第八章

腎臟的排泄功能Chapter8ExcretoryFunctionoftheKidneys扁豆兄弟的故事排泄途經腎臟：機體主要的排泄器官

呼吸系統：CO2、H2O和一些揮發性物質消化系統：汞、鉛，膽色素、鈣、鎂、鐵等皮膚：不感蒸發、汗液（水、無機鹽和尿素等）排泄(excretion):

機體將代謝終產物、進入機體過剩的物質和異物等經血液循環由相應途經排出體外的過程。血液透析血液凈化/Soft/ShowSoft.asp第一節概述第二節腎小球的濾過功能第三節腎小管與集合管的重吸收和分泌功能第四節尿液的濃縮和稀釋第五節尿生成的調節第六節血漿清除率第七節尿的排放

內容簡介第一節概述尿液生成的部位/health-dictionary/nephron-function-kidney-definition.htm（一）腎單位（nephron）一、腎的結構特征腎臟基本的結構、功能單位，每腎約100萬個。腎小體腎小管集合管（二）球旁器

(juxtaglomerularapparatus)組成：球旁細胞、球外系膜細胞、致密斑http://virtual.yosemite.cc.ca.us/rdroual/Lecture%20Notes/Unit%206/urinary_system%20Spring%202007%20with%20figures.htm腎素吞噬、收縮氯化鈉Mesangialcells（二）球旁器

(juxtaglomerularapparatus)InterlobararteryInterlobarvein（一）腎的血液供應二、腎的血液循環的特點流經腎臟的血液1200ml/min（占心輸出量？）；腎臟重量僅占體重1％。皮質94%

分布外髓5%～6%

內髓<1%（二）血流量大且血流分布不均勻二、腎的血液循環的特點腎臟供血很豐富：/detail/82844878

腎小球毛細血管網

血壓高，與腎小球的濾過有關；

腎小管周圍毛細血管網

血壓低，膠體滲透壓高，與腎小管的重吸收有關。（三）兩套毛細血管網二、腎的血液循環的特點/bio/humananat/excretoryvocab.htm（四）腎血流量的自身調節概念：在沒有外來神經支配的情況下，動脈血壓在一定范圍內變動時，腎血流量通過調節仍然保持相對恒定。入球小動脈阻力6.6713.320.026.7021腎容積流量（ml/min.g）腎血流量(RBF)腎小球濾過率(GFR)小管液流量變化影響GFR和腎血流量的現象。——肌源學說（入球小動脈平滑肌緊張性)——管-球反饋(Tubuloglomerularfeedback)

（致密斑小管液流量變化）意義：在安靜情況下維持腎小球濾過率相對恒定。（四）腎血流量的自身調節機制：

腎交感神經興奮→腎血管收縮→腎血流量↓

NE、VP、AT-Ⅱ、內皮素→腎血管收縮→腎血流量↓

NO、PG、緩激肽→腎血管舒張→腎血流量↑（五）腎血流量的神經和體液調節

只在失血、劇烈運動等緊急情況下起作用，使腎血流量與全身血液循環相配合，引起血液重新分配，保證心、腦、骨骼肌等器官血液供應。三、尿生成的基本過程腎小球的濾過腎小管與集合管的選擇性重吸收腎小管與集合管的分泌入球小動脈腎小球Cap.第二節腎小球的濾過功能一、腎小球的濾過概念二、濾過膜三、有效濾過壓四、腎小球濾過功能的評價五、影響腎小球濾過的因素一、腎小球的濾過成分血漿（%）原尿（%）終尿（%）水90-939995-97蛋白質7-9----------葡萄糖0.10.1-----尿素0.030.032尿酸0.0020.0020.05氯化物0.370.370.6鈉0.320.320.35鉀0.020.020.15氨0.00010.00010.14一、腎小球的濾過二、濾過膜（一）濾過膜的面積正常人體兩腎全部腎小球毛細血管總面積≥1.5m，利于血漿的濾過。eg.急性腎小球腎炎外層中層內層水分子陽離子葡萄糖小分子陰離子白蛋白蛋白質（二）濾過膜的通透性1.物質分子的大小

r﹤2.0nm（分子量﹤1000）中性物質，eg葡萄糖自由濾過

r﹥4.2nm（分子量﹥70000）不能濾過

2.0﹤r﹤4.2nm濾過量∝1/半徑(右旋糖酐)（二）濾過膜的通透性——機械屏障作用基膜、臟層為主

濾過膜的結構毛細血管內皮細胞層（-）：窗孔50－100nm

基膜層（-）：微纖維網孔4-8nm

腎小囊臟層足細胞足突層：濾過裂隙膜孔4-14nm（二）濾過膜的通透性機械屏障物質分子量有效半徑（nm）濾過能力水180．101．0鈉230．141．0尿素600．161．0葡萄糖1800．361．0蔗糖3420．441．0菊粉55001．480．98肌球蛋白170001．950．75卵白蛋白430002．850．22血紅蛋白680003．250．03血漿白蛋白690003．55<0．01（二）濾過膜的通透性2.物質帶電性質——電荷屏障3.6白蛋白

