腎臟的排泄功能(ppt),第一節(jié) 概 述,一、排泄的概念和途徑,排泄(excretion)是指機(jī)體將物質(zhì)代謝的最終產(chǎn)物、進(jìn)入機(jī)體內(nèi)環(huán)境的異物和有害物質(zhì)以及攝入的過(guò)剩物質(zhì)，經(jīng)血液循環(huán)通過(guò)一定途徑排出體外的過(guò)程。,機(jī)體排泄的途徑：,【1】隨呼吸排出CO2和少量水分；【2】由皮膚通過(guò)汗腺分泌汗液，排出一部分水分、尿素和鹽類；【3】由消化道排出的主要是經(jīng)肝代謝產(chǎn)生的膽色素和腸粘膜排出的無(wú)機(jī)鹽（如鈣、鎂、鐵等）；【4】由腎臟以尿液的形式排泄。,二、腎臟功能概述: (一)泌尿功能: 排除代謝終產(chǎn)物、過(guò)剩的電解質(zhì)及進(jìn)入體內(nèi)的異物; 調(diào)節(jié)細(xì)胞外液量和血液的滲透壓; 調(diào)節(jié)水、電解質(zhì)和酸堿平衡。,少尿的定義24小時(shí)尿量少于500ml；每小時(shí)尿量少于15ml。,多尿的定義24小時(shí)尿量大于2500ml。,無(wú)尿的定義24小時(shí)尿量小于100ml。,(二)內(nèi)分泌功能:,腎素（renin） 前列腺素（prostaglandin，PG） 促紅細(xì)胞生成素（erythropoietin，EPO） 活性維生素D3 1，25-（OH）2-D3,功能：對(duì)血容量和血壓起調(diào)節(jié)作用的腎素 刺激骨髓造血的促紅細(xì)胞生成素 具有強(qiáng)烈舒血管作用的前列腺素 調(diào)節(jié)鈣磷代謝的活性維生素D3,1、腎單位（nephron）,三、腎臟的功能解剖和血液循環(huán)特征,(一)腎的功能解剖,腎單位,腎小體,腎小管,腎小球,腎小囊,近曲小管,降支粗段降支細(xì)段升支細(xì)段,髓 袢,遠(yuǎn)曲小管,升支粗段,近球小管,遠(yuǎn)球小管,腎單位是腎臟結(jié)構(gòu)和功能的基本單位。,濾液(原尿),濾過(guò),腎小管,集合管,重吸收 分泌與排泄,終尿,Cortical nephron 皮質(zhì)腎單位 Juxtamedullary nephron 近髓腎單位,2、兩種類型的腎單位,兩種腎單位比較,皮質(zhì)腎單位,近髓腎單位,數(shù)量,多(85-90%),A口徑,少(10-15%),腎小球體積,較大,較小,A入 A出 21,差異甚小,出球小A后的毛細(xì)血管,髓袢長(zhǎng)度,分布于皮質(zhì)部 的腎小管周圍,還形成U形 的直小血管,腎素含量,短（只達(dá)外髓層）,長(zhǎng)（深入內(nèi)髓層）,多,少,主要功能,尿液生成,尿的濃縮和稀釋,3、腎小球旁器(近球小體):（juxtaglomerular apparatus)主要分布在皮質(zhì)腎單位,球旁（顆粒）細(xì)胞Juxtaglomerular cells是一種牽張感受器，能夠分泌腎素致密斑M(jìn)acula densa是鈉離子濃度感受器球外系膜（間質(zhì)）細(xì)胞Extraglomerular mesangial cells,（二） 腎的血液循環(huán) renal circulation,1）血流量大：1200ml/min 占心輸出量的1/5 1/4 左右。,2）皮質(zhì)血流多： 皮質(zhì) 94% 外髓 5-6% 內(nèi)髓 1%,1、腎的血供特點(diǎn),3）形成兩套毛細(xì)血管網(wǎng),腹主動(dòng)脈,下腔靜脈,腎動(dòng)脈 腎靜脈葉間動(dòng)脈 葉間靜脈弓形動(dòng)脈 弓形靜脈小葉間動(dòng)脈 小葉間靜脈入球小動(dòng)脈腎小球毛細(xì)血管網(wǎng) 腎小管毛細(xì)血管網(wǎng) 出球小動(dòng)脈,腎小球毛細(xì)血管內(nèi)血壓較高，有利于腎小球的濾過(guò)作用。