河北医科大学生理学教研室讲稿
教研室：人体生理学 教师姓名：宋士军
第八章 尿的生成和排出
Formationand Excretion of Urine
第一节 肾的功能解剖和肾血流量
一、 肾的基本功能
[尿量与尿的理化性质]
正常人的尿量24h为1000 - 2000ml，一般为1500ml。24h的尿量超过2500ml，称为多尿；24h尿量在100 - 400ml之间，称为少尿；少于100ml则称为无尿。
正常尿液为淡黄色；比重在 1.015 - 1.025 之间；渗透压一般高于血浆；呈酸性，pH值在5.0 - 7.0 之间；尿液的95 - 97%是水，固体物质中有机物主要是尿素，无机物主要是氯化钠。
二、 结构特征
肾脏的结构和功能是密切相关的，故了解其功能之前，必须对它的结构有所认识。
三、肾的神经支配
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。
四、肾脏血液循环的特征
肾动脉由腹主动脉垂直分出
（一)肾脏的血液供应特点
1、 血流量(blood flow)大
2、 分布不均匀
3、两次毛细血管网
①肾小球毛细血管网 压力高，有利于肾小球的滤过。
②管周围毛细血管网 血压较低，胶体渗透压高，有利于重吸收
（二)肾血流量的调节
1、自身调节(autoregulation)
不依赖肾外神经支配使肾血流量在一定血压变化范围内能保持不变的现象
自身调节的机制：
肌源学说 入球小动脉舒缩与跨壁压变化直接相关
管-球反馈(tubulogomerula住院医师r feedback)
生理意义：使肾血流量与泌尿机能相适应，使GFR不会因血压波动而改变，有利于维持肾小球滤过率的相对稳定。
2、神经和体液调节
肾交感神经兴奋时,肾血管收缩,肾血流量减少;肾交感神经活动减弱时,肾血管舒张,肾血流量增加。肾上腺素、去甲肾上腺素、血管紧张素II、血管升压素也能引起血管收缩，前列腺素、乙酰胆碱、心房利尿钠肽则可舒张肾血管。
一般情况下，肾主要依靠自身调节来维持血流量相对稳定，以保证泌尿功能的正常进行，在异常情况下，如大失血、中毒性休克、缺O2等机体处于应急状态时，通过交感神经和一些体液因素的调节使肾血流量减少，这对维持脑、心等重要器官的血液供应有重要意义。
五、尿生成过程
尿生成的过程是在肾单位和集合管中进行，包括三个环节，肾小球的滤过作用、肾小管集合管的重吸收及其分泌。
第二节 肾小球的滤过功能
一、 肾小球的滤过作用
肾小球滤过：指血液流经肾小球时，血浆中的水分和小分子溶质，从毛细血管到达肾小囊囊腔的过程。
原尿：由肾小球滤过产生的血浆的超滤液，不含有形成分和大分子蛋白。
肾小球滤过率：单位时间内两肾生成的超滤量
125ml/min
滤过分数：肾小球滤过率和肾血浆流量的比值。
125 / 660 ×100%= 19%
这两项指标可用作衡量肾功能的重要指标
㈠滤过的结构基础 – 滤过膜
1、 滤过膜的组成
内层：肾小球毛细血管的内皮细胞层，有小孔，只阻挡血细胞的通过。
中间层：非细胞结构的基膜层，实际的滤过结构。
外层：肾小囊的上皮细胞层。
2、 滤过膜的通透性
肾脏的滤过器由包有鲍曼氏囊内层的 20 到 30 个毛细血管袢组成，组成滤过膜的三层结构中，只有基膜起滤器的作用。
基膜的微纤维网结构决定了能通过的物质分子的大小 – 机械屏障，基膜上带负电的物质排斥带有负电的物质，而使之不易滤出- 电学屏障。这使得大分子和一些带负电的物质得以保存，如激素。所以也称为选择性滤器。由于超滤异物必定滤出，所以药物必须与血浆蛋白质结合才能保持一定的血浆浓度。
某种物质的通透性是由其分子的大小、分子的空间结构和带电性质决定的。中性分子，大小；带电分子，所带电荷的性质。
3、 滤过面积：1.5平方米。
㈡滤过的动力 – 有效滤过压
有效滤过压是肾小球滤过的动力，使肾小球能不断的生成原尿。
FPeff = Pcap - Pbow - Pco = 45 - 10 - (20 ~ 35) = 15 ~ 0
㈢影响肾小球滤过的因素
滤液的组成由滤过膜的通透性决定。滤过速度则由有效滤过压、有效滤过面积和通透性决定。
1、 滤过膜的面积和通透性
2、 有效滤过压
3、 肾血浆流量
第三节 肾小管、集合管的选择性重吸收作用
