生理學(xué)第章尿生成和調(diào)節(jié)講稿

1、第八章 尿生成和調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)目的和要求：了解腎臟的解剖生理特點(diǎn)，清除率的概念，排尿反射。掌握尿生成過(guò)程及其影響因素，尿濃縮和稀釋的基本原理，尿液生成的調(diào)節(jié)。第一節(jié) 腎的功能解剖（一） 腎單位和集合管腎生成尿的功能是由腎單位和集合管完成的。正常人的兩腎有170240萬(wàn)個(gè)腎單位，腎單位由腎小體和腎小管組成。腎單位按所在部位的不同分為皮質(zhì)腎單位和近髓腎單位兩類，其結(jié)構(gòu)有明顯的不同。1皮質(zhì)腎單位主要分布于外皮質(zhì)層和中皮質(zhì)層。人腎的皮質(zhì)腎單位約占腎單位總數(shù)的8590。2近髓腎單位分布于靠近髓質(zhì)的內(nèi)皮質(zhì)層，在人腎約占腎單位中的1015。出球小動(dòng)脈不僅形成纏繞鄰近的近曲小管或遠(yuǎn)曲小管的網(wǎng)狀毛細(xì)血管，而且還形成細(xì)

2、而長(zhǎng)的U字形直小血管，直小血管可深入到髓質(zhì)，并形成毛細(xì)血管網(wǎng)包繞髓袢升支和集合管。（二）球旁器球旁器又稱近球小體。主要分布在皮質(zhì)腎單位，由球旁細(xì)胞、致密斑和球外系膜細(xì)胞組成。球旁細(xì)胞是位于入球小動(dòng)脈中膜內(nèi)的肌上皮樣細(xì)胞，其胞質(zhì)內(nèi)的分泌顆粒含腎素。致密斑由位于遠(yuǎn)曲小管起始部的呈高柱狀的上皮細(xì)胞構(gòu)成，它同入球小動(dòng)脈和出球小動(dòng)脈相接觸，其功能是感受小管液中NaCl含量的變化，并將其信息傳至球旁細(xì)胞，調(diào)節(jié)腎素的釋放。球外系膜細(xì)胞分布在入球小動(dòng)脈和出球小動(dòng)脈之間，具有吞噬功能。二、腎血液循環(huán)的特點(diǎn)（一）血流量大正常成人兩腎重約300g，僅占體重的0.5，但安靜時(shí)兩腎血流量約為1200ml/min，相當(dāng)于

3、心輸出量的2025。血漿約占全血容量的55，故腎血漿流量為660ml/min。流經(jīng)腎皮質(zhì)的血量約為腎血流量的94。（二）兩套毛細(xì)血管網(wǎng)的血壓差異大腎內(nèi)存在兩套毛細(xì)血管網(wǎng)：1腎小球毛細(xì)血管網(wǎng)腎小球毛細(xì)血管網(wǎng)由入球小動(dòng)脈分支形成，介于入球和出球小動(dòng)脈之間。在皮質(zhì)腎單位，因入球小動(dòng)脈粗而短，血流阻力小，流入血量大；出球小動(dòng)脈細(xì)而長(zhǎng)，血流阻力大，故腎小球毛細(xì)血管的血壓高，有利于腎小球的濾過(guò)。2腎小管周圍毛血管網(wǎng)由出球小動(dòng)脈的分支形成，在血流經(jīng)過(guò)入球和出球小動(dòng)脈之后，因阻力消耗，腎小管周圍毛細(xì)血管網(wǎng)的血壓降低，有利于腎小管對(duì)小管液中物質(zhì)的重吸收。（三）腎血流量的調(diào)節(jié)自身調(diào)節(jié)是指腎血流量不依賴于神經(jīng)和體液

4、因素的作用，而在一定的血壓變動(dòng)范圍內(nèi)保持相對(duì)恒定的現(xiàn)象。當(dāng)腎動(dòng)脈血壓在10.724.0kPa(80180mmHg)之間變動(dòng)時(shí)，腎血流能維持相對(duì)穩(wěn)定,這對(duì)于腎排泄功能的正常進(jìn)行具有重要意義。腎血流量自身調(diào)節(jié)的機(jī)制可用肌源學(xué)說(shuō)解釋。2.神經(jīng)和體液調(diào)節(jié)支配腎血管的神經(jīng)主要是交感神經(jīng)，腎交感神經(jīng)活動(dòng)加強(qiáng)時(shí)，引起腎血管收縮，腎血流量減少。調(diào)節(jié)腎血流量的體液因素較多，主要有腎上腺素、血管升壓素和血管緊張素等，可引起腎血管收縮，腎血流量減少；而血管內(nèi)皮細(xì)胞可釋放一氧化氮和前列腺素使腎血管舒張。循環(huán)血液流經(jīng)腎小球毛細(xì)血管時(shí)，血漿中的水和小分子物質(zhì)可經(jīng)濾過(guò)膜進(jìn)入腎小囊腔形成超濾液，即原尿。 對(duì)原尿進(jìn)行微量化學(xué)分