,腎小管周圍毛細(xì)血管內(nèi)的血壓較低，有利于腎小管的重吸收。,2、 腎血流量的調(diào)節(jié),（1）自身調(diào)節(jié)（autoregulation) 使腎血流量與腎臟泌尿機(jī)能相適應(yīng)。,動(dòng)脈血壓: 80 -180 mmHg,腎血流量相對(duì)恒定。,“肌源學(xué)說(shuō) ”（myogenic hypothesis）：,血管平滑肌緊張性,血管口徑,血流阻力,動(dòng)脈血壓 180 mmHg 平滑肌已達(dá)收縮極限,80 mmHg 以下，180 mmHg以上：腎血流量隨動(dòng)脈血壓的變化而變化。,腎交感N,球旁細(xì)胞,腎素,血管緊張素,腎血管 收縮,腎血流量,NE E血管緊張素血管升壓素,前列腺素NO,（+）,（）,（2）神經(jīng)和體液調(diào)節(jié),緊急情況下，通過(guò)神經(jīng)體液的作用，腎血流量減少，全身血液重新分配，保證心、腦等器官的血供，“移緩濟(jì)急”。,在一般的血壓變動(dòng)范圍內(nèi)，腎臟依靠自身調(diào)節(jié)來(lái)保持腎血流量相對(duì)穩(wěn)定，維持正常的泌尿機(jī)能；,腎血流調(diào)節(jié)的意義：,第二節(jié) 腎小球的濾過(guò)功能,Glomerular filtration,腎小球的濾過(guò)： 指血液流過(guò)腎小球毛細(xì)血管時(shí),血漿中水分和小分子物質(zhì)通過(guò)濾過(guò)膜進(jìn)入腎小囊形成原尿的過(guò)程。,濾過(guò)三要素: 屏障、動(dòng)力、阻力濾過(guò)的實(shí)驗(yàn)證據(jù): 腎小囊微穿刺抽取液體分析發(fā)現(xiàn),除蛋白質(zhì)外，所含的成分及其濃度與血漿基本一致,而且滲透壓和pH值也與血漿近似。,原尿(primary urine)：腎小球?yàn)V液，除蛋白質(zhì)含量極少外，其他成分與血漿基本一致，滲透壓與酸堿度也相似,是血漿的超濾液。小管液(tubular fluid):進(jìn)入腎小管的原尿。終尿(end urine)：小管液在流經(jīng)腎小管和集合管時(shí)，經(jīng)過(guò)腎小管和集合管的重吸收與分泌作用最終形成終尿。,一、腎小球?yàn)V過(guò)膜的通透性,（一）腎小球?yàn)V過(guò)作用的證據(jù),（二）濾過(guò)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)（濾過(guò)膜）,毛細(xì)血管內(nèi)皮 基膜 腎小囊臟層上皮細(xì)胞,1、 濾過(guò)膜（filtration membrane）的組成,2、濾過(guò)膜的通透性(permeability),二、有效濾過(guò)壓 (effective filtration pressure,EFP),EFP = 動(dòng)力 阻力,EFP = （腎小球毛細(xì)血管壓+囊內(nèi)液膠體滲透壓） （血漿膠體滲透壓 + 腎小囊內(nèi)壓）,EFP = 腎小球毛細(xì)血管壓 （血漿膠體滲透壓 + 腎小囊內(nèi)壓）,毛細(xì)血管壓glomerular capillary pressure： (1) 壓力較高 6.0kP(45 mmHg) (2) 入球端與出球端幾乎相等,囊內(nèi)壓capsular hydrostatic pressure : 1.3kP(10mmHg),血漿膠體滲透壓：plasma colloid osmotic pressure 入球端：3.3kP(25mmHg) 出球端：4.7kP(35mmHg),濾過(guò)平衡（filtration equilibrium）,入球端 EFP = 45 (25 + 10) = 10 (mmHg),出球端 EFP = 45 (35 + 10) = 0,三、腎小球?yàn)V過(guò)率與濾過(guò)分?jǐn)?shù),1、腎小球?yàn)V過(guò)率（glomerular filtration rate, GFR),單位時(shí)間內(nèi)（min) 兩腎生成的超濾液量。 