動物生理學(xué)：第八章 尿的生成和排出

第八章尿的生成和排出（Formation&ExcretionofUrine）

第五節(jié)影響尿生成因素第一節(jié)尿的理化性質(zhì)第二節(jié)腎臟結(jié)構(gòu)第三節(jié)尿的生成第四節(jié)尿的濃縮和稀釋泌尿生理一、尿的理化性質(zhì)尿量：正常成人1～2L/day，變化大；成分：來源于血漿，水：95～97％，固體物質(zhì)：3～5％主要陽離子：Na,K；主要陰離子：Cl

尿素、肌酐、尿酸、馬尿酸、NH3等理化性質(zhì)：淺黃色，滲透壓一般比血漿高，360～1450毫滲

pH5.0～6.0，受食物影響大。泌尿生理（一）腎單位、集合管及腎小球旁器（二）腎臟血液循環(huán)（三）腎臟血液循環(huán)調(diào)節(jié)二、腎臟的功能解剖腎單位數(shù)目：人170-240萬個(gè)，牛800萬個(gè)，豬220萬個(gè)，狗80萬個(gè)，貓40萬個(gè)，雞80萬個(gè)一、腎單位和集合管泌尿生理腎單位（nephron)：腎的基本功能單位。集合管（collectingduct)：共同完成泌尿功能。

泌尿生理

腎小體腎小球腎小囊腎小管

近端小管髓袢細(xì)段遠(yuǎn)端小管袢升細(xì)段袢升粗段袢降粗段近曲小管袢降細(xì)段腎單位：

皮質(zhì)腎單位和髓旁腎單位泌尿生理

兩種腎單位的比較

皮質(zhì)腎單位

近髓腎單位分布皮質(zhì)外2/3皮質(zhì)內(nèi)1/3

腎小球體積小大髓袢

短(只達(dá)外髓)長(達(dá)內(nèi)髓)數(shù)量85%-90%10%-15%

入球A口徑＞出球A入球A口徑≤出球A出球A分支成cap后分布在皮質(zhì)腎小管周圍生化機(jī)能

含腎素顆粒多含腎素顆粒少

血流量大,占94%與尿?yàn)V過功能有關(guān)與尿濃縮有關(guān)出球A分支成cap后分布在近曲小管周圍血液循環(huán)腎小球旁器泌尿生理（3）間質(zhì)（系膜）細(xì)胞（2）致密斑（1）近球細(xì)胞致密斑近球細(xì)胞交感神經(jīng)間質(zhì)細(xì)胞二、腎臟血液循環(huán)的特點(diǎn)泌尿生理1、血流量大：2、腎動脈-兩套毛細(xì)血管網(wǎng)-腎靜脈：3、髓旁腎單位出球小動脈進(jìn)入髓質(zhì)后分支:占心輸出量20%（腎重占體重0.3-0.7%），94%供應(yīng)皮質(zhì)層，5%供應(yīng)外髓，1%供應(yīng)內(nèi)髓(1)形成細(xì)長U形直小血管，平行于髓絆和集合管;(2)圍繞腎小管的毛細(xì)血管網(wǎng)

入球小動脈-腎小球毛細(xì)血管網(wǎng)（第一套毛細(xì)血管網(wǎng)）-出球小動脈-圍繞腎小管和集合管形成第二套毛細(xì)血管網(wǎng)兩套毛細(xì)血管網(wǎng)泌尿生理b.神經(jīng)體液調(diào)節(jié)a.自身調(diào)節(jié)

保證有足夠的血流量以完成泌尿功能；還要和全身血液循環(huán)相協(xié)調(diào)。三、腎臟血液循環(huán)的調(diào)節(jié)

腎血流量在一定的血壓變動范圍內(nèi)能保持不變的現(xiàn)象，稱為自身調(diào)節(jié)。泌尿生理肌源學(xué)說管-球反饋

RBF：腎血流量RPF：腎血漿流量GFR：腎小球?yàn)V過率平滑肌舒張和收縮均有一定的極限。泌尿生理腎灌注壓增高入球小動脈平滑肌緊張性加強(qiáng)血管口徑縮小血流的阻力增大保持腎血流量穩(wěn)定

