1、第八章 腎的排泄功能FUNCTION OF THE KIDNEY 第八章 腎的排泄功能FUNCTION OF THE KID第一節 概 述一、排泄的概念和途徑 排泄(excretion)是指機體將物質代謝的最終產物、進入機體內環境的異物和有害物質以及攝入的過剩物質，經血液循環通過一定途徑排出體外的過程。 第一節 概 述一、排泄的概念和途徑 排泄(excr機體排泄的途徑：【1】隨呼吸排出CO2和少量水分；【2】由皮膚通過汗腺分泌汗液，排出一部分水分、尿素和鹽類；【3】由消化道排出的主要是經肝代謝產生的膽色素和腸粘膜排出的無機鹽（如鈣、鎂、鐵等）；【4】由腎臟以尿液的形式排泄。 機體排泄的途徑：【

2、1】隨呼吸排出CO2和少量水分； 二、腎臟功能概述: (一)泌尿功能: 排除代謝終產物、過剩的電解質及進入體內的異物; 調節細胞外液量和血液的滲透壓; 調節水、電解質和酸堿平衡。 二、腎臟功能概述:少尿的定義24小時尿量少于500ml；每小時尿量少于15ml。多尿的定義24小時尿量大于2500ml。無尿的定義24小時尿量小于100ml。少尿的定義多尿的定義無尿的定義(二)內分泌功能:腎素（renin） 前列腺素（prostaglandin，PG） 促紅細胞生成素（erythropoietin，EPO） 活性維生素D3 1，25-（OH）2-D3 功能：對血容量和血壓起調節作用的腎素 刺激骨髓造

3、血的促紅細胞生成素 具有強烈舒血管作用的前列腺素 調節鈣磷代謝的活性維生素D3 (二)內分泌功能:腎素（renin） 功能：對血容量和血壓1、腎單位（nephron）三、腎臟的功能解剖和血液循環特征(一)腎的功能解剖1、腎單位（nephron）三、腎臟的功能解剖和血液循環特征 Renal corpusclenephron Renal tubules Renal nephron Renal t腎單位腎小體腎小管腎小球腎小囊近曲小管降支粗段降支細段升支細段髓 袢遠曲小管升支粗段近球小管遠球小管腎單位是腎臟結構和功能的基本單位。 濾液(原尿)濾過腎小管集合管 重吸收 分泌與排泄終尿腎單位腎小體腎小管

4、腎小球腎小囊近曲小管降支粗段髓 袢遠 Cortical nephron 皮質腎單位 Juxtamedullary nephron 近髓腎單位2、兩種類型的腎單位2、兩種類型的腎單位兩種腎單位比較 皮質腎單位 近髓腎單位數量 多(85-90%)A口徑 少(10-15%)腎小球體積 較大 較小 A入 A出 21 差異甚小出球小A后的毛細血管髓袢長度 分布于皮質部 的腎小管周圍 還形成U形 的直小血管腎素含量 短（只達外髓層） 長（深入內髓層） 多 少主要功能尿液生成尿的濃縮和稀釋兩種腎單位比較 皮質腎單位 近髓腎單腎臟的排泄功能課件_2 3、腎小球旁器(近球小體):（juxtaglomerular

5、 apparatus)主要分布在皮質腎單位 球旁（顆粒）細胞Juxtaglomerular cells是一種牽張感受器，能夠分泌腎素致密斑Macula densa是鈉離子濃度感受器球外系膜（間質）細胞Extraglomerular mesangial cells 3、腎小球旁器(近球小體):球旁（顆粒）細胞Juxtag（二） 腎的血液循環 renal circulation1）血流量大：1200ml/min 占心輸出量的1/5 1/4 左右。2）皮質血流多： 皮質 94% 外髓 5-6% 內髓 1%1、腎的血供特點3）形成兩套毛細血管網（二） 腎的血液循環 renal circulatio 腹

