精品课程生理学教案 第八章尿的生成与排出 [目的要求]： 1.了解肾脏在维持内环境相对恒定中的作用 2.掌握尿生成的过程 3.掌握泌尿功能的调节 [重点]： 1.尿生成的过程 2.尿生成的调节 [难点]： 1.肾小管和集合管的物质转运功能 与稀释的机制 [基本橛念]： 肾小球滤过率(glomerular filtration rate,GFR):肾血流量(renal blood flow, RBF):滤过作用(filtration):重吸收(reabsorption):分泌(secretion):排泄(excretion): 滤过系数(filtration coefficient):滤过分数(flitration fraction):定比重吸收 (constant fraction reabsorption).近球小体(juxtaglomerular apparatus)：近髓臂 单位(juxtamedullary nephron):逆流倍增(counter-current multiplication):逆流交 换(counter-current exchange):皮质肾单位(cortical nephron):球管平衡 (glomerulotubular balance):肾单位(nephron):肾的自身调节(renal autoregulation): 血浆清除率(plasma clearance):有效滤过压(effective filtration pressure):重吸 收的最大限度(reabsorption maxim)肾糖(threshold) [授课学时]：6学时 [使用教材]：王庭槐主编。生理学，第1版，高等教有出版社，2004北京 第一节肾脏的结构和功能概要 肾脏是机体最主要的排泄器官，也是维持内环境相对恒定的最重要器宫之一。排泄是指 机体将代谢终产物、进入体内的异物以及过剩的物质，通过血液循环的运输，经一定途径排 出体外的过程， 尿的生成包括肾小球的滤过、肾小管和集合管的重吸收及分泌三个基本过程 过 小管和集合管 y 肾小管周围毛细血管 图81尿生成的基本过程示意图 一、肾脏的结构特点 肾的实质可分为两个区域：靠外侧为皮质，内侧为髓质。髓质中有肾锥体，锥体终止于
精品课程生理学教案 第八章 尿的生成与排出 [目的要求]： 1.了解肾脏在维持内环境相对恒定中的作用 2.掌握尿生成的过程 3.掌握泌尿功能的调节 [重点]： 1.尿生成的过程 2.尿生成的调节 [难点]： 1.肾小管和集合管的物质转运功能 2.尿液浓缩与稀释的机制 [基本概念]： 肾小球滤过率（glomerular filtration rate，GFR）；肾血流量（renal blood flow， RBF）；滤过作用（filtration）；重吸收（reabsorption）；分泌（secretion）；排泄（excretion）； 滤过系数（filtration coefficient）；滤过分数（flitration fraction）；定比重吸收 （constant fraction reabsorption）；近球小体（juxtaglomerular apparatus）；近髓肾 单位（juxtamedullary nephron）；逆流倍增（counter-current multiplication）；逆流交 换 （ counter-current exchange ）； 皮 质 肾 单 位 （ cortical nephron ）；球管平衡 （glomerulotubular balance）；肾单位（nephron）；肾的自身调节（renal autoregulation）； 血浆清除率（plasma clearance）；有效滤过压（effective filtration pressure）；重吸 收的最大限度（reabsorption maximum）肾糖阈（renal glucose threshold） [授课学时]：6 学时 [使用教材]：王庭槐主编. 