第八章 尿的生成与排放

第二节　尿的生成过程

【学习目标】

1、掌握肾小球滤过率的概念，影响肾小球滤过的主要因素，肾小管和集合管重吸收的概念、主要部位

2、熟悉尿生成的基本过程，几种重要物质（Na⁺和Cl^-、水、HCO₃^-、K⁺、葡萄糖和氨基酸等）重吸收的方式，肾糖阈的概念及意义。

3、了解K⁺、H⁺、NH₃的分泌。

【教学重点】

影响肾小球滤过的主要因素，肾小管和集合管重吸收的概念、主要部位

【教学难点】

Na+和Cl-、水、HCO3-、K+、葡萄糖和氨基酸等重吸收的方式

【教学过程】

尿的生成包括三个基本过程：肾小球滤过、肾小管和集合管的重吸收、肾小管和集合管的分泌。

一、肾小球的滤过作用

肾小球滤过是指血液经肾小球毛细血管时，除血细胞和血浆蛋白外，血液中的水分和小分子溶质透过滤过膜进入肾小囊腔形成原尿的过程。

滤过结构基础：滤过膜

滤过膜的通透性：滤过膜具有机械屏障作用和电屏障作用。

①机械屏障：分子量大于70000的物质不能通过（有效半径等于或大于3.6nm）。

②电屏障：滤过膜各层均含有带负电荷的唾液蛋白，带正电荷的物质易于通过，带负电荷的物质滤过困难。如白蛋白分子量为69000（半径3.5nm），由于带负电，滤过极少。

以上两道屏障以机械屏障为主，分子量很小的物质，即使带负荷也能滤过，分子量大于70000的物质，即使带正电荷也不能通过。

（一）肾小球滤过的动力

肾小球滤过的动力是有效率过压，和组织液的有效率过压相似，等于滤过动力减去阻力。

有效滤过压= 肾小球毛细血管血压-（血浆胶体渗透压 ＋肾小囊内压）

大鼠微穿刺法直接测定：

入球端有效滤过压 =6.0 – (2.7 +1.3 )=2.0 kPa

出球端有效滤过压 =6.0 – (4.7 +1.3 )=0 kPa

肾小球滤过率：

单位时间内(每分钟)两肾生成的超滤液（原尿）量称为肾小球滤过率。正常成人约为125mL／min，每昼夜约为180L。

滤过分数：

肾小球滤过率和肾血浆流量的比值称为滤过分数。按肾血浆流量为660mL／min算，滤过分数为125／660X100％＝19％。它表明流过肾脏的血浆约有1／5由肾小球滤入囊腔形成原尿，其余4／5从出球小动脉回流。

（二）影响肾小球滤过的因素

有效率过压、滤过膜面积及通透性、肾血浆流量三者中任何一个改变，均会影响肾小球的滤过，进而影响原尿的生成。

1、肾小球有效滤过压的改变

（1）肾小球毛细血管血压：动脉血压在80-180mmHg范围内变动，由于肾血流量的自身调节机制，肾小球毛细血管血压可保持稳定，肾-小球滤过率因而保持不变；当动脉血压降低或升高超出该范围，肾小球毛细血管血压将发生相应的变化，有效滤过压，肾小球滤过率随之改变。

（2）血浆胶体渗透压：血浆胶体渗透压在正常情况下较稳定。在静脉快速注入生理盐水等情况下，使血浆蛋白浓度降低，血浆胶体渗透压下降，有效滤过压升高，肾小球滤过率随之增加。

（3）肾小囊内压：肾小囊内压也比较稳定。当输尿管阻塞，肾盂内压显著升高时，将引起肾小囊内压升高，有效滤过压降低，肾小球滤过率降低。

2、滤过膜的改变

（1）面积：正常情况下，人两侧肾肾小球毛细血管总面积保持稳定，约在1.5m2以上。在急性肾小球肾炎时，肾小球毛细血管上皮细胞增生、肿胀使管腔变窄或阻塞，致使有效滤过面积减少，滤过率下降，出现少尿或无尿。

（2）通透性：某些病理情况下，滤过膜上带负电荷的糖蛋白减少或消失，以致带负电荷的血浆蛋白滤过量明显增加，而出现蛋白尿。

3、肾血浆流量的改变

肾血浆流量主要影响滤过平衡的位置。肾血浆流量增加，肾小球毛细血管内血浆胶体渗透压上升速度减慢，滤过平衡位置靠近出球小动脉端，有滤过作用的毛细血管段加长，而使肾小球滤过率增加。