1.73m2 125ml/min,一晝夜超濾液量 = 180L,2、濾過(guò)分?jǐn)?shù)(filtration fraction, FF),腎小球?yàn)V過(guò)率與腎血漿流量的比值。,正常值 : 0.18 0.20,表明:流經(jīng)腎臟的血漿約1/5形成原尿。,四、影響腎小球?yàn)V過(guò)的因素,（2）面積,2、有效濾過(guò)壓 effective filtration pressure （1）腎小球毛細(xì)血管壓 glomerular capillary pressure,全身動(dòng)脈BP,自身調(diào)節(jié)范疇內(nèi),自身調(diào)節(jié)范疇外,入球小動(dòng)脈收縮,出球小動(dòng)脈收縮,（2）囊內(nèi)壓 hydrostatic pressure in Bowmans capsule,（3）血漿膠體滲透壓 Plasma oncotic pressure in glomerular capillary,3、腎血漿流量renal plasma flow,主要影響濾過(guò)平衡的位置,由圖可見(jiàn)：沿著毛細(xì)血管全長(zhǎng)，隨著水和溶質(zhì)的濾出，膠體滲透壓漸有效濾過(guò)壓漸(=0時(shí)稱濾過(guò)平衡)濾過(guò)平衡的位置決定著毛細(xì)血管濾過(guò)的長(zhǎng)度。,由圖可見(jiàn)：三條曲線分別代表不同腎血漿流量(RPF)時(shí)血漿膠體滲透壓(COP)上升的斜率。曲線A: RPF小時(shí) COP速度快曲線C: RPF大時(shí) COP速度慢曲線B:正常RPF時(shí)COP速度,結(jié)論： RPF快COP速慢濾過(guò)平衡位置近出球A端GFR；反之則GFR。,第三節(jié) 腎小管與集合管的物質(zhì) 轉(zhuǎn)運(yùn)功能,重吸收（reabsorption):小管液中的物質(zhì)通過(guò)小管上皮細(xì)胞進(jìn)入管周毛細(xì)血管血液的過(guò)程稱為腎小管和集合管的重吸收。,一、腎小管和集合管的重吸收功能,（一）腎小管和集合管的重吸收作用的證據(jù),1原尿與終尿量的比較,2原尿與終尿成分的比較,（二）腎小管與集合管的重吸收方式,1、被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) passive transport,2、主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)Active transport,原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) Primary active transport 繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) Secondary active transport,（三）電解質(zhì)和水的重吸收,1、Na+的重吸收,濾液中Na+ 99以上可以被重吸收近端小管重吸收的能力最大在近端小管的重吸收屬于原發(fā)性主動(dòng)重吸收,(1)近端小管：Na+的重吸收機(jī)制: Na+和葡萄糖同向轉(zhuǎn)運(yùn) H+ - Na+交換 泵 漏模式(pump-leak model),(back-leak),H+,Na+,(2)髓袢升支粗段： “Na+ : 2Cl : K+同向轉(zhuǎn)運(yùn)模式” Na重吸收是主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)，Cl - 和K+是繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。