第08章：尿的生成和排出

生理学第九版，人民卫生出版社。

尿的生成和排出

• 尿生成的过程
  • 1、血液经肾小球毛细血管时滤过形成超滤液
  • 2、超滤液被肾小管和集合管选择性重吸收到血液
  • 3、肾小管和集合管的分泌，形成终尿
• 第一节 肾的功能解剖和肾血流量
  • 一、肾的功能解剖
    • （一）肾脏的功能单位-肾单位
      • 1、肾单位
        • 肾小体
          • 肾小囊
          • 肾小球
        • 肾小管
          • 近端小管
            • 近曲小管
            • 髓拌降支粗段
          • 髓拌细段
            • 降支细段
            • 升支细段
          • 远端小管
            • 升支粗段
            • 远曲小管
      • 2、集合管
      • 3、皮质肾单位和近髓肾单位
    • （二）球旁器
      • 球旁细胞=颗粒细胞
      • 致密斑
        • 管-球反馈
      • 球外系膜细胞
    • （三）滤过膜的构成
      • 1、毛细血管内皮细胞
        • 窗口
          • 有负电荷糖蛋白，阻止负电荷物质通过
      • 2、毛细血管基膜
        • 多角形网孔
      • 3、肾小囊上皮细胞=足细胞
        • 滤过裂隙膜上的孔
      • 滤过膜通透性不仅取决于滤过膜孔的大小，还取决于滤过膜所带电荷。
      • 血管系膜=球内系膜
        • 球内系膜细胞
        • 系膜基质
    • （四）肾脏的神经支配
      • 脊髓（T12- L2）→交感神经→入球、出球小A、肾小管、球旁细胞→调节肾血流量、GFR、肾小管重吸收及肾素的释放。
      • 少数肾神经→多巴胺→扩张血管。
      • 肾不受副交感神经支配。
    • （五）肾脏的血液供应及肾血流量的特点
      • 1. 肾的血液供应：
        • 腹主A→ 肾A→ 叶间A→ 弓形A→ 小叶间A→入球小A→肾小球Cap网 → 出球小A→ 肾小管周围Cap网（直小血管）→ 小叶间V→弓形V→叶间V→肾V →下腔静脉→心脏。
      • 2. 肾循环的特点：
        • （1）肾血流量大，分布不均匀
          • 每分钟1200ml，为心输出量的1/5-1/4。
          • 94%→皮层，利于泌尿
          • 5%→外髓层
          • 1%→内髓，利于尿的浓缩
        • （2）两次形成毛细血管网
          • ① 肾小球cap网 —— 血压较高
            • 由于：a. 肾A来自腹主A，短、阻力消耗少 b. 皮质肾单位入球小A口径>出球小A 故：肾小球 cap内血压高，利于血浆中的水和 溶质由肾小球滤入肾小囊内 —— 肾小球的滤过
          • ② 肾小管周围cap网 —— 血压较低
            • 由于： a. 血流经过入球和出球二套小A能量的消耗，BP↓↓ b. 血浆经肾小球超滤过后蛋白质浓度↑→胶体渗透压↑ 故：利于肾小管中的液体回吸收入管周cap内 —— 肾小管的重吸收
        • （3）直小血管：近髓肾单位出球小A→管周cap网和U型直小血管（维持肾髓质间液的渗透压梯度）。
  • 二、肾血流量的特点及其调节
    • （一）肾血流量的自身调节
      • 肌源学说
        • 由肾脏小动脉平滑肌的特性决定。 A、肾血流量↑→BP↑（70-180mmHg）→入球小A受 牵拉↑→平滑肌张力↑→管壁平滑肌收缩→管径↓→ 阻力↑→肾血流量↓。 B. 当肾A的BP低于70或高于180mmHg时，因小A平 滑肌的舒张及收缩已达极限，故自身调节不能维持。
      • 管-球反馈
        • 由肾小管将信息反馈到肾小球，引起肾血流量变化。 肾小球血流量↓ （cap压↓ ）→肾小球滤过滤↓ →小管液Na+ 、Cl- ↓ →致密斑感受器 → ① 入球小A舒张 ② 球旁C→肾素释放↑→血管紧张素II↑ →出球小A收缩 → 肾小球血流量↑ （cap压↑）→肾小球滤过滤↑。
    • （二）肾血流量的神经和体液调节
      • 1. 神经因素（仅有交感N ） 分布于 皮质肾单位入球小A上 髓质肾单位出球小A上 → NA+α-R→血管收缩→肾Q↓。 分布于球旁细胞→肾素↑。
      • 2. 体液因素 Adr、NA、升压素、血管紧张素等→肾血管收缩。 如：运动、大失血、缺O2、休克时肾血流量↓。 DA 、 PG、NO等→肾血管舒张→ 肾血流量↑ 。
    • （三）其他因素的调节