5、析發(fā)現(xiàn)，原尿中除蛋白質(zhì)含量極微外，其它成分以及晶體滲透壓、pH值都與血漿的基本相同。原尿確是血漿的超濾液。血漿、原尿和終尿中物質(zhì)含量及每天的濾過(guò)量和排出量成分血漿(g/L)原尿(g/L)終尿(g/L)終尿血漿（倍數(shù)）濾過(guò)總量(g/d)排出量(g/d)重吸收率（）Na+K+Cl-碳酸根磷酸根尿素尿酸肌酐氨葡萄糖蛋白質(zhì)水3.30.23.71.50.030.30.020.010.0011.0微量3.30.23.71.50.030.30.020.010.001.003.51.56.00.071.220.00.51.50.4001.17.51.60.0540.067.025.0150.0400.0005

6、94.036.0666.0270.05.454.03.61.80.18180.0微量180L5.32.39.00.11.830.00.752.250.6001.5L9994999967457900100*100*99*幾乎為100一、 濾過(guò)膜及其通透性腎小球?yàn)V過(guò)膜由三層結(jié)構(gòu)組成：內(nèi)層、中間層和外層。內(nèi)層是毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞，細(xì)胞間有許多直徑為50100nm的圓形微孔，可阻止血細(xì)胞通過(guò)，對(duì)血漿中的物質(zhì)幾乎無(wú)限制作用。中間層是非細(xì)胞性的基膜，厚約300nm，是由水和凝膠形成的纖維網(wǎng)結(jié)構(gòu)，網(wǎng)孔直徑48nm，可允許水和部分溶質(zhì)通過(guò)。外層是腎小囊臟層上皮細(xì)胞，伸出許多足突貼附于基膜外面，足突相互交錯(cuò)，形成

7、的裂隙稱為裂孔，裂孔上覆蓋一層薄膜，膜上有414nm的微孔，可限制蛋白質(zhì)通過(guò)。以上三層結(jié)構(gòu)組成了濾過(guò)膜的機(jī)械屏障。除機(jī)械屏障外，在濾膜的各層，均覆蓋著一層帶負(fù)電荷的物質(zhì)（主要是糖蛋白），這些物質(zhì)可能起著電學(xué)屏障的作用。不同物質(zhì)通過(guò)腎小球?yàn)V過(guò)膜的能力取決于被濾過(guò)物質(zhì)的分子大小及其所帶的電荷。一般來(lái)說(shuō)，凡有效半徑小于1.8nm的帶正電荷或呈電中性物質(zhì)，如水、Na+、尿素、葡萄糖等，均可自由地通過(guò)濾過(guò)膜上的微孔。有效半徑等于或大于3.6nm的大分子物質(zhì)，即使是帶正電荷，由于機(jī)械屏障的作用，也難以通過(guò)。雖然血漿白蛋白的有效半徑為3.5nm，但由于帶負(fù)電荷，不能通過(guò)電學(xué)屏障，故原尿中幾乎無(wú)蛋白質(zhì)。另外，

8、電學(xué)屏障的阻隔作用不如機(jī)械屏障，故Cl-、HCO3-、HPO42-和SO42-等帶負(fù)電荷的物質(zhì)可順利通過(guò)濾過(guò)膜。二、有效濾過(guò)壓腎小球?yàn)V過(guò)作用的動(dòng)力是有效濾過(guò)壓（effective filtration pressure）。在濾過(guò)膜通透性和腎血漿流量不變時(shí)，原尿的生成量主要由有效濾過(guò)壓來(lái)決定。腎小球有效濾過(guò)壓與組織液生成的有效濾過(guò)壓相似，由濾過(guò)的動(dòng)力減去阻力。促使腎小球?yàn)V過(guò)的力是腎小球毛細(xì)血管血壓和腎小囊內(nèi)液的膠體滲透壓。由于腎小囊內(nèi)液中的蛋白質(zhì)含量極低，形成的膠體滲透壓可忽略不計(jì)；阻止腎小球?yàn)V過(guò)的力是血漿膠體滲透壓和腎小囊內(nèi)壓。即：腎小球有效濾過(guò)壓腎小球毛細(xì)血管血壓（血漿膠體滲透壓腎小囊內(nèi)壓）

9、在腎小球有效濾過(guò)壓的作用下，血漿中的水、小分子物質(zhì)以及極微量的蛋白質(zhì)可經(jīng)濾過(guò)膜進(jìn)入腎小囊內(nèi)形成原尿。單位時(shí)間（min）內(nèi)兩腎生成的原尿量，稱為腎小球?yàn)V過(guò)率（glomerular filtration rate，GFR）。腎小球?yàn)V過(guò)率是衡量腎功能的重要指標(biāo)，正常成人安靜時(shí)約為125ml/min。腎小球?yàn)V過(guò)率與每分鐘的腎血漿流量的比值，稱為濾過(guò)分?jǐn)?shù)，正常人安靜時(shí)腎血漿流量為660ml/min，濾過(guò)分?jǐn)?shù)（125/660）10019。三、影響腎小球?yàn)V過(guò)的因素（一） 有效濾過(guò)壓腎小球毛細(xì)血管血壓由于腎血流量的自身調(diào)節(jié)機(jī)制，當(dāng)動(dòng)脈血壓在80180mmHg范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)，腎小球毛細(xì)血管血壓可保持相對(duì)穩(wěn)定，從而

