第八章 肾脏的排泄功能.docx

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第八章肾脏的排泄功能

第八章肾脏的排泄功能

第一节肾脏结构和血液循环的特点

肾脏功能:

（一）泌尿:

①排除代谢终产物、过剩的电解质及进入体内的异物;

②调节细胞外液量和血液的渗透压;

③调节水、电解质和酸碱平衡。

（二）内分泌:

①对血容量和血压起调节作用的肾素;

②刺激骨髓造血的促红细胞生成素;

③具有强烈舒血管作用的前列腺素等。

排泄：

由排泄器官将体内一些物质经血液循环排出体外的过程。

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排泄器官排泄物

───────────────────────

肾脏水、尿素、肌酐、盐类、

药物、毒物、色素等

肺脏CO2、水、挥发性药物等

皮肤及汗腺水、盐类、少量尿素等

消化道钙、镁、铁、磷等无机盐,

胆色素,毒物等

唾液腺重金属、狂犬病毒等

一、肾脏的结构特点

（一）肾单位和集合管

肾单位是肾脏基本功能单位，它与集合管共同完成泌尿功能。

肾脏不能再生新的肾单位，随着肾衰、疾病或老化，肾单位的数目越来越少。

40岁后，功能肾单位的数目通常每10年减少10％，这样到了80岁，与40岁时相比，肾单位的数目减少40％，但并不是对生命构成威胁。

（二）皮质肾单位和近髓肾单位

比较两类肾单位的不同点

比较项

皮质肾单位

近髓肾单位

肾单位数量

多（约占85％～90％）

少（约占10％～15％）

肾小球分布

皮质外1／3～2／3

皮质内1／3

肾小球体积

小

大

血管口径

入球小动脉>出球小动脉

入球小动脉≤出球小动脉

出球小动脉

为一支，分布于近段和远段

肾小管周围

分两支，一支分布于近段和远段肾小管周围，另一支是U形直小血管

髓襻长度

短（到或不到外髓）

长（达内髓）

近球小体

有

无

含肾素颗粒

多

几乎不含

交感神经支配

主要分布于入球小动脉

主要分布于出球小动脉

血流量

多（>90％）

少（<10％）

功能特点

主要与尿生成和肾素分泌有关

主要与尿的浓缩、稀释有关

（三）球旁器

球旁器主要分布在皮质肾单位，由球旁细胞、间质细胞和致密斑三种特殊细胞群组成。

球旁细胞受交感神经支配，交感神经兴奋促进肾素分泌；致密斑可感受小管液流量及其中氯化钠含量的变化。

二、肾脏血液循环的特点及其调节

（一）血液供应的特点

血液供应的特点

与尿生成的关系

肾血流非常丰富

是尿生成的物质基础

肾血流分布不均匀，皮质占94%；

髓质占6%

尿生成的部位在肾皮质

肾血流要经过两套毛细血管网，

肾小球毛细血管网（60mmHg）

肾小管周围毛细血管网（13mmHg）

利于肾小球的滤过作用

利于肾小管的重吸收

腹主动脉－肾动脉－叶间动脉－弓形动脉－小叶间动脉－入球小动脉－出球小动脉－肾小管周围毛细血管－小叶间静脉－弓形静脉－叶间静脉－肾静脉

（二）肾血流量的自身调节

①肌源学说：

当A压↑→A管壁平滑肌紧张性↑而收缩→血流阻力↑→肾血流量保持稳定

②管－球反馈：

当肾血流量和肾小球滤过率↑→致密斑感受到远曲小管液[Na+][Cl-]↑→致密斑将此信息反馈至肾小球→肾血流量和肾小球滤过率恢复。

（三）神经－体液调节

①应急时交感N兴奋→肾血管收缩→肾血流量↓；

②应急时NE、E、VP、AⅡ分泌↑→肾血管收缩→肾血流量↓。

肾神经主要从胸12至腰2脊髓段发出，进入肾皮质和外髓层。

在皮质肾单位的入球小动脉和近髓肾单位的出球小动脉的神经末梢密度较大。

