第八章 尿的生成和排出-生理学
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第八章 尿的生成和排出
第一节肾的功能解剖和肾血流量
一、 肾的功能解剖
（一）肾单位的构成
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。人的每个肾中约有106个肾单位（nephron），它是尿生成的基本功能单位，它与集合管共同完成尿的生成过程。
集合管（collection duct）不包括在肾单位内，但在功能上与肾单位密切相关。
肾单位按其所在的部位可分为皮质肾单位和近髓肾单位两类。以下是二者之间的对比。
皮质肾单位与近髓肾单位比较
皮质肾单位
近髓肾单位
外、中皮质层
内皮质层（近髓）
肾小球体积
皮质部肾小管周围
直小血管、网状血管
交感神经支配
与钠排泄有关
与尿浓缩和稀释有关
（二）球旁器（juxtaglomerular apparatus）
1．球旁细胞（juxtaglomerular cells）位于入球小动脉和出球小动脉管壁中一些特殊分化的平滑肌细胞，内含分泌颗粒，能合成、储存和释放肾素（rennin）。
2．球外系膜细胞（exteaglomerular mesangial cells）
3．致密斑（macula densa）位于远曲小管的起始部，可感受小管液中Na+含量的变化，并将信息传递至球旁细胞，可调节肾素的释放。
（三）滤过膜的构成
肾小球毛细血管内的血浆经滤过进入肾小囊，毛细血管与肾小囊之间的结构称为滤过膜（filtrationmenbrane）。它由三层结构组成：肾小球毛细血管内皮细胞、基膜、肾小囊的脏层上皮细胞
图8-3 滤过膜结构示意图
①机械屏障：滤孔
②电学屏障：滤过膜各层均含有许多带负电荷的物质（主要为糖蛋白）
病理情况夏肾脏滤过膜上的负电荷减少或消失，可致带负电荷的血浆白蛋白滤过量显著增加。 &
以上两个屏障一般以机械屏障为主。 &
（四）肾脏的神经支配和血管分布
肾脏仅有交感神经支配，而无副交感神经支配。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。
肾动脉由腹主动脉垂直发出，入肾后依次分支形成叶间动脉、弓状动脉、小叶间动脉、入球小动脉。入球小动脉经肾小球毛细血管网汇集成岀球小动脉。离开肾小体后，岀球小动脉再次分支形成肾小管周围毛细血管网或直小动脉，最好汇入静脉。 &
二、肾血流量的特点及其调节
（一）肾血流量的特点
1．肾血流量(renal bloodflow,RBF)大：安静状态下，正常成人两肾的血流量约为1200ml/min，相当于心输出量的20%~25%。
2．分布不均匀：约94%的血液供应肾皮质，约5%血液供应外髓质部，1%左右的血液供应内髓质部。
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管周围毛细血管网压力低，胶体渗透压高，有利于重吸收。
4．有直小血管：直小血管的血流对髓质高渗状态的维持起重要作用。
（二）肾血流量的调节
1．肾血流量的自身调节
安静状态下，当肾动脉灌注压在一定范围（80mmHg～180mmHg）变动时，肾血流量基本保持相对恒定，这种现象称肾血流量的自身调节。
肾血流量自身调节的机制有肌源机制和管-球反馈两种学说。
(1) 肌源性学说(myogenicmechanism)：入球小动脉舒缩与跨壁压变化直接相关。
当A压↑→A管壁平滑肌紧张性↑而收缩→血流阻力↑→肾血流量保持稳定；当A压↓时，则相反。
(2) 管-球反馈(tubuloglomerular feedback)：小管液流量变化影响肾血流量和肾小球滤过率的现象。
当肾血流量和肾小球滤过率↓→小管液在髓袢的流速↓→NaCl在髓袢升支的重吸收↑→流经致密斑处的NaCl浓度↓→入球小动脉的阻力↓、肾素分泌↑→肾小球滤过率恢复；当肾血流量和肾小球滤过率↑时，则相反。
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．肾血流量的神经和体液调节
