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文檔簡介
生理學(xué)chapt腎臟的排泄功能第1頁/共85頁
腎臟是機(jī)體主要的排泄器官,它通過泌尿活動(生成和排出尿液)將機(jī)體代謝的終產(chǎn)物、進(jìn)入機(jī)體的異物和有害物質(zhì)、攝入的過剩物質(zhì)排出體外,從而參與了機(jī)體水平衡、電解質(zhì)平衡和酸堿平衡的調(diào)節(jié),在維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境的相對恒定中發(fā)揮重要作用。尿液的生成包括腎小球的濾過、腎小管和集合管的重吸收、腎小管和集合管的分泌三個基本過程。尿量及其變化:正常:1,500mL/天左右多尿:>2,500mL/天
→
脫水少尿:100~500mL/天無尿:<100mL/天
→
尿毒癥第2頁/共85頁第一節(jié)腎臟的功能解剖和血液循環(huán)特征腎臟:分為腎實質(zhì)和腎盂兩個部分。腎實質(zhì):分為皮質(zhì)和髓質(zhì)兩個部分;外側(cè)為皮質(zhì),內(nèi)側(cè)為髓質(zhì)。皮質(zhì):富含血管,主要由腎小體和腎小管構(gòu)成。髓質(zhì):血管較少,由15~25個腎錐體構(gòu)成;腎錐體的主要組織結(jié)構(gòu)為腎小管。尿液的生成部位和排出的路徑:尿液在腎單位和集合管中生成,經(jīng)集合管在腎乳頭處開口進(jìn)入腎小盞→腎大盞
→
腎盂、輸尿管
→
膀胱
→
尿道
→
排出體外。第3頁/共85頁腎臟的結(jié)構(gòu)(示腎錐體和腎單位)腎錐體腎單位腎皮質(zhì)腎髓質(zhì)腎盂第4頁/共85頁一、腎臟的功能解剖(一)腎單位和集合管腎單位的構(gòu)成:腎單位:是腎的基本功能單位,有皮質(zhì)腎單位和近髓腎單位兩種類型;它們與集合管一道共同完成尿的生成過程。集合管:不屬于腎單位的組成部分,但其與遠(yuǎn)端小管的遠(yuǎn)曲小管相連,每一集合管又接受多條遠(yuǎn)曲小管,在尿液的生成過程當(dāng)中,特別是在尿液的濃縮當(dāng)中起重要作用。第5頁/共85頁腎小體腎小球腎小囊腎小管近球小管髓襻細(xì)段遠(yuǎn)球小管髓襻升支細(xì)段髓襻升支粗段遠(yuǎn)曲小管髓襻降支粗段近曲小管髓襻降支細(xì)段腎小體腎小管集合管腎單位的結(jié)構(gòu)(也示集合管)第6頁/共85頁(二)皮質(zhì)腎單位和近髓腎單位
按照腎單位在腎皮質(zhì)中所處的位置不同,可將它們分為皮質(zhì)和近髓兩種腎單位,這兩種腎單位在結(jié)構(gòu)、血管供應(yīng)和功能上均有不同。第7頁/共85頁皮質(zhì)腎單位和近髓腎單位結(jié)構(gòu)和功能的比較第8頁/共85頁一個腎單位的髓襻升支在進(jìn)入腎皮質(zhì)部之后,在其自身腎單位的入球小動脈和出球小動脈之間通過,并與腎小囊壁、入球和出球小動脈相互緊密接觸,形成球旁器(近球小體)。由球旁細(xì)胞(顆粒細(xì)胞)、致密斑和球外系膜細(xì)胞三部分組成。主要分布在皮質(zhì)腎單位。遠(yuǎn)曲小管球外系膜細(xì)胞出球小動脈致密斑入球小動脈球旁細(xì)胞(三)球旁器(近球小體)第9頁/共85頁遠(yuǎn)曲小管球旁細(xì)胞:入球小動脈中膜內(nèi)的特殊分化的平滑肌細(xì)胞;能夠合成、儲存和分泌腎素。致密斑:髓襻升支粗段的遠(yuǎn)端部分與同一腎單位入球和出球小動脈接觸處的一些高柱狀上皮細(xì)胞;能夠感受小管液中NaCl的含量變化,并將此信息傳遞給球旁細(xì)胞,從而調(diào)節(jié)球旁細(xì)胞的腎素釋放。球外系膜細(xì)胞:入球小動脈、出球小動脈和致密斑之間的一群間質(zhì)細(xì)胞群;具吞噬功能。球旁器的作用:感受和傳遞小管液成分變化的信息,引起腎小球濾過率和腎素釋放量的變化,這一過程稱為管-球反饋。球外系膜細(xì)胞致密斑出球小動脈入球小動脈球旁細(xì)胞第10頁/共85頁(四)腎臟的神經(jīng)支配腎臟僅有交感神經(jīng)的支配,沒有副交感神經(jīng)的支配。腎交感神經(jīng)(主要起自于胸12至腰2脊髓節(jié)段)經(jīng)腹腔神經(jīng)叢支配腎動脈(尤其是入球小動脈和出球小動脈的平滑肌)、腎小管和球旁細(xì)胞。腎交感神經(jīng)通過釋放去甲腎上腺素,調(diào)節(jié)腎血流量、腎小球濾過率、腎小管對Na+、Cl-等離子的重吸收和腎素的釋放。腎臟的傳入神經(jīng)支配也是交感神經(jīng),經(jīng)腎神經(jīng)進(jìn)入脊髓,并通過脊髓投射到中樞不同部位,參與血壓和水鹽平衡的調(diào)節(jié)。第11頁/共85頁血管分布和血流方向(五)腎臟的血管供應(yīng)
腹主動脈→腎動脈→葉間動脈→弓形動脈→小葉間動脈→入球小動脈→
腎小球毛細(xì)血管網(wǎng)→出球小動脈→
腎小管周圍毛細(xì)血管網(wǎng)→小葉間靜脈→弓形靜脈→葉間靜脈→腎靜脈第12頁/共85頁腎小球毛細(xì)血管網(wǎng):血壓高(約60mmHg),可使液體快速地濾過,有利于腎小球發(fā)揮濾過功能。腎小管周圍毛細(xì)血管網(wǎng):血壓低(約13mmHg),可使液體迅速地被重吸收,有利于腎小管發(fā)揮重吸收功能。腎小管周圍毛細(xì)血管網(wǎng)(peritubularcapillaries)腎小球毛細(xì)血管網(wǎng)直小血管(vasarecta)具有兩套毛細(xì)血管網(wǎng)第13頁/共85頁腎血流量的特點血流量大:正常人安靜時有1,200ml/min的血液流過兩腎,占心輸出量的20%~25%
。血液分布不均勻:在腎血流量中,94%的血液供應(yīng)腎皮質(zhì),5%供應(yīng)外髓,1%供應(yīng)內(nèi)髓,即皮質(zhì)的血流量>髓質(zhì)的血流量,故腎血流量通常是指腎皮質(zhì)血流量。腎血流量豐富的原因和意義:并不是腎臟營養(yǎng)和代謝的需要,而是其實現(xiàn)泌尿功能的需要,而腎皮質(zhì)的血流量大于腎髓質(zhì),就是因為腎臟實現(xiàn)泌尿功能的腎單位均位于皮質(zhì)。腎血流量的調(diào)節(jié)方式:自身調(diào)節(jié)、神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié)。二、腎血流量及其調(diào)節(jié)第14頁/共85頁當(dāng)平均動脈壓變動于80~180mmHg范圍時,腎血流量保持相對的恒定。當(dāng)平均動脈壓變動在20~80mmHg范圍內(nèi)時,腎血流量成比例增加。當(dāng)平均動脈壓>180mmHg時,腎血流量相應(yīng)地增加。