10、使腎小球?yàn)V過(guò)率基本不變。當(dāng)動(dòng)脈血壓降低到80 mmHg以下時(shí)，腎小球毛細(xì)血管血壓降低，有效濾過(guò)率降低，腎小球?yàn)V過(guò)率減小。當(dāng)血壓下降到40mmHg以下時(shí)，腎小球?yàn)V過(guò)率減小到零，無(wú)原尿產(chǎn)生。血漿膠體滲透壓正常人血漿膠體滲透壓維持相對(duì)恒定，對(duì)腎小球?yàn)V過(guò)率影響不大。若因某些疾病使血漿蛋白的濃度明顯降低，或由靜脈輸入大量生理鹽水使血漿稀釋，均可導(dǎo)致血漿膠體滲透壓降低，因而有效濾過(guò)壓升高，腎小球?yàn)V過(guò)率增加，尿量將增多。腎小囊內(nèi)壓正常情況下囊內(nèi)壓是比較穩(wěn)定的。但當(dāng)腎盂或輸尿管結(jié)石，或受到腫物壓迫使尿流阻塞時(shí)，可導(dǎo)致腎盂內(nèi)壓升高，腎小囊內(nèi)壓也將升高，有效濾過(guò)壓降低，腎小球?yàn)V過(guò)率減小。（一） 濾過(guò)膜的面積和通透

11、性正常情況下，濾過(guò)膜的面積和通透性保持穩(wěn)定。但在病理情況下，如急性腎小球腎炎時(shí)，由于腎小球毛細(xì)血管的管腔變窄，使具有濾過(guò)功能的面積減少，腎小球?yàn)V過(guò)率亦減小，出現(xiàn)少尿(500ml/天)甚至無(wú)尿(100ml/天)。（二） 腎血漿流量腎血漿流量對(duì)腎小球?yàn)V過(guò)率有明顯影響。在其他條件不變時(shí)，腎血漿流量與腎小球?yàn)V過(guò)率呈正變關(guān)系。腎血漿流量增加，腎小球毛細(xì)血管內(nèi)血漿膠體滲透壓升高的速率和有效濾過(guò)壓下降的速率均減慢，產(chǎn)生濾過(guò)作用的毛細(xì)血管長(zhǎng)度增加，腎小球?yàn)V過(guò)率增多。相反，在各種原因所致的休克時(shí)，由于交感神經(jīng)興奮，腎血管收縮，腎血流量減少，血漿膠體滲透壓上升的速度和有效濾過(guò)壓下降的速率均加快，腎小球?yàn)V過(guò)率減少。

12、腎小管和集合管的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能包括重吸收（reabsorption）和分泌（secretion）。原尿進(jìn)入腎小管后稱為小管液。小管液流經(jīng)腎小管和集合管后，同原尿相比，質(zhì)和量均發(fā)生了明顯的變化，這是由于腎小管和集合管具有重吸收和分泌作用所致。一、 腎小管與集合管的轉(zhuǎn)運(yùn)方式腎小管和集合管的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)方式包括被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)和主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)是指物質(zhì)順電化學(xué)梯度通過(guò)腎小管上皮細(xì)胞的過(guò)程，包括擴(kuò)散、滲透和易化擴(kuò)散。滲透壓之差是水的轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)力，水從滲透壓低的一側(cè)通過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入滲透壓高的一側(cè)。主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)是指溶質(zhì)逆電化學(xué)梯度通過(guò)腎小管上皮細(xì)胞的過(guò)程。主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)需要消耗能量。根據(jù)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中能量來(lái)源的不同，分為原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)

13、運(yùn)和繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)（簡(jiǎn)稱為主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)）所消耗的能量由ATP分解直接提供。繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)所需的能量不是直接來(lái)自Na+泵，而是來(lái)自其他溶質(zhì)順電化學(xué)梯度轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)釋放的能量。二、 腎小管和集合管的重吸收功能腎小管和集合管的重吸收具有選擇性。原尿中的葡萄糖、氨基酸全部被重吸收，水和電解質(zhì)（Na+、K+、Cl-等）被大部分重吸收，尿素被小部分重吸收，肌酐則完全不被重吸收。此外，不同部位腎小管對(duì)物質(zhì)重吸收的能力及機(jī)制不同，其中近端小管重吸收物質(zhì)的種類多、數(shù)量大，是物質(zhì)重吸收的主要部位。（一）Na+、Cl-和水的重吸收每日濾過(guò)Na+總量可達(dá)594 g，排泄量?jī)H為5.3 g，表明原尿中的Na+ 有9