血管內皮細胞表面：唾液酸蛋白（負電荷）

基膜層：硫酸肝素和蛋白聚糖（負電荷）腎病綜合征免疫介導炎性損害電學屏障，血漿白蛋白大量滲出，形成蛋白尿，導致低白蛋白血癥和水腫。三、有效濾過壓——濾過的動力。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。血漿膠體滲透壓囊內壓毛細血管血壓入球小動脈出球小動脈Effectivefiltrationpressure有效濾過壓囊內壓10203040500毛細血管長度入球端出球端10020304050血壓(mmHg)濾過平衡毛細血管血壓膠體滲透壓濾過平衡：有效濾過壓下降為零四、腎小球濾過功能的評價腎小球濾過率(glomerularfiltrationrate,GFR)

單位時間（min)兩腎生成的超濾液(原尿)量。

正常值：125ml/min濾過分數（filtrationfraction，FF)

腎小球濾過率與腎血漿流量的比值。

正常值：125/660×100%≈19%

⑵面積:⑴通透性機械屏障作用↓→血尿（如：腎炎時導致濾過膜孔、裂增大）靜電屏障作用↓→蛋白尿（如：腎炎時帶負電荷的糖蛋白減少或消失）急性腎炎→毛細血管腔狹窄或阻塞→

濾過面積↓→GFR↓→尿量↓

五、影響腎小球濾過的因素1.濾過膜的面積和通透性

1.濾過膜的面積和通透性2.有效濾過壓①腎小球毛細血管血壓（80-180mmHg）②血漿膠體滲透壓③囊內壓五、影響腎小球濾過的因素有效濾過壓腎小球Cap.血壓血漿膠體滲透壓囊內壓有效濾過壓→GFR→尿量=––※如：大失血→交感N+、NE↑→Cap.收縮

高Bp病晚期→腎A入硬化而縮小如：快速大量輸液→稀釋膠滲壓如：結石、腫瘤※※

五、影響腎小球濾過的因素1.濾過膜的面積和通透性2.有效濾過壓①腎小球毛細血管血壓②血漿膠體滲透壓③囊內壓3.腎血漿流量

濾過平衡有效濾過壓囊內壓毛細血管血壓膠體滲透壓10203040500毛細血管長度入球端出球端10020304050血壓(mmHg)濾過平衡入球小動脈腎小球Cap.終尿分泌(secretion)重吸收(reabsorption)第三節腎小管與集合管的重吸收和分泌功能超濾液進入腎小管后，性質、成分改變，改稱小管液(tubularfluid)轉運途徑腎小管和集合管的物質轉運方式上皮細胞小管腔血管跨細胞細胞旁轉運方式腎小管和集合管的物質轉運方式上皮細胞小管腔血管被動轉運(passivetransport)2.繼發性主動轉運1.原發性主動轉運主動轉運(activetransport)（一）Na＋、Cl-

和水的重吸收髓袢細段近曲小管髓袢降支粗段近端小管集合管遠曲小管髓袢升支粗段腎小體腎小球腎小囊上皮細胞小管腔毛細血管Na+XNa+H+Na+K+XH2OH2O[Cl-]↑HCO3-1.近端小管中的重吸收（65-70％）前半段(跨細胞)（一）Na＋、Cl-

和水的重吸收高滲Na＋進入上皮細胞的過程與葡萄糖、氨基酸的重吸收，及H+的分泌相關。后半段（細胞旁為主）1.近端小管中的重吸收（65-70％）（一）Na＋、Cl-