(一)腎血流量的自身調(diào)節(jié)定義和調(diào)節(jié)作用的特點:不依賴于外來神經(jīng)和體液因素的血流量調(diào)節(jié),表現(xiàn)為腎血流量在一定的平均動脈壓范圍內(nèi)保持相對恒定。第15頁/共85頁肌源學(xué)說:動脈血壓↑→腎血管灌注壓↑→入球小動脈平滑肌緊張性↑→血管收縮→血流阻力↑→血流量不隨灌注壓的升高而增加;反之亦然。當(dāng)平均動脈壓高于180mmHg和低于80mmHg
時→平滑肌的收縮和舒張均達(dá)到極限→自身調(diào)節(jié)不能維持→腎血流量自身調(diào)節(jié)功能喪失,血流量隨血壓變化而變化。腎血流量自身調(diào)節(jié)的機(jī)制和意義第16頁/共85頁3.腎血流量自身調(diào)節(jié)的意義:
使腎血流量與泌尿機(jī)能相互適應(yīng),以維持正常的泌尿功能。管-球反饋學(xué)說:遠(yuǎn)曲小管球外系膜細(xì)胞出球小動脈致密斑入球小動脈球旁細(xì)胞
腎血流量和腎小球濾過率↑→到達(dá)遠(yuǎn)曲小管致密斑的小管液流量↑
→致密斑將此信息反饋至腎小球↑→腎小球入球小動脈和出球小動脈收縮↑→腎血流量和腎小球濾過率恢復(fù)正常;反之亦然。第17頁/共85頁神經(jīng)調(diào)節(jié):
腎交感神經(jīng)活動↑→
腎血管收縮
→腎血流量↓。體液調(diào)節(jié):腎上腺素、去甲腎上腺素、血管升壓素、血管緊張素Ⅱ→
腎血管收縮
→腎血流量↓。前列腺素、NO、緩激肽→
腎血管舒張
→腎血流量↑。腎血流量神經(jīng)和體液調(diào)節(jié)的意義:(二)腎血流量的神經(jīng)和體液調(diào)節(jié)及其意義
主要解決腎血流量與全身血液循環(huán)調(diào)節(jié)的相配合問題,即機(jī)體在緊急情況下(大出血、劇烈運(yùn)動等),可通過神經(jīng)和體液調(diào)節(jié)機(jī)制,減少腎的血流量,以保證心臟、腦等重要器官的血流供應(yīng)。第18頁/共85頁第二節(jié)腎小球的濾過功能尿液需要經(jīng)過腎臟的三個基本生理活動過程而最終形成:①
腎小球的濾過,形成腎小囊液(原尿),②
腎小管和集合管對小管液中物質(zhì)的重吸收,③腎小管和集合管的分泌。生成的尿液(終尿),經(jīng)輸尿管、膀胱和尿道排出體外,使血液得到凈化。腎小球的濾過腎小管的重吸收和分泌第19頁/共85頁腎小球的濾過:當(dāng)血流流經(jīng)腎小球毛細(xì)血管時,血漿中的水和小分子溶質(zhì)被濾過,進(jìn)入腎小囊囊腔而形成濾過液(原尿),這是尿生成的第一步。微穿刺實驗證明:腎小球發(fā)生濾過時,血液中血細(xì)胞和大分子蛋白質(zhì)不能通過腎小球濾過膜進(jìn)入腎小囊,而腎小囊液中的各種晶體成分、滲透壓和酸堿度均與血漿相似。因此,腎小囊濾過液是血漿的超濾液。第20頁/共85頁濾過分?jǐn)?shù)(FF):為GFR與腎血漿流量的比值。若腎血漿流量為660ml/min,則FF=125/660×100%=19%,即:流經(jīng)腎的血漿有1/5由腎小球濾出到囊腔中形成原尿。腎小球濾過率的大小取決于濾過系數(shù)(Kf,濾過膜的面積和通透性)和有效濾過壓(PUF)兩個因素,即GFR=Kf×PUF。腎小球濾過率(GFR):單位時間(min)內(nèi)兩腎生成的超濾液量。GFR與體表面積成正比。
體表面積1.73m2的正常男子,GFR=125ml/min,即180L/day。以全身血量4.5L計算,每日濾過量是全身血量的40倍,即兩腎每天凈化全身血液40次。第21頁/共85頁內(nèi)層:由毛細(xì)血管壁內(nèi)皮細(xì)胞構(gòu)成,膜上有直徑50~100nm的窗孔,可阻止血細(xì)胞通過,但血漿蛋白可以通過。中層:為水合凝膠微纖維網(wǎng)構(gòu)成的非細(xì)胞性基膜,網(wǎng)孔直徑4~8nm,小于網(wǎng)孔直徑的溶質(zhì)分子可以通過,而血漿蛋白不能通過,是濾過膜的主要阻擋結(jié)構(gòu)。外層:由腎小囊的上皮細(xì)胞構(gòu)成。上皮細(xì)胞有很長的突起(稱為足),突起相互交錯對插,突起之間有裂隙膜,膜上有4~14nm的小孔,是濾過膜的最后屏障,大分子的血漿蛋白質(zhì)不能通過。一、腎小球濾過膜及其通透性腎小球毛細(xì)血管中的血漿經(jīng)濾過作用進(jìn)入腎小囊,濾過時要通過的結(jié)構(gòu)為濾過膜,由內(nèi)、中和外三層結(jié)構(gòu)組成。內(nèi)層中層外層第22頁/共85頁水分子帶正電荷物質(zhì)葡萄糖帶負(fù)電荷物質(zhì)血漿蛋白濾過膜對濾過分子具有機(jī)械和電學(xué)兩重屏障作用,故被濾過物質(zhì)通過濾過膜的能力取決于其分子的大小和所帶的電荷。濾過膜的機(jī)械屏障作用:半徑<2.0nm的物質(zhì)(如葡萄糖),可以自由通過;半徑>4.2nm的物質(zhì)(如血漿蛋白),不能通過;半徑2.0nm~4.2nm的物質(zhì),隨其有效半徑增加,濾過量逐漸降低。紅細(xì)胞基膜毛細(xì)血管內(nèi)皮腎小囊上皮細(xì)胞第23頁/共85頁濾過膜的電學(xué)屏障作用:濾過膜各層含有許多帶負(fù)電荷的物質(zhì)(主要是糖蛋白),它們使帶負(fù)電荷的溶質(zhì)不容易濾過,而帶正電荷的溶質(zhì)容易濾過,中性溶質(zhì)次之。不同大小帶和不同電荷的右旋糖苷通過濾過膜的比較第24頁/共85頁腎小球濾過的動力是有效濾過壓,為四種壓力的代數(shù)和,即:二、有效濾過壓腎小球有效濾過壓=腎小球毛細(xì)血管血壓-(血漿膠體滲透壓+腎
小囊內(nèi)壓)腎小球有效濾過壓=(腎小球毛細(xì)血管血壓+囊內(nèi)液體膠體滲透壓)-(血漿膠體滲透壓+腎小囊內(nèi)壓)由于腎小囊內(nèi)濾過液中的蛋白質(zhì)濃度極低,由這些蛋白質(zhì)形成的膠體滲透壓可以忽略不計,故腎小球有效濾過壓可以表示為:第25頁/共85頁毛細(xì)血管血壓:到出球端下降不多,故其在入球端和出球端幾乎相等。血漿膠體滲透壓:由于血液不斷生成濾過液,而血漿蛋白不能濾出,故出球端壓力高于入球端。囊內(nèi)壓:在入球端和出球端不發(fā)生變化。囊內(nèi)液體膠體滲透壓:因囊內(nèi)蛋白質(zhì)濃度極低,可忽略不計。由于有效濾過壓在入球端為正值,而在出球端為零,故在腎小球入球小動脈端有濾過,而在出球小動脈端濾過停止。第26頁/共85頁濾過平衡:由于血液流經(jīng)腎小球毛細(xì)血管時不斷生成濾過液,血液中血漿蛋白濃度逐漸增加,血漿膠體滲透壓也隨之升高,因而有效濾過壓逐漸下降。當(dāng)有效濾過壓下降到零時,就達(dá)到了濾過平衡,此時濾過便停止。因此,在整個腎小球毛細(xì)血管中,只有入球小動脈到濾過平衡段才有濾過。濾過平衡越靠近入球小動脈,有效濾過的毛細(xì)血管長度越短,GFR越低;反正,濾過平衡越靠近出球小動脈,GFR越高。入球端出球端濾過平衡點第27頁/共85頁面積:正常時,濾過面積穩(wěn)定,兩腎總濾過面積在1.5m2以上。急性腎小球腎炎→腎小球毛細(xì)血管變窄或完全阻塞→有濾過功能的腎小球數(shù)量↓→有效濾過面積↓→