6、主動脈下腔靜脈腎動脈 腎靜脈葉間動脈 葉間靜脈弓形動脈 弓形靜脈小葉間動脈 小葉間靜脈入球小動脈腎小球毛細血管網 腎小管毛細血管網 出球小動脈 腹主動脈下腔靜脈腎動脈 腎小球毛細血管內血壓較高，有利于腎小球的濾過作用。腎小管周圍毛細血管內的血壓較低，有利于腎小管的重吸收。腎小球毛細血管內血壓較高，有利于腎小球的濾過作用。腎小管周圍2、 腎血流量的調節（1）自身調節（autoregulation) 使腎血流量與腎臟泌尿機能相適應。 動脈血壓: 80 -180 mmHg,腎血流量相對恒定。2、 腎血流量的調節（1）自身調節（autoregulati腎血流GFR動脈血壓(mmHg)血流量(ml /m

7、in/g腎重)腎血流GFR動脈血壓(mmHg)血流量(ml /min/g腎“肌源學說 ”（myogenic hypothesis）：動脈血壓入球小動脈血管壁受到牽張刺激血管平滑肌緊張性血管口徑血流阻力血流量腎血流量相對恒定“肌源學說 ”（myogenic hypothesis）：動動脈血壓 180 mmHg 平滑肌已達收縮極限80 mmHg 以下，180 mmHg以上：腎血流量隨動脈血壓的變化而變化。動脈血壓 70000、有效半徑 3.6 nm的大分子物質濾過。 2）電學屏障作用 （electrical barrier） 濾過膜的三層中，每層都有帶負電的糖蛋白。阻止帶負電的物質通過。2、濾過膜

8、的通透性(permeability) 1）機械屏障作用（mechanical barrier） 二、有效濾過壓 (effective filtration pressure,EFP) EFP = 動力 阻力 EFP = （腎小球毛細血管壓+囊內液膠體滲透壓） （血漿膠體滲透壓 + 腎小囊內壓）二、有效濾過壓 EFP = 動力 EFP = 腎小球毛細血管壓 （血漿膠體滲透壓 + 腎小囊內壓） EFP = 腎小球毛細血管壓腎臟的排泄功能課件_2毛細血管壓glomerular capillary pressure： (1) 壓力較高 6.0kP(45 mmHg) (2) 入球端與出球端幾乎相等囊內壓

9、capsular hydrostatic pressure : 1.3kP(10mmHg)血漿膠體滲透壓：plasma colloid osmotic pressure 入球端：3.3kP(25mmHg) 出球端：4.7kP(35mmHg)毛細血管壓glomerular capillary pres濾過平衡（filtration equilibrium）入球端 EFP = 45 (25 + 10) = 10 (mmHg) 出球端 EFP = 45 (35 + 10) = 0 濾過平衡（filtration equilibrium）入球三、腎小球濾過率與濾過分數1、腎小球濾過率（glomerul

10、ar filtration rate, GFR) 單位時間內（min) 兩腎生成的超濾液量。 1.73m2 125ml/min 一晝夜超濾液量 = 180L三、腎小球濾過率與濾過分數1、腎小球濾過率 單位時間內（2、濾過分數(filtration fraction, FF)腎小球濾過率與腎血漿流量的比值。FF = GFR腎血漿流量=125660=0.19正常值 : 0.18 0.20 表明:流經腎臟的血漿約1/5形成原尿。2、濾過分數(filtration fraction, FF四、影響腎小球濾過的因素1、濾過膜（1）通透性 permeability腎小球腎炎 濾過膜結構受損機械屏障作用通透