神经对肾血管调节，以交感神经的缩血管为主。

第二节肾小球的滤过功能

滤过率：

单位时间内由两肾所生成的原尿量或超滤液量

GFR＝两肾原尿量ml/min/1.73m2

＝125ml/min/1.73m2

=180L/d/1.73m2

测定方法：

用测定菊糖的血浆清除率代表GFR。

滤过分数：

肾小球滤过率与肾血浆流量的比值。

GFF＝GFR÷肾血浆流量×100％

＝125÷660×100％

＝19％

一、有效滤过压

EFP=肾小球毛细血管血压-（血浆胶体渗透压+囊内压）

二、滤过膜及其通透性

机械屏障决定了溶质分子的半径不同，通透性不同：

＜1.8nm能自由通过

Ⅰ半径1.8～3.6nm能部分通过

＞3.6nm完全不能通过（白蛋白）

Ⅱ分子量＜69000单体可通过

静电屏障决定了溶质分子所带电荷的不同，

通透性不同：

带正电荷的溶质最易通过；中性溶质此之；负电荷溶质不能通过

三、影响肾小球滤过作用的因素：

⑴有效滤过压滤过率滤过量尿量

A肾小球毛细血管血压有效滤过压滤过率滤过量尿量

大失血,交感神经兴奋,肾动脉管壁平滑肌收缩,肾小球毛细血管血压,尿量,甚至无尿.高血压病晚期,肾小球入球动脉硬化缩小,导致少尿.

B血浆胶体渗透压有效滤过压滤过率滤过量尿量

静脉注射生理盐水,会使尿量增加.

C囊内压有效滤过压滤过率滤过量尿量

尿路受阻,输尿管结石,使囊内压升高,尿量减少

⑵滤过膜（通透性、面积）

机械屏障作用↓→血尿

（如：

肾炎时因免疫反应蛋白分解酶的释放导致滤过膜孔、裂增大）

静电屏障作用↓→蛋白尿

（如：

肾炎时带负电荷的糖蛋白减少或消失）

正常时肾小球都活动滤过面积=1.5m2

急性肾炎→毛细血管腔狭窄或阻塞→滤过面积↓→GFR↓→尿量↓

⑶肾血流量

RPF快→COP↑速慢→滤过平衡位置近出球A端→GFR↑；反之则GFR↓总结：

影响因素滤过率的变化

①滤过膜

滤过膜的孔径↑滤过率↑（血尿）

滤过膜带负电荷↓滤过率↑（蛋白尿）

滤过膜面积↓滤过率↓（肾炎）

②有效滤过压

毛细血管血压↓滤过率↓（大失血）

血浆胶体渗透压↓滤过率↑（快速大量输液）

囊内压↑滤过率↓（结石、肿瘤）

③肾小球血浆流量↓

滤过率↓（中毒性休克）

第三节肾小管和集合管的重吸收功能

一、肾小管重吸收的特点和方式

（一）肾小管重吸收的特点

1.选择性

2.不同肾小管段的重吸收功能不同：

主要部位：

近曲小管

3.有限性

（二）重吸收的方式

1、被动重吸收：

尿素、水、等

2、主动重吸收：

葡萄糖、氨基酸、大部分钠等

二、几种物质的重吸收

（一）Na＋

重吸收方式：

绝大多数为主动重吸收，只在髓袢升支细段才是被动重吸收。

重吸收主要部位：

近曲小管65％～70％

重吸收机制：

泵－漏模式

（二）葡萄糖

重吸收的主要部位在近曲小管，正常情况下，重吸收率为100％，属于继发性主动转运。

肾糖阈：

尿中不出现葡萄糖时的最高血糖浓度。

正常值：

160～180mg％

（三）水

99%被重吸收，仅1％排出。

主要部位：

近球小管65～70％

方式：

以渗透作用而被动重吸收

1、近端小管：

65-70%，为等渗性重吸收-随着溶质的吸收而

重吸收与机体是否缺水无关。

2、远曲小管和集合管：

受血管升压素的调节，重吸收量随体内水份

多少而改变。

三、影响肾小管冲吸收的因素

1小管液溶质浓度

渗透性利尿:

由于渗透作用而对抗肾小管重吸收水分的过程.

机制:

小管液溶质浓度小管液渗透压提高对抗肾小管对水的重吸收水的重吸收尿量增加

临床,采用的甘露醇溶液,就是利用这一原理,来起到利尿消肿的作用.