• 第二节 肾小球的滤过功能
  • 一、肾小球的滤过作用
    • （一）肾小球的滤过液成分
      • 滤过
        • 单纯滤过：将血液中细胞成份滤除的过程。
        • 超滤过：不仅将血液中细胞成份滤除且大分子的血浆蛋白也被滤除。
        • 滤过（filtration）：指血液流经肾小球时血浆中的水份和小分子物质通过滤过膜滤入肾小囊形成原尿的过程。
    • （二）肾小球滤过率和滤过分数
      • 1.肾小球滤过率（glomerular filtration rate,GFR）: 单位时间内（每分钟）两肾滤过液体的总量。 正常值：125ml/min → 180L/24h
      • 2.滤过分数（filtration fraction，FF）： 每分钟从肾小球滤过的血浆量（滤过率）与肾血浆流量的百分比。
      • 滤过分数=肾小球滤过率/肾血浆流量=125/660=19%； 即1/5肾血量变为超滤液。 以上为衡量肾功能的指标。
    • （三）有效滤过压
      • (有效滤过压=肾小球cap压+囊内液胶体渗透压）—（血浆胶渗压+囊内压）
  • 二、影响肾小球滤过的因素
    • （一）肾小球毛细血管滤过系数
      • 滤过膜有效通透系数
      • 滤过面积
    • （二）有效滤过压
      • 1、肾小球毛细血管血压
      • 2、囊内压
      • 3、血浆胶体渗透压
    • （三）肾血浆流量
• 第三节 肾小管和集合管的物质转运功能
  • 一、肾小球和集合管中物质转运的方式
    • 1、重吸收量大且有高度选择性
      • 重吸收：肾小管上皮细胞将物质从小管液中转运至血液中的过程。
      • 分泌：肾小管上皮细胞将自身产生或血液中的物质转运至小管液的过程。
    • 2、物质转运的方式
      • （1）被动转运=物质顺电化学差由小管液入组织液（扩散）。不需消耗ATP。水被动转运动力：渗透压之差。溶质被动转运动力：浓度差、电位差。
      • （2）主动转运物质逆电化学差由小管液入组织液（泵）。 需直接或间接消耗ATP。
        • 原发性主动转运：Na+泵。
        • 继发性主动转运：同向、逆向转运：G、aa与Na+；
          • Na+-H+等。按路径方式分：跨细胞途径、细胞旁途径。
  • 二、肾小管和集合管中各种物质的重吸收和分泌
    • （一）na、cl、和水的重吸收
      • 1、近端小管65%-70%
        • （1）前半段
          • A. 前半段： 跨上皮途径（主动过程） 基侧膜上的Na+泵 管腔膜上的Na+-H+逆向转运体 Na+-X（G、aa）同向转运体
          • H2O：近端小管 通过AQP1以渗透方式呈等渗性重吸收，与机体是否缺水无关。
        • （2）后半段
          • a.跨上皮途径(主动过程） Na+-H+、Cl--HCO3- 逆向交换体→Na+、Cl- 进入细胞
          • b.细胞旁路途径（被动过程） Cl-顺浓度梯度↘ 细胞旁路→管周cap Na+顺电位差↗
      • 2、髓拌20%
        • （1）降支细段
          • 降支细段： Na＋重吸收↓H2O重吸收↑
        • （2）升支细段
          • 升支细段： Na＋、Cl－重吸收↑；H2O不重吸收 → 小管液渗透压逐渐↓。
        • （3）升支粗段
          • 升支粗段： Na＋-K+-2Cl-主动重吸收, H2O不重吸收 →小管内渗透压进一步↓↓；但近髓部肾间质渗透压升高。
      • 3、远曲小管和集合管12%
        • （1）远曲小管
          • 远曲小管前段：Na＋-Cl－同相转运 体：主动重吸收Na＋、Cl－（12％）。
          • 远曲小管后段：管腔膜Na＋通道:Na＋扩散入细胞，管腔负电→K+出，Cl-进。
        • （2）集合管
          • 对Na＋ （主动）和Cl－（被动）重吸收；分泌K＋ Na＋的重吸收受醛固酮、水的重吸收受ADH调节
    • （二）hco的重吸收与h的分泌
      • 1、近端小管
      • 2、髓拌
      • 3、远曲小管
      • 4、集合管
    • （三）nh3和nh4的分泌与h和hco的转运关系
      • NH3为脂溶物，易扩散入管腔（PH↓），它的分泌利于H+-Na+交换和NaHCO3的重吸收，排酸保碱。
    • （四）k的重吸收和分泌
      • 原尿中K+大部分在近端小管重吸收；终尿中的K+为远曲、集合管的被动分泌，动力来自Na+的主动重吸收 过程：Na+主动吸收→管腔负电位（-10 ～ 45mv）→ K+顺电位梯度分泌入管腔（K+-Na+交换）。
