白质摄入不足或老年人，蛋白质代谢减少，尿素生成量减少，可影响内髓部高渗的形成，从而降低尿浓缩功能
髓袢结构的完整性也是逆流倍增机制的重要基础
影响集合管对水通透性的因素
若抗利尿激素完全缺乏或肾小管和集合管缺乏抗利尿激素受体时，可出现尿崩症，每天可排出高达20L的低渗尿
直小血管血流量和血流速度对髓质高渗维持的影响
当直小血管的血流量增加或血流速度过快时，可从肾髓质组织间液中带走较多的溶质，使肾髓质间液渗透梯度下降
肾血流量明显减少，血流速度变慢，则可导致供养不足，使肾小球转运功能发生障碍，特别是髓袢升支粗段主动吸收氯化钠的功能受损，从而影响髓质间液高渗的维持
尿生成的调节
神经调节
对肾小管的支配以近端小管、髓袢升支粗段、远端小管为主
肾交感神经兴奋时，释放去甲肾上腺素
与肾脏血管平滑肌α受体相结合，引起肾血管收缩而减少肾血流量，使毛细血管血压下降，肾小球滤过率下降
通过激活β受体，使球旁细胞释放肾素，导致循环血液中血管紧张素Ⅱ和醛固酮浓度增加，增加肾小管对水和氯化钠的重吸收，使尿量减少
与α1-肾上腺素能受体结合，刺激近端小管和髓袢对氯化钠和水的重吸收－可被哌挫嗪阻断
影响因素
循环血量增加，可以通过心肺感受器反射，抑制交感神经的活动
动脉血压增高，可以通过压力感受器反射，减弱交感神经活动
严重失血时，机体处于应激状态，肾交感神经兴奋，传出冲动使肾小球滤过率减少，以保证重要器官的血供
体液调节
抗利尿激素
由位于下丘脑视上核和室旁核的神经内分泌细胞合成
抗利尿激素通过调节集合管主细胞AQP2的蛋白表达量和转为，调节集合管对睡的重吸收，从而影响尿量和尿渗透压
调节
血浆晶体渗透压
最重要，刺激下丘脑前部室周器的渗透压感受器
当血浆晶体渗透压升高1~2%时，即可引起反应，使抗利尿激素分泌增加
大量出汗、严重腹泻、呕吐、高热等导致机体失水多于溶质的丢失，血浆晶体渗透压升高，视上核及其周围区域渗透压感受器受刺激，使神经垂体释放抗利尿激素，集合管管腔膜对水通透性增加，水的重吸收增多，尿液浓缩，尿量减少
水利尿－当大量饮清水后，血液被稀释，血浆晶体渗透压降低，引起抗利尿激素分泌减少，集合管对水的重吸收减少，尿液稀释，尿量增加 －临床上可用此现象来检测肾的稀释能力
饮大量生理盐水，不会导致尿量大量增多
静脉注射大量生理盐水，会导致尿量增多
循环血量
当循环血量减少时，静脉回心血量减少，对心肺感受器的刺激减弱，经迷走神经传入至下丘脑的冲动减少，对抗抗利尿激素释放的抑制作用减弱或消失，故抗利尿激素释放增加
动脉血压在正常范围（平均呀约为100mmHg），压力感受器传入冲动对抗抗利尿激素的释放起抑制作用
心肺感受器和压力感受器对相应刺激的敏感性要比渗透压感受器低，一般需要循环血量或动脉血压降低5%~10%以上时，才能刺激抗利尿激素释放
其他因素
刺激抗利尿激素分泌：恶心、疼痛、窒息、应激刺激、低血糖、血管紧张素Ⅱ、烟碱、吗啡
抑制抗利尿激素分泌：乙醇、心房钠尿肽
肾素-血管紧张素-醛固酮系统
肾素分泌的调节
肾内机制
感受器是牵张感受器和致密斑
位于入球小动脉的牵张感受器能够感受肾动脉的灌注压（对动脉壁的牵张程度），位于远曲小管起始部的致密斑能感受流经该处小管液中的NaCl量
当肾动脉灌注压降低时，入球小动脉壁受牵张的程度减小，则刺激肾素释放
当肾小球滤过率减少或其他原因导致流经致密斑的小管液中NaCl量减少时，肾素释放增加
神经机制
肾交感神经兴奋时其末梢释放去甲肾上腺素，后者作用于球旁细胞膜中的β受体，可直接刺激肾素释放－急性大失血、血量减少、血压下降
体液机制
儿茶酚胺、PGE3、PGI2可刺激球旁细胞释放肾素，低盐饮食可显著增加肾素表达水平
血管紧张素Ⅱ、抗利尿激素、心房钠尿肽、内皮素、NO可抑制肾素的释放
血管紧张素Ⅱ调节尿生成的功能
在生理浓度时可通过作用于近端小管上皮细胞的血管紧张素受体而直接促进钠的重吸收
也可影响肾血流动力学，即通过收缩出球小动脉为主而引起肾小球毛细血管血压升高，使滤过增加
在血管紧张素2浓度较低时，主要引起出球小动脉收缩，肾血流量减少，而肾小球毛细血管血压升高，故肾小球滤过率变化不大
在血管紧张素2浓度较高时，入球小动脉强烈收缩，则肾小球滤过率减小