2肾小球的滤过率

球-管平衡：

是指，无论GRF怎样变化，发生在近曲小管的重吸收的滤液比例都保持不变，约为65～70％。

生理意义：

尿液的量和溶质不会因GFR的增减出现大的波动

3、小管上皮细胞的功能

第四节肾小管和集合管的分泌与排泄

一、H＋的分泌

意义：

排酸保碱，调节酸碱平衡。

碳酸酐酶抑制剂：

乙酰唑胺

酸中毒的病人：

H＋－Na＋交换增多→K＋－Na＋交换降低→K＋排出减少→高血钾

碱中毒病人：

H＋－Na＋交换降低→K＋－Na＋交换增多→K＋排出增多→低血钾

二、NH3的分泌

正常情况下，NH3的分泌发生在远曲小管和集合管；在碱中毒时，近曲小管也可分泌。

三、K＋的分泌

一般认为尿中排出的钾主要是由远曲小管和集合管分泌，因为原尿中的钾绝大多数已被近端小管部位重吸收回血。

在远曲小管和集合管部位，存在K＋－Na＋。

四、其他物质的排泄

肌酐既能从肾小球滤过，又能由肾小管排泄；酚红等则主要通过近端小管主动排泄完成，因此临床常用酚红排泄试验来监查肾小管的排泄功能是否正常。

第五节尿液的浓缩和稀释

一、肾髓质高渗梯度现象

小管液在进曲小管为等渗；在髓袢降支为高渗，越向乳头方向，渗透压越高，到袢顶处，渗透压最高。

在髓攀升支内，渗透压又逐渐下降，到髓袢升支粗段时，小管液已成为低渗，在远曲小管仍为低渗或等渗，但到达集合管后，又转为高渗。

通过集合管的小管液，基本上就等于终尿的渗透压了。

二、肾髓质高渗梯度的形成和维持

外髓部高渗梯度：

髓袢升支粗段对NaCL的主动重吸收

髓部高渗梯度：

尿素再循环及升支细段的NaCL向组织液扩散

形成原理：

髓袢升支粗段能主动重吸收Na+和CL－，但对水却不易通透，故升支粗段内的小管液向皮质方向流动时，管内NaCL浓度逐渐降低，小管液的渗透逐渐下降，但升支粗段周围组织间液因为重吸收Na+和CL－而变成高渗。

远曲小管和皮质部、外髓部的集合管对尿素不易通透，但在血管生压素作用下，水不断被重吸收，使管内的尿素浓度逐渐升高。

当小管液进入内髓部集合管时，由于该处管壁对尿素的通透性良好，故尿素迅速顺浓度差从管内扩散入组织间液。

因为髓袢升支细段对尿素具有中等通透能力，故从内髓部集合管扩散到组织间液扽尿素便顺浓度差进入升支细段内，而后相继流过升支粗段、远曲小管、集合管，再从内髓部集合管处扩散到组织间液。