水不被重吸收(小管液低滲)。 在尿液的濃縮與稀釋機(jī)制中起重要作用,2、Cl-的重吸收,Cl-的重吸收特點(diǎn)：Cl-的重吸收量和各段腎小管對(duì)Cl- 的重吸收能力都與Na+的相似 除髓袢升支粗段為繼發(fā)性主動(dòng)重吸收外，其余皆為被動(dòng)重吸收。,同向轉(zhuǎn)運(yùn)體 symporter,在髓袢升支粗段的管腔膜上存在著一種能同時(shí)、同方向轉(zhuǎn)運(yùn)Na+、Cl、K+的載體蛋白，稱為同向轉(zhuǎn)運(yùn)體，其轉(zhuǎn)運(yùn)的比例為Na+2ClK+,速尿和利尿酸等利尿劑可抑制同向轉(zhuǎn)運(yùn)體，從而抑制了Na+、Cl、K+的轉(zhuǎn)運(yùn)，使NaCl的重吸收受到抑制，從而干擾了尿的濃縮機(jī)制，導(dǎo)致利尿。,3、H2O的重吸收 重吸收機(jī)制:被動(dòng)過(guò)程（滲透作用）。 重吸收特點(diǎn)： 類同Na+，具球-管平衡現(xiàn)象，即重吸收量始終為濾過(guò)量的6570%（后述）。 近端小管對(duì)重吸收水的量與機(jī)體是否缺水無(wú)關(guān)，屬于一種必然性重吸收,近端小管,特點(diǎn): 重吸收量根據(jù)機(jī)體的需要而被調(diào)節(jié)，因此屬調(diào)節(jié)性重吸收； 重吸收量對(duì)終尿量的影響很大。,機(jī)制:受抗利尿激素的調(diào)節(jié) 管腔膜有ADH調(diào)控的水通道(當(dāng)ADH作用時(shí)，水通道便從胞漿鑲嵌到管腔膜上)，調(diào)節(jié)水的重吸收。,遠(yuǎn)曲小管和集合管,4、HCO3重吸收 80 85%在近端小管重吸收 以CO2的形式進(jìn)行的,5、K+的重吸收,67%在近端小管重吸收。是一個(gè)主動(dòng)過(guò)程。,150 mmol/L,4 mmol/L, 4mV,0mV,是逆電化學(xué)梯度重吸收。機(jī)理？,6、葡萄糖的重吸收,在近端小管全部重吸收。 繼發(fā)性主動(dòng)重吸收。 與Na+同向轉(zhuǎn)運(yùn)密切相關(guān)。,近端小管對(duì)葡萄糖的重吸收有一定度。,血糖 160 180 mg% 200-230 mg/min,尿中見(jiàn)糖,腎糖閾(renal glucose threshold)：尿中不出現(xiàn)葡萄糖時(shí)的最高血糖濃度。The plasma lever of glucose at which glucose first appears in the urine.,葡萄糖吸收極限量：約300 mg%,同向轉(zhuǎn)運(yùn)體的結(jié)合位點(diǎn)達(dá)飽和時(shí),葡萄糖吸收極限量,男性：375 mg/min女性：300 mg/min,二、腎小管和集合管的分泌與排泄功能,分泌(secretion)：腎小管上皮細(xì)胞通過(guò)新陳代謝，將所產(chǎn)生的物質(zhì)排入到小管液中去的過(guò)程。,排泄(excretion)：腎小管上皮細(xì)胞將血液中某種物質(zhì)直接排入到小管液中去的過(guò)程。,1、H+的分泌,（1）在近端小管 通過(guò)H+ Na+交換分泌H+,每分泌一個(gè)H+,即有一個(gè)NaHCO3重吸收回血液。H+的分泌是腎臟排酸保堿的過(guò)程。