11、性紅細胞進入濾液血尿帶負電糖蛋白電學屏障作用通透性血漿白蛋白進入濾液蛋白尿四、影響腎小球濾過的因素1、濾過膜（1）通透性 permea（2）面積急性腎小 球腎炎腎小球毛細 血管口徑血流量活動的腎小球數目濾過面積GFR尿量（少尿）（2）面積急性腎小腎小球毛細血流量活動的腎濾過面積GFR 2、有效濾過壓 effective filtration pressure （1）腎小球毛細血管壓 glomerular capillary pressure 2、有效濾過壓全身動脈BP自身調節范疇內自身調節范疇外出、入球小動脈口徑入球小動脈收縮出球小動脈收縮全身動脈BP自身調節范疇內自身調節范疇外出、入球小動脈

12、口徑入（2）囊內壓 hydrostatic pressure in Bowmans capsule（3）血漿膠體滲透壓 Plasma oncotic pressure in glomerular capillary（2）囊內壓（3）血漿膠體滲透壓快速大量靜脈注射生理鹽水血漿蛋白濃度相對血漿膠滲壓EFPGFR 尿量快速大量靜脈血漿蛋白血漿膠滲壓EFPGFR 尿量3、腎血漿流量renal plasma flow主要影響濾過平衡的位置3、腎血漿流量renal plasma flow主要影響濾過 由圖可見：沿著毛細血管全長，隨著水和溶質的濾出，膠體滲透壓漸有效濾過壓漸(=0時稱濾過平衡)濾過平衡的位置

13、決定著毛細血管濾過的長度。 由圖可見：沿著毛細血管全長，隨著水和溶質的濾出，膠 由圖可見：三條曲線分別代表不同腎血漿流量(RPF)時血漿膠體滲透壓(COP)上升的斜率。曲線A: RPF小時 COP速度快曲線C: RPF大時 COP速度慢曲線B:正常RPF時COP速度結論： RPF快COP速慢濾過平衡位置近出球A端GFR；反之則GFR。 由圖可見：三條曲線分別代表不同腎血漿流量(RPF第三節 腎小管與集合管的物質 轉運功能 重吸收（reabsorption):小管液中的物質通過小管上皮細胞進入管周毛細血管血液的過程稱為腎小管和集合管的重吸收。一、腎小管和集合管的重吸收功能第三節 腎小管與集合管的

14、物質 重吸收（reabsor（一）腎小管和集合管的重吸收作用的證據1原尿與終尿量的比較 2原尿與終尿成分的比較 （一）腎小管和集合管的重吸收作用的證據1原尿與終尿量的比較（二）腎小管與集合管的重吸收方式1、被動轉運 passive transport 2、主動轉運Active transport 原發性主動轉運 Primary active transport 繼發性主動轉運 Secondary active transport（二）腎小管與集合管的重吸收方式1、被動轉運 passi（三）電解質和水的重吸收1、Na+的重吸收濾液中Na+ 99以上可以被重吸收近端小管重吸收的能力最大在近端小管的

15、重吸收屬于原發性主動重吸收（三）電解質和水的重吸收1、Na+的重吸收濾液中Na+ 99(1)近端小管：Na+的重吸收機制: Na+和葡萄糖同向轉運 H+ - Na+交換 泵 漏模式(pump-leak model)(1)近端小管：緊密連接Na+Na+Na+Na+ClH2O回漏泵泵泵葡萄糖泵泵泵泵(back-leak)H+Na+緊密連接Na+Na+Na+Na+ClH2O回漏泵泵泵葡萄糖(2)髓袢升支粗段： “Na+ : 2Cl : K+同向轉運模式” Na重吸收是主動轉運，Cl - 和K+是繼發性主動轉運。水不被重吸收(小管液低滲)。 在尿液的濃縮與稀釋機制中起重要作用(2)髓袢升支粗段： 2、