14、9%以上被重吸收入血。除髓袢降支細(xì)段外，腎小管各段和集合管對(duì)Na+均具有重吸收的能力，主要以主動(dòng)形式重吸收。在近球小管重吸收的NaCl，占濾液總量的65%70%。腎小管上皮細(xì)胞的管腔膜對(duì)Na+的通透性大，小管液中的Na+ 濃度比細(xì)胞內(nèi)高，Na+ 順濃度差擴(kuò)散入細(xì)胞內(nèi)，隨即被管周膜和基側(cè)膜上的鈉泵泵入組織液。隨著細(xì)胞內(nèi)的Na+ 被泵出，小管液中的Na+ 又不斷地進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。伴隨Na+ 的重吸收，細(xì)胞內(nèi)外電位發(fā)生變化，加之小管液的Cl- 濃度比小管細(xì)胞內(nèi)高，Cl- 順其電位差和濃度差而被動(dòng)重吸收。NaCl進(jìn)入管周組織液，使其滲透壓升高，并促使小管液中的水不斷進(jìn)入上皮細(xì)胞及管周組織液。NaCl和水進(jìn)

15、入后，使細(xì)胞間隙的靜水壓升高，促使Na+ 和水通過(guò)基膜進(jìn)入相鄰的毛細(xì)血管而被重吸收。部分Na+ 和水也可能通過(guò)緊密連接回漏到小管腔內(nèi)。故在近球小管，Na+的重吸收量等于主動(dòng)重吸收量減去回漏量，即泵漏模式。在髓袢中，重吸收的NaCl約占濾液中總量的20%。髓袢各段對(duì)NaCl的重吸收并不相同。降支細(xì)段對(duì)NaCl的通透性極低，但對(duì)水的通透性高，由于水分不斷滲透至管周組織液，使小管液中NaCl濃度升高。升支細(xì)段對(duì)水幾乎不通透，但對(duì)Na+ 和Cl- 的通透性高，小管液中的Na+ 和Cl- 順濃度差擴(kuò)散至管周組織液，故小管液中Na+、Cl- 的濃度又明顯降低。升支粗段對(duì)NaCl的重吸收是通過(guò)鈉泵和管腔膜上

16、轉(zhuǎn)運(yùn)體的活動(dòng)，將Na+、Cl-、K+協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)，一起轉(zhuǎn)入細(xì)胞內(nèi)，其比例為Na+：2Cl-：K+。髓袢升支粗段對(duì)水幾乎不通透，水不被重吸收而留在小管內(nèi)，由于其中的NaCl被上皮細(xì)胞重吸收入管周組織液，因此造成小管液滲透壓降低而管周組織液滲透壓增高。該段對(duì)水和NaCl重吸收的分離，對(duì)尿液的濃縮和稀釋具有重要作用。速尿和利尿酸等利尿劑，能特異性地與管腔膜轉(zhuǎn)運(yùn)體上的Cl結(jié)合點(diǎn)相結(jié)合，抑制Na+、Cl-、K+ 的協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)，導(dǎo)致利尿。遠(yuǎn)曲小管和集合管主動(dòng)重吸收的NaCl約占濾液中總量的12%。在機(jī)體缺水或缺鹽時(shí)，對(duì)水或鹽的重吸收增加。在集合管，Na+和水的重吸收分別受醛固酮和抗利尿激素的調(diào)節(jié)，屬于調(diào)節(jié)性重吸

17、收，而其余腎小管各段對(duì)Na+和水的重吸收，同機(jī)體是否存在水、Na+不足或過(guò)剩無(wú)直接關(guān)系，屬于必然性重吸收。 （二）HCO3-的重吸收HCO3-的重吸收與小管上皮細(xì)胞管腔膜上Na+-H+交換有密切關(guān)系。由于小管液中的HCO3-不易透過(guò)管腔膜，它與腎小管細(xì)胞分泌的H+結(jié)合生成H2C03，H2C03迅速分解為C02和水。C02為高脂溶性物質(zhì)，能迅速擴(kuò)散入上皮細(xì)胞內(nèi)，并在細(xì)胞內(nèi)碳酸酐酶作用下，C02又與H2O生成H2C03。H2C03又解離成H+和HCO3-，H+可以通過(guò)Na+-H+交換從細(xì)胞分泌到小管液中，HCO3-則與Na+一起轉(zhuǎn)運(yùn)回血，因此腎小管重吸收HCO3-是以CO2的形式，而不是直接以HC

18、O3-的形式進(jìn)行的。腎小管上皮細(xì)胞分泌1個(gè)H+就可使1個(gè)HCO3-和1個(gè)Na+重吸收回血，這在體內(nèi)的酸堿平衡調(diào)節(jié)中起著重要作用。（三）K+的重吸收腎小球?yàn)V過(guò)的K+，67%左右在近端小管被重吸收回血。近端小管K+的重吸收是一個(gè)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程。而終尿中的K+主要是由集合管和遠(yuǎn)曲小管分泌的。（四）葡萄糖的重吸收腎小球?yàn)V過(guò)液中的葡萄糖濃度和血中的相等，但終尿中幾乎不含葡萄糖，說(shuō)明葡萄糖全部被重吸收回血。葡萄糖的重吸收部位僅限于近球小管（主要在近曲小管），其余的各段腎小管無(wú)重吸收葡萄糖的能力。葡萄糖的重吸收是與Na+伴隨進(jìn)行的，屬于繼發(fā)性主動(dòng)重吸收。小管液中的葡萄糖和Na+與上皮細(xì)胞刷狀緣上的轉(zhuǎn)運(yùn)體結(jié)合形