GFR↓→
少尿或無尿。通透性:正常時,濾過膜的通透性恒定。病理情況下→濾過膜上帶負(fù)電荷的糖蛋白數(shù)量↓→帶負(fù)電荷的蛋白濾過↑→蛋白尿→多尿。三、影響腎小球濾過的因素(一)濾過膜的面積和通透性第28頁/共85頁動脈血壓:動脈血壓80~180mmHg→
由于腎血流量的自身調(diào)節(jié)機(jī)制,腎小球毛細(xì)血管血壓和有效濾過壓穩(wěn)定→
GFR穩(wěn)定。動脈血壓40~80mmHg→腎小球毛細(xì)血管血壓↓→有效濾過壓↓→
GFR↓。(二)腎小球毛細(xì)血管壓
受到動脈血壓、入球小動脈阻力和出球小動脈阻力三個因素的影響。
動脈血壓<40mmHg→
腎小球毛細(xì)血管血壓嚴(yán)重↓→有效濾過壓和GFR可下降到零→無尿。第29頁/共85頁出球小動脈口徑減小,GFR升高:出球小動脈收縮→出球小動脈血管阻力↑→腎小球毛細(xì)血管血壓↑→有效濾過壓↑→
GFR↑。入球小動脈和出球小動脈的口徑:入球小動脈口徑減小,GFR下降:入球小動脈收縮→入球小動脈血管阻力↑→腎小球毛細(xì)血管血流量↓,血壓↓→有效濾過壓↓→
GFR↓。
入球或出球小動脈口徑減小均降低腎血流量,但對腎小球濾過率的影響卻不同:第30頁/共85頁(三)囊內(nèi)壓正常情況下保持穩(wěn)定。輸尿管結(jié)石、腫瘤壓迫、輸尿管阻塞→腎小囊內(nèi)壓↑→有效濾過壓↓→
GFR↓。(四)血漿膠體滲透壓正常情況下變動不大。血漿蛋白濃度↓(如快速靜脈輸入大量生理鹽水)→血漿膠體滲透壓↓→有效濾過壓↑→GFR↑。(五)腎血漿流量主要影響濾過平衡的位置。腎血漿流量↑→腎小球毛細(xì)血管內(nèi)血漿膠體滲透壓上升速度↓→濾過平衡點向出球小動脈端偏移→
GFR↑。缺氧、休克→交感神經(jīng)興奮性↑→腎血流量和腎血漿流量↓→GFR↓。第31頁/共85頁第三節(jié)腎小管和集合管的轉(zhuǎn)運(yùn)功能當(dāng)腎小球濾過液(原尿)進(jìn)入腎小管后,即成為小管液。由于腎小管和集合管具有重吸收和分泌的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能,因此,與原尿相比,終尿在質(zhì)和量上都有很大的不同。重吸收:某些物質(zhì)被腎小管上皮細(xì)胞選擇性地從小管液中轉(zhuǎn)運(yùn)至血液的過程。分泌:某些物質(zhì)被腎小管上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)到小管液中,并進(jìn)而進(jìn)入管周毛細(xì)血管的過程。終尿濾過液小管液····水被大量重吸收(原尿180L/天→終尿1.5L/天)。葡萄糖、氨基酸全部被重吸收。Na+、Cl-、碳酸、尿素部分被重吸收。肌苷、K+
被分泌。第32頁/共85頁轉(zhuǎn)運(yùn)的方式:被動轉(zhuǎn)運(yùn):包括單純擴(kuò)散(溶質(zhì)順電-化梯度的擴(kuò)散)、易化擴(kuò)散(葡萄糖和氨基酸)、滲透(水依滲透壓梯度的移動)和溶劑拖曳(溶質(zhì)隨水分子一起被轉(zhuǎn)運(yùn))。腎小管和集合管的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)方式和途徑主動轉(zhuǎn)運(yùn):包括原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)(Na+-K+泵、Ca2+泵等)和繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)(Na+-葡萄糖和Na+-氨基酸、Na+-K+-2Cl-的同向轉(zhuǎn)運(yùn),以及Na+-H+和Na+-K+的逆向轉(zhuǎn)運(yùn))。第33頁/共85頁
由于在腎小管上皮細(xì)胞的管腔膜和基側(cè)膜上分布的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)體不同,發(fā)生在上皮細(xì)胞上的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)途徑是不同的。管腔膜(頂端膜)基側(cè)膜細(xì)胞旁轉(zhuǎn)運(yùn)途徑:小管液中的溶質(zhì)(如Na+、Cl-)和水通過小管上皮細(xì)胞間的緊密連接進(jìn)入細(xì)胞間隙而被重吸收??缂?xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)途徑:小管液中的溶質(zhì)通過管腔膜進(jìn)入小管上皮細(xì)胞,再通過某種方式跨過基側(cè)膜進(jìn)入組織間隙。轉(zhuǎn)運(yùn)的途徑:第34頁/共85頁一、近端小管中的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)近端小管是腎小管物質(zhì)重吸收作用的最主要部分,在濾過液流過這一段腎小管時,濾過液中:67%的Na+、Cl-、K+和水被重吸收。85%的HCO3-被重吸收。全部的葡萄糖和氨基酸被重吸收。H+被分泌到腎小管中。重吸收的動力主要來自于上皮細(xì)胞基側(cè)膜上的Na+泵。腎小體腎小管集合管近端小管第35頁/共85頁(一)近端小管對Na+、Cl-和水的重吸收在近端小管前半段,Na+主要與葡萄糖、氨基酸一道被重吸收,動力來自于基側(cè)膜上的Na+泵。在近端小管后半段,主要是Na+和Cl-的重吸收。隨NaCl、葡萄糖和氨基酸等溶質(zhì)重吸收,細(xì)胞間隙中的滲透壓升高,水通過滲透作用經(jīng)跨細(xì)胞途徑和細(xì)胞旁途徑而被重吸收。Na+H+葡萄糖氨基酸近端小管前半段的物質(zhì)重吸收第36頁/共85頁①Na+泵是此段腎小管物質(zhì)重吸收的動力來源,它將Na+泵至細(xì)胞間隙,使胞內(nèi)Na+濃度降低,胞內(nèi)帶負(fù)電。近端小管前半段對Na+、Cl-和水的重吸收②Na+、葡萄糖和氨基酸由Na+-葡萄糖和Na+-氨基酸同向轉(zhuǎn)運(yùn)體轉(zhuǎn)運(yùn)至胞內(nèi)。③