16、Cl-的重吸收Cl-的重吸收特點：Cl-的重吸收量和各段腎小管對Cl- 的重吸收能力都與Na+的相似 除髓袢升支粗段為繼發性主動重吸收外，其余皆為被動重吸收。 2、Cl-的重吸收Cl-的重吸收特點：腎臟的排泄功能課件_2同向轉運體 symporter在髓袢升支粗段的管腔膜上存在著一種能同時、同方向轉運Na+、Cl、K+的載體蛋白，稱為同向轉運體，其轉運的比例為Na+2ClK+ 速尿和利尿酸等利尿劑可抑制同向轉運體，從而抑制了Na+、Cl、K+的轉運，使NaCl的重吸收受到抑制，從而干擾了尿的濃縮機制，導致利尿。同向轉運體 symporter在髓袢升支粗段的管腔膜上存在著 3、H2O的重吸收 重

17、吸收機制:被動過程（滲透作用）。 重吸收特點： 類同Na+，具球-管平衡現象，即重吸收量始終為濾過量的6570%（后述）。 近端小管對重吸收水的量與機體是否缺水無關，屬于一種必然性重吸收 近端小管 3、H2O的重吸收近端小管特點: 重吸收量根據機體的需要而被調節，因此屬調節性重吸收； 重吸收量對終尿量的影響很大。機制:受抗利尿激素的調節 管腔膜有ADH調控的水通道(當ADH作用時，水通道便從胞漿鑲嵌到管腔膜上)，調節水的重吸收。遠曲小管和集合管 特點:機制:受抗利尿激素的調節遠曲小管和集合管 4、HCO3重吸收 80 85%在近端小管重吸收 以CO2的形式進行的4、HCO3重吸收腎臟的排泄功能

18、課件_25、K+的重吸收 67%在近端小管重吸收。是一個主動過程。5、K+的重吸收 67%在近端小管重吸收。150 mmol/L4 mmol/L 4mV0mV是逆電化學梯度重吸收。機理？150 mmol/L4 mmol/L 4mV0mV是逆電化6、葡萄糖的重吸收 在近端小管全部重吸收。 繼發性主動重吸收。 與Na+同向轉運密切相關。6、葡萄糖的重吸收 在近端小管全部重吸收。腎臟的排泄功能課件_2近端小管對葡萄糖的重吸收有一定度。血糖 160 180 mg% 200-230 mg/min尿中見糖 腎糖閾(renal glucose threshold)：尿中不出現葡萄糖時的最高血糖濃度。The

19、plasma lever of glucose at which glucose first appears in the urine.近端小管對葡萄糖的重吸收有一定度。血糖 160 葡萄糖吸收極限量：約300 mg%同向轉運體的結合位點達飽和時葡萄糖吸收極限量男性：375 mg/min女性：300 mg/min葡萄糖吸收極限量：約300 mg%同向轉運體的結合位點達飽和二、腎小管和集合管的分泌與排泄功能 分泌(secretion)：腎小管上皮細胞通過新陳代謝，將所產生的物質排入到小管液中去的過程。 排泄(excretion)：腎小管上皮細胞將血液中某種物質直接排入到小管液中去的過程。二、腎小

20、管和集合管的分泌與排泄功能 分泌(secr1、H+的分泌（1）在近端小管 通過H+ Na+交換分泌H+每分泌一個H+,即有一個NaHCO3重吸收回血液。H+的分泌是腎臟排酸保堿的過程。1、H+的分泌（1）在近端小管每分泌一個H+,即有一個NaH 2.NH3的分泌 小管上皮細胞內谷氨酰胺脫氨NH3(氨)脂溶性腎小管腔：NH3H+NH4+Cl-NH4Cl單純擴散脫氫酶 2.NH3的分泌小管上皮細胞內脫氨NH3(氨)脂溶性腎小管3、K+的分泌在遠曲小管和集合管 K+的分泌與Na+的主動重吸收有密切關系，是順電化學梯度的被動過程。 3、K+的分泌在遠曲小管和集合管4、其它物質的排泄4、其它物質的排泄三