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。
第二节肾小球的滤过功能
滤过（filtration）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）。
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。是衡量肾功能指标。
S=1.73m2的正常成年人, GFR=125ml/min
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。
F=GFR/RPF=125/660&100%=19%
（RPF：肾血浆流量为660ml/min） 经肾的血浆约有1/5由肾小球滤出到囊腔中变为原尿。
一、有效滤过压
肾小球毛细血管上的任何一点的滤过动力都可用有效滤过压来表示，它是促进滤过的动力与对抗滤过的阻力之间的差值。 &
随着水和溶质的滤出，毛细血管内胶体渗透压渐↑,有效滤过压渐↓，当有效滤过压 =0时称滤过平衡。滤过平衡的位置决定着毛细血管滤过的长度。
二、影响肾小球滤过的因素
（一）肾小球毛细血管血压
动脉血压在80～180mmHg范围内波动时，通过自身调节，肾小球滤过率变化不大。
当动脉血压低于80mmHg时，交感神经的强烈兴奋，肾血管收缩，肾血流量减少，肾小球毛细血管血压及有效滤过压降低，滤过率下降。当动脉血压低于40～50mmHg，无尿（休克）。
高血压病晚期，入球小A硬化、口径变窄引起毛细血管压下降从而导致肾小球滤过率下降。
（二）囊内压
在正常情况下，肾小囊内压变化较小。
当尿路梗阻时，如肾盂或输尿管结石、肿瘤压迫等，肾小囊内液体流出不畅，囊内压增高，有效滤过压下降，肾小球滤过率减少。
有些药物如果浓度太高，可在肾小管的酸性环境中析出结晶，如磺胺类药物，也可导致囊内压增高。
（三）血浆胶体渗透压
主要取决于血浆蛋白浓度，当血浆蛋白浓度降低，有效滤过压增加，肾小球滤过增多。
（四）肾血流量
肾血流量对肾小球滤过率的影响是通过改变滤过平衡点而非有效滤过压实现的。 &
肾血浆流量↑→肾小球毛细血管内胶体渗透压的上升速度↓→滤过平衡点后移→有效滤过面积↑→ GFR↑。
肾血浆流量↓→肾小球毛细血管内胶体渗透压的上升速度↑→滤过平衡点前移→有效滤过面积↓→ GFR↓。
（五）滤过系数
滤过系数（filtration confficient，Kf）：指单位有效滤过压的作用下，单位时间内通过滤过膜的滤液量。
Kf ＝ 滤过膜的有效通透系数（K）& 滤过面积（s）
人双侧肾小球的总滤过面积为1.5m2，生理情况下，双侧肾脏全部肾小球都处于功能状态，有效滤过面积保持相对稳定。
临床：急性肾小球肾炎，蛋白尿、血尿、少尿为什么？ &
①炎症致通透性增加或滤过膜缺损致蛋白尿、血尿。
②毛细血管腔狭窄或阻塞致有效滤过功能减弱，有效滤过面积下降从而导致肾小球滤过率下降、少尿或无尿。
第三节 &肾小管和集合管的物质转运功能
一、肾小管和集合管中物质转运的方式
通过肾小球滤过生成的原尿进入肾小管后便称为小管液，小管液在流经肾小管和集合管全程并经一系列处理后形成终尿。
原尿和终尿的比较：
量： 每天生成的原尿量达180L，而由尿道排出的终尿仅为1.5L，说明原尿中99％的水在流经肾小管和集合管时被重吸收。
就溶质而言，如果只有水的重吸收，各种物质将一律被浓缩约100倍，U/P（终尿/血浆）应＝100。但事实上Na+、Ca2+、尿素等 ＜100；葡萄糖＝100；H+、K+、肌酐、氨等＞100。说明小管液流经肾小管和集合管后部分溶质被选择性重吸收，部分物质被肾小管、集合管分泌排泄入小管液。
重吸收：小管液中的水和某些溶质经肾小管和集合管重新吸收回血液的过程。
分泌：上皮细胞本身产生的物质或血液中的物质转运至肾小管腔内的过程。
物质转运特点：选择性、有限度重吸收、分泌或排泄。
物质转运部位：近端小管、远曲小管集合管。
物质转运方式：被动转运、主动转运。