進(jìn)入胞內(nèi)的葡萄糖和氨基酸被轉(zhuǎn)運(yùn)體轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞間隙,并進(jìn)入血液。④
小管液中的Na+與胞內(nèi)的H+由Na+-H+交換體逆向轉(zhuǎn)運(yùn),使Na+進(jìn)入胞內(nèi),H+分泌到小管液中。
Na+繼續(xù)被Na+泵轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞間隙,而進(jìn)入小管液中的H+將有利于小管液中的HCO2-的重吸收。⑤
進(jìn)入細(xì)胞間隙的Na+、葡萄糖和氨基酸使得細(xì)胞間隙的滲透壓升高,水通過滲透作用進(jìn)入細(xì)胞間隙,并進(jìn)入血液。前半段后半段⑥近端小管前半段對水和HCO3-的重吸收均大于對Cl-的重吸收,使得Cl-在小管液中的濃度提高,這對近端小管后半段的Cl-被動重吸收有重要的意義。H2O第37頁/共85頁近端小管后半段對Na+、Cl-和水的重吸收①Na+以Na+-H+逆向交換、Cl-以Cl--HCO3-逆向交換的形式轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)完成重吸收。②
進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的Na+通過主動轉(zhuǎn)運(yùn)、Cl-以K+-Cl-同向轉(zhuǎn)運(yùn)的方式進(jìn)入細(xì)胞間隙,并進(jìn)而進(jìn)入血液。③
由于進(jìn)入近端小管后半段的Cl-比細(xì)胞間隙中的高20%~40%,Cl-還可以順濃度梯度經(jīng)緊密連接進(jìn)入細(xì)胞間隙被重吸收。Cl-進(jìn)入細(xì)胞間隙又造成小管內(nèi)的正電位,使小管液中的Na+得以順電勢梯度進(jìn)入細(xì)胞間隙而被重吸收。④
水隨之通過滲透作用進(jìn)入細(xì)胞間隙。H2O第38頁/共85頁
HCO3-是機(jī)體重要的堿儲備,是H+的結(jié)合者,在機(jī)體酸堿平衡的保持中具有重要作用。(二)近端小管對HCO3-的重吸收和H+的分泌①進(jìn)入濾液中的NaHCO3解離成為Na+和HCO3-,Na+通過Na+-H+逆向交換進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),HCO3-留在小管液中。②HCO3-不易透過管腔膜,在小管液中與分泌的H+結(jié)合,生成H2CO3;后者在管腔膜上碳酸酐酶(CA)的作用下分解為水和CO2。③CO2通過管腔膜進(jìn)入胞內(nèi),與水結(jié)合生成H2CO3;后者解離后,HCO3-與Na+同向轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入細(xì)胞間隙,H+則通過Na+-H+交換分泌到小管液中。
腎小管重吸收HCO3-是以的CO2的方式,而不是以直接吸收HCO3-的方式進(jìn)行的。腎小管每分泌一個H+,就重吸收回一個HCO3-和一個Na+,從而在機(jī)體的酸堿平衡中發(fā)揮重要作用。H2O第39頁/共85頁(三)近端小管對K+的重吸收腎小球濾過的K+,70%在近端小管被重吸收入血;故尿液中的K+主要是遠(yuǎn)曲小管和集合管分泌的。近端小管對K+的重吸收是以主動轉(zhuǎn)運(yùn)的方式進(jìn)行的(有的書上說:是通過細(xì)胞旁途徑被動轉(zhuǎn)運(yùn)而重吸收的)。(四)近端小管對Ca2+的重吸收20%的Ca2+經(jīng)跨細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)途徑進(jìn)入細(xì)胞間隙。由于腎小管上皮細(xì)胞內(nèi)的Ca2+僅為小管液中的萬分之一,而且胞內(nèi)電位相對于小管液為負(fù),故小管液中的Ca2+以依電-化梯度的方式,經(jīng)頂端膜的Ca2+通道進(jìn)入細(xì)胞,而后由Ca2+泵和Na+-Ca2+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)(交換比率:3個Na+:1個Ca2+)進(jìn)入細(xì)胞間隙。80%的Ca2+由溶劑拖曳方式經(jīng)細(xì)胞旁轉(zhuǎn)運(yùn)途徑進(jìn)入細(xì)胞間隙。第40頁/共85頁(四)近端小管對葡萄糖的重吸收葡萄糖在經(jīng)過腎小管的時候全部被重吸收回血,而葡萄糖的重吸收部位僅限于近端小管,尤其是近端小管的前半段。重吸收的機(jī)制:屬繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn),動力來自于基側(cè)膜上的Na+泵。在近端小管頂端膜上由Na+-葡萄糖同向轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制進(jìn)入胞內(nèi),而后由基側(cè)膜上的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體轉(zhuǎn)運(yùn)入細(xì)胞間隙。第41頁/共85頁由于基側(cè)膜上的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體數(shù)量是有限的,近端小管對葡萄糖的轉(zhuǎn)運(yùn)有一定限度,可用三個指標(biāo)來表示:腎糖閾:當(dāng)血糖濃度達(dá)180mg/100ml時,部分腎小管對葡萄糖的吸收達(dá)到極限,尿中開始出現(xiàn)葡萄糖,此血糖濃度即被定義為腎糖閾。葡萄糖吸收極限量:全部腎小管對葡萄糖的吸收均達(dá)到極限時的血糖濃度,大約為300mg/100ml。葡萄糖的最大轉(zhuǎn)運(yùn)率:當(dāng)血糖濃度達(dá)到葡萄糖吸收極限量時近球小管對葡萄糖的最大轉(zhuǎn)運(yùn)率,大約為375mg/min。第42頁/共85頁(五)近端小管對其他物質(zhì)的重吸收和分泌氨基酸:重吸收機(jī)制與葡萄糖重吸收機(jī)制類似,是通過Na+-氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)體而實現(xiàn)的同向轉(zhuǎn)運(yùn)。HPO42+和SO42-:也是與Na+同向轉(zhuǎn)運(yùn)而被重吸收。蛋白質(zhì):進(jìn)入濾液中的蛋白質(zhì)被小管上皮細(xì)胞以吞飲作用而被重吸收。其他物質(zhì):體內(nèi)的代謝產(chǎn)物和進(jìn)入體內(nèi)的某些物質(zhì)(如青霉素、酚紅和大多數(shù)的利尿藥等)因與血漿蛋白結(jié)合而不能通過腎小球濾過,均在近端小管被主動分泌到小管液中而排出體外。第43頁/共85頁