原尿进入肾小管后称为小管液。小管液的中的成分经过肾小管的上皮细胞重新返回到周围血液中去的过程称为重吸收。
一、肾小管、集合管的重吸收方式和特点
1、 方式：被动、主动。
2、 肾小管和集合管的重吸收是有选择性的。
3、 肾小管对某些物质的重吸收是有限度的。
二、几种重要物质的重吸收
1、 钠和氯
钠的重吸收：
①逆电化学差进行，为主动转运。
②约65- 70%在近曲小管，10%在远曲小管
③滤过量超过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
远曲小管 - 泵漏模式、Na-K交换、Na-H交换。
髓绊升支粗段 - 钠氯钾三种离子的协同主动转运。
氯的重吸收：
①被动重吸收：伴随着钠的重吸收进行。
②髓绊升支粗段的继发性转动重吸收：钠:2氯:钾
2、 水
①约65- 70%在近曲小管，10%在髓绊，10%在远曲小管，10-20%在集合管。
②近曲小管的重吸收随溶质而吸收，为强制性重吸收。
③其他部分与调节有关，……
3、 HCO3-
①约80 - 85%在近曲小管。
②以CO2的形式重吸收，优先重吸收。
4、 钾
①绝大部分在近曲小管重吸收，滤出35克，排出3克。
②主动重吸收。
5、 葡萄糖
①重吸收部位在近曲小管。
②逆浓度差进行，为与钠有关的继发性主动转运。
③有吸收极限。
肾糖阈：尿中出现葡萄糖时的血中葡萄糖浓度。
葡萄糖吸收极限量：肾脏吸收葡萄糖的最大能力。男375mg/min，女300mg/min。
三、影响肾小管重吸收水的因素
1、 小管液中溶质的浓度 – 渗透性利尿
2、 肾小球滤过率
球管平衡：无论肾小球滤过率增多或减少，近球小管对滤液的重吸收率始终占肾小球滤过率的65% - 70%。其生理意义在于保持尿量不至因肾小球滤过率的变化而大幅度增减。
第四节 肾小管和集合管的分泌与排泄作用
一、H+的分泌
肾小管和集合管上皮细胞均可分泌H+。伴随着HCO3-的重吸收而分泌，在管腔膜上与Na+1:1经载体逆向同步转运，属于继发性主动转运。
二、K+的分泌
分泌是被动的，顺电化学差，Na-K交换。与Na-H交换竞争。
三、NH3的分泌
NH3是脂溶性的细胞代谢产物，可以自由扩散进入肾小管内。在管腔内与H+形成NH4+后降低了酸性，有利于H+和NH3的分泌。滤过（filtation)的涵义：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)。
第五节 尿液的浓缩和稀释 (Concentration and Dilution of urine)
现象：夏天 出汗—尿浓、色深，少
冬天 喝水—尿稀、色浅，多
在生理学中，尿液的浓缩与稀释是根据尿的渗透浓度（osmolality)与血浆渗透压相比较而确定的。
高渗尿，浓缩。
低渗尿，稀释。
尿液的渗透压与血浆渗透压相等或相近，称为等渗尿（isotonic urine)。
如果无论机体缺水或水过剩，长时间排出等渗尿，表明肾脏的浓缩和稀释功能严重减退。
一、 尿浓缩和稀释的机制
比较解剖学：并不是所有动物的肾脏都有浓缩尿的能力。肾脏浓缩尿的能力是具有髓质结构的哺乳动物和某些鸟类所特有的。髓质内层愈发达、髓袢越长者，浓缩尿的能力越强。
eg：沙鼠—髓袢特别长—20倍血浆渗透浓度的高渗尿
猪 --髓袢短 --1.5倍
人 --中等长度 --最多4-5倍
冰点降低法测定大鼠肾脏组织切片的渗透浓度，观察到髓质部组织液与血浆的渗透浓度之比，从外髓部向乳头部依次递增，分别为2.0、3.0、4.0。具有明显的渗透浓度梯度。
①髓质的高渗和渗透浓度梯度是怎样形成的？
②髓质的渗透梯度对尿液的浓缩与稀释起何作用？或者说尿液的浓缩与稀释是怎样控制的？
③髓质的高渗状态是如何维持的？
㈠髓质渗透梯度形成机制
1、逆流倍增 counter-current multiplication
横向梯度小变化→纵向梯度成倍变化
2.形成过程
㈢肾髓质高渗梯度的保持
1、 逆流交换系统 从热源带走热量少
2、 直小血管的作用：只带走少量溶质和多余的水，维持高渗梯度
二、影响尿浓缩和稀释的因素
肾脏能否最大限度地排出浓缩尿或稀释尿，主要有赖于髓袢、集合管和直小血管等结构与功能的正常。
1.髓袢的结构与机能
髓袢结构与机能的完整性是保持肾对尿液浓缩功能的重要条件。
