河北醫(yī)科大學(xué)生理學(xué)教研室講稿
教研室：人體生理學(xué) 教師姓名：宋士軍
第八章 尿的生成和排出
Formationand Excretion of Urine
第一節(jié) 腎的功能解剖和腎血流量
一、 腎的基本功能
[尿量與尿的理化性質(zhì)]
正常人的尿量24h為1000 - 2000ml，一般為1500ml。24h的尿量超過2500ml，稱為多尿；24h尿量在100 - 400ml之間，稱為少尿；少于100ml則稱為無尿。
正常尿液為淡黃色；比重在 1.015 - 1.025 之間；滲透壓一般高于血漿；呈酸性，pH值在5.0 - 7.0 之間；尿液的95 - 97%是水，固體物質(zhì)中有機物主要是尿素，無機物主要是氯化鈉。
二、 結(jié)構(gòu)特征
腎臟的結(jié)構(gòu)和功能是密切相關(guān)的，故了解其功能之前，必須對它的結(jié)構(gòu)有所認(rèn)識。
三、腎的神經(jīng)支配
腎交感神經(jīng)主要從胸12至腰2脊髓節(jié)段發(fā)出，其纖維經(jīng)腹腔神經(jīng)叢支配腎動脈、腎小管和釋放腎素的球旁細(xì)胞。腎交感神經(jīng)末梢釋放去甲腎上腺素，調(diào)節(jié)腎血流量、腎小球濾過率、腎小管的重吸收和腎素釋放。
四、腎臟血液循環(huán)的特征
腎動脈由腹主動脈垂直分出
（一)腎臟的血液供應(yīng)特點
1、 血流量(blood flow)大
2、 分布不均勻
3、兩次毛細(xì)血管網(wǎng)
①腎小球毛細(xì)血管網(wǎng) 壓力高，有利于腎小球的濾過。
�、诠苤車�(xì)血管網(wǎng) 血壓較低，膠體滲透壓高，有利于重吸收
（二)腎血流量的調(diào)節(jié)
1、自身調(diào)節(jié)(autoregulation)
不依賴腎外神經(jīng)支配使腎血流量在一定血壓變化范圍內(nèi)能保持不變的現(xiàn)象
自身調(diào)節(jié)的機制：
肌源學(xué)說 入球小動脈舒縮與跨壁壓變化直接相關(guān)
管-球反饋(tubulogomerula住院醫(yī)師r feedback)
生理意義：使腎血流量與泌尿機能相適應(yīng)，使GFR不會因血壓波動而改變，有利于維持腎小球濾過率的相對穩(wěn)定。
2、神經(jīng)和體液調(diào)節(jié)
腎交感神經(jīng)興奮時,腎血管收縮,腎血流量減少;腎交感神經(jīng)活動減弱時,腎血管舒張,腎血流量增加。腎上腺素、去甲腎上腺素、血管緊張素II、血管升壓素也能引起血管收縮，前列腺素、乙酰膽堿、心房利尿鈉肽則可舒張腎血管。
一般情況下，腎主要依靠自身調(diào)節(jié)來維持血流量相對穩(wěn)定，以保證泌尿功能的正常進行，在異常情況下，如大失血、中毒性休克、缺O(jiān)2等機體處于應(yīng)急狀態(tài)時，通過交感神經(jīng)和一些體液因素的調(diào)節(jié)使腎血流量減少，這對維持腦、心等重要器官的血液供應(yīng)有重要意義。
五、尿生成過程
尿生成的過程是在腎單位和集合管中進行，包括三個環(huán)節(jié)，腎小球的濾過作用、腎小管集合管的重吸收及其分泌。
第二節(jié) 腎小球的濾過功能
一、 腎小球的濾過作用
腎小球濾過：指血液流經(jīng)腎小球時，血漿中的水分和小分子溶質(zhì)，從毛細(xì)血管到達腎小囊囊腔的過程。
原尿：由腎小球濾過產(chǎn)生的血漿的超濾液，不含有形成分和大分子蛋白。
腎小球濾過率：單位時間內(nèi)兩腎生成的超濾量
125ml/min
濾過分?jǐn)?shù)：腎小球濾過率和腎血漿流量的比值。
125 / 660 ×100%= 19%
這兩項指標(biāo)可用作衡量腎功能的重要指標(biāo)
㈠濾過的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) – 濾過膜