二、肾小管和集合管的重吸收作用

原尿进入肾小管后称为小管液。小管液中的物质通过肾小管上皮细胞转运至血液中过程，称为重吸收。

（一）重吸收的特点

1、选择性：各种物质重吸收的程度不同。

2、有限性：小管对物质的重吸收有有限性。

（二）重吸收的部位和方式

1、重吸收的部位

肾小管各段和集合管都具有重吸收能力，但是近端小管重吸收物质种类最多，数量最大，因而是各类物质重吸收的主要部位。

重吸收途径：跨细胞转运途径、细胞旁转运途径。

2、重吸收方式

（1）被动转运：溶质顺电化学梯度通过肾小管上皮细胞的过程。

包括扩散、渗透和易化扩散，水的溶质拖曳。

（2）主动转运：溶质逆电化学梯度通过肾小管上皮细胞的过程。

原发性主动转运（质子泵、钠泵、钙泵）、继发性主动转运

（三）几种物质的重吸收

1、NaCl和水的重吸收

（1）近端小管

①前半段Na⁺主动重吸收：Na⁺-葡萄糖、氨基酸同向转运，Na⁺-H⁺逆向交换。

②后半段Na⁺被动重吸收：主要随Cl^-的重吸收被动转运。

③水的重吸收：靠渗透作用被动吸收。

Na⁺重吸收特点：存在泵-漏现象

净Na⁺重吸收量＝主动重吸收量－回漏量

（2）髓袢

重吸收20%的Na⁺、Cl^-和K⁺。

降支细段：钠泵活性低，Na⁺不通透，水通透。

升支细段： Na⁺和Cl^-易通透，对水不通透。

升支粗段:   是NaCl在髓袢重吸收的主要部位，其机制是通过顶端膜上的Na⁺-K⁺-2Cl^-同向转运体主动重吸收。能量来自基底侧膜的钠泵。这过程在尿液稀释和浓缩机制中具有重要意义。速尿、利尿酸通过抑制同向转运体发挥利尿作用

（3）远曲小管和集合管

1）远曲小管初段：机制：Na⁺-Cl^-同向转运

2）远曲小管后段和集合管

机制：Na⁺通道

Na⁺的重吸收主要受醛固酮的调节，水的重吸收主要受血管升压素的调节

2、K⁺的重吸收

K⁺大部分在近端小管主动重吸收，尿中的K⁺主要由远曲小管和集合管分泌。

3、HCO₃^-重吸收

HCO₃^-以CO₂的形式被重吸收

(1)过程：NaHCO₃进入肾小管解离成Na⁺和HC0₃^-，Na⁺通过Na^+_H⁺逆向交换进入细胞内，HCO₃^-与分泌的H⁺结合生成H₂CO₃，H₂CO₃分解为CO₂和水，CO₂经单纯扩散进入细胞内，在碳酸酐酶的催化下与水结合成H2CO3，H₂CO₃再解离出HCO₃^-和H⁺，HCO₃^-和Na⁺一起被转运回血，H⁺又分泌到管腔中。

(2)特点

①HCO₃^-以CO₂形式重吸收；

②HCO₃^-优先于C1^-的重吸收；

③HCO₃^-的重吸收与Na⁺- H⁺逆向交换呈正相关（H⁺分泌↑→重吸收HCO₃^-↑）。

4、葡萄糖的重吸收

（1）部位：仅限于近端小管(尤其是近端小管前半段)。正常情况下小管液中葡萄糖被全部重吸收回血。

（2）机制：与Na⁺耦联，通过继发主动转运而被重吸收

（3）肾糖阈和葡萄糖吸收极限量：近端小管对葡萄糖的重吸收有一定的限度。当葡萄糖的滤过量达到220mg/min(即血浆葡萄糖浓度约1.8g/L)时，有一部分肾小管对葡萄糖的吸收达到极限，尿中开始出现葡萄糖。将开始出现尿糖时的最低血糖浓度（不出现尿糖的最高血糖浓度）称为肾糖阈。全部肾小管对葡萄糖的吸收均达到极限时的葡萄糖滤过量称为葡萄糖吸收极限量，正常为375mg/min。

5、其他物质的重吸收（略）

三、肾小管和集合管的分泌作用

分泌是指上皮细胞将自身代谢产生的物质或血液中的物质转运至肾小管腔内。

1、H⁺的分泌

主要在近端小管分泌。

Na⁺- H⁺交换：每分泌一个H⁺，可重吸收一个Na⁺和一个HCO₃^-。

泌H⁺意义：排酸保碱、增加碱储、促进泌NH₃。

2、NH₃的分泌

远曲小管和集合管上皮细胞中谷氨酰胺脱氨生成NH₃。NH₃通过自由扩散分泌入管腔，与小管液中H⁺结合生成NH₄⁺，并进一步与强酸盐(如NaCl)的负离子结合为铵盐随尿排出。强酸盐的正离子(如Na⁺)则与H+交换后和细胞内的HCO₃^-一起被转运回血。所以，肾小管和集合管细胞分泌NH₃既可形成铵盐促进排H⁺，又能促进NaHCO₃^-。的重吸收。

泌NH₃的意义：促进泌H⁺、促进HCO₃^-重吸收、排酸保碱。

3、K⁺的分泌

机体排钾特点：多吃多排、少吃少排、不吃也排。

终尿的K⁺主要是远曲小管和集合管分泌的。

分泌K⁺的动力：

①Na⁺的主动重吸收使管腔内带负电。

②主细胞内K⁺浓度明显高于小管液中。

③进入主细胞的Na⁺刺激基侧膜上的Na⁺泵，使更多的K⁺被泵入细胞内，提高细胞内K⁺的浓度。因此，K⁺的分泌与Na⁺的重吸收密切相关，即Na⁺-K⁺交换。

Na⁺-H⁺交换和Na⁺-K⁺交换形成竞争。

高血钾←→酸中毒

4、其他物质的排出

肌酐、药物等。

【课后练习】

1.简述尿的生成过程

2.影响肾小球滤过的因素有哪些？

3.近端小管葡萄糖是如何被重吸收的？其特点是什么？