生理学，第 1 版，高等教育出版社，2004 北京 第一节 肾脏的结构和功能概要 肾脏是机体最主要的排泄器官，也是维持内环境相对恒定的最重要器官之一。排泄是指 机体将代谢终产物、进入体内的异物以及过剩的物质，通过血液循环的运输，经一定途径排 出体外的过程。 尿的生成包括肾小球的滤过、肾小管和集合管的重吸收及分泌三个基本过程 图 8-1 尿生成的基本过程示意图 一、肾脏的结构特点 肾的实质可分为两个区域：靠外侧为皮质，内侧为髓质。髓质中有肾锥体，锥体终止于 1
乳头，乳头伸展到肾盂，和输尿管相连。肾盂和输尿管可收缩，推动尿液流向膀胱 二、肾脏的功能：通过尿的生成和排出 (1)来排泄代谢终产物： (2)维持酸碱及水盐 平 (3)维持内环境相对恒定 (4)具有内分泌功能（如产生促红细胞生成素、肾素、PG和活化的维生素D形成）： (5)调节动脉血压 三、肾时的功能单位一肾单位 肾单位是肾脏的结构和功能单位， 人体每侧肾约有100万个肾单位。肾单位由肾小体和 肾小管组成，肾小体又由肾小球和肾小囊组成，而肾小管又由近端小管、“U”型髓袢和远端 小管构成。 皮质单位 图8-2肾单位和肾血管示意图 四、集合管 集合管功能与肾单位密切相关，但是集合管并不包含在肾单位中。小管液从远端小管流 入集合小管，许多集合小管最终汇合集合管。集合管经过肾乳头进入肾盂。 五、皮质肾单位和近髓肾单位 皮质肾单位 近髓肾单位 分布 外皮质层和中皮质层 近髓质的内皮质层 数量 多，约占85%-90% 少，占10%~15% 休积小。酷拌短 体积大，髓袢长 入球小动脉)出球小动脉口宿 差异甚小 出球小动脉 形成的毛细血管网几乎全部 形成肾小管周围毛细 分支 缠绕在肾小管周围 血管网和U形直小血管 主要功能 生成尿液、分泌肾素 参与尿液浓缩和稀释过程 六、球旁器（近球小体） 球旁细胞：入球小动脉中膜肌上皮样细胞一肾素及促红细胞生成素(EO),其颗粒在肾 血流量或细胞外液量下降而增加。由于血流量！，刺激入球小动脉内压力感受器，使肾素合 成分泌↑ 致密斑：远曲小管始部，感受小管液妇C1的变化而调节肾素释放 2
乳头，乳头伸展到肾盂，和输尿管相连。肾盂和输尿管可收缩，推动尿液流向膀胱。 二、肾脏的功能 ：通过尿的生成和排出 （1）来排泄代谢终产物； （2）维持酸碱及水盐平衡； （3）维持内环境相对恒定； （4）具有内分泌功能（如产生促红细胞生成素、肾素、PG和活化的维生素D3形成）； （5）调节动脉血压。 三、肾脏的功能单位—肾单位 肾单位是肾脏的结构和功能单位，人体每侧肾约有 100 万个肾单位。肾单位由肾小体和 肾小管组成，肾小体又由肾小球和肾小囊组成，而肾小管又由近端小管、“U”型髓袢和远端 小管构成。 图 8-2 肾单位和肾血管示意图 四、集合管 集合管功能与肾单位密切相关，但是集合管并不包含在肾单位中。小管液从远端小管流 入集合小管，许多集合小管最终汇合集合管。集合管经过肾乳头进入肾盂。 五、皮质肾单位和近髓肾单位 皮质肾单位 近髓肾单位 分布 外皮质层和中皮质层 近髓质的内皮质层 数量 多， 约占 85％～90% 少，占 10％～15% 形状 体积小，髓袢短 体积大，髓袢长 小动脉口径 入球小动脉> 出球小动脉口径 差异甚小 出球小动脉 形成的毛细血管网几乎全部 形成肾小管周围毛细 分支 缠绕在肾小管周围 血管网和 U 形直小血管 主要功能 生成尿液、分泌肾素 参与尿液浓缩和稀释过程 六、球旁器（近球小体） 球旁细胞：入球小动脉中膜肌上皮样细胞→肾素及促红细胞生成素（EPO）,其颗粒在肾 血流量或细胞外液量下降而增加。由于血流量↓，刺激入球小动脉内压力感受器，使肾素合 成分泌↑。 致密斑：远曲小管始部，感受小管液 NaCl 的变化而调节肾素释放。 2