物质转运途径：跨细胞转运途径、细胞旁转运途径。
二、肾小管和集合管中各种物质的重吸收与分泌
（一）Na+、Cl-和水的重吸收
小管液中约65%~70% Na+、Cl-和水在近端小管被重吸收，约20%的NaCl和约15%的水在髓袢被重吸收，约12%的Na+和Cl-和不等量的水在远曲小管和集合管被重吸收。
1．近端小管
近端小管是Na+、Cl-和水重吸收的主要部位，其中约2/3经跨细胞转运途径被重吸收，主要发生在近端小管的前半段；约1 /3经细胞旁转运途径被重吸收，主要发生在近端小管的后半段。重吸收的动力是钠泵。
(1)近端小管前半段：与Na+-Gs、Na+-aa同向转运和与H +分泌相耦联有关。
(2)近端小管后半段：与Na+-H+交换和Cl- —HCO3-逆向转运有关。
髓袢升支粗段对NaCl的重吸收是1Na+：2Cl-：1K+同向转运模式进行的。
微穿刺实验：管腔内为正电位 &
微灌流实验：灌流液中去Na+导致Cl-重吸收消失，正电位消失。提示Cl-的重吸收是Na+依赖性的；灌流液中去Cl-导致Na+重吸收减少；灌流液中去K+导致Na+和Cl-的重吸收都显著减少，正电位也基本消失。
喹巴因抑制钠泵导致Cl-转运也受阻
说明：①只有当Na+、Cl-、K+同时存在，NaCl才能被重吸收；②钠泵是NaCl重吸收的重要因素。
依据上述实验，提出1Na+：2Cl-：1K+同向转运模式来解释髓袢升支粗段对NaCl的重吸收。
通过钠泵活动，继发性主动重吸收2Cl-，同时伴随2Na+重吸收，其中1Na+主动、1Na+经细胞旁路被动重吸收，为Na+重吸收节约50%能量。速尿和利尿酸能抑制1Na+:2Cl-:1K+同向转运体的功能，使NaCl的重吸收减少。
3．远端小管和集合管
远端小管和集合管对Na+、Cl-和水的重吸收可根据机体的水、盐平衡状态进行调节。的重吸收主要受醛固酮的调节，水的重吸收则主要受抗利尿激素的调节。
(1)远曲小管始段：Na+是与Cl-同向转运进入细胞，然后由钠泵泵出细胞而主动重吸收回血。Na+-Cl-转运体对噻嗪类利尿剂敏感，被抑制后，产生NaCl重吸收障碍，导致水的重吸收相应减少，尿量增多。(2)远曲小管后段与集合管：该处有主细胞和闰细胞两类。在主细胞Na+不与其它物质耦联，通过管腔膜上的Na+通道进入细胞，然后再由Na+泵泵至组织间液被重吸收。阿米洛利可抑制Na+通道，减少
Na+的重吸收，也减少了Cl-经细胞旁途径的被动转运。闰细胞的功能与H+的分泌有关。
图8-10 远曲小管和集合管重吸收NaCl、分泌K+和H+示意图
A．远曲小管的始段NaCl的重吸收机制；B．远曲小管后段和集合管的物质转运。CA:碳酸酐酶
（二）HCO3-的重吸收与H+的分泌
1．近端小管
正常情况下，从肾小球滤过的HCO3-几乎全部被肾小管和集合管重吸收，约80％的HCO3-在近端小管被重吸收。
髓袢对重吸收主要发生在髓袢升支粗段，其机制同近端小管。 &
近端小管和髓袢对HCO3-的重吸收有以下特点：
①HCO3-是以CO2形式重吸收；
②HCO3-与Na+- H+交换交换有关，结果每分泌一分子H+，重吸收一分子的HCO3-；
③HCO3-的重吸收优先于CI-的重吸收；
④碳酸酐酶在过程中起重要重要，用碳酸酐酶抑制剂乙酰唑胺，则可抑制H+的分泌，使尿量增加。
3．远端小管和集合管
远端小管和集合管的润细胞可主动分泌H+。其通过两种质子泵，即氢泵（H+-ATP酶）和H+-K+交换体（、K+- ATP酶）将细胞内的H+-泵入小管液中。
分泌出来的H+的三种去向：①与HCO3-反应 → CO2、H2O；②与HPO42-反应 → H2PO4；③与NH3反应→ NH4+。
（三）NH3和NH4+的分泌与H+、HCO3-的转运关系
NH3的分泌与H+的分泌密切相关。肾小管各段和集合管上皮细胞代谢产生的NH3多由谷氨酰胺脱氨而来。由于NH3是脂溶性分子，可单纯扩散进入小管腔，与H+结合，以NH4+形式排出体外。
因此，NH3的分泌不仅促进H+的分泌而排酸，也能增加HCO3—的重吸收，实现排酸保碱的作用。