,2.NH3的分泌,小管上皮細(xì)胞內(nèi)谷氨酰胺,脫氨,NH3(氨),脂溶性,腎小管腔：NH3H+,NH4+Cl-NH4Cl,單純擴(kuò)散,脫氫酶,3、K+的分泌,在遠(yuǎn)曲小管和集合管 K+的分泌與Na+的主動(dòng)重吸收有密切關(guān)系，是順電化學(xué)梯度的被動(dòng)過(guò)程。,4、其它物質(zhì)的排泄,三、影響腎小管和集合管轉(zhuǎn)運(yùn)的因素,（一）腎小管管腔中溶質(zhì)的濃度,滲透性利尿（osmotic diuresis）,通過(guò)增加小管液溶質(zhì)濃度和滲透壓使尿量增多的方式,糖尿病diabetes 臨床上使用甘露醇等可被腎小球?yàn)V過(guò)而不被腎小管重吸收的物質(zhì)，利用它來(lái)提高小管液中溶質(zhì)的濃度，借以達(dá)到利尿的目的。,（二）腎小球?yàn)V過(guò)率,球管平衡（glomerulotubular balance）,在正常情況下，不論腎小球?yàn)V過(guò)率有何變化，近球小管對(duì)Na+、水的重吸收總是穩(wěn)定在濾過(guò)率的65%-70%（定比重吸收），這一現(xiàn)象稱為球-管平衡。,機(jī)制：與管周毛細(xì)血管血壓和膠 體滲透壓的改變有關(guān)。,意義：使尿中排出的溶質(zhì)和水不致因腎小球?yàn)V過(guò)率的增減而大幅度變動(dòng)。,第四節(jié) 尿液的濃縮和稀釋 Urine concentration and dilution,一、尿液濃縮和稀釋的概念及其意義,正常情況下 : 不同程度濃縮尿飲水過(guò)多 : 不同程度稀釋尿腎功能損害時(shí) : 排出等滲尿,二、尿液濃縮、稀釋的過(guò)程和機(jī)制,髓質(zhì)高滲梯度,ADH,ADH,集合管對(duì)水通透性,集合管對(duì)水重吸收,低滲尿(尿稀釋),集合管對(duì)水通透性,集合管對(duì)水重吸收,高滲尿(尿濃縮),(一)尿液濃縮和稀釋的過(guò)程,流經(jīng)髓袢升支粗段后低滲的小管液,(二)濃縮尿和稀釋尿是如何形成的？,1、 腎髓質(zhì)的高滲,2、管壁對(duì)水具有通透性,兩個(gè)條件,形成腎髓質(zhì)高滲梯度的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ): 近髓腎單位的髓質(zhì)部分有兩套“ U ”形結(jié)構(gòu)。 （1）髓袢的降支和升支 （2）“ U”形直小血管,髓質(zhì)滲透壓梯度的形成機(jī)制： 各段腎小管對(duì)水、 NaCl和尿素的通透性不同。,逆流倍增作用 (countercurrent multiplication),表8-1 髓袢、遠(yuǎn)曲小管和集合管的通透性,逆流倍增模型,從全過(guò)程看： 外髓部(主動(dòng))：髓袢升支粗段NaCl主動(dòng)重吸收(始動(dòng)) 內(nèi)髓部(被動(dòng))：內(nèi)髓集合管順濃度差擴(kuò)散出的尿素（尿素的再循環(huán)）髓袢升支細(xì)段順濃度差擴(kuò)散出的NaCl,腎髓質(zhì)滲透壓梯度的維持,U形直小血管的逆流交換作用 (countercurrent exchange),ADH,三、影響尿液濃縮與稀釋的因素,（一）腎髓質(zhì)內(nèi)滲透壓梯度的改變,（三） 直小血管血流速度的改變,（二） 集合管對(duì)水的通透性改變,第五節(jié) 腎臟泌尿功能的調(diào)節(jié)Regulation of the renal function,一、神經(jīng)調(diào)節(jié),二、體液調(diào)節(jié),(一) 抗利尿激素 (antidiuretic hormone, ADH) 血管升壓素(arginine vasopressin, AVP),1、分泌和作用,2.ADH的作用機(jī)制,3、影響ADH分泌與釋放的因素,（1）血漿晶體滲透壓的改變,大量出汗嚴(yán)重嘔吐 腹 瀉,機(jī)體失水,血漿晶體滲透壓,ADH分泌釋放,腎臟重吸收水,尿量,保留體內(nèi)水,大量飲清水,排出多余水,（）,（）,osmorecepter,大量飲清水后尿量增多的現(xiàn)象，稱為水利尿(water diuresis)。