19、成復(fù)合體后，引起其構(gòu)型改變，使Na+易化擴(kuò)散入細(xì)胞內(nèi)，葡萄糖亦伴隨進(jìn)入。在細(xì)胞內(nèi)，Na+、葡萄糖和轉(zhuǎn)運(yùn)體分離，后者恢復(fù)原構(gòu)型。Na+被泵入組織液，葡萄糖則和管周膜上的載體結(jié)合，易化擴(kuò)散至管周組織液再入血。近球小管對(duì)葡萄糖的重吸收有一定的限度，當(dāng)血中的葡萄糖濃度超過(guò)180mg/100ml 時(shí)，近球小管上皮細(xì)胞吸收葡萄糖已達(dá)極限，葡萄糖就不能被全部重吸收，尿中開(kāi)始出現(xiàn)葡萄糖。此時(shí)的血漿葡萄糖濃度稱為腎糖閾(renal glucose threshold)。血糖濃度超過(guò)腎糖閾后，隨著血糖濃度的升高，腎小管對(duì)葡萄糖吸收達(dá)極限的上皮細(xì)胞數(shù)量增加，隨尿排出的葡萄糖便增多。人的兩腎全部近球小管在單位時(shí)間內(nèi)能

20、重吸收葡萄糖的最大量，稱為葡萄糖的吸收極限量。此時(shí)，全部近球小管上皮細(xì)胞對(duì)葡萄糖的吸收均已達(dá)極限（全部轉(zhuǎn)運(yùn)體均達(dá)到飽和）。在這種情況下，隨著血糖的升高，尿中排出的葡萄糖呈平行性增加。人腎對(duì)葡萄糖的吸收極限量，男性為375mg/min，女性為300mg/min。（五）其它物質(zhì)的重吸收小管液中的氨基酸、HPO42-、SO42-等的重吸收機(jī)制基本上與葡萄糖相同，但轉(zhuǎn)運(yùn)體可能不同。部分尿酸在近球小管重吸收。大部分的Ca2+、Mg2+在髓袢升支粗段重吸收。小管液中微量的蛋白質(zhì)，在近球小管內(nèi)通過(guò)入胞作用而重吸收。三、腎小管和集合管的分泌及排泄功能（一）H+的分泌腎小管和集合管上皮細(xì)胞均可分泌H+，其中，近

21、球小管細(xì)胞通過(guò)Na+ -H+交換分泌H+，促進(jìn)NaHCO3重吸收。遠(yuǎn)曲小管和集合管的閏細(xì)胞也可分泌H+。H+的分泌是一個(gè)逆電化學(xué)梯度進(jìn)行的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程。管腔膜上有H+泵，能將細(xì)胞內(nèi)的H+泵入小管腔內(nèi)。細(xì)胞內(nèi)的C02，在碳酸酐酶的催化下，與H20生成H2C03，H2C03解離成H+和HCO3-。H+由H+泵泵至小管液， HCO3- 則通過(guò)基側(cè)膜回到血液中，因而H+分泌和HCO3- 的重吸收與酸堿平衡的調(diào)節(jié)有關(guān)。每分泌一個(gè)H+，可重吸收1個(gè)Na+和1個(gè)HCO3- 回到血液。（二）K+的分泌正常情況下，小管液中的K+絕大部分被腎小管各段和集合管重吸收入血。尿液中的K+主要是由遠(yuǎn)曲小管和集合管分泌的。

22、尿中K+排泄量根據(jù)K+的攝入量而定，高K+飲食可排除大量的K+，低K+飲食則尿中排K+量少，使機(jī)體的K+攝入量與排出量保持平衡，維持機(jī)體K+濃度的相對(duì)恒定。遠(yuǎn)曲小管和集合管對(duì)Na的主動(dòng)重吸收，使管腔內(nèi)成為負(fù)電位（-10-40mV）；鈉泵的活動(dòng)則促使組織液的K+進(jìn)入細(xì)胞，增加了細(xì)胞內(nèi)和小管液之間的K+濃度差，以上二者均有利于K+進(jìn)入小管液中。K+的分泌與Na+的主動(dòng)重吸收有密切的聯(lián)系，在小管液中的Na+重吸收入細(xì)胞內(nèi)的同時(shí)，K+被分泌到小管液內(nèi)，這種+ 的分泌與Na+ 的重吸收相互聯(lián)系，稱為Na+-K+ 交換。（三）NH3的分泌細(xì)胞內(nèi)的NH3主要來(lái)源于谷氨酰胺的脫氨反應(yīng)，其他氨基酸也可氧化脫氨生