正常情况下NH3的分泌主要在远曲小管和集合管，但在酸中毒时NH3的分泌增加，近球小管也可分泌NH3。，故氨的分泌也是肾脏调节酸碱平衡的重要机制之一。
（四）K+的重吸收和分泌
小管液中的K+有65%～70%在近端小管被重吸收，25%～30%在髓袢被重吸收，K+在这些部位的重吸收比例是比较固定的。远端小管和集合管即可重吸收K+，也能分泌K+，并受多种因素的影响。
K+的重吸收是逆浓度差和电位差而进行的，属主动重吸收，具体机制不清。终尿中的K+则主要来自远曲小管和集合管的分泌。
（五）葡萄糖和氨基酸的重吸收
葡萄糖重吸收的部位仅限于近球小管。萄糖的重吸收是借助于Na+的主动重吸收而被继发性主动转运（secondary active transport）的。
肾小管对葡萄糖的重吸收有一定限度。 &
肾糖阈：尿中开始出现葡萄糖时的最低血糖浓度，正常成年人为160～180mg/100ml，它反应了肾小管对葡萄糖的最大重吸收能力。肾糖阈越高，说明肾小管对葡萄糖重吸收能力越大。肾糖阈越低，说明肾小管对葡萄糖重吸收能力越小。
葡萄糖的吸收极限量：人双肾全部肾小管每分钟所能重吸收葡萄糖的最大量称为葡萄糖吸收的极限量，正常成年男性为375mg/min，女性为300mg/min。
肾小管对葡萄糖的重吸收能力之所以有限，可能与肾小管细胞膜上同向转运的载体蛋白数量有限，而呈现出载体为中介易化扩散饱和现象。 &
（六）钙的重吸收和排泄
经肾小球滤过的Ca2+约70%在近端小管被重吸收（与钠重吸收平行)）, 20%在髓袢重吸收，9%在远端小管和集合管被重吸收，1%左右随尿排出。
近端小管对Ca2+的重吸收约80%经细胞旁途径进入细胞间隙，约20%经跨细胞途径重吸收。
髓袢降支细段和升支细段对Ca2+不通透，仅升支粗段能重吸收Ca2+。
远端小管和集合管Ca2+的重吸收是跨细胞途径的主动重吸收。
第四节 尿液的浓缩和稀释
原尿在流经肾小管和集合管各段时，其渗透压是发生变化的；在近端小管和髓袢中，其渗透压是固定的；但在流经远端小管和集合管时，其渗透压可随体内缺水与否等不同情况出现明显变动。 &
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，表示尿液浓缩；低渗尿，代表尿液稀释；而与血浆渗透压相等或相近的尿液，则称为等渗尿（isotonic urine）。
图8-13 &肾小管各段和集合管小管液渗透压和流量的变化 & & & & & &&
图中数字系两肾全部肾小管和集合管每分钟的小管液流量 & & & & & &&
一、尿液的稀释机制
终尿的渗透浓度若低于血浆的渗透浓度，称为低渗尿（hypoosmotic urine），尿液的渗透浓度可低至50mOsm/(kg.H2O)。尿液稀释主要发生在远端小管和集合管。与血中ADH的含量有关。如大量饮清水后，血浆精通渗透压降低，ADH释放减少，水重吸收减少，导致尿量增加，尿液被稀释。
二、尿液的浓缩机制
在失水、禁水等情况下，血浆晶体渗透压升高，可引起尿量减少，尿液浓缩。若终尿的渗透浓度高于血浆的渗透浓度，则称为高渗尿（hyperosmotic urine），尿液的渗透浓度可高达1200mOsm/(kg.H2O)。尿液的浓缩也发生在远端小管和集合管。
比较解剖学证实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。例如：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倍高渗尿；人——中等长度——最多4~5倍尿液。
冰点降低法测定大鼠肾脏组织切片的渗透浓度，观察到肾皮质渗透压与血浆相同，髓质部渗透浓度则逐渐增高，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。
在此我们需要解决以下问题： &
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？
图8-14 &肾髓质渗透浓度梯度示意图
线条越密，表示渗透浓度越高 & & & & & &&
(一) 肾髓质渗透浓度梯度的形成