肌源學(xué)說理論管-球反饋泌尿生理(1)腎主要受交感神經(jīng)支配：

交感神經(jīng)

腎上腺髓質(zhì)

去甲腎上腺素、腎上腺素

入球、出球小動脈縮血管反射。(2)腎素-血液緊張素-醛固酮系統(tǒng)“緊張性活動”體液調(diào)節(jié)生理意義：

在通常情況下，在一般的血壓變化范圍內(nèi)，腎主要依靠自身調(diào)節(jié)來保持血流量的相對穩(wěn)定，以維持正常的泌尿功能。

在緊急情況下，全身血液將重新分配，通過交感神經(jīng)及腎上腺素的作用來減少腎血流量，使血液分配到腦、心臟等重要器官，這對維持腦和心臟的血液供應(yīng)有重要意義。泌尿生理

一、腎小球?yàn)V過二、腎小管重吸收三、腎小管分泌泌尿生理

三、尿的生成（一）腎小球的濾過功能泌尿生理用微穿刺法實(shí)驗(yàn)證明，腎小球的濾過液就是血漿的超濾液（原尿）。（一）濾過膜及其通透性（二）有效濾過壓（二）影響腎小球?yàn)V過作用的因素

1、濾過膜及其通透性泌尿生理A毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞層

B基膜：C足細(xì)胞突起組成的外層上皮細(xì)胞層：“濾過裂隙膜”20～40nm，濾過膜各層含有許多帶負(fù)電荷的物質(zhì)（糖蛋白），成為一種電學(xué)屏障。（異常時(shí)導(dǎo)致蛋白尿）50～100nm，窗孔，阻擋血細(xì)胞4～8nm，水合凝膠構(gòu)成的微纖維網(wǎng)，空隙最小，起主要的機(jī)械屏障作用。血漿白蛋白雖然其有效半徑為3.5nm，由于其帶負(fù)電荷，因此就難于通過濾過膜。泌尿生理物質(zhì)通過腎小球?yàn)V過膜的能力決定于該物質(zhì)的分子大小及其所帶的電荷。完全濾過：有效半徑<1.8nm，完全不能濾過：有效半徑>3.6nm

（二）有效濾過壓泌尿生理有效濾過壓=毛細(xì)血管血壓-（囊內(nèi)壓+血漿膠體滲透壓）2、有效濾過壓3、影響腎小球?yàn)V過的因素泌尿生理1、濾過膜通透性（原尿的量和成分）機(jī)械屏障或電學(xué)屏障受損—蛋白尿2、有效濾過面積（尿量）急性腎小球腎炎—少尿或無尿3、有效濾過壓（尿量）

血漿、濾過液、尿液成分比較成分血漿(g%)P濾液(g%)尿(g%)U水909896Pr80.030GS0.10.10Na+0.330.330.35K+0.020.020.15Cl-0.370.370.6H2PO4-HPO42

-0.0040.0040.15尿素0.030.030.18尿酸0.0040.0040.05肌酐0.0010.0010.10氮0.00010.00010.04

腎小球?yàn)V過液中約99%的水被腎小管和集合管重吸收，只有約1%被排出體外。（二）幾種物質(zhì)的重吸收（二）腎小管的選擇性重吸收泌尿生理（一）重吸收方式