和水的重吸收上皮細胞小管腔毛細血管＋Cl-Cl-Na+Na+上皮細胞小管腔毛細血管H2ONaCl2.髓袢中的重吸收（

NaCl20％，H2O15％）

——

髓袢細段（一）Na＋、Cl-

和水的重吸收參與內髓部高滲透壓梯度的形成——髓袢升支粗段2.髓袢中的重吸收（

NaCl20％，H2O15％）（一）Na＋、Cl-

和水的重吸收微穿刺實驗：正電位（10mv），Cl-

逆化學梯度被吸收。微灌流實驗：灌流液中不含K+，則正電位基本消失，且Cl-重吸收率很低。鈉泵抑制劑哇巴因，Cl-的轉運受阻。上皮細胞小管腔組織間隙Na+K+1Na+、1K+2Cl-2Cl-H2O＋K+Na+呋塞米托拉塞米——髓袢升支粗段2.髓袢中的重吸收（

NaCl20％，H2O15％）（一）Na＋、Cl-

和水的重吸收尿液稀釋和濃縮機制中具有重要意義Na+∶2Cl-∶K+同向轉運體方式的繼發主動轉運。低滲小管液被動吸收主動吸收節約一半能量——髓袢升支粗段2.髓袢中的重吸收（

NaCl20％，H2O15％）（一）Na＋、Cl-

和水的重吸收上皮細胞小管腔組織間隙Na+K+Na+Cl-2Cl-H2O噻嗪類利尿劑3.遠曲小管和集合管中的重吸收（

NaCl12％，H2O不定）遠曲小管初段（一）Na＋、Cl-

和水的重吸收上皮細胞小管腔組織間隙Na+K+Na+主細胞閏細胞3.遠曲小管和集合管中的重吸收（

NaCl12％，H2O不定）遠曲小管后段和集合管（一）Na＋、Cl-

和水的重吸收K+Na＋主動轉運Cl-被動轉運H+H+HCO3-H2OCO2Cl-Cl-（二）HCO3

-的重吸收

重吸收HCO3

-，分泌H+

腎臟分泌NH3，回收HCO3

-

維持體內酸堿平衡上皮細胞小管腔毛細血管Na+H+（二）HCO3

-的重吸收近端小管80%-85%Na+HCO3-HCO3-H2CO3CO2CO2H2O+CAH2OCAH2CO3H+HCO3-

特點：

⑴不是以HCO3-的形式而是以CO2的形式重吸收的；⑵HCO3-的重吸收率高于Cl-的重吸收率；⑶HCO3-的重吸收與Na+-H+逆向交換呈正相關(H+分泌↑→重吸收HCO3-↑)。（二）HCO3

-的重吸收

近端小管65－70％髓袢25－30％遠端小管后半段和集合管(閏細胞)少量且受調節比例固定主動重吸收（三）K＋的重吸收重吸收分泌遠端小管和集合管鉀的分泌量——尿鉀排出量上皮細胞小管腔毛細血管Na+K+Na+SGGluGluGGlu近端小管（前半段）100%（四）葡萄糖的重吸收微穿刺實驗鈉依賴性葡萄糖轉運體葡萄糖轉運體腎糖閾(renalglucosethreshold)：

當血糖濃度達到180mg/100ml（即葡萄糖的濾過量達220mg/min）時，部分腎小管對Glu吸收已達極限，尿中開始出現葡萄糖，此時的血糖濃度為腎糖閾。葡萄糖的最大轉運率(maximalrateoftransport,Tm)：血糖濃度升至300mg/100ml(375mg/min)時，全部腎小管對Glu吸收均已達極限。此時葡萄糖的濾過量即為Tm。（四）葡萄糖的重吸收尿中開始出現葡萄糖時的最低血糖濃度正常值：成人男性為375mg(20.95mmol)/min/1.73m2,

成人女性為300mg(16.7mmol)/min/1.73m2。二、腎小管和集合管的分泌功能H＋H＋K＋NH3H＋K＋NH3（一）H+的分泌近端小管上皮細胞小管腔毛細血管Na+H+Na+HCO3-Na+K+CO2HCO3-H2CO3CO2H2O+CAH2OCAH2CO3H+HCO3-（一）H+的分泌遠端小管和集合管上皮細胞小管腔組織間隙閏細胞H+HCO3-H2OCO2CAH+H＋的緩沖劑：HPO42-NH3H+分泌特點:

①泌H+與重吸收HCO3-、Na+呈正相關泌H+助堿儲(∵泌H+→促HCO3-重吸收→排酸保堿)。②泌H+是有限度的:當小管液pH值＜4.5時,泌H+則停止。

③pH值影響CA的活性。（二）NH+的分泌遠曲小管和集合管上皮細胞小管腔組織間隙NH4+谷氨酰胺谷氨酸根NH4+a酮戊二酸NH3HCO3-NH3H++Cl－NH4Cl泌NH3與泌H+、HCO3-轉運的關系腎臟分泌H+的50%由NH3緩沖※泌NH3與泌H+相互促進※泌NH3與泌H+促進HCO3-重吸收酸中毒H+→谷氨酰胺代謝→NH4+