髓质的形态和功能特性是形成肾髓质渗透通透浓度梯度的重要条件。其一，由于髓质各段对水和溶质的通透性和重吸收机制不同。 &
肾小管各段和集合管对不同物质的通透性 &
髓袢降支细段 &
不易通透 &
不易通透 &
髓袢升支细段 &
不易通透 &
中等通透 &
髓袢升支粗段 &
不易通透 &
Na+主动重吸收， Cl-继发性主动重吸收
不易通透 &
远曲小管 &
有ADH时， 易通透 &
Na+主动重吸收
不易通透 &
有ADH时， 易通透 &
Na+主动重吸收
皮质和外髓部不易通透，内髓部易通透 &
其二，髓袢的U型结构和小管液的流动方向，可通过逆流倍增（countercurrent multiplication）机制来解释髓质渗透梯度的形成。
“逆流”是指两个并列管道中液体流动方向相反；逆流倍增则可图8-15来解释，其结果是纵向浓度梯度不断增加。
图8-15 逆流倍增模型
甲管、乙管、丙管内液体按箭头方向流动。M1膜能将液体中
的Na+由乙管泵入甲管，且对水不易通透，M2膜对水易通透
肾髓质渗透梯度形成的过程和机制：
1．前提：各段肾小管对水、尿素和NaCl通透性不同；
2．外髓部高渗梯度的形成：髓袢升支粗段主动重吸收NaCl（原动力）；
3．内髓部高渗梯度的形成：尿素的再循环和NaCl主动重吸收共同形成。
（二）直小血管在维持肾髓质高渗中的作用
由于直小血管的特殊结构以及它在肾髓质中所处的位置，因此也可用上图来解释。其作用有：
1．将溶质大部分保留，维持肾髓质渗透梯度；
2．重吸收多余溶质和水份送回体循环。
髓袢的逆流倍增作用使肾髓质高渗递度得以形成，直小血管的逆流交换作用使肾维持髓质高渗递度得以实现。
任何能影响肾髓质高渗的形成与维持和影响集合管对水通透性的因素，都将影响肾脏对尿液的浓缩过程，使尿量和渗透浓度发生改变。
三、影响尿浓缩和稀释的因素
（一）影响肾髓质高渗形成的因素
肾髓质高渗是尿液浓缩的重要条件，它是由髓袢逆流倍增所形成的，而逆流倍增的效率又与髓袢的长度、通透性和髓质组织结构有关。
1．Na+和Cl-是形成肾髓质高渗的重要因素；
2．尿素及尿素再循环；
3．髓袢的完整性也是逆流倍增的重要基础。
（二）影响远端小管末端和集合管对水通透性的因素
远端小管末端和集合管对水通透性是影响尿浓缩的另一个重要因素。该部位对水的通透性依赖于血中抗利尿激素(ADH)的浓度。
ADH↑水的重吸收↑尿量↓&
ADH↓水的重吸收↓尿量↑&
（三）直小血管血流量和速度对髓质高渗维持的影响
直小血管的逆流交换作用对维持髓质高渗极为重要。直小血管对水和溶质具有高度通透性，因此：
1．直小血管血流量增加和流速加快，可将髓质中的溶质较多的带走，使髓质部的渗透梯度减少；
2．直小血管血流量减少和流速减慢，肾髓质供氧量将减少，主动重吸收NaCl的功能减弱，肾髓质的高渗梯度也难维持。
综上所述，尿液浓缩机制以NaCl在髓袢升支粗段的主动重吸收为起点，以肾小管各段对水、溶质通透性不同的特点为基础，通过逆流倍增机制使髓质建立高渗梯度，尿素再循环则使渗透梯度加强。直小血管的作用使该梯度得以维持。在ADH的作用下，大量水分进入肾脏间质，而后被直小血管等重吸收，尿液得以浓缩。在这整个过程中，任何一个环节出了问题，都将影响到尿浓缩的程度。
第五节尿生成的调节
尿生成的调节是通过对肾小球的滤过、肾小管和集合管重吸收及分泌的调节来实现。滤过的调节前已讲述，本节则讨论如何调节肾小管和集合管的重吸收与分泌。
一、神经调节
肾交感神经在肾脏内不仅支配肾动脉，还支配肾小管上皮细胞和球旁器，对肾小管的支配以近端小管、髓袢升支粗段和远端小管为主。
肾交感神经兴奋时，可通过下列方式影响肾脏的功能：①入球小动脉收缩大于出球小动脉收缩，使肾血流量减少，肾小球滤过率降低；②肾素释放增多→血管紧张素Ⅱ和醛固酮增加→肾小管对NaCI和水的重吸收↑；③增加近端小管、髓袢升支粗段NaCI和水的重吸收。
二、体液调节
（一）血管升压素
血管升压素(vasopressin, VP) 又称抗利尿激素(antidiuretichormone，ADH），是一种九肽激素。