1、重吸收方式泌尿生理順著電化學(xué)梯度將小管液中的水和溶質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到組織間液的過程。小管液中的物質(zhì)逆電化學(xué)梯度，轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞外組織間液中的過程。被動重吸收主動重吸收原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)（Na+泵、H+泵、Ca2+泵）繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)（葡萄糖、氨基酸）吞飲作用：極微量的蛋白質(zhì)在近曲小管泌尿生理重吸收2、各種物質(zhì)的重吸收泌尿生理機(jī)制：2.1葡萄糖：葡萄糖重吸收過程部位：主動重吸收（Na+繼發(fā)性主動同向轉(zhuǎn)運(yùn)，需載體蛋白完成）近曲小管（幾乎全部重吸收）腎糖閾（180-220mg/100ml）2.2氨基酸：泌尿生理部位：機(jī)理：近曲小管（全部重吸收）同葡萄糖，為與Na+耦聯(lián)的主動同向轉(zhuǎn)運(yùn)，但轉(zhuǎn)運(yùn)體可能不同；進(jìn)入小管液的少量蛋白質(zhì)通過小管上皮細(xì)胞的內(nèi)吞作用被重吸收。各種氨基酸的重吸收存在相互競爭；2.3Na+的重吸收：泌尿生理部位:近曲小管65-70%髓絆升支20-30%其余在集合管，遠(yuǎn)曲小管機(jī)制：近曲小管：主動重吸收髓絆升支：被動擴(kuò)散其他：主動轉(zhuǎn)運(yùn)2.4Cl-的重吸收：泌尿生理部位：近曲小管、髓袢機(jī)制：大部分伴隨Na+被動重吸收；髓袢升支粗段為繼發(fā)性主動重吸收。Cl-2.5K+的重吸收：泌尿生理部位:大部分在近曲小管、髓絆機(jī)制:主動重吸收（機(jī)制不明）腎小球?yàn)V過的鉀離子，67%左右在近曲小管被重吸收入血，而尿中的鉀離子是由遠(yuǎn)曲小管和集合管分泌的。泌尿生理2.6HCO3-的重吸收：部位：近曲小管(80-85%)機(jī)制：以CO2形式吸收與鈉-氫交換耦聯(lián)每分泌1個(gè)氫離子，重吸收一個(gè)碳酸根離子和一個(gè)鈉離子2.7H2O的重吸收：泌尿生理部位:近曲小管（70%）；髓絆、遠(yuǎn)曲小管、集合管（各10%左右）。機(jī)制:近曲小管：伴隨Na+等重吸收形成的滲透壓梯度而被動轉(zhuǎn)運(yùn)遠(yuǎn)曲小管，集合管：依賴ADH（三）腎小管和集合管的分泌與排泄泌尿生理腎小管上皮細(xì)胞通過新陳代謝將所產(chǎn)生的物質(zhì)分泌到小管液。上皮細(xì)胞將血液中某些物質(zhì)排入小管液。分泌：排泄：3.1H+的分泌：近曲小管：泌尿生理遠(yuǎn)曲小管：分泌1個(gè)氫離子，重吸收一個(gè)碳酸根離子和一個(gè)鈉離子Na+-H+交換3.2NH3的分泌和排NH4+：部位：泌尿生理遠(yuǎn)曲小管集合管Na+HCO3-3.3K+的分泌：鈉離子的重吸收在小管兩側(cè)形成電位差，促使鉀離子從組織間液被動擴(kuò)散進(jìn)入小管液。泌尿生理部位:

遠(yuǎn)曲小管、集合管機(jī)制:

Na+—K+

交換低滲等滲總結(jié)圖正常人尿液的滲透濃度可在約50-1200mOsm/L之間波動。血漿滲透濃度約300mOsm/L。泌尿生理機(jī)體缺水時(shí)，原尿中的水被各段腎小管大量重吸收，終尿滲透壓將高于血漿，此即高滲尿。——濃縮當(dāng)機(jī)體水分增多時(shí)，腎小管液中水較少被重吸收，機(jī)體將排出滲透壓低于血漿的尿，即低滲尿。——稀釋低滲尿：高滲尿：三、尿的濃縮和稀釋▲尿滲透壓＞血漿滲透壓→高滲尿＝尿濃縮