髓袢降支细段对水有良好通透性，但对Na+不易通透。

升支细段的通透性与降支细段不同，它对水不易通透，而对NaCL则有良好通透性。

直小血管在保持肾髓质高渗中的作用：

三、尿液浓缩和稀释过程

尿液的浓缩和稀释主要是在通过集合管时完成，它与肾髓质高渗梯度和血管升压素的作用有密切关系。

复习思考题：

1.造成肾内髓部组织液称高渗梯度的因素是：

A.髓襻升支细段管腔中NaCL扩散到组织中

B.髓襻升支粗段主动重吸收NaCL

C.内髓部集合管中尿素扩散到组织中

D.直小血管对水和电解质通透性有选择性

E.直小血管升不断把肾组织中的水送入体循环

2.能主动重吸收Na＋的部位有：

A近曲小管B.远曲小管C.集合管D.髓襻降细段E.髓襻升支细段

3、影响肾小管重吸收的因素有那些？

4、何谓渗透性利尿？

5、何谓球管平衡？

6、影响肾小球滤过功能的因素有哪些？

7、何谓原尿？

8、何谓肾小球滤过率，滤过分数？

9、简述肾脏血液供应特点与尿生成的关系？

第六节尿生成的调节

一、肾内自身调节

（一）小管液中溶质浓度的影响

∵小管液中溶质浓度所形成的渗透压,是对抗肾小管对水重吸收的力量（排出1g溶质，约需溶解于15ml水）。

∴当[溶质]↑→渗透压↑→肾小管（尤其近曲小管）对水的重吸收↓→小管液中[Na+]↓（因被稀释）→Na+重吸收↓（扰乱球-管平衡）→尿量↑。

这种由于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，称为渗透性利尿（晶体性利尿）。

糖尿病患者多尿的原因就在此。

临床上利用渗透性利尿的原理，给病人以能被滤过但不能被肾小管重吸收的物质如甘露醇，来提高小管液中溶质的浓度，从而达到利尿和消除水肿的目的。

（二）球—管平衡

1.概念：

指近曲小管对溶质、水的重吸收量与肾小球滤过量之间保持一定的平衡关系的现象。

其定比重吸收率始终是占肾小球滤过率的65%—70%。

实验证明，无论GFR↑or↓→近曲小管对溶质和水的重吸收量是定比重吸收的，重吸收量/滤过量≈65～70%

2.机制：

除与近曲小管对Na+、H2O重吸收的泵-漏现象有关外，主要与管周毛细血管压和胶体渗透压的改变有关。

3.意义：

使尿中排出的溶质和水不会因GFR的增减而出现大幅度的变动。

但球-管平衡在某些情况下可能被打乱。

（三）肾小管上皮细胞的功能

肾小管上皮细胞有强大的重吸收功能，而且具有选择性。

它与细胞膜上的载体数目、泵的活动功能、细胞内酶系统的活动以及肾小管的血液循环供应等有密切关系。

功能异常时，可导致尿量增加或尿中出现某种异常成分。

（四）管－球反馈

管－球反馈是肾血流量和肾小球滤过率自身调节的重要机制之一。

当肾血流量和肾小球滤过率增加，到达远曲小管致密斑的小管液的流量增加，致密斑发出信息，使肾血流量和肾小球滤过率恢复至正常。

管—球反馈：

滤过增加，小管液增加，致密斑反馈信号给肾小球，使肾小球滤过减少。

二、神经和体液调节

（一）肾交感神经的作用:

交感神经的兴奋可使入球小动脉、出球小动脉，特别是入球小动脉收缩明显，使进入肾小球毛细血管的血流减少，肾小球有效滤过压下降，滤过率降低。

另分布到肾小管上的交感神经在兴奋时末端释放NE，作用相应受体，可以增加近端小管和髓袢上皮细胞对Na+、H2O的重吸收。

终使尿量减少。

肾交感N兴奋（运动、高温、大出血、缺O2、剧痛）→释放NE：

①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↓；

②激活α受体→近端小管和髓袢上皮细胞重吸收水和NaCl↑；

③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↑。

（二）体液性调节

1.血管升压素的生理作用及其分泌（ADH）

①合成部位：

大部分ADH是由下丘脑视上核的神经细胞合成，小部分是由室旁核的神经细胞合成。

②生理作用：

生理水平的ADH的作用只限制于提高远曲小管和集合管上皮细胞对水的通透性，使尿液浓缩，排出尿量减少。

一般只对肾脏起作用，但当大出血和休克时，ADH的分泌增多，极大剂量的ADH就表现出极为广泛的血管收缩活性，包括肾脏入球和出球小动脉的收缩。

③分泌调节

Ⅰ血浆晶体渗透压：

是生理条件下调节ADH合成、释放的最重要因素。

下丘脑视上核附近有渗透压感受器，对血浆晶体渗透压的改变很敏感。

当机体大量出汗、严重呕吐或腹泻等造成体内水分不足时，血浆晶体渗透压则升高，对渗透压感受器的刺激增强，ADH释放增多，促进了远曲小管和集合管对水的重吸收，使之排出尿量减少，从而保留体内的水分。

其原因是：

大量饮清水后→血液稀释→血浆晶体渗透压↓和血容量↑→对下丘脑渗透压感受器的刺激↓→ADH释放明显↓→肾小管对水的重吸收↓→尿量↑；同时因血容↑→GFR↑→尿量↑。

而饮等量的生理盐水后，因仅改变血容量，晶体渗透压基本不变，而胶体渗透压降低，故尿量不会出现饮清水后的水利尿现象→尿量↑。

一次大量饮清水后尿量增加的现象称水利尿。

正常人一次快速饮用1000ml清水后，在30分钟内尿量开始增多，第一小时末尿量达峰值。

Ⅱ循环血量：

这些感受器位于循环的静脉侧、特别是心房内，推测可能是牵张感受器，反应压力或容积的变化。

因被扩张或牵拉刺激而发生兴奋，传入冲动沿迷走神经传入中枢，反射性抑制ADH的合成和释放，从而引起尿量增多。

由于排出了多余的水分，使循环血量得以恢复。

当严重失血致使循环血量减少时，对左心房和大静脉容量感受器的刺激减弱，ADH的合成和释放则增多。

动脉压力感受器也起着控制ADH释放的作用，其传入纤维可以影响ADH的分泌，动脉压力降低刺激ADH的释放。

尽管由压力感受器控制的ADH释放不如渗透压感受器控制的敏感，激活时这些机制可以着重满足防卫时循环血液容积的生理需求，并优先于其它功能。

血浆晶体渗透压升高和循环血量的降低，都可反射性促进ADH的合成和释放。

它们作用的途径不同，血浆晶体渗透压的改变是直接作用于下丘脑的渗透压感受器，循环血量的改变则作用于容量感受器和压力感受器。

2.醛固酮的生理作用及分泌调节

①合成部位：

肾上腺皮质球状带分泌。

②生理作用：

促进远曲小管和集合管对Na+的主动重吸收，同时促进K+的排出，有保Na+潴水排K+的作用。

醛固酮作用于集合管的主细胞，引起管腔膜上新的钠通道合成和嵌入，从而增加管腔膜上钠通道数量；并且增加底侧膜上Na+,K+-ATP酶的合成、增加其活性，促进细胞内的钠泵回血液和钾进入细胞；还可以使线粒体中ATP的合成增加，为上皮细胞钠泵活动提供更多的能量。