系膜细胞：入球与出球小动脉之间，与致密斑相连接可感受间质内溶质及浓度变化而影 响肾素分泌。 图8-3球旁器示意图 七、肾脏的血液供应及特点 1.血流丰富，分布不匀 1200m1/min,皮质94%，外髓5~6%， 内骑少于1。 2.有两套毛细血管网 (1)肾小球毛细血管网：血压高（约 为60mmg),有利于滤过： (2)管周毛细血管网：出球小动脉 细长，阻力大，且滤出了20%溶液， 致血压低（约为13mmg)及血浆 胶体渗透压高，有利于重吸收。 直小血管：近随肾单 流较俊在尿浓有重要作用。 图8-4近键肾单位的血液供应 八、肾脏的神经支配 肾小球的入球小动脉、出球小动脉以及分泌肾 素的球旁细胞都有密集的交感神经支配 感神经主要从胸12至艘2有随节段发出，其丝 维经腹腔神经丛支配肾动脉、肾小管和释放肾素 的球旁细胞。肾交感神经末梢释放去甲肾上腺 素，调节肾血流量、肾小球滤过率、肾小管的重 吸收和肾素释放。 图8-5肾的神经支配 第二节肾小球的滤过功能
系膜细胞：入球与出球小动脉之间,与致密斑相连接可感受间质内溶质及浓度变化而影 响肾素分泌。 图 8–3 球旁器示意图 七、肾脏的血液供应及特点 1. 血 流 丰 富 ， 分 布 不 匀 1200ml/min，皮质 94%，外髓 5～6%， 内髓少于 1%。 2.有两套毛细血管网 （1）肾小球毛细血管网：血压高（约 为 60mmHg），有利于滤过； （2）管周毛细血管网：出球小动脉 细长, 阻力大，且滤出了 20%溶液， 导致血压低（约为 13mmHg）及血浆 胶体渗透压高，有利于重吸收。 3.直小血管：近髓肾单位中出球小动 脉分支形成“U”型直小血管，其中 血流较慢在尿浓缩有重要作用。 图 8-4 近髓肾单位的血液供应 八、 肾脏的神经支配 肾小球的入球小动脉、出球小动脉以及分泌肾 素的球旁细胞都有密集的交感神经支配。 肾交 感神经主要从胸 12 至腰 2 脊髓节段发出，其纤 维经腹腔神经丛支配肾动脉、肾小管和释放肾素 的球旁细胞。肾交感神经末梢释放去甲肾上腺 素，调节肾血流量、肾小球滤过率、肾小管的重 吸收和肾素释放。 图 8-5 肾的神经支配 第二节 肾小球的滤过功能 3
滤过(filtation)的定义：压差驱动的液体穿膜运动(cf:滤过-压差扩散-浓差) 原尿是血浆的超滤液（不仅滤除血细胞，血浆中大分子蛋白质亦被滤除）。 衡量肾小球滤过能力的指标 1.肾小球滤过率 filtration rate GFR) ：单位时间内（每分钟）两肾生成 的超滤液量.GFR与体表面积有关.衡量肾功能指标.S=1.73m2的正常成年人，GFR=125ml/min 一昼夜滤出的原尿量=125ml/min×60min×24=180L 2.滤过分数(filtration fraction,FF) 督小球滤村率与肾血浆流量的比伯称为滤过分 FF=GFR/RPF=125/660X100%=19% (RF:肾血浆流量为660m1/in, 流经肾的血浆约有1/5由肾小球滤出到囊腔中变为原尿。 二、决定和影响滤过的因素 L.滤过膜(filtration menbrance) 滤过膜是指肾小球毛细血管内的血液 与肾小囊中超滤液之间的隔 。