近端小管以后的腎小管是髓袢。濾過液在流經(jīng)髓袢的時候,約有20%的NaCl和15%的水在其中被重吸收。髓袢由三個部分組成:降支細(xì)段、升支細(xì)段和升支粗段;它們的功能有很大差異,主要表現(xiàn)在水鹽重吸收的分離。二、髓袢中的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)降支細(xì)段對水有很大的通透性,對溶質(zhì)的通透性很低,故水可跨降支細(xì)胞進(jìn)入細(xì)胞間隙,直到小管液和細(xì)胞間隙液達(dá)到滲透平衡。第44頁/共85頁粗段:具有主動重吸收Na+的能力,也具有主動重吸收Cl-和K+的能力;約20%的Na+、Cl-和K+是在粗段被重吸收。同時,該段對Ca2+、Mg2+和HCO3-也具有重吸收能力。升支細(xì)段和粗段:對水的通透性也很低,使水留在小管液中,從而造成小管液的低滲和周圍組織液的高滲狀態(tài)。
髓袢升支對水和鹽重吸收分離的現(xiàn)象,在尿液的濃縮和稀釋中具有重要的意義。第45頁/共85頁髄襻升支粗段的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制及Na+-2Cl--K+協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)模型①基側(cè)膜上的Na+泵是維持細(xì)胞內(nèi)低Na+的動力,有助于Na+的重吸收。②管腔膜上的Na+-Cl--K+同向轉(zhuǎn)運(yùn)體將小管液中Na+、K+和Cl-同向轉(zhuǎn)運(yùn)(1:1:2)進(jìn)入小管上皮細(xì)胞。③進(jìn)入細(xì)胞的Na+通過基側(cè)膜的Na+泵被泵至細(xì)胞間隙,Cl-依濃度梯度經(jīng)Cl-通道進(jìn)入細(xì)胞間隙,K+順濃度梯度返回小管液,并使小管液呈正電位。④由K+返回小管液造成的小管液正電位,使小管液中的Na+、K+、Ca2+和Mg2+等正離子經(jīng)細(xì)胞旁途徑而被動重吸收。⑤水在髓袢升支粗段的通透性很低,從而形成水、鹽重吸收的分離現(xiàn)象。第46頁/共85頁三、遠(yuǎn)端小管和集合管中的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)遠(yuǎn)端小管和集合管重吸收濾過液中12%的NaCl,也重吸收水;分泌H+和K+。遠(yuǎn)端小管和集合管的一個重要特點是:它們對水和鹽(NaCl)的重吸收(轉(zhuǎn)運(yùn))是可以被調(diào)節(jié)的,即機(jī)體缺水或缺鹽的時候,遠(yuǎn)端小管和集合管增加對水或鹽的重吸收,而機(jī)體水或鹽過多時,減少水或鹽的重吸收。在這兩段腎小管,水的重吸收受抗利尿激素(血管升壓素)的調(diào)節(jié),而Na+(以及伴隨發(fā)生的K+)的重吸收主要受醛固酮的調(diào)節(jié)。在遠(yuǎn)端小管起始段,主要重吸收NaCl。遠(yuǎn)端小管后段和集合管有兩類細(xì)胞:主細(xì)胞和閏細(xì)胞。主細(xì)胞重吸收Na+和水,分泌K+;閏細(xì)胞主要分泌H+。遠(yuǎn)端小管第47頁/共85頁(一)遠(yuǎn)端小管起始段對NaCl的重吸收①在遠(yuǎn)端小管起始段,腎小管上皮細(xì)胞對水仍然不通透,但依然能夠主動重吸收NaCl,使得從髓襻流來的小管液滲透壓繼續(xù)降低。③在基側(cè)膜,進(jìn)入胞內(nèi)的Na+由鈉泵泵至細(xì)胞間隙,Cl-通過Cl-通道進(jìn)入細(xì)胞間隙而被重吸收。②在管腔膜,小管液中的Na+和Cl-由同向轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制進(jìn)入細(xì)胞。第48頁/共85頁(二)遠(yuǎn)端小管后段和集合管的重吸收和分泌主細(xì)胞對Na+、水的重吸收和對K+的分泌①基側(cè)膜上的鈉泵將Na+泵至細(xì)胞間隙,使胞內(nèi)的Na+濃度降低,K+濃度提高。②細(xì)胞內(nèi)的低Na+狀態(tài),使小管液中的Na+通過頂端膜上的Na+通道進(jìn)入細(xì)胞。③細(xì)胞內(nèi)的高K+狀態(tài),使K+通過頂端膜和基側(cè)膜上的K+通道進(jìn)入小管液和細(xì)胞間隙;但頂端膜對K+的通透性比基側(cè)膜大,故K+進(jìn)入小管液的過程大于進(jìn)入細(xì)胞間隙,形成細(xì)胞的K+分泌。醛固酮分泌的增加和細(xì)胞外的高K+可以刺激主細(xì)胞的泌K+。④在集合管上皮細(xì)胞的頂端膜上有水通道(水孔蛋白)AQP-2,而基側(cè)膜上有AQP-3和AQP-4存在,水可通過這些通道進(jìn)入細(xì)胞和細(xì)胞間隙;而AQP-2插入頂端膜的數(shù)量受到抗利尿激素的控制,抗利尿激素增多時,胞漿中的AQP-2插入管腔膜增多,使頂端膜對水通透性增加,這是集合管水通透性和尿液濃縮/稀釋調(diào)節(jié)的重要機(jī)制。第49頁/共85頁閏細(xì)胞對H+的分泌在細(xì)胞內(nèi),CO2和水在碳酸酐酶的催化下生成H2CO3,后者解離成H+和HCO3-,H+通過質(zhì)子泵排出到小管液,HCO3-通過基側(cè)膜回到血液。集合管閏細(xì)胞的分泌H+和重吸收HCO3-與機(jī)體的酸堿平衡調(diào)節(jié)有密切的關(guān)系。分泌到小管液中的H+的去處:①與小管液中的HCO3-結(jié)合,并解離成為CO2和H2O;②與小管液中的HPO42-結(jié)合形成H2PO4-;③與上皮細(xì)胞分泌到小管液中的NH3(氨)結(jié)合,形成NH4+(銨離子)。H2PO4-和NH4+都不易透過管腔膜而留在小管液中,隨尿排出。H+第50頁/共85頁NH3(氨)的分泌泌NH3部位:主要在遠(yuǎn)曲小管和集合管。NH3來源:谷氨酰胺脫氨(NH3)。泌NH3機(jī)制:NH3是脂溶性的,能夠通過單純擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞和小管液。擴(kuò)散方向取決于組織間液和小管液兩種液體的pH值。