1. 来源由下丘脑的视上核和室旁核分泌。
(1)提高远曲小管和集合管对水的通透性；
(2)增加髓袢升支粗段对NaCl的主动重吸收，增加内髓部集合管对尿素的通透性
(3)直小血管收缩, 减少肾髓质的血流量。
3．作用机制
血管升压素有V1和V2两种受体。V1受体分布与血管平滑肌，激活后可引起平滑肌收缩，血流阻力增大，血压升高；V2受体主要分布在肾远端小管末端和集合管上皮细胞，属于G蛋白偶联受体，通过V2受体-GS-AC-cAMP-PKA通路实现跨膜信号传导，其作用是：
神经垂体释放的ADH入血→与上皮细胞上的V2受体结合→通过兴奋性G蛋白激活AC→ATP分解，细胞内cAMP↑→蛋白激酶A激活→蛋白质磷酸化→细胞内含水孔蛋白AQP-2的小泡镶嵌在上皮细胞的管腔膜→水通透性增加。进入上皮细胞内的水→经基底侧膜的水孔蛋白AQP-3、AQP-4进入组织间液→水重吸收增加。
图8-17 血管升压素的作用机制示意图
4．血管升压素分泌的调节
(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
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)动脉血压
动脉血压增高，可通过压力感受器反射性地抑制ADH的释放。
(4)其他：心房尿钠肽→（-）ADH →ADH↓
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
（二）肾素-血管紧张素-醛固酮系统（renin-angiotensin-dldosteronesystem, RAAS) &
1．醛固酮的来源：肾上腺皮质球状带
2．醛固酮的作用：促进远曲小管、集合管重吸收Na+和水、排出K+(保Na+保水排K+)。
3．醛固酮的作用机制
醛固酮进入远端小管和集合管的上皮细胞内→与胞浆受体结合成激素-受体复合物进入核内→与核受体结合成激素-核受体复合物→特异性mRNA→合成多种醛固酮诱导蛋白→生成管腔膜的Na+通道蛋白、ATP生成↑、基底侧膜Na+泵活动↑→Na+重吸收↑、K+分泌↑。
图8-19 醛固酮作用机制示意图
4．醛固酮分泌的调节
①来源：球旁细胞分泌
②作用：血管紧张素原→ 血管紧张素Ⅰ→ 血管紧张素Ⅱ→ 血管紧张素Ⅲ
③分泌调节
肾内机制：入球小动脉牵张感受器和致密斑
神经机制：肾交感神经
体液机制：
④血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)的作用：
直接刺激近端小管对NaCI的重吸收和肾小球滤过率；刺激醛固酮的合成和分泌；刺激垂体后叶释放血管升压素。
(2)血[K+]与血[Na+]
血[K+] ↑、[Na+]↓ → 肾上腺皮质 → 醛固酮分泌↑ &
对血K+变化最敏感（变化0.5mmol/L即可）&
（三）心房钠尿肽(atrialnatriuretic peptide，ANP)
又称心钠素，由心房肌细胞合成、分泌的多肽，促进NaCl和水排出，有利尿利钠的作用。其作用为：&
1．抑制集合管对NaCl的重吸收；
2．入球小动脉舒张大于出球小动脉舒张，增加肾血浆流量和肾小球滤过率；
3．抑制肾素的分泌；
4．抑制醛固酮的分泌
5．抑制抗利尿激素的分泌；
第六节 &清 除 率
一、清除率的概念和计算方法
清除率（clearance，C）是指两肾在1分钟内能将多少毫升血浆中的某种物质完全清除，这个被完全清除了该物质的血浆的毫升数，就是该物质的清除率。
由清除率的定义可知，计算某种物质X的清除率Cx，需要测定三个数据：①尿中该物质的浓度，用Ux表示，单位为mg/100ml；②每分钟尿量，用V表示，单位为ml/min；③血浆中该物质的浓度，用Px表示，单位为mg/100ml。因为尿中的物质均来自血浆，所以Ux&V=Px&Cx，亦即
Ux&V/Cx＝ & Px & & & & &
二、测定清除率的意义
（一）测定肾小球滤过率
肾排出量为肾小球滤过量与肾小管、集合管的重吸收量和分泌量的代数和。
Ux&V=GFR&Px－Rx + Sx