,(2) 循環(huán)血量的改變,血量,左心房受到 牽張刺激,容量感受器,迷走傳入沖動(dòng),下丘腦-神經(jīng)垂體系統(tǒng),ADH,尿量,體內(nèi)水,血量,大失血,（）,（）,（+）,（）,（+）,（）,(3)其他因素,動(dòng)脈血壓,頸 動(dòng) 脈 竇壓力感受器,竇 神 經(jīng)傳入沖動(dòng),ADH,尿量,痛 刺 激情緒緊張血管緊張素,弱冷刺激心房利尿肽,ADH,尿量,下丘腦病變,累及下丘腦-神經(jīng)垂體系統(tǒng),ADH,尿量(10L/日),“尿崩癥”,(二) 腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng) (renin-angiotensin-aldosterone system),1、系統(tǒng)的組成,肝臟,血管緊張素原,血管緊張素(10肽),血管緊張素(8肽),血管緊張素(7肽),腎 素(蛋白水解酶),球旁器中 球旁細(xì)胞,轉(zhuǎn)換酶(肺組織),血管緊張素酶A,腎上腺皮質(zhì)球狀帶細(xì)胞,醛固酮,“保Na+ 、保水、排K+”,2、醛固酮的基本作用,3、醛固酮的作用機(jī)理,腎素,4、醛固酮分泌的調(diào)節(jié),（三）心鈉素(cardionatrin) 心房鈉尿肽(atrial natriuretic peptide,ANP),心房肌細(xì)胞合成釋放，28個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成。,體內(nèi)細(xì)胞外液量,調(diào)節(jié)水鹽平衡,作用：,促進(jìn)NaCl和水的排出,第六節(jié) 血漿清除率,一、血漿清除率的概念和計(jì)算方法 (plasma clearance),指腎臟在單位時(shí)間內(nèi)(min)能將多少ml血漿中所含的某物質(zhì)完全清除出去,這個(gè)被完全清除了某物質(zhì)的血漿ml數(shù)就稱為該物質(zhì)的血漿清除率。,血漿清除率：指單位時(shí)間內(nèi)，從腎臟排出某一物質(zhì)的總量與血漿中該物質(zhì)濃度的比值,單位時(shí)間內(nèi)所排出的尿量(V) 尿中某一物質(zhì)的濃度(Ux) 血漿中所含這一物質(zhì)的濃度(Px),PI = 1mg/100ml,V = 1ml/min,UI = 125mg/100ml,V UI = 1ml/min125mg/100ml = 1.25mg/min,菊粉 (Inulin): 多糖,二、測(cè)定血漿清除率的意義,（一）更好地反映腎的排泄功能,（二）便于了解腎對(duì)各種物質(zhì)的排泄能力,（三）用于測(cè)定腎小球?yàn)V過(guò)率,（四）用于測(cè)定腎血漿流量,（五）檢測(cè)腎小管的功能,第七節(jié) 尿的排放,一、膀胱與尿道的神經(jīng)支配,（二）排尿反射過(guò)程,膀胱內(nèi)壓升至1.47KPa,刺激膀胱壁牽張感受器,盆神經(jīng),（傳入神經(jīng)）,骶髓排尿反射初級(jí)中樞,盆神經(jīng)（副交感纖維）,膀胱逼尿肌收縮，尿道內(nèi)括約肌舒張,排尿,尿液刺激尿道的感受器,陰部神經(jīng)（傳入神經(jīng)）,脊髓排尿中樞,尿道外括約肌開(kāi)放,尿液被強(qiáng)大的膀胱內(nèi)壓驅(qū)出,正反饋,膀胱內(nèi)尿量很少 (10余ml),排尿反射,排尿次數(shù),(尿頻),