③分泌调节

肾素-血管紧张素-醛固酮系统：

当血量降低或血压下降，由球旁细胞分泌的肾素量增加，它能催化血浆中的血管紧张素原，使之生成血管紧张素I。

血液和组织中，特别是在肺组织中存在着丰富的血管紧张素转换酶，可使血管紧张素I生成血管紧张素Ⅱ。

血管紧张素Ⅱ可直接使血管收缩，升高血压；还可刺激肾上腺皮质球状带，促进醛固酮合成和分泌，从而使血量增加。

血管紧张素Ⅱ可进一步水解为血管紧张素Ш。

血浆中K+和Na+的浓度：

当血浆K+浓度升高或血Na+浓度降低时，可直接刺激肾上腺皮质球状带，使醛固酮分泌增加，从而促进肾脏保钠排钾，以恢复血钠和血钾的浓度。

反之，当血浆K+浓度降低或血Na+浓度升高时，抑制醛固酮分泌，肾脏保钠排钾作用减弱，以恢复血钠和血钾的浓度。

3.心房利尿肽

ANP也称为心房利尿素，由心房肌细胞分泌。

此种肌细胞作用如同低压压力感受器，反应对心房壁的牵张。

ANP抑制肾素-血管紧张素-醛固酮系统。

ANP作用于肾脏、抑制肾素释放，也直接作用于肾上腺、抑制醛固酮的分泌。

第八节排尿活动

排尿反射

当膀胱内尿量增加到200—300ml时，因为膀胱的伸展性，其内压虽有升高，但幅度不大。

当膀胱内尿量增加到400—500ml时，膀胱内压才会明显升高。

排尿活动是一种反射活动，当膀胱内尿量达一定程度（400～500ml），内压超过一定高度（0.98kpa），膀胱壁的牵张感受器受到刺激而兴奋，冲动沿盆神经传入到达骶髓的初级排尿中枢，同时冲动上行到达脑干和大脑皮层高级排尿中枢，并产生尿意。

排尿反射进行时，从中枢发出的冲动沿盆神经的传出纤维传出，引起逼尿肌收缩，尿道内括约肌松弛，尿进入后尿道。

这时尿还可以刺激后尿道的感受器，冲动沿盆神经再次传入到脊髓初级排尿中枢，进一步加强其活动，并反射性地抑制阴部神经的活动，使外括约肌开放，于是尿就排出体外。

是正反馈的活动。

复习思考题：

1.正常成年人一次迅速大量的饮用清水、生理盐水1000mL后，血浆渗透浓度及尿量各将发生怎样的变化？

为什么？

2.正常成年人快速静脉输入生理盐水1000mL后，尿量将发生怎样的变化？

为什么？

3.因呕吐、腹泻引起机体大失水时，对尿量有何影响？

为什么？

4.简述醛固酮的生理作用及其分泌调节。

5.下丘脑视上核受损，尿量和尿浓缩将发生怎样的变化？

为什么？

6.正常成年人静脉注射50g/100mL的葡萄糖50mL后，尿量将发生怎样的变化？

为什么？

7.某物质可被自由滤过，下列叙述正确的是（）

A.可被肾小管重吸收但不被分泌，其血浆清除率=GFR

B.可被肾小管重吸收但不被分泌，其血浆清除率＞GFR

C.可被肾小管重吸收但不被分泌，其血浆清除率＜GFR

D.可被肾小管重吸收又被分泌，其血浆清除率＜GFR

E.可被肾小管重吸收又被分泌，其血浆清除率=GFR

8.某物质的血浆清除率为175ml/min,下列叙述错误的是（）

A.该物质血浆清除率＜肾血浆流量

B.该物质能被肾小管分泌

C.分泌量＞重吸量

D.其血浆清除率＞GFR

E.其血浆清除率＜GFR

9.用于测量肾血浆流量的物质是（）

A.菊粉和对氨基马尿酸B.碘锐特和对氨基马尿酸

C.碘锐特和菊粉D.酚红和菊粉E.酚红和对氨基马尿酸