1、 濾過膜的組成
內(nèi)層：腎小球毛細(xì)血管的內(nèi)皮細(xì)胞層，有小孔，只阻擋血細(xì)胞的通過。
中間層：非細(xì)胞結(jié)構(gòu)的基膜層，實際的濾過結(jié)構(gòu)。
外層：腎小囊的上皮細(xì)胞層。
2、 濾過膜的通透性
腎臟的濾過器由包有鮑曼氏囊內(nèi)層的 20 到 30 個毛細(xì)血管袢組成，組成濾過膜的三層結(jié)構(gòu)中，只有基膜起濾器的作用。
基膜的微纖維網(wǎng)結(jié)構(gòu)決定了能通過的物質(zhì)分子的大小 – 機械屏障，基膜上帶負(fù)電的物質(zhì)排斥帶有負(fù)電的物質(zhì)，而使之不易濾出- 電學(xué)屏障。這使得大分子和一些帶負(fù)電的物質(zhì)得以保存，如激素。所以也稱為選擇性濾器。由于超濾異物必定濾出，所以藥物必須與血漿蛋白質(zhì)結(jié)合才能保持一定的血漿濃度。
某種物質(zhì)的通透性是由其分子的大小、分子的空間結(jié)構(gòu)和帶電性質(zhì)決定的。中性分子，大��；帶電分子，所帶電荷的性質(zhì)。
3、 濾過面積：1.5平方米。
㈡濾過的動力 – 有效濾過壓
有效濾過壓是腎小球濾過的動力，使腎小球能不斷的生成原尿。
FPeff = Pcap - Pbow - Pco = 45 - 10 - (20 ~ 35) = 15 ~ 0
㈢影響腎小球濾過的因素
濾液的組成由濾過膜的通透性決定。濾過速度則由有效濾過壓、有效濾過面積和通透性決定。
1、 濾過膜的面積和通透性
2、 有效濾過壓
3、 腎血漿流量
第三節(jié) 腎小管、集合管的選擇性重吸收作用
原尿進入腎小管后稱為小管液。小管液的中的成分經(jīng)過腎小管的上皮細(xì)胞重新返回到周圍血液中去的過程稱為重吸收。
一、腎小管、集合管的重吸收方式和特點
1、 方式：被動、主動。
2、 腎小管和集合管的重吸收是有選擇性的。
3、 腎小管對某些物質(zhì)的重吸收是有限度的。
二、幾種重要物質(zhì)的重吸收
1、 鈉和氯
鈉的重吸收：
①逆電化學(xué)差進行，為主動轉(zhuǎn)運。
②約65- 70%在近曲小管，10%在遠曲小管
③濾過量超過500克/天，排出量3- 5克，99%被重吸收。
④重吸收方式：近曲小管 - 泵漏模式
遠曲小管 - 泵漏模式、Na-K交換、Na-H交換。
髓絆升支粗段 - 鈉氯鉀三種離子的協(xié)同主動轉(zhuǎn)運。
氯的重吸收：
①被動重吸收：伴隨著鈉的重吸收進行。
②髓絆升支粗段的繼發(fā)性轉(zhuǎn)動重吸收：鈉:2氯:鉀
2、 水
①約65- 70%在近曲小管，10%在髓絆，10%在遠曲小管，10-20%在集合管。
②近曲小管的重吸收隨溶質(zhì)而吸收，為強制性重吸收。
③其他部分與調(diào)節(jié)有關(guān)，……
3、 HCO3-
①約80 - 85%在近曲小管。
②以CO2的形式重吸收，優(yōu)先重吸收。
4、 鉀
①絕大部分在近曲小管重吸收，濾出35克，排出3克。
②主動重吸收。
5、 葡萄糖
①重吸收部位在近曲小管。
②逆濃度差進行，為與鈉有關(guān)的繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運。
③有吸收極限。
腎糖閾：尿中出現(xiàn)葡萄糖時的血中葡萄糖濃度。
葡萄糖吸收極限量：腎臟吸收葡萄糖的最大能力。男375mg/min，女300mg/min。
三、影響腎小管重吸收水的因素
1、 小管液中溶質(zhì)的濃度 – 滲透性利尿
2、 腎小球濾過率
球管平衡：無論腎小球濾過率增多或減少，近球小管對濾液的重吸收率始終占腎小球濾過率的65% - 70%。其生理意義在于保持尿量不至因腎小球濾過率的變化而大幅度增減。
第四節(jié) 腎小管和集合管的分泌與排泄作用
一、H+的分泌