如：大量出汗、嘔吐、腹瀉→缺水▲尿滲透壓＜血漿滲透壓→低滲尿＝尿稀釋

如：大量輸液、飲水→水過?！驖B透壓＝血漿滲透壓→等滲尿≈腎功能↓

如：腎衰正常尿液的滲透壓：50～1200mOsm/(kg·H2O)尿液濃縮、稀釋的過程和機(jī)制

研究發(fā)現(xiàn)，尿液的濃縮和稀釋決定于：①髓袢、集合管U形結(jié)構(gòu)的逆流系統(tǒng)（結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)）；②腎髓質(zhì)高滲梯度的狀況(先決條件)；③血液ADH（抗利尿激素）的濃度（對水重吸收的調(diào)節(jié)作用）。（2）在體內(nèi)水過剩而抗利尿激素釋放被抑制時(shí)1、尿液的稀釋:泌尿生理（1）髓絆升支中溶質(zhì)被重吸收而水不易被重吸收如果抗利尿激素完全缺乏，如嚴(yán)重尿崩癥患者，每天可排出高達(dá)20L的低滲尿，相當(dāng)于腎小球?yàn)V過率的10%。——髓袢升支粗段末小管液為低滲。——造成尿液的稀釋。髓袢愈長，濃縮能力就愈強(qiáng)。2、尿液的濃縮泌尿生理部位：遠(yuǎn)曲小管和集合管結(jié)構(gòu)：髓袢，形成髓質(zhì)滲透梯度的重要結(jié)構(gòu)。條件：1、對水的通透性（ADH）2、腎髓質(zhì)滲透壓梯度水Nacl尿素髓袢降支細(xì)段高度通透不易通透不易通透髓袢升支細(xì)段不通透高度通透中等通透髓袢升支粗段不易通透不易通透但主動重吸收不易通透遠(yuǎn)曲小管有ADH時(shí)易通透不易通透但主動重吸收不易通透

集合管有ADH時(shí)易通透不易通透但主動重吸收外髓部不通透內(nèi)髓部易通透髓袢、遠(yuǎn)曲小管和集合管的通透性(一)腎髓質(zhì)高滲梯度的形成等滲高滲高滲低滲內(nèi)髓部滲透梯度形成：

NaCl在升支細(xì)段的被動重吸收尿素再循環(huán)外髓部滲透梯度形成：

NaCl在升支粗段的主動重吸收（Na+主動；Cl-繼發(fā)性主動）

2.腎髓質(zhì)高滲梯度形成機(jī)制尿素腎內(nèi)尿素循環(huán)①條件Ⅰ.髓袢升支粗段、遠(yuǎn)曲小管、皮質(zhì)與外髓質(zhì)集合管尿素均不通透；Ⅱ.髓袢升支細(xì)段對尿素易通透；Ⅲ.內(nèi)髓集合管對尿素易通透+[尿素]高(當(dāng)ADH↑時(shí)→遠(yuǎn)曲小管和集合管對水的通透性↑→[尿素]↑)。②過程尿素出內(nèi)髓集合管→入髓袢升支細(xì)段→經(jīng)髓袢升支粗段、遠(yuǎn)曲小管、皮質(zhì)與外髓集合管→內(nèi)髓集合管。③作用進(jìn)一步增強(qiáng)腎內(nèi)髓高滲梯度。水尿素在滲透壓梯度形成過程中的作用尿素對髓質(zhì)高滲透壓的貢獻(xiàn)：泌尿生理尿素再循環(huán)的意義：40-50%（濃縮尿）10%（稀釋尿）排出高濃度的尿素（最高可達(dá)750mOsm），而不帶走大量的水分。

在髓袢降支細(xì)段和升支細(xì)段構(gòu)成了一個(gè)逆流倍增系統(tǒng)，使腎髓質(zhì)滲透壓梯度得以形成。降支升支同水平組織間液的滲透壓∨∧直小血管直小血管

尿素和NaCl尿素和NaCl入直小血管出直小血管水出直小血管水入直小血管當(dāng)升支離開外髓時(shí)→帶走的溶質(zhì)＜水→維持髓質(zhì)高滲梯度3.腎髓質(zhì)高滲梯度的維持

——直小血管的逆流交換作用（1）通過逆流交換,使髓質(zhì)中的溶質(zhì)不被大量帶走;泌尿生理髓質(zhì)直小血管的逆流交換作用:（2）將重吸收的水分匯入血液循環(huán)中。髓質(zhì)高滲梯度↓ADHADH↑集合管對水通透性↓集合管對水重吸收↓低滲尿(尿稀釋)集合管對水通透性↑集合管對水重吸收↑高滲尿(尿濃縮)(二)尿液濃縮和稀釋的過程尿液滲透壓的變化為：髓袢降支細(xì)段由等滲→遞增式高滲；→髓袢升支細(xì)段為遞減式高滲；→髓袢升支粗段為遞減式低滲；→遠(yuǎn)曲小管為低滲；→皮質(zhì)部集合管由低滲→高滲；→髓質(zhì)部集合管為遞增式高滲。泌尿生理“逆流交換”尿液濃縮的機(jī)理