由三层结构 组成：肾小球毛细血管内皮细胞、基膜、肾 小囊的脏层上皮细胞 晋小 上虚 图86肾小球滤过膜 (1)通透性 ①取决于膜 大小及物质分子直径：半径2.0m以下的中性物质分子可完全 者均不能滤过.在2.0一42之间者，则取决于半径及限孔大小而决定滤过量正电 于物质所带电荷的性 1.01 质，负电荷不易滤过。 0.8 0.6 0.2 2.6 3. 图87不同的分子有效半径和带不同电荷对右旋糖酐滤过能力的作用 (2)滤过面积 正常成人两侧肾滤过膜总面积在1.52以上，并且肾小球一直处于活动状态，因而滤过膜面 积充足稳定 作用 正常情况下， 但是在疾病条 下，因为KE的 改变会对肾小球滤过产生重要影响 对R的影并不大 2.肾小球滤过的动力-有效滤过压 有效滤过压(effective filtration pressure,EFP)是肾小球滤过的动力. 4
滤过（filtation）的定义：压差驱动的液体穿膜运动（cf：滤过-压差 扩散-浓差） 原尿是血浆的超滤液（不仅滤除血细胞，血浆中大分子蛋白质亦被滤除）。 一、衡量肾小球滤过能力的指标 1.肾小球滤过率（glomerular filtration rate ,GFR）：单位时间内（每分钟）两肾生成 的超滤液量。GFR与体表面积有关。衡量肾功能指标。S=1.73m2的正常成年人, GFR=125ml/min 一昼夜滤出的原尿量=125ml/min ×60min×24=180L 2.滤过分数（filtration fraction ,FF） 肾小球滤过率与肾血浆流量的比值称为滤过分数。 FF=GFR/RPF=125/660×100%=19% （RPF:肾血浆流量为 660ml/min） 流经肾的血浆约有 1/5 由肾小球滤出到囊 二、决定和影响滤过 腔中变为原尿。 的因素 ance） 过膜是指肾小球毛细血管内的血液 与肾 8-6 肾小球滤过膜 （1）通透性 小及物质分子直径：半径 2.0nm 以下的中性物质分子可完全滤过，半径 4.2nm 荷的性 2）滤过面积： 膜总面积在 1.5m2 以上，并且肾小球一直处于活动状态，因而滤过膜面 肾小球毛细血管通透性×有效滤过面积。Kf ation pressure，EFP）是肾小球滤过的动力。 1.滤过膜（filtration menbr 滤 小囊中超滤液之间的隔膜。由三层结构 组成：肾小球毛细血管内皮细胞、基膜、肾 小囊的脏层上皮细胞 图 ①取决于膜孔大 以上者均不能滤过。在 2.0～4.2nm 之间者，则取决于半径及膜孔大小而决定滤过量。正电 荷易滤过。 ②取决于物质所带电 质，负电荷不易滤过。 图 8-7 不同的分子有效半径和带不同电荷对右旋糖酐滤过能力的作用 （ 正常成人两侧肾滤过 积充足稳定，不会明显影响肾小球滤过作用。 肾小球毛细血管的滤过系数（Kf），Kf= 增加，GFR↑；Kf 减小，GFR↓。Kf= GFR/ EFP。肾小球毛细血管的 Kf 较其他组织毛细血管 的 Kf 高约 400 倍。正常情况下， Kf 对 GFR 的影响并不大，但是在疾病条件下，因为 Kf 的 改变会对肾小球滤过产生重要影响。 2.肾小球滤过的动力-有效滤过压 有效滤过压（effective filtr 4