因此,閏細(xì)胞分泌H+的過程可促進(jìn)NH3向小管液擴(kuò)散。NH3的去處:擴(kuò)散進(jìn)入小管液的NH3與H+結(jié)合,形成NH4+(銨離子),后者與小管液中的強(qiáng)酸鹽(如NaCl)的負(fù)離子(Cl-)結(jié)合,生成酸性銨鹽(如NH4Cl),并隨尿排出體外;而強(qiáng)酸鹽的正離子(Na+)則與H+交換,進(jìn)入細(xì)胞,然后與細(xì)胞內(nèi)的HCO3-一起轉(zhuǎn)運(yùn)回血。泌NH3意義:NH3的分泌不僅促進(jìn)排H+,而且也促進(jìn)NaHCO3的重吸收,具有排酸保堿、調(diào)節(jié)機(jī)體酸堿平衡的功能。第51頁/共85頁第四節(jié)尿液的濃縮和稀釋腎臟對尿液具有濃縮和稀釋作用,使尿液的滲透濃度可隨體內(nèi)缺水或水過多而出現(xiàn)大幅度的波動。當(dāng)機(jī)體缺水時,尿液被濃縮,機(jī)體排出高滲尿(即尿液的滲透濃度高于血漿的滲透濃度);反之,機(jī)體水過多時,排出低滲尿。因此,如果不論是體內(nèi)缺水還是水過多,腎臟總是排出等滲尿,說明腎功能降低。正常成年人,腎小球每天的濾過量為180L,而終尿量每天僅為1.5L左右;正常尿的滲透濃度為50~1,200mOsm/kgH2O。腎臟濃縮和稀釋尿液的能力在維持機(jī)體的體液平衡和滲透壓穩(wěn)定中起重要的作用。尿液發(fā)生濃縮和稀釋的原因,與髓袢升支粗段的水鹽重吸收分離現(xiàn)象、腎髓質(zhì)的滲透壓梯度和抗利尿激素(ADH)對遠(yuǎn)曲小管和集合管水通透性的作用三個因素有關(guān)。第52頁/共85頁稀釋的原因:小管液中的溶質(zhì)被重吸收,而水不易被重吸收。稀釋的部位:髓袢升支粗段、遠(yuǎn)曲小管和集合管。稀釋的機(jī)制:①髓袢升支粗段的水、鹽重吸收分離,水被留在小管液中;②體水過多時,ADH分泌減少,遠(yuǎn)曲小管和集合管對水的重吸收減少,水繼續(xù)留在小管液中,尿液稀釋。一、尿液的稀釋NaCl被主動重吸收,水不能通透→小管液低滲髓袢升支粗段當(dāng)體水過多→抗利尿激素的釋放被抑制→對水的通透性非常低↓NaCl被繼續(xù)重吸收,水不被重吸收↓小管液滲透壓進(jìn)一步降低↓低滲尿遠(yuǎn)曲小管和集合管小管液第53頁/共85頁濃縮的原因:小管液中的水被重吸收,而溶質(zhì)仍保留在小管液中。濃縮的部位:遠(yuǎn)曲小管和集合管。水被重吸收而尿液被濃縮的機(jī)制:腎髓質(zhì)的滲透壓梯度,以及遠(yuǎn)曲小管和集合管在抗利尿激素(ADH)的作用下對水的通透性加強(qiáng),使得水從外髓部集合管向內(nèi)髓部集合管流動的時候不斷進(jìn)入高滲的組織間液,因而小管液不斷被濃縮,形成高滲的尿液。二、尿液的濃縮腎髓質(zhì)的滲透梯度現(xiàn)象及其意義:髓質(zhì)部的滲透梯度由外向內(nèi)逐步升高。髓袢是腎髓質(zhì)的主要結(jié)構(gòu),髓袢越長,腎臟濃縮尿的能力就越強(qiáng)。第54頁/共85頁腎髓質(zhì)滲透梯度形成的機(jī)制①腎小管各段對水和溶質(zhì)的通透性差異水:在髓袢升支不能通透;在ADH的作用下,遠(yuǎn)曲小管和集合管對水的通透是導(dǎo)致腎髓質(zhì)滲透梯度的原因之一。Na+和尿素:導(dǎo)致腎髓質(zhì)形成滲透壓梯度的兩種重要溶質(zhì),它們在髓袢、遠(yuǎn)曲小管和集合管有不同的通透性。第55頁/共85頁②腎小管的逆流倍增現(xiàn)象逆流和逆流系統(tǒng):液體在兩個并列的管道中反方向流動稱為逆流;如果兩管下端相通連,液體從甲管流入后,可以通過連接部折返并經(jīng)乙管流出,則構(gòu)成了逆流系統(tǒng)。逆流倍增現(xiàn)象:如果甲、乙兩管之間的M1膜能夠主動將乙管中的溶質(zhì)NaCl不斷泵入甲管,而對水不通透,那么:①當(dāng)含NaCl的溶液在甲管由上往下的流動時,M1膜不斷將乙管中的NaCl泵入甲管,甲管中的NaCl濃度將自上而下越來越高,至兩管的連接部達(dá)到最高。②當(dāng)液體折返從乙管下部向上流動時,管中的NaCl則由于M1膜的主動轉(zhuǎn)運(yùn)而越來越低。因此,無論是甲管還是乙管,溶液中NaCl的濃度都是自上而下逐漸升高的,形成濃度梯度,即出現(xiàn)了逆流倍增現(xiàn)象。H2ONaClNaCl溶液NaClNaClH2O低滲NaCl溶液高滲NaCl溶液H2O第56頁/共85頁髓袢的升支和降支構(gòu)成了逆流系統(tǒng),它們對水和溶質(zhì)的不同通透使濾過液在流過的時候產(chǎn)生逆流倍增現(xiàn)象。因而,髓袢在腎髓質(zhì)滲透壓梯度的形成和尿液的濃縮中發(fā)揮重要作用。直小血管也構(gòu)成了一個逆流系統(tǒng),由于其對水和溶質(zhì)都有高度的通透性,從而成為一個逆流交換器,在腎髓質(zhì)滲透壓梯度的維持上發(fā)揮重要作用。第57頁/共85頁髓袢和集合管在髓質(zhì)滲透梯度形成中的作用①髓袢升支粗段:水鹽重吸收分離,小管液在向皮質(zhì)方向流動時滲透濃度逐漸降低,而管周組織間隙中由于NaCl的堆積,滲透濃度升高,使外髓部形成高滲。②髓袢降支細(xì)段:對濾過液中的水通透,而對NaCl和尿素不通透,小管液滲透濃度因而逐漸升高,到髓袢折返處達(dá)到最高。③髓袢升支細(xì)段:對水不通透,對NaCl和尿素通透,降支細(xì)段來的小管液中的NaCl進(jìn)入組織液,使內(nèi)髓部形成高滲。同時,小管液的滲透濃度逐漸降低,組織液中的尿素進(jìn)入小管液。④髓質(zhì)的集合管:髓袢升支粗段、皮質(zhì)和外髓部集合管對尿素不易通透,對水有通透,故水在皮質(zhì)和外髓部集合管被重吸收,小管液中的尿素逐漸升高;當(dāng)小管液到達(dá)內(nèi)髓部集合管時,尿素向組織間液擴(kuò)散,使內(nèi)髓部滲透梯度進(jìn)一步增加。⑤尿素的再循環(huán):由于升支細(xì)段對尿素有通透性,故來自集合管的尿素可以擴(kuò)散進(jìn)入升支細(xì)段,并隨小管液重新進(jìn)入內(nèi)髓部集合管并再擴(kuò)散進(jìn)入內(nèi)髓部組織液,形成循環(huán)。第58頁/共85頁直小血管在維持腎髓質(zhì)高滲狀態(tài)中的作用②由于髓袢和集合管對溶質(zhì)的選擇性通透作用而中建立了髓質(zhì)的滲透梯度;因而,當(dāng)直小血管降支在進(jìn)入髓質(zhì)后,任一髓質(zhì)平面的組織間液滲透濃度都比同一平面血管內(nèi)的血漿要高,故組織間液中的溶質(zhì)不斷向血管內(nèi)擴(kuò)散,而血管內(nèi)的水則進(jìn)入組織間液,使直小血管內(nèi)血漿的滲透濃度與組織液趨向平衡。