——逆流學(xué)說:逆流系統(tǒng)：

1、兩個(gè)管道并列

2、液體流向相反

3、兩管下端相通

4、隔膜容許溶質(zhì)交換液體流動中，溶質(zhì)或熱量在兩管間發(fā)生交換。結(jié)果：1、逆流倍增，形成滲透梯度2、水進(jìn)入乙管，丙管被濃縮。泌尿生理“逆流倍增現(xiàn)象”條件：1、M1膜主動將Na+從乙管泵至甲管2、M1對水不通透3、M2對水通透，對溶質(zhì)不通透四、尿生成的調(diào)節(jié)泌尿生理

尿的生成由：腎小球的濾過、腎小管和集合管的重吸收與分泌三個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成。機(jī)體對尿生成的調(diào)節(jié)是通過上述三個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)的。（2）球-管平衡泌尿生理（1）小管液中溶質(zhì)的濃度

“滲透性利尿”糖尿病人多尿——腎小管不能將葡萄糖完全重吸收入血，小管液中葡萄糖含量增加，小管液滲透壓增高。定比重吸收：腎小球血流量（GFR）增大，近端小管對溶質(zhì)和水的重吸收率也相應(yīng)提高，重吸收率=65-70%GFR

1、腎內(nèi)自身調(diào)節(jié)2、神經(jīng)體液調(diào)節(jié)泌尿生理（一）腎交感神經(jīng)的作用（二）抗利尿激素（三）腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)

泌尿生理（一）腎交感神經(jīng)的作用：

腎交感N興奮(運(yùn)動、高溫、大出血、缺O(jiān)2、劇痛)→釋放NE：

1.支配腎血管平滑肌(

受體)→血管收縮→腎血流量↓→GFR↓

2.支配球旁細(xì)胞(

受體)→腎素釋放↑→血管緊張素Ⅱ和醛固酮↑→保鈉排鉀

3.支配腎小管(近端小管和髓袢)(

受體)

→Na+、Cl

、水重吸收↑泌尿生理（二）抗利尿激素（antidiuretichormone，ADH）：合成：下丘腦視上核、室旁核神經(jīng)元釋放：垂體后葉（神經(jīng)垂體）①提高集合管對水的通透性，使水的重吸收↑，尿量↓；②增加髓袢升支粗段對NaCl的重吸收；③增加內(nèi)髓部集合管對尿素的通透性，從而調(diào)控尿液的濃縮和稀釋程度，維持機(jī)體水平衡。作用：ADH對尿生成的調(diào)節(jié)作用ADH與遠(yuǎn)曲小管和集合管的管周膜V2受體結(jié)合激活腺苷酸環(huán)化酶c-AMP↑激活蛋白激酶A水通道從胞漿鑲嵌到管腔膜上水重吸收↑內(nèi)髓集合管尿素通透性↑髓袢升支粗段主動重吸收NaCl髓質(zhì)高滲梯度↑尿濃縮↑尿量↓調(diào)節(jié)ADH分泌的主要因素：泌尿生理2、循環(huán)血量1、血漿晶體滲透壓

附一次大量飲清水與飲生理鹽水尿量為何不同？

一次大量飲清水后尿量增加的現(xiàn)象稱水利尿。

原因：大量飲清水后→血液稀釋→血漿晶體滲透壓↓和血容量↑→對下丘腦滲透壓感受器的刺激↓→ADH釋放明顯↓→腎小管對水的重吸收↓→尿量↑；同時(shí)因血容量↑→GFR↑→尿量↑。

而飲等量的生理鹽水后，因僅改變血容量，對ADH釋放抑制程度輕，故尿量不會出現(xiàn)飲清水后的水利尿現(xiàn)象→尿量↑。（三）腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)（renin-angiotensin-aldosteronesystem，R-A-A）泌尿生理分泌：腎素—球旁細(xì)胞血管緊張素原—肝臟醛固酮—腎上腺皮質(zhì)球狀帶作用：腎素—催化血管緊張素原生成血管緊張素I

血管緊張素原—血管緊張素I—血管緊張素II

醛固酮—作用于遠(yuǎn)曲小管，集合管，保Na+排K+循環(huán)血量↓等適宜刺激醛固酮的作用機(jī)制：①