21、、影響腎小管和集合管轉運的因素（一）腎小管管腔中溶質的濃度滲透性利尿（osmotic diuresis） 通過增加小管液溶質濃度和滲透壓使尿量增多的方式三、影響腎小管和集合管轉運的因素（一）腎小管管腔中溶質的濃度糖尿病diabetes 臨床上使用甘露醇等可被腎小球濾過而不被腎小管重吸收的物質，利用它來提高小管液中溶質的濃度，借以達到利尿的目的。糖尿病diabetes（二）腎小球濾過率 球管平衡（glomerulotubular balance） 在正常情況下，不論腎小球濾過率有何變化，近球小管對Na+、水的重吸收總是穩定在濾過率的65%-70%（定比重吸收），這一現象稱為球-管平衡。（二）腎小

22、球濾過率 球管平衡（glomeru 機制：與管周毛細血管血壓和膠 體滲透壓的改變有關。意義：使尿中排出的溶質和水不致因腎小球濾過率的增減而大幅度變動。 機制：與管周毛細血管血壓和膠 意義：使尿中排出的溶質和水 第四節 尿液的濃縮和稀釋 Urine concentration and dilution 第四節 尿液的濃縮和稀釋一、尿液濃縮和稀釋的概念及其意義尿液滲透壓血漿滲透壓(300mOsm/kgH2O)濃縮尿稀釋尿=等滲尿正常情況下 : 不同程度濃縮尿飲水過多 : 不同程度稀釋尿腎功能損害時 : 排出等滲尿一、尿液濃縮和稀釋的概念及其意義尿液滲透壓血漿滲透壓(300二、尿液濃縮、稀釋的過程和

23、機制二、尿液濃縮、稀釋的過程和機制髓質高滲梯度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)(一)尿液濃縮和稀釋的過程流經髓袢升支粗段后低滲的小管液髓質高滲梯度ADHADH集合管對水通透性集合管對水重吸(二)濃縮尿和稀釋尿是如何形成的？1、 腎髓質的高滲 2、管壁對水具有通透性兩個條件(二)濃縮尿和稀釋尿是如何形成的？1、 腎髓質的高滲 形成腎髓質高滲梯度的結構基礎: 近髓腎單位的髓質部分有兩套“ U ”形結構。 （1）髓袢的降支和升支 （2）“ U”形直小血管形成腎髓質高滲梯度的結構基礎:髓質滲透壓梯度的形成機制： 各段腎小管對水

24、、 NaCl和尿素的通透性不同。逆流倍增作用 (countercurrent multiplication)髓質滲透壓梯度的形成機制：逆流倍增作用水NaCl尿素髓袢降支細段高度通透不易通透不易通透髓袢升支細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 曲 小 管有ADH時易通透不易通透但主動重吸收不易通透集 合 管有ADH時易通透不易通透但主動重吸收外髓部不通透內髓部易通透表8-1 髓袢、遠曲小管和集合管的通透性水NaCl尿素髓袢降支細段高度通透不易通透不易通透髓袢升支細H2O不通透低滲液高滲液甲 乙 丙逆流倍增模型H2O不通透低滲液高滲液甲 乙腎臟的排泄功能課件

25、_2從全過程看： 外髓部(主動)：髓袢升支粗段NaCl主動重吸收(始動) 內髓部(被動)：內髓集合管順濃度差擴散出的尿素（尿素的再循環）髓袢升支細段順濃度差擴散出的NaCl從全過程看：腎髓質滲透壓梯度的維持 U形直小血管的逆流交換作用 (countercurrent exchange)腎髓質滲透壓梯度的維持 U形直小血管的逆流交換作用 (ADHADH三、影響尿液濃縮與稀釋的因素（一）腎髓質內滲透壓梯度的改變（三） 直小血管血流速度的改變（二） 集合管對水的通透性改變三、影響尿液濃縮與稀釋的因素（一）腎髓質內滲透壓梯度的改變 第五節 腎臟泌尿功能的調節Regulation of the rena