腎小管和集合管上皮細(xì)胞均可分泌H+。伴隨著HCO3-的重吸收而分泌，在管腔膜上與Na+1:1經(jīng)載體逆向同步轉(zhuǎn)運，屬于繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運。
二、K+的分泌
分泌是被動的，順電化學(xué)差，Na-K交換。與Na-H交換競爭。
三、NH3的分泌
NH3是脂溶性的細(xì)胞代謝產(chǎn)物，可以自由擴散進入腎小管內(nèi)。在管腔內(nèi)與H+形成NH4+后降低了酸性，有利于H+和NH3的分泌。濾過（filtation)的涵義：壓差驅(qū)動的液體穿膜運動（cf：濾過-壓差擴散-濃差)
原尿是血漿的超濾液（不僅濾除血細(xì)胞，血漿中大分子蛋白質(zhì)亦被濾除)。
第五節(jié) 尿液的濃縮和稀釋 (Concentration and Dilution of urine)
現(xiàn)象：夏天 出汗—尿濃、色深，少
冬天 喝水—尿稀、色淺，多
在生理學(xué)中，尿液的濃縮與稀釋是根據(jù)尿的滲透濃度（osmolality)與血漿滲透壓相比較而確定的。
高滲尿，濃縮。
低滲尿，稀釋。
尿液的滲透壓與血漿滲透壓相等或相近，稱為等滲尿（isotonic urine)。
如果無論機體缺水或水過剩，長時間排出等滲尿，表明腎臟的濃縮和稀釋功能嚴(yán)重減退。
一、 尿濃縮和稀釋的機制
比較解剖學(xué)：并不是所有動物的腎臟都有濃縮尿的能力。腎臟濃縮尿的能力是具有髓質(zhì)結(jié)構(gòu)的哺乳動物和某些鳥類所特有的。髓質(zhì)內(nèi)層愈發(fā)達、髓袢越長者，濃縮尿的能力越強。
eg：沙鼠—髓袢特別長—20倍血漿滲透濃度的高滲尿
豬 --髓袢短 --1.5倍
人 --中等長度 --最多4-5倍
冰點降低法測定大鼠腎臟組織切片的滲透濃度，觀察到髓質(zhì)部組織液與血漿的滲透濃度之比，從外髓部向乳頭部依次遞增，分別為2.0、3.0、4.0。具有明顯的滲透濃度梯度。
①髓質(zhì)的高滲和滲透濃度梯度是怎樣形成的？
②髓質(zhì)的滲透梯度對尿液的濃縮與稀釋起何作用？或者說尿液的濃縮與稀釋是怎樣控制的？
③髓質(zhì)的高滲狀態(tài)是如何維持的？
㈠髓質(zhì)滲透梯度形成機制
1、逆流倍增 counter-current multiplication
橫向梯度小變化→縱向梯度成倍變化
2.形成過程
㈢腎髓質(zhì)高滲梯度的保持
1、 逆流交換系統(tǒng) 從熱源帶走熱量少
2、 直小血管的作用：只帶走少量溶質(zhì)和多余的水，維持高滲梯度
二、影響尿濃縮和稀釋的因素
腎臟能否最大限度地排出濃縮尿或稀釋尿，主要有賴于髓袢、集合管和直小血管等結(jié)構(gòu)與功能的正常。
1.髓袢的結(jié)構(gòu)與機能
髓袢結(jié)構(gòu)與機能的完整性是保持腎對尿液濃縮功能的重要條件。
2.尿素濃度
尿素為蛋白質(zhì)代謝的產(chǎn)物，是形成內(nèi)髓部高滲的重要因素。
3.直小血管的血流
髓質(zhì)血流的低容量和低速度在有效的逆流擴散交換過程中是重要的因素。
4.集合管對水的通透性
取決于血漿ADH "尿崩癥"
第六節(jié) 尿生成的調(diào)節(jié)
一、 腎內(nèi)自身調(diào)節(jié)
�、逍」芤褐腥苜|(zhì)濃度
小管液中溶質(zhì)所形成的滲透壓是對抗腎小管重吸收水分的力量。如果小管液溶質(zhì)濃度增高,滲透壓升高，可妨礙水的重吸收（尤近球小管)而使尿量增多。
糖尿病患者由于血糖升高超過腎糖閾值jfsoft.net.cn/rencai/,腎小管不能全部將其吸收,造成腎小管液中葡萄糖的濃度過高而導(dǎo)致尿量明顯增多。
臨床上，腦水腫，iv甘露醇（可濾過，不重吸收)增加小管液溶質(zhì)濃度,增加尿量。
由小管液中溶質(zhì)濃度增高所引起的尿量增多現(xiàn)象稱為滲透性利尿（osmotic diuresis)。