      • H+-Na+与K+-Na+交换具竞争作用。 如：酸中毒 → CA活性↑→ H+生成↑→ H+-Na+交换↑ →K+-Na+交换↓→ 排H+↑、K+↓→高K+血症
    • （五）葡萄糖和氨基酸的重吸收
    • （六）钙的重吸收与排泄
    • （七）尿素的重吸收与排泄
  • 三、影响因素
    • （一）小管液中溶质的浓度
      • 小管液浓度渗透压 H2O重吸收 尿量。 如：糖尿病，进食大量G, 注射甘露醇等。
      • 渗透性利尿：由于小管液中溶质浓度升高而引起尿量增多的现象。
    • （二）球-管平衡
      • 球-管平衡： 肾小球的滤过率与近端小管的重吸收保持一个平衡状态。。
      • 意义：保持尿量不致因肾小球滤过率的变化而发生大幅度波动。 机理：与近端小管对Na+的定比重吸收有关。
      • 定比重吸收（constant　fraction reabsorption）：近端小管对Na+和H2O的重吸收率始终为肾小球滤过率的65%～70%。
• 第四节 尿液的浓缩和稀释
  • 一、尿液的浓缩机制
    • 原因：小管液中水被重吸收而溶质仍留在小管液中。
      • 条件：1.集合管对水通透（ADH的量）
      • 2.肾髓质组织液形成高渗透浓度梯度
    • （一）肾髓质间质渗透浓度梯度的形成
      • 1、逆流倍增机制
        • （1）髓拌和集合管的结构排列
          • 1）髓拌降支细段
          • 2）髓拌升支细段
          • 3）髓拌升支粗段
          • 4）远曲小管
          • 5）集合管
        • （2）髓拌和集合管各段对水和溶质的通透性和重吸收不同
      • 2、直小血管的逆流交换机制
    • （二）抗利尿激素促进集合管水的重吸收，浓缩尿液
  • 二、尿液的稀释机制
  • 三、影响因素
    • （一）影响肾髓质高渗形成的因素
      • 髓袢长度、对水和溶质的通透性；
      • 髓袢升支粗段主动重吸收Na+ 、Cl-；
      • 尿素的再循环。
    • （二）影响集合管对水通透性的因素 （ADH）
      • ADH 水重吸收 尿少（浓缩成高渗尿）
      • ADH 水重吸收 尿多（稀释成低渗尿）
    • （三）直小血管血流量和血流速度对髓质高渗维持的影响
      • 血流量↑、血流速度↑ →肾髓质组织液带走较多溶质→肾髓质间液渗透浓度梯度↓→肾浓缩功能↓。
      • 血流量↓、血流速度↓→供氧不足→肾小管功能↓→髓袢升支粗段主动重吸收Na+ 、Cl-↓→髓质间液高渗形成受损→肾浓缩功能↓。
• 第五节 尿生成的调节
  • 一、神经调节
    • 仅有肾交感神经的作用: 1. 肾交感神经 (+) → NA + α-R →血管收缩→肾血流量↓ →肾滤过率↓。 2. NA→β-R→（+）近球细胞→肾素↑→血管紧张素、醛固 酮↑ →保钠排钾↑。 3. NA→近端小管和髓袢α1-R→Na+ 、Cl-、H2O 重吸收↑。
  • 二、体液调节
    • （一）抗利尿激素(antidiuretic hormone,ADH)
      • 影响因素
        • 1、血浆晶体渗透压
        • 2、循环血量
          • 血量↑→左心房被扩张→容量感受器⊕→ 迷走N→下丘脑—神经垂体释放ADH↓→水重吸收↓→尿量↑→循环血量↓。
        • 3、其他
          • 恶心
          • 疼痛
          • 应激反应
    • （二）肾素-血管紧张素-醛固酮系统（RAAS）
      • 1. 肾素
        • 分泌：球旁细胞分泌肾素（蛋白水解酶）
        • 分泌的调节：
      • 2. 醛固酮：
        • 分泌：肾上腺皮质球状带
        • 作用：促进远曲小管、集合管保钠、保水、排钾
        • 刺激分泌的因素：血管紧张素、血K+ / Na+
        • 作用机制：醛固酮远曲→小管、集合管上皮细胞胞浆内受体 →激素-受体复合物→细胞核→调节基因转录→mRNA→多种醛固酮诱导蛋白（钠通道、ATP酶、钠泵）→ 远曲小管、集合管保钠、保水、排钾。
    • (三) 心房钠尿肽(ANP)
      • 分泌 : 心房壁受牵拉，心房肌分泌
      • 作用：排钠利尿
      • 作用机制： 1. ANP→cGMP→血管平滑肌细胞内Ca2+↓→入球小动脉 扩张→肾小球滤过率↑。 2. ANP →cGMP→钠通道关闭→集合管重吸收NaCl↓。 3. 使肾素、醛固酮、血管升压素分泌↓。
• 第六节 清除率
• 第七节 尿的排放