26、l function 第五節 腎臟泌尿功能的調節一、神經調節腎交感神經NE 入、出球小動脈收縮GFR球旁細胞腎素近端小管 髓袢 NaCl H2O重吸收一、神經調節腎交感神經NE 入、出球GFR球旁細胞腎素近二、體液調節(一) 抗利尿激素 (antidiuretic hormone, ADH) 血管升壓素(arginine vasopressin, AVP)1、分泌和作用二、體液調節(一) 抗利尿激素 (antidiuretic 下丘腦視上核室旁核分泌下丘腦-神經垂體束神經垂體(儲存)釋放入血遠曲小管 集合管促進水重吸收尿量內髓部集合管促進NaCl 重吸收加強尿素 通透性髓袢升支粗段提高組織間液

27、溶質濃度尿液濃縮下丘腦視上核分泌下丘腦-神經垂體束神經垂體(儲存)釋放入血遠2.ADH的作用機制2.ADH的作用機制3、影響ADH分泌與釋放的因素（1）血漿晶體滲透壓的改變3、影響ADH分泌與釋放的因素（1）血漿晶體滲透壓的改變大量出汗嚴重嘔吐 腹 瀉機體失水血漿晶體滲透壓ADH分泌釋放腎臟重吸收水尿量保留體內水大量飲清水排出多余水（）（）osmorecepter大量出汗機體失水血漿晶體滲透壓ADH分泌釋放腎臟重吸收水尿量 大量飲清水后尿量增多的現象，稱為水利尿(water diuresis)。 大量飲清水后尿量增多的現象，(2) 循環血量的改變血量左心房受到 牽張刺激容量感受器迷走傳入沖動下

28、丘腦-神經垂體系統ADH尿量體內水血量大失血（）（）（+）（）（+）（）(2) 循環血量的改變血量左心房受到容量感受器迷走傳入沖動下(3)其他因素動脈血壓頸 動 脈 竇壓力感受器 竇 神 經傳入沖動ADH尿量 痛 刺 激情緒緊張血管緊張素弱冷刺激心房利尿肽ADH尿量(3)其他因素動脈頸 動 脈 竇 竇 神 經ADH尿量 痛 下丘腦病變累及下丘腦-神經垂體系統ADH尿量(10L/日)“尿崩癥”下丘腦病變累及下丘腦-神經垂體系統ADH尿量(10L/(二) 腎素-血管緊張素-醛固酮系統 (renin-angiotensin-aldosterone system)1、系統的組成(二) 腎素-血管緊張素

29、-醛固酮系統1、系統的組成肝臟血管緊張素原血管緊張素(10肽)血管緊張素(8肽)血管緊張素(7肽) 腎 素(蛋白水解酶) 球旁器中 球旁細胞轉換酶(肺組織)血管緊張素酶A腎上腺皮質球狀帶細胞醛固酮肝臟血管緊張素原血管緊張素(10肽)血管緊張素(8肽)血遠曲小管和集合管的主細胞醛固酮aldosterone重吸收Na+ 排出K+“保Na+ 、保水、排K+”2、醛固酮的基本作用遠曲小管和集合管的主細胞醛固酮aldosterone重吸收N3、醛固酮的作用機理3、醛固酮的作用機理 血管緊張素（、） 血K+濃度 血Na+濃度腎上腺皮質球狀帶醛固酮分泌腎素4、醛固酮分泌的調節 血管緊張素（、） 血K+濃度腎上腺皮醛固腎臟的排泄功能課件_2（三）心鈉素(cardionatrin) 心房鈉尿肽(atrial natriuretic peptide,ANP)心房肌細胞合成釋放，28個氨基酸殘基構成。（三）心鈉素(cardionatrin)心房肌細胞合成釋放，心鈉素抑制集合管重吸收 NaCl入球小動脈舒張腎血漿流量 GFR抑制腎素分泌抑制醛固酮分泌抑制ADH分泌體內細胞外液量調節水鹽平衡作用：促進NaCl和水的排出心鈉素抑制集合管重