在入球小动脉，血管紧张素2可使血管平滑肌生成PGI2和NO，而这些物质又能减弱血管紧张素2的缩血管作用
醛固酮的功能
主要作用于肾远曲小管和集合管的上皮细胞
保3Na＋、保水、排2K＋
心房钠尿肽
由心房肌细胞合成
排Na＋、排水，血管平滑肌舒张
对肾脏的作用
使肾小球滤过率增大
抑制水和氯化钠的重吸收
抑制肾素、醛固酮和抗利尿激素的合成和分泌
其他因素
缓激肽可使肾小动脉舒张，抑制集合管对Na＋和水的重吸收
NO可对抗AngⅡ和去甲肾上腺素的缩血管作用
PGE2和PGI2能舒张小动脉，增加肾血流量，抑制近端小管和髓袢升支粗段对Na＋的重吸收，导致尿钠排出量增加，且可对抗抗利尿激素，使尿量增加和刺激球旁细胞释放肾素
尿生成调节的意义
在保持机体水平衡中的作用
人体内液体的容量调节主要是通过对尿生成的调节来实现
抗利尿激素在调节肾脏水重吸收中所起的作用最为重要
在保持机体电解质平衡中的作用
Na＋和K＋的平衡-醛固酮是肾调节氯化钠排出的最重要体液因素
Ca2＋的平衡-最重要因素为甲状旁腺激素
在维持机体酸碱平衡中的作用
作用持久（即时效应-缓冲系统）
碳酸酐酶
清除率
清除率的概念及计算方法
定义-两肾在单位时间内能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质的清除率（C）
是一个推算的数据，更能反映的是每分钟内所清除的某种物质的量来自多少毫升血浆，或相当于多少毫升血浆中所含的某物质的量
测定清除率的意义
测定肾小球的滤过率
菊粉清除率
菊粉可被肾小球自由滤过，并在肾小球和集合管不被重吸收和分泌
可用来代表肾小球滤过率
内生肌酐清除率
内生肌酐清除率在数值上较接近肾小球滤过率，故临床上常用它来推测肾小球滤过率
测定肾血浆流量、滤过分数和肾血流量
碘瑞特、对氨基马尿酸（PAH）-当血液流经肾脏一个周期后，碘瑞特和PAH经过肾脏大约有90%可从血浆中清除，故其清除率可代表有效肾血浆流量、滤过分数及肾血流量
推测肾小管功能
葡萄糖可通过肾小球自由滤过，但其清除率几近于零，表明葡萄糖可被肾小管全部重吸收
假如某一物质的清除率小于肾小球滤过率，可以肯定该物质必定在肾小管被重吸收，但不能排除它也能被肾小管分泌的可能性，因为当重吸收量大于分泌量时，其清除率仍小于肾小球滤过率
如果某物质的清除率大于肾小球滤过率，则表明肾小管必定能分泌该物质，但不能排除该物质可被肾小管重吸收的可能性
自由水清除率
是用清除率的方法定量测定肾排水情况的一项指标，即对肾产生无溶质水能力进行定量分析的一项指标
无溶质水指尿液在被浓缩的过程中肾小管每分钟从小管液中重吸收的纯水量，亦即从尿中除去的那部分纯水量
结果
Uosm/Posm＜1，即尿液低渗时，自由水清除率为正值
Uosm/Posm＞1，即尿液高渗时，自由水清除率为负值
作为肾小管保留水分的能力的一个指标
尿的排放
膀胱的排尿是间歇地进行的
输尿管的运动
输尿管与肾盂连接处的平滑肌细胞有自律性，可产生规则的蠕动波，其推进速度2～3cm/s，将尿液送入膀胱
膀胱和尿道的神经支配
副交感神经-盆神经-末梢释放乙酰胆碱，激活逼尿肌的M受体，使逼尿肌收缩和尿道内括约肌舒张-促进排尿
交感神经-腹下神经-末梢释放去甲肾上腺素，激活β受体，使膀胱逼尿肌松弛，而激活α受体使内括约肌收缩和血管收缩（感觉传入纤维-引起膀胱痛觉）
躯体运动神经-阴部神经-膀胱外括约肌收缩（排尿反射可反射性抑制阴部神经）
排尿反射
是一种脊髓反射，即该反射在脊髓水平就能完成，但在正常情况下，排尿反射受脑的高级中枢控制，可有意识地抑制或加强其反射过程
引起排尿反射的主要因素是膀胱内压的升高
正反馈
排尿异常
排尿反射弧的任何一个部位受损，或骶段脊髓排尿中枢与高位中枢失去联系，都会导致排尿异常
无张力膀胱-膀胱的传入神经受损，膀胱充盈的传入信号不能传到骶段脊髓，则膀胱充盈时不能反射性引起张力增加，故膀胱充盈膨胀，膀胱壁张力下降
溢流性尿失禁-膀胱过度充盈时，可发生溢流性滴流，即从尿道溢出数滴尿液
尿潴留-支配膀胱的传出神经（盆神经）或骶段脊髓受损，排尿反射不能发生，膀胱变得松弛扩张，大量尿液滞留在膀胱内
尿失禁-高位脊髓受损后，骶部排尿中枢的活动不能得到高位中枢的控制，虽然脊髓排尿反射的反射弧完好（主要发生在脊髓休克恢复后）