某物质（如菊粉）滤过后，即不被重吸收，也不被分泌则：
菊粉清除率 & &GFR=UIn&V/Pin=CIn= 1ml/min&125mg/100ml/1mg/100ml &=125ml/min
（二）测定肾血流量
血浆中某一物质经肾循环一周后可完全被清除，则该物质的清除率为每分钟通过肾的血流量。如碘锐特或对氨基马尿酸，这些物质可被肾小球滤过，但不能被肾小管和集合管重吸收，也不被分泌，所以在肾动脉中有一定浓度，但在肾静脉中浓度接近于零。则该物质每分钟尿中排出量(V&U)应等于每分钟通过肾的血浆中所含的量，设每分钟通过肾的血浆量为血浆中该物质的浓度P,
即U&V=X&P & & & C=U&V/P=X
则碘锐特的清除率为每分钟通过肾的血浆量。
如果血浆量占全血的55%，测得肾血浆流量为660ml/min
则肾血流量=660/55&100=1200ml/min
（三）推测肾小管的功能
通过对各种物质清除率的测定，可推测哪些物质能被肾小管净重吸收，哪些物质能被肾小管净分泌，从而推论肾小管对不同物质的转运功能。例如：
葡萄糖可自由通过肾小球滤过，但其清除率几近于零，表明葡萄糖可全部被肾小管重吸收；
尿素清除率小于肾小球滤过率，表明它被滤过之后，又被肾小管和集合管净重吸收；
如果某一物质的清除率小于肾小球滤过率，该物质一定在肾小管被重吸收，但不能排除该物质也被肾小管分泌；
如果某一物质的清除率大于肾小球滤过率，则表明肾小管必定能分泌该物质，但不能排除该物质也被肾小管重吸收。
第七节 &尿的排放
尿液是连续不断生成的，由集合管、肾盏、肾盂经输尿管进入膀胱。尿液在膀胱内存贮达一定量时，即可引起反射性排尿（micturition），尿液遂经尿道排出体外。
一、膀胱和尿道的神经支配
膀胱逼尿肌和尿道内括约肌受交感和副交感神经支配。
膀胱和尿道的传出神经纤维有：①盆神经（副交感神经）：逼尿肌收缩，尿道内括约肌松驰，促进排尿；②腹下神经（交感神经）：逼尿肌松驰、尿道内括约肌收缩，抑制尿的排放；③阴部神经（躯体运动神经）：尿道外括约肌收缩，受意识控制。
膀胱和尿道的传入神经纤维有：①盆神经：传导膀胱充胀感觉；②腹下神经：传导膀胱痛觉；③阴部神经：传导尿道感觉。
图8-21 &膀胱和尿道的神经支配
二、排尿反射
排尿反射（micturition reflex）是一种脊髓反射，该反射可在脊髓水平就能完成，但在正常情况下，排尿反射受脑的高级中枢控制，可有意识地抑制或加强其反射过程。
当尿量充盈（400~500ml）→膀胱壁牵张感受器兴奋→盆神经→骶髓的排尿反射初级中枢和大脑皮层的排尿反射高位中枢→盆神经→逼尿肌收缩、内括约肌松驰→尿液进入后尿道。
尿液刺激后尿道感受器→盆神经→脊髓排尿中枢，抑制阴部神经，使外括约肌开放，于是尿注被强大的膀胱内压驱出。这是一种正反馈。
图8-22 &排尿反射过程示意图
三、排尿异常
排尿是一个反射过程，亦受高位中枢的随意控制。如果排尿反射弧的任何一个部位受损，或骶段脊髓排尿中枢与高位中枢失去联系，都将导致排尿异常（abnormality of micturition）。
临床常见排尿异常 & & & & & &&
尿潴留 & & & & & &&
尿失禁 & & & & & &&
尿频 & & & & & &&
概念 & & & & & &&
排尿反射不能进行 & & & & & &&
排尿反射不受意识控制 & & & & & &&
排尿次数过多 & & & & & &&
原因 & & & & & &&
低位脊髓损伤 & & & & & &&
大脑皮层功障 & & & & & && 高位脊髓损伤 & & & & & & &
膀胱感受器受到刺激 & & & & & &&
举例 & & & & & &&
骶髓受损& 外周神经功能障碍 & & & & & &&
昏迷 & & & & & && 高位截瘫 & & & & & &&
炎症肿瘤 & & & & & && 理化刺激 & & & & & &&
/ & & & & &
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