图8-8有效滤过压 有效滤过压=肾小球毛细血管压一（血浆胶体渗透压+囊内压 大鼠入球端 滤过中一血浆胶体渗透压逐渐↑一有效滤过压不新！直至达到滤过平衡(filtration equilibrium)时→滤过停止 ①滤过平衡越近入球小动脉，有滤过作用的毛细血管愈短，滤过平衡越近出球小动脉，有 滤过作用的毛细血管愈长： ②如达不到滤过平衡，则毛细血管全长均有滤过。 有效滤过压的改变 1.肾小球毛细血管的血压 80 如自 毛细血管压较稳定，如超出此范用，毛细血管压将随 径变小，阻力增加一毛细血管压！一GFR!。 不同作用 )率内压 生理情况下较稳定，尿 肿等阻寒一囊内压 3,血浆胶体渗透压 血浆白蛋白明显减少→P↑一CFR↑。快速、大量注射生理盐水引起 尿量增加与血浆胶体渗透压降低有关。 (三)肾血浆流量变化 主要影响滤过平衡的位置，若肾血浆流量(renal plasma flow)↑→血浆胶渗压升高慢 迷菜流衡移何出肆一R1：如果血浆流量一休克。铁0一交感神经反射性兴奋一肾一 第三节肾小管和集合管的泌尿功能 肾小管和集合管的泌尿功能包括肾小管和集合管的重吸收和分泌 重吸收(reabsorption): 是指小管液及其中物质经小管上皮细胞转运到血液过程 分泌(secretion)：是指小管上皮细胞产生的或血液中的物质转运到小管腔过程。 正常人每天肾小球滤过液约180升，为无蛋白质的血浆，而终尿每天只不过1.5^2L为 代谢产物及异物，表明滤液中约99%水被肾小管和集合管重吸收，只有约1%被排出体外。滤 液中萄萄糖、氨基酸全部被重吸收：Na°、HC0等被不同程度地被重吸收：肌肝、尿酸、等 被分泌入小管腔 肾小管和集合管的重吸收和分混 (一)肾小管和集合管的重吸收和分泌特征 L.重吸收量大：滤液中葡萄糖、氨基酸全部被重吸收：99%水和阳被重吸收等
有效滤过压=肾小球毛细血管压—（血浆胶体渗透压+囊内压） 直至达到滤过平衡（filtration equi 滤过作用的毛细血管愈短，滤过平衡越近出球小动脉，有 血管全长均有滤过。 的血压 细血管压较稳定，如超出此范围，毛细血管压将随 MAP ，阻力增加→毛细血管压↓→GFR↓。 射生理盐水引起 ，若肾血浆流量（renal plasma flow）↑→血浆胶渗压升高慢→ 第三节 肾小管和集合管的泌尿功能 肾小管和集合管的泌尿功能包括肾小管和集合管的重吸收和分泌。 重吸收 过程。 2L为 代谢产 吸收和分泌 分泌特征 被重吸收；99%水和Na+ 被重吸收等。 图 8-8 有效滤过压 大鼠入球端 60mmHg —（32mmHg +18mmHg）＝10mmHg 滤过中→血浆胶体渗透压逐渐↑→有效滤过压不断↓ librium）时→滤过停止。 ① 滤过平衡越近入球小动脉，有 滤过作用的毛细血管愈长； ② 如达不到滤过平衡，则毛细 有效滤过压的改变 1. 肾小球毛细血管 ①MAP 80～180mmHg,自身调节, 毛 变化而↑或↓（如电刺激Ⅹ神经致血压下降）。 ②入、出球小动脉的阻力，如入球小动脉口径变小 ③出球小动脉的阻力，按阻力增加的不同程度，可出现 GFR↑或↓的不同作用。 2.囊内压 生理情况下较稳定，尿路结石、肿瘤等阻塞→囊内压↑。 3.血浆胶体渗透压 血浆白蛋白明显减少→EFP↑→GFR↑。快速、大量注 尿量增加与血浆胶体渗透压降低有关。 （三）肾血浆流量变化 主要影响滤过平衡的位置 滤过平衡移向出球端→GFR↑；如果血浆流量↓→如休克，缺O2→交感神经反射性兴奋→肾 血浆流量↓→GFR↓。 （reabsorption）：是指小管液及其中物质经小管上皮细胞转运到血液 分泌（secretion）: 是指小管上皮细胞产生的或血液中的物质转运到小管腔过程。 正常人每天肾小球滤过液约 180 升,为无蛋白质的血浆,而终尿每天只不过 1.5~ 物及异物，表明滤液中约 99%水被肾小管和集合管重吸收，只有约 1%被排出体外。滤 液中葡萄糖、氨基酸全部被重吸收；Na+ 、HCO3 - 等被不同程度地被重吸收；肌酐、尿酸、K+ 等 被分泌入小管腔。 肾小管和集合管的重 （一）肾小管和集合管的重吸收和 1. 重吸收量大：滤液中葡萄糖、氨基酸全部 5