到折返處,血漿滲透濃度達(dá)到最高值。皮質(zhì)外髓內(nèi)髓③當(dāng)血液在直小血管升支向皮質(zhì)方向流動時,由于髓質(zhì)的滲透梯度是遞減的,故任一升支平面的血漿滲透壓都高于同一水平的組織液,因而使得血液中的溶質(zhì)向組織液中擴(kuò)散,水則從組織間液向血管內(nèi)滲透,形成溶質(zhì)與降支的逆流交換。直小血管逆流交換的意義:僅將髓質(zhì)中多余的溶質(zhì)和水帶回血液循環(huán),從而維持了腎髓質(zhì)的滲透梯度。①直小血管對水和溶質(zhì)都有高度的通透性。第59頁/共85頁三、尿液濃縮和稀釋機(jī)制以及腎功能意義的小結(jié)腎臟通過排出代謝終產(chǎn)物,調(diào)節(jié)機(jī)體的電解質(zhì)平衡、酸堿平衡和體水平衡,從而在機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的維持中發(fā)揮了重要作用。尿液稀釋的機(jī)制:①髓袢升支粗段的水、鹽重吸收分離,水被留在小管液中;②體水過多時,ADH分泌減少,遠(yuǎn)曲小管和集合管對水的重吸收減少,水繼續(xù)留在小管液中,形成低滲的尿液。尿液濃縮的機(jī)制:腎髓質(zhì)的滲透壓梯度,以及遠(yuǎn)曲小管和集合管在ADH的作用下對水的通透性加強(qiáng),使得水從外髓部集合管向內(nèi)髓部集合管流動的過程中不斷進(jìn)入高滲的組織間液,小管液不斷被濃縮,形成高滲的尿液。外髓部組織液的高滲梯度是由髓袢升支粗段對NaCl的重吸收所造成,而內(nèi)髄質(zhì)部組織液的高滲梯度是由于內(nèi)髓部集合管擴(kuò)散出來的尿素和髄襻升支細(xì)段擴(kuò)散出來的NaCl兩個因素造成的。ADH對遠(yuǎn)曲小管和集合管水通透性的調(diào)節(jié)作用在尿液的濃縮和稀釋中發(fā)揮重要作用。第60頁/共85頁第五節(jié)尿生成的調(diào)節(jié)
尿生成包括腎小球的濾過、腎小管和集合管的重吸收和分泌三個過程,機(jī)體對尿生成的調(diào)節(jié)就是通過對這三個過程的調(diào)節(jié)而實現(xiàn)的。關(guān)于腎小球濾過量的調(diào)節(jié)前面已經(jīng)討論,本節(jié)主要討論影響腎小管和集合管重吸收和分泌的因素,包括神經(jīng)調(diào)節(jié)、體液調(diào)節(jié)和自身調(diào)節(jié)。第61頁/共85頁一、腎內(nèi)自身調(diào)節(jié)小管液溶質(zhì)濃度↑→小管液滲透壓↑→腎小管,尤其是近球小管對水的重吸收↓→尿量↑(滲透性利尿)。糖尿病患者的多尿:如果病人攝入大量葡萄糖→小管液中葡萄糖濃度↑,超過腎小管對葡萄糖吸收極限量,葡萄糖不能被全部重吸收而留在小管液中→小管液滲透壓↑→阻礙了水和NaCl的重吸收→病人多尿和糖尿。甘露醇等利尿劑:這些利尿劑可由腎小球自由濾過,但不被腎小管重吸收→小管液中溶質(zhì)的濃度↑→利尿、消腫。
包括小管液溶質(zhì)濃度對腎小管功能的調(diào)節(jié)和球管平衡。(一)小管液中溶質(zhì)濃度對腎小管功能的調(diào)節(jié)
第62頁/共85頁(二)球-管平衡球-管平衡:近球小管對溶質(zhì)和水重吸收的量隨腎小球濾過率的變化而變化。不論腎小球濾過率增加還是減少,近球小管的重吸收率始終占腎小球濾過率的65%~70%(稱近端小管的定比重吸收)。球-管平衡的生理意義:尿量和尿中的NaCl不因腎小球濾過率的增減而出現(xiàn)大幅度的變動,從而保證了尿量和尿鈉量的相對穩(wěn)定。第63頁/共85頁定比重吸收的機(jī)制:與腎小管周圍毛細(xì)血管的血壓和血漿膠體滲透壓變化有關(guān)。
當(dāng)腎血流量不變,而腎小球濾過率↑(如出球小動脈阻力增加,而入球小動脈阻力不變)→進(jìn)入近端小管旁管周圍毛細(xì)血管的血流量↓→近端小管周圍毛細(xì)血管內(nèi)的血漿蛋白濃度相對↑、血漿膠體滲透壓↑、毛細(xì)血管血壓↓→小管旁組織間隙液進(jìn)入毛細(xì)血管的速度和量↑→小管旁組織間隙液的靜水壓↓→小管內(nèi)的Na+和水進(jìn)入小管周圍組織間隙的速度和量↑、小管周圍毛細(xì)血管對Na+和水的重吸收↑→
重吸收百分率保持在65%~70%。腎小管周圍毛細(xì)血管出球小動脈第64頁/共85頁二、神經(jīng)調(diào)節(jié)腎臟僅有交感神經(jīng)的支配,故腎臟功能活動的神經(jīng)調(diào)節(jié)是通過腎交感神經(jīng)實現(xiàn)的。腎交感神經(jīng)纖維支配腎動脈(尤其是入球小動脈和出球小動脈的平滑?。?、腎小管上皮細(xì)胞和近球小體的球旁細(xì)胞。由于存在腎血流量的自身調(diào)節(jié)機(jī)制,腎交感神經(jīng)對腎功能的調(diào)節(jié)主要在中等和劇烈運(yùn)動、情緒緊張和嚴(yán)重失血時發(fā)揮較大的作用(這些時候機(jī)體的血壓和血容量發(fā)生較大的變化)。第65頁/共85頁腎交感神經(jīng)興奮,末梢釋放去甲腎上腺素引起的效應(yīng)包括:激活腎血管平滑肌受體→入球小動脈(更明顯)和出球小動脈收縮→腎小球毛細(xì)血管血流量↓、血壓↓→腎小球有效濾過壓↓→
GFR↓。激活近球小體球旁細(xì)胞的受體→球旁細(xì)胞腎素釋放↑→血液循環(huán)中血管緊張素Ⅱ和醛固酮↑→
NaCl和水的重吸收↑、K+的分泌↑
(排鉀保鈉、保水)。激活腎小管上皮細(xì)胞的受體→
近球小管和髓袢NaCl和水的重吸收↑。第66頁/共85頁受體:有V1和V2兩種受體。V1受體分布在血管平滑肌,激活后引起血管平滑肌收縮,血管阻力增加,血壓升高;V2受體分布在腎臟,激活后發(fā)揮抗利尿作用。
三、體液調(diào)節(jié)(一)抗利尿激素(ADH,血管升壓素)
來源:下丘腦的視上核和室旁核神經(jīng)元合成的一種九肽激素,經(jīng)視上核和室旁核神經(jīng)元軸突構(gòu)成的下丘腦-垂體束運(yùn)輸?shù)酱贵w后葉(神經(jīng)垂體)儲存,需要時釋放入血(神經(jīng)分泌)。第67頁/共85頁作用機(jī)制:ADH與遠(yuǎn)端小管上皮細(xì)胞膜上的V2受體結(jié)合
→通過興奮性G蛋白(Gs)激活腺苷酸環(huán)化酶(AC)→胞內(nèi)cAMP濃度↑→
cAMP激活蛋白激酶A→
促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)水孔蛋白鑲嵌到管腔膜上(上膜),形成水通道