23、成NH3。一般NH3主要由遠(yuǎn)曲小管和集合管分泌，但酸中毒時(shí)，近球小管也可分泌NH3。NH3是脂溶性物質(zhì)，可通過(guò)細(xì)胞膜擴(kuò)散入小管液中。進(jìn)入小管液的NH3與其中的H+ 結(jié)合成NH+，減少了小管液中的H+量，有助于H+的繼續(xù)分泌。NH+是水溶性物質(zhì)，不能通過(guò)細(xì)胞膜。小管液中的NH+可與強(qiáng)酸鹽（如NaCl）的負(fù)離子結(jié)合生成銨鹽（NHCl）隨尿排出。強(qiáng)酸鹽的正離子（如Na+）則與H+交換而進(jìn)入腎小管細(xì)胞，然后和細(xì)胞內(nèi)HCO3一起被轉(zhuǎn)運(yùn)入血。隨著小管液中的NH3與H+結(jié)合生成NH+，小管液中的NH3降低，利于NH3的繼續(xù)分泌。（四）其它物質(zhì)的排出腎小管細(xì)胞可將血漿中的某些代謝產(chǎn)物如肌酐等，以及進(jìn)入人體的某

24、些異物如青霉素等直接排入小管液。肌酐是由肌肉中肌酸脫水或磷酸肌酸脫磷酸而來(lái)，每日隨尿排出的肌酐量大于濾過(guò)的總量，表明腎小管和集合管細(xì)胞具有將血漿中的肌酐排入小管液的作用。血肌酐水平是判定腎功能的一個(gè)重要指標(biāo)，腎小球?yàn)V過(guò)率減少或腎小管功能受損時(shí)，血肌酐含量均可增多。進(jìn)入體內(nèi)的物質(zhì)如青霉素、酚紅、速尿和利尿酸等，它們?cè)谘褐写蠖嗯c血漿蛋白結(jié)合而運(yùn)輸，很少被腎小球?yàn)V過(guò)，主要由近球小管排入小管液。尿的濃縮和稀釋是以尿和血漿的滲透壓相比較而言。如果排出的尿滲透壓比血漿的高，稱為高滲尿，表明尿液被濃縮；反之，如果排出的尿滲透壓比血漿的低，則稱為低滲尿，表明尿液被稀釋。正常血漿的滲透壓約為300mOsm/L

25、，原尿的滲透壓與血漿的基本相同，但終尿的滲透壓在501200mOsm/L之間波動(dòng)。說(shuō)明腎對(duì)尿液的濃縮和稀釋功能很強(qiáng)，這對(duì)于維持人體水平衡具有重要作用。一、 尿濃縮和稀釋的基本過(guò)程尿液的濃縮和稀釋是在近球小管以后，即在髓袢、遠(yuǎn)球小管和集合管內(nèi)進(jìn)行的。（一）尿液的稀釋尿液的稀釋是由于小管液中的溶質(zhì)被重吸收而水不被重吸收造成的，這種情況主要發(fā)生在髓袢升支粗段。髓袢升支粗段能主動(dòng)重吸收NaCl，對(duì)水不通透，故水不被重吸收，造成髓袢升支粗段小管液為低滲液。在體內(nèi)水過(guò)多而抗利尿激素釋放被抑制時(shí)，遠(yuǎn)曲小管和集合管對(duì)水的通透性非常低，因此，髓袢升支粗段的小管液流經(jīng)遠(yuǎn)曲小管和集合管時(shí)，NaCl被繼續(xù)重吸收，而水

26、被少量重吸收，故小管液滲透濃度進(jìn)一步下降，可降低至50mOsm/L，形成低滲尿，造成尿液的稀釋。（二）尿液的濃縮尿液的濃縮是由于小管液中的水被重吸收而溶質(zhì)仍留在小管液中造成的。重吸收水的動(dòng)力來(lái)自腎髓質(zhì)的滲透梯度的建立，即髓質(zhì)的滲透濃度從髓質(zhì)外層向乳頭部不斷升高。腎皮質(zhì)部組織液的滲透壓與血漿相等，而由髓質(zhì)外層向乳頭部深入，組織液的滲透壓逐漸升高，分別為血漿的2.0、3.0和4.0倍，這表明腎髓質(zhì)的滲透濃度由外向內(nèi)逐步升高，具有明顯的滲透梯度。在抗利尿激素存在時(shí)，遠(yuǎn)曲小管和集合管對(duì)水的通透性增加，小管液從外髓集合管向內(nèi)髓集合管流動(dòng)時(shí)，由于滲透作用，水不斷進(jìn)入高滲的組織間液，使小管液不斷被濃縮而變成