㈡球-管平衡（glomerulotubular balance)
�。薄⒍x：無論腎小球濾過率增多或減少, 近球小管是定比重吸收（constant fraction
reabsorption)的，即近球小管對濾液的重吸收率始終占腎小球濾過率的65~70%,這一現(xiàn)象稱球-
管平衡。
2、生理意義：使尿中排出的溶質(zhì)和不致因腎小球濾過率的變化而大幅度增減。
3、機制：與管周cap壓、血漿膠滲壓改變有關(guān)
二、神經(jīng)-體液因素
�、褰桓猩窠�(jīng)系統(tǒng) NE
1、 收縮腎A，入球A＞出球A，GFR↓；
2、 刺激顆粒細(xì)胞，腎素釋放增加，促進循環(huán)中血管緊張素II和醛固酮含量增加，引起Na+、水重吸收增加；
3、 直接作用于腎小管，增加近球小管和髓袢對Na+、水的重吸收
�、婵估蚣に兀╝ntidiuretic hormone, ADH)
抗利尿激素也稱血管升壓素，由下丘腦視上核和室旁核神經(jīng)元合成，沿下丘腦-垂體束運送到神經(jīng)垂體貯存，并由此釋放入血。
1、作用：
①作用于血管平滑肌V1受體→血管收縮血管升壓素 （arginine vasopressin,AVP)
�、凇瞎軐λ耐ㄍ感浴匚铡⒛蛄俊�
ADH與上皮細(xì)胞管周膜V2受體結(jié)合→激活腺苷酸環(huán)化酶→cAMP-PK系統(tǒng)→蛋白磷酸化→水通道
�。╝quaporin AQP)裝配到膜上，提高對水的通透性。 （基側(cè)膜對水自由通透)
③促進內(nèi)髓部集合管對尿素的通透；促進髓袢升支粗段對NaCl主動重吸收
2、影響因素
①血漿晶體滲透壓
下丘腦視上核及其附近存在對血漿晶體滲透壓改變十分敏感的滲透壓感受器（osmoreceptor)。
當(dāng)機體大量出汗、嚴(yán)重嘔吐或腹瀉則導(dǎo)致失水時，機體血漿晶體滲透壓升高，對滲透壓感受器刺激增強，則ADH合成、釋放增多，結(jié)果尿液濃縮、尿量減少，有利于糾正失水造成的血漿晶體滲透壓升高。反之大量飲入清水，血漿晶體滲透壓降低，則ADH合成釋放減少，尿量增多。這種由大量飲入清水引起尿量增多的現(xiàn)象稱為水利尿(waterdiuresis)。水利尿是由于大量水的攝入引起血漿晶體滲透壓降低，使ADH合成和釋放減少的緣故。
②循環(huán)血容量 、動脈血壓
位于左心房和胸腔大靜脈的容量感受器(volume receptor)可感受循環(huán)血量的刺激，反射性地調(diào)節(jié)ADH的釋放。當(dāng)循環(huán)血量增多時，容量感受器沿迷走神經(jīng)的傳入沖動增加，導(dǎo)致ADH釋放量減少，尿量增加，使循環(huán)血量回降。反之，循環(huán)血量減少時，ADH釋放增多。尿量減少有利于循環(huán)血量的恢復(fù)。但左心房的容量感受器的感性低于下丘腦滲透壓感受器，血量需降低5%~10%以上才能刺激ADH的釋放增多。
③其他：a.動脈血壓增高，可通過壓力感受器反射性地抑制ADH的釋放。
b.心房利尿鈉肽→（-)ADH ATⅡ→（+)ADH
c.痛刺激、情緒緊張→ADH↑ 弱冷刺激→ADH↓
下丘腦-神經(jīng)垂體病變→ADH↓→尿量↑（＞10L/日)——尿崩癥（cf：腎源性尿崩)
㈢腎素-血管腎張素-醛固酮系統(tǒng)
1、 腎素分泌的調(diào)節(jié)
2.醛固酮的作用
醛固酮可促進遠曲小管、集合管的Na-K交換，使鈉的重吸收和鉀的分泌增加。
3.醛固酮分泌的調(diào)節(jié)
⑴ 素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)
⑵ 鉀和血鈉
㈣ 心房利尿鈉肽 略
思考題
1. 糖尿病尿量的變化？為什么？
2.酸中毒時為何易出現(xiàn)高血K+？
3.ADH、醛固酮的作用？
4、腎臟分泌哪些激素？
5.大量飲清水尿量增多？為什么？