2.尿素浓度
尿素为蛋白质代谢的产物，是形成内髓部高渗的重要因素。
3.直小血管的血流
髓质血流的低容量和低速度在有效的逆流扩散交换过程中是重要的因素。
4.集合管对水的通透性
取决于血浆ADH "尿崩症"
第六节 尿生成的调节
一、 肾内自身调节
㈠小管液中溶质浓度
小管液中溶质所形成的渗透压是对抗肾小管重吸收水分的力量。如果小管液溶质浓度增高,渗透压升高，可妨碍水的重吸收（尤近球小管)而使尿量增多。
糖尿病患者由于血糖升高超过肾糖阈值www.lindalemus.com/rencai/,肾小管不能全部将其吸收,造成肾小管液中葡萄糖的浓度过高而导致尿量明显增多。
临床上，脑水肿，iv甘露醇（可滤过，不重吸收)增加小管液溶质浓度,增加尿量。
由小管液中溶质浓度增高所引起的尿量增多现象称为渗透性利尿（osmotic diuresis)。
㈡球-管平衡（glomerulotubular balance)
１、定义：无论肾小球滤过率增多或减少, 近球小管是定比重吸收（constant fraction
reabsorption)的，即近球小管对滤液的重吸收率始终占肾小球滤过率的65~70%,这一现象称球-
管平衡。
2、生理意义：使尿中排出的溶质和不致因肾小球滤过率的变化而大幅度增减。
3、机制：与管周cap压、血浆胶渗压改变有关
二、神经-体液因素
㈠交感神经系统 NE
1、 收缩肾A，入球A＞出球A，GFR↓；
2、 刺激颗粒细胞，肾素释放增加，促进循环中血管紧张素II和醛固酮含量增加，引起Na+、水重吸收增加；
3、 直接作用于肾小管，增加近球小管和髓袢对Na+、水的重吸收
㈡抗利尿激素（antidiuretic hormone, ADH)
抗利尿激素也称血管升压素，由下丘脑视上核和室旁核神经元合成，沿下丘脑-垂体束运送到神经垂体贮存，并由此释放入血。
1、作用：
①作用于血管平滑肌V1受体→血管收缩血管升压素 （arginine vasopressin,AVP)
②↑集合管对水的通透性→水重吸收↑、尿量↓
ADH与上皮细胞管周膜V2受体结合→激活腺苷酸环化酶→cAMP-PK系统→蛋白磷酸化→水通道
（aquaporin AQP)装配到膜上，提高对水的通透性。 （基侧膜对水自由通透)
③促进内髓部集合管对尿素的通透；促进髓袢升支粗段对NaCl主动重吸收
2、影响因素
①血浆晶体渗透压
下丘脑视上核及其附近存在对血浆晶体渗透压改变十分敏感的渗透压感受器（osmoreceptor)。
当机体大量出汗、严重呕吐或腹泻则导致失水时，机体血浆晶体渗透压升高，对渗透压感受器刺激增强，则ADH合成、释放增多，结果尿液浓缩、尿量减少，有利于纠正失水造成的血浆晶体渗透压升高。反之大量饮入清水，血浆晶体渗透压降低，则ADH合成释放减少，尿量增多。这种由大量饮入清水引起尿量增多的现象称为水利尿(waterdiuresis)。水利尿是由于大量水的摄入引起血浆晶体渗透压降低，使ADH合成和释放减少的缘故。
②循环血容量 、动脉血压
位于左心房和胸腔大静脉的容量感受器(volume receptor)可感受循环血量的刺激，反射性地调节ADH的释放。当循环血量增多时，容量感受器沿迷走神经的传入冲动增加，导致ADH释放量减少，尿量增加，使循环血量回降。反之，循环血量减少时，ADH释放增多。尿量减少有利于循环血量的恢复。但左心房的容量感受器的感性低于下丘脑渗透压感受器，血量需降低5%~10%以上才能刺激ADH的释放增多。
③其他：a.动脉血压增高，可通过压力感受器反射性地抑制ADH的释放。
b.心房利尿钠肽→（-)ADH ATⅡ→（+)ADH
c.痛刺激、情绪紧张→ADH↑ 弱冷刺激→ADH↓
下丘脑-神经垂体病变→ADH↓→尿量↑（＞10L/日)——尿崩症（cf：肾源性尿崩)
㈢肾素-血管肾张素-醛固酮系统
1、 肾素分泌的调节
2.醛固酮的作用
醛固酮可促进远曲小管、集合管的Na-K交换，使钠的重吸收和钾的分泌增加。
3.醛固酮分泌的调节
⑴ 素-血管紧张素-醛固酮系统
⑵ 钾和血钠
㈣ 心房利尿钠肽 略
思考题
1. 糖尿病尿量的变化？为什么？
2.酸中毒时为何易出现高血K+？
3.ADH、醛固酮的作用？
4、肾脏分泌哪些激素？
5.大量饮清水尿量增多？为什么？