→管腔膜對水的通透性↑→水的重吸收↑。尿崩癥:ADH缺乏→細(xì)胞內(nèi)cAMP↓→管腔膜上的水孔蛋白內(nèi)移回胞漿→上皮細(xì)胞對水的通透性↓→水的重吸收↓→尿量明顯增加。血液第68頁/共85頁
大量出汗、嚴(yán)重嘔吐、腹瀉→血漿晶體滲透壓↑→中樞滲透壓感受器(位于下丘腦第三腦室前腹側(cè)部)興奮性↑→室旁核和視上核ADH分泌↑→腎小管對水的重吸收↑→尿液濃縮,尿量↓→體液量恢復(fù)。影響釋放的因素水利尿:大量飲清水→血漿晶體滲透壓↓→
ADH分泌↓→
腎小管對水的重吸收↓→
尿液稀釋,尿量↑。血漿晶體滲透壓:第69頁/共85頁循環(huán)血量和動脈血壓循環(huán)血量↓(如大失血)→心房和心室內(nèi)膜下的心肺容量感受器活動↓→經(jīng)迷走神經(jīng)最終傳入到下丘腦沖動↓→對視上核和室旁核釋放ADH的抑制作用↓→
ADH分泌↑→腎小管對水重吸收↑→尿量↓→
血容量恢復(fù)。動脈血壓↓→壓力感受器傳入沖動對室旁核和視上核的抑制作用↓→
ADH釋放↑→腎小管對水的重吸收↑→尿量↓。第70頁/共85頁(二)腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)
系統(tǒng)的組成:腎素:由腎球旁細(xì)胞分泌的酸性蛋白酶。血管緊張素Ⅱ:由肝臟產(chǎn)生的血管緊張素原轉(zhuǎn)換而來。醛固酮:由腎上腺皮質(zhì)球狀帶細(xì)胞分泌。血管緊張素Ⅱ的作用:包括對血管、腎小管的作用和刺激醛固酮分泌的作用。醛固酮的作用:促進(jìn)遠(yuǎn)曲小管和集合管排鉀保鈉、保水,從而恢復(fù)機(jī)體的血容量。刺激腎素分泌的腎內(nèi)機(jī)制刺激腎素分泌的神經(jīng)和體液機(jī)制第71頁/共85頁醛固酮的作用機(jī)制①
增加細(xì)胞合成和裝配到管腔膜上Na+通道數(shù)量;②增加ATP的生成量,為Na+-K+轉(zhuǎn)運(yùn)提供更多的能量;③增強(qiáng)管周膜上Na+-K+泵的活動,加速將Na+轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞間隙和將K+泵入到細(xì)胞內(nèi),從而有利于Na+的重吸收和K+的分泌;④
Na+的重吸收帶動了Cl-和水的重吸收。醛固酮(A)通過小管細(xì)胞膜進(jìn)入胞漿→與胞漿內(nèi)受體(R)結(jié)合→形成激素-受體復(fù)合物(AR)激素-受體復(fù)合物穿過核膜進(jìn)入核內(nèi)→通過基因調(diào)節(jié)機(jī)制生成特異性mRNA↓mRNA進(jìn)入胞漿→刺激內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成醛固酮誘導(dǎo)(的)蛋白↓↓第72頁/共85頁(三)心房鈉尿肽是一種心房肌細(xì)胞合成的肽類激素,當(dāng)心房壁受到牽拉(如血量增多、中心靜脈壓升高)時釋放。對腎臟的作用包括:①使入球小動脈舒張,腎小球濾過率增大;②使集合管上皮細(xì)胞管腔膜上的Na+通道關(guān)閉,抑制NaCl和水的重吸收,從而加強(qiáng)NaCl和水的排出;③抑制腎素、醛固酮和抗利尿激素的分泌,加強(qiáng)NaCl和水的排出。(四)其他激素緩激肽:舒張腎小動脈,抑制集合管對Na+和水的重吸收。一氧化氮(NO):對抗血管緊張素Ⅱ和去甲腎上腺素的縮血管作用。前列腺素(PGE2和PGI2):舒張小動脈、增加腎血流量、抑制近球小管和髓袢升支粗段對Na+的重吸收、對抗抗利尿激素的作用、抑制近球細(xì)胞釋放腎素。第73頁/共85頁第六節(jié)血漿清除率一、血漿清除率的概念和計算方法概念:指兩腎在單位時間內(nèi)(每分鐘)能將多少毫升血漿中的某物質(zhì)完全排出體外(清除),這個完全清除了某物質(zhì)的血漿毫升數(shù)就是該物質(zhì)的清除率(ml/min)。計算方法:意義:由于血漿清除率是指單位時間由尿排出(被清除)某物質(zhì)的量相當(dāng)于多少毫升血漿所含的該物質(zhì)的量,因而通過它可以了解腎對各種物質(zhì)的排泄能力,為定量地衡量腎功能提供了一個指標(biāo)。第74頁/共85頁由于血漿清除率不僅考慮了腎對物質(zhì)的排出量,而且考慮了被排出的物質(zhì)在血漿中的濃度,因此與簡單地考慮腎在單位時間內(nèi)對某物質(zhì)的排出量相比,血漿清除率是評價腎臟對某種物質(zhì)排泄能力的一個更好的功能性指標(biāo)。
如果僅考慮物質(zhì)的排出量,某甲的腎功能似乎比某乙好;但從血漿清除率來看,某乙的腎功能其實比某甲好,因為某乙血漿中被清除物質(zhì)的濃度雖然比某甲低得多,但其腎在單位時間里卻將更大容積血漿中的該物質(zhì)清除掉了。第75頁/共85頁二、測定血漿清除率的意義
測定血漿清除率不僅具有了解腎功能的理論意義,而且可以用來測定腎小球濾過率和腎血流量,以及推測腎小管的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能。1.用菊糖的清除率推測腎小球濾過率(GFR)
腎每分鐘排出某物質(zhì)的量(U×V)應(yīng)為該物質(zhì)的腎小球濾過量(F)與腎小管、集合管重吸收量(R)和分泌量(E)的代數(shù)和,即:
U×V=F×P-R+E
由于外源性注射的菊糖(inulin,In)可以自由濾過腎小球,而腎小管對其既無重吸收(R=0),也無分泌(E=0),故其的濾過量(FIn)等于腎小球濾過率(GFR),也符合下列關(guān)系:
UIn×V=FIn×PIn,即FIn=UIn×V/Pin=
CIn=GFR
因此,菊糖的清除率CIn即代表了腎小球濾過率,為125ml/min(具體計算略)。FR=0E=0第76頁/共85頁2.用對氨基馬尿酸的清除率推測腎血漿流量和腎血流量
如果血漿中某物質(zhì)經(jīng)過一次腎循環(huán)后,就通過濾過和分泌作用而被完全清除(即該物質(zhì)在腎動脈中有一定濃度,但在腎靜脈中濃度為零),則該物質(zhì)每分鐘的尿中排出量(U×V)應(yīng)該等于其在每分鐘通過腎臟的血漿中所含的量。
設(shè)每分鐘通過腎臟的血漿量為X,血漿中該物質(zhì)的濃度為P,即U×V=X×P,即該物質(zhì)的血漿清除率(C)應(yīng)該等于每分鐘通過腎臟的血漿量(X):
C=U×V/P=X
外源性注射進(jìn)入體內(nèi)的對氨基馬尿酸(PAH)在隨血漿經(jīng)過
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