27、高滲液，最后尿液的滲透濃度可高達(dá)1200mOsm/L，形成濃縮尿。二、腎髓質(zhì)滲透壓梯度的形成和保持由上述尿濃縮和稀釋的基本過(guò)程可知，抗利尿激素的釋放是尿液濃縮和稀釋的決定因素，而腎髓質(zhì)的滲透梯度的形成和保持是尿液濃縮和稀釋的先決條件。（一） 髓質(zhì)滲透壓梯度的形成腎髓質(zhì)的滲透壓梯度的形成與多種因素有關(guān)?？捎媚I小管各段及集合管對(duì)水和溶質(zhì)的通透性不同和逆流倍增現(xiàn)象來(lái)解釋腎髓質(zhì)的滲透梯度的形成。各段腎小管和集合管對(duì)不同物質(zhì)的通透性及作用腎小管部分和集合管水Na+尿 素作 用髓袢升支粗段髓袢升支細(xì)段髓袢降支細(xì)段遠(yuǎn)曲小管和集合管不易通透不易通透易通透在有抗利尿激素時(shí)，集合管對(duì)水易通透Na主動(dòng)重吸收，Cl-

28、繼發(fā)性主動(dòng)重吸收易通透不易通透主動(dòng)重吸收不易通透中等通透不易通透在皮質(zhì)和外髓部不易通透，內(nèi)髓部易通透NaC進(jìn)入外髓部組織液，使之滲透壓升高NaCl由小管液進(jìn)入內(nèi)髓部組織液，使之滲透壓升高；部分尿素由內(nèi)髓組織液進(jìn)入小管液加入尿素再循環(huán)水進(jìn)入內(nèi)髓部組織液，使小管液中NaCl濃度和滲透壓逐漸升高水重吸收使小管液中尿素濃度升高。NaCl和尿素進(jìn)入內(nèi)髓組織液，使之滲透壓升高。部分尿素進(jìn)入髓袢升支細(xì)段，形成尿素再循環(huán)物理學(xué)中逆流的含義是指兩個(gè)并列的管道中液體流動(dòng)的方向相反。如下圖所示，甲管中液體向下流，乙管中液體向上流。如果甲乙兩管下端是連通的，而且兩管間的隔膜容許液體中的溶質(zhì)或熱能在兩管間交換，便構(gòu)成了

29、逆流系統(tǒng)。在逆流系統(tǒng)中，由于管壁通透性和管道周圍環(huán)境的作用，就會(huì)產(chǎn)生逆流倍增現(xiàn)象。腎髓質(zhì)滲透壓梯度的形成是與髓袢的結(jié)構(gòu)和功能分不開(kāi)的。在髓袢的降支與升支之間液體的逆向流動(dòng)，使小管液與組織液溶質(zhì)濃度和滲透壓成倍地增長(zhǎng)，這就是髓袢的逆流倍增作用。在外髓部，滲透壓梯度的形成是由于髓袢升支粗段對(duì)Na +的主動(dòng)重吸收和對(duì)Cl的繼發(fā)性主動(dòng)重吸收所致。在內(nèi)髓部，滲透壓梯度的形成與尿素的再循環(huán)和NaCl的擴(kuò)散有密切關(guān)系。（二） 髓質(zhì)高滲透壓梯度的保持腎髓質(zhì)高滲透壓梯度的保持主要依靠直小血管的逆流交換作用。圖表 1本節(jié)主要論述腎小管和集合管重吸收和分泌的調(diào)節(jié)。一、腎內(nèi)調(diào)節(jié)（一） 小管液中溶質(zhì)的濃度小管液溶質(zhì)的濃

30、度決定小管內(nèi)的滲透壓，是對(duì)抗腎小管重吸收水分的力量。如果小管液中溶質(zhì)的濃度高，滲透壓高，就會(huì)妨礙腎小管特別是近端小管對(duì)水的重吸收，小管液中Na+ 被稀釋而濃度降低，故小管液與細(xì)胞內(nèi)之間的Na+ 濃度差變小，Na+ 的重吸收也減少，結(jié)果尿量增多，NaCl的排出也增多。如糖尿病患者，由于葡萄糖不能被近球小管完全重吸收回血，使小管液中葡萄糖含量增多，小管液滲透壓增高，妨礙了水和NaCl的重吸收，而造成尿量增多并出現(xiàn)糖尿。臨床上給某些水腫病人使用可被腎小球?yàn)V過(guò)但不被腎小管重吸收的物質(zhì)如甘露醇和山梨醇等，來(lái)提高小管液的滲透壓，以達(dá)到利尿消腫的目的。這種利尿方式稱為滲透性利尿（osmotic diures

31、is）。（二）球-管平衡近球小管對(duì)小管液的重吸收量與腎小球?yàn)V過(guò)率之間有著密切的聯(lián)系。無(wú)論腎小球?yàn)V過(guò)率增多或減少，近球小管的重吸收量始終占濾過(guò)量的6570，這種關(guān)系稱為球-管平衡。球-管平衡的生理意義在于使尿量不致因腎小球?yàn)V過(guò)率的增減而發(fā)生大幅度的變化。球-管平衡與近球小管對(duì)Na+ 的恒定比率重吸收有關(guān)。近球小管對(duì)Na+ 的重吸收量常是濾過(guò)量的6570，從而決定了對(duì)濾液的重吸收量也總是占腎小球?yàn)V過(guò)率的6570。球-管平衡在某些情況下也可能被打破。如在滲透性利尿時(shí)。二、神經(jīng)和體液調(diào)節(jié)（一） 神經(jīng)調(diào)節(jié)腎主要接受腎交感神經(jīng)的支配和調(diào)節(jié)。腎交感神經(jīng)興奮可使入球小動(dòng)脈和出球小動(dòng)脈收縮，而前者收縮比后者更明

32、顯，腎小球毛細(xì)血管血漿流量減少，腎小球毛細(xì)血管血壓下降，腎小球的有效濾過(guò)壓下降，腎小球?yàn)V過(guò)率降低；可刺激球旁器中的球旁細(xì)胞釋放腎素，導(dǎo)致循環(huán)血中的血管緊張素和醛固酮含量增加，增加腎小管對(duì)NaCl和水的重吸收；增加近端小管和髓袢上皮細(xì)胞重吸收Na+、Cl-和水。腎交感神經(jīng)抑制則有相反的作用。（二） 體液調(diào)節(jié)1抗利尿激素抗利尿激素（antidiuretic hormone，ADH）由下丘腦視上核和室旁核的神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞合成，經(jīng)下丘腦垂體運(yùn)輸至神經(jīng)垂體貯存，并由此釋放入血?？估蚣に刂饕ㄟ^(guò)提高遠(yuǎn)曲小管和集合管上皮細(xì)胞對(duì)水的通透性，增加水的重吸收而發(fā)揮抗利尿作用?？估蚣に嘏c遠(yuǎn)曲小管和集合管上皮細(xì)胞

33、管周膜上的V2受體結(jié)合后，通過(guò)興奮性G蛋白，激活膜內(nèi)的腺苷酸環(huán)化酶，使細(xì)胞內(nèi)cAMP生成增多，cAMP激活細(xì)胞中的蛋白激酶A，后者使位于管腔膜附近的含有水通道的小泡鑲嵌在管腔膜上，增加管腔膜上的水通道，從而增加水的通透性，重吸收的水量增多使尿液濃縮，尿量減少?？估蚣に蒯尫诺恼{(diào)節(jié):(1)血漿晶體滲透壓血漿晶體滲透壓是生理情況下調(diào)節(jié)抗利尿激素釋放的重要因素。下丘腦視上核和室旁核及其周圍區(qū)域存在滲透壓感受器，這些細(xì)胞對(duì)血漿晶體滲透壓、尤其是對(duì)NaCl濃度的改變非常敏感。當(dāng)血漿晶體滲透壓升高，興奮滲透壓感受器，使視上核和室旁核細(xì)胞分泌、神經(jīng)垂體釋放的抗利尿激素增加。相反，大量飲清水使血漿晶體滲透壓降

34、低，上述刺激作用減弱，抗利尿激素分泌和釋放減少甚至停止，遠(yuǎn)曲小管和集合管對(duì)水的重吸收減少，尿液稀釋，尿量增多，以排出體內(nèi)過(guò)剩的水分。這種由于一次性的大量飲清水，反射性地使抗利尿激素分泌和釋放減少而引起尿量明顯增多的現(xiàn)象，稱為水利尿。臨床上常用它來(lái)檢測(cè)腎的稀釋能力。（2）循環(huán)血量減少循環(huán)血量減少時(shí)，對(duì)左心房和胸腔大靜脈壁上的容量感受器刺激減弱，同時(shí)心輸出量減少，血壓降低，對(duì)頸動(dòng)脈竇壓力感受器的刺激減弱，二者經(jīng)迷走神經(jīng)傳入中樞的沖動(dòng)減少，反射性地使抗利尿激素分泌和釋放增多，水重吸收增多，尿量減少，有利于血容量和血壓的恢復(fù)。反之亦然。2醛固酮醛固酮（aldosterone）由腎上腺皮質(zhì)球狀帶的細(xì)胞分

35、泌。其作用主要是促進(jìn)遠(yuǎn)曲小管和集合管上皮細(xì)胞對(duì)Na+和水的重吸收，促進(jìn)K+的分泌，所以具有保Na+排K+和增加細(xì)胞外液容量的作用。醛固酮進(jìn)入遠(yuǎn)曲小管和集合管的上皮細(xì)胞后，與胞漿內(nèi)的受體結(jié)合，形成激素-受體復(fù)合物，后者通過(guò)核膜，與核中DNA特異性結(jié)合位點(diǎn)相互作用，調(diào)節(jié)特異性mRNA轉(zhuǎn)錄，最終合成多種醛固酮誘導(dǎo)蛋白，進(jìn)而使管腔膜對(duì)Na+的通透性增大，線粒體內(nèi)ATP的合成和管周膜上鈉泵的活性增加，以及Na+-K+和Na+-H+交換過(guò)程增強(qiáng)。結(jié)果，在醛固酮的作用下，遠(yuǎn)曲小管和集合管上皮細(xì)胞在對(duì)Na+的重吸收增強(qiáng)的同時(shí)，對(duì)水的重吸收也增加，故細(xì)胞外液量增多，K+的分泌量也增加。醛固酮的分泌調(diào)節(jié)：（1）腎素-血管緊張素系統(tǒng)腎素-血管緊張素系統(tǒng)興奮，導(dǎo)致血管緊張