、

NH3分泌→HCO3-重吸收②NH3擴散的量決定于管腔液與管周液的pH值：管腔液pH值較低時，NH3較易擴散。①泌NH3與泌H+呈正相關：即泌NH3促進H+-Na+交換，促進排酸保堿,調節機體酸堿平衡。③正常時NH3只在遠曲小管和集合管分泌;酸中毒時,近曲小管也分泌。NH3分泌特點:（三）K＋的分泌遠端小管集合管通透性高負電位K+通道Na+通道Na+-K+泵主細胞Na+-K+泵上皮細胞小管腔組織間隙不食也排多食多排少食少排第四節尿液的濃縮和稀釋機體水過剩低滲尿機體水過剩高滲尿機體水不足低滲尿機體水不足高滲尿正常人尿液的滲透壓的變動范圍50-1200mOsm/L機體根據水代謝，適當改變水的排出量，改變尿液滲透壓血漿滲透壓300mOsm/L一、尿液濃縮與稀釋的機制（一）逆流倍增與逆流交換的概念（二）髓袢的結構、功能特點及髓質滲透壓梯度（三）腎髓質滲透壓梯度的形成（四）髓質滲透壓梯度與尿液濃縮和稀釋的關系（五）腎髓質高滲梯度的維持尿液被稀釋或濃縮的部位髓袢升支粗短遠曲小管集合管基本條件腎髓質高滲梯度—動力條件抗利尿激素—水通透性條件經冰點降低法測定鼠腎組織間液的滲透壓，發現腎髓質組織液的滲透壓由外向內逐漸升高。腎髓質滲透壓梯度逆流系統1001030706050204080逆流交換NaClNaCl溶液逆流倍增（一）逆流倍增與逆流交換的概念丙M1M2甲乙（二）髓袢的結構、功能特點及髓質滲透壓梯度

髓袢的結構及功能特點超濾液髓袢降支U形直小血管升支髓袢升支U形直小血管降支集合管遠曲小管血液Urea結構特點：兩套U形管道，且逆流。功能特點：髓袢升支粗段和細段對水不通透。重吸收鈉和尿素。（二）髓袢的結構、功能特點及髓質滲透壓梯度/Photo/sl/dissection/urinarysystem/Index.html

腎髓質滲透壓梯度外髓內髓皮質H2O尿素尿素尿素濃縮H2ONa＋Cl-Na＋Cl-Na＋Cl-Na＋Cl-尿素（三）腎髓質滲透壓梯度的形成抗利尿激素尿素再循環H2OH2ONa＋Na＋Na＋UreaUreaNaCl內髓皮質外髓H2OH2OH2O問題：1.形成腎髓質高滲梯度的物質：外髓：內髓：NaCl+尿素NaCl2.形成腎髓質高滲梯度的決定因素：逆流倍增

腎髓質高滲梯度是尿液濃縮的先決條件（四）髓質滲透壓梯度與尿液濃縮和稀釋的關系

ADH是決定尿液濃縮或稀釋的關鍵因素尿液稀釋H2OH2ONa＋Na＋Na＋UreaUreaNaCl內髓皮質外髓H2OH2OH2OADHH2OH2OH2OH2OH2O尿液濃縮水出鈉進水進鈉出

——直小血管的逆流交換（五）腎髓質高滲梯度的維持300mOsm/kg·H2ONaClH2O1200mOsm/kg·H2O300mOsm/kg·H2ONaClH2O1200mOsm/kg·H2O第五節尿生成的調節一、腎內自身調節二、神經體液調節二、神經調節——腎交感神經一、腎內自身調節小管液中溶質的濃度球-管平衡(glomerulotubularbalance)三、體液調節抗利尿激素(antidiuretichormone，ADH)醛固酮(aldosterone)心房鈉尿肽（atrialnatriureticpeptide，ANP)一、腎內自身調節（一）小管液中溶質的濃度

——滲透性利尿（osmoticdiuresis）

小管液中溶質所產生滲透壓是對抗腎小管重吸收的力量，可以妨礙水分和NaCl等溶質的重吸收，使得尿量增加。

如糖尿病病人的多尿；臨床經常使用利尿劑：如甘露醇、山梨醇。一、腎內自身調節（二）球-管平衡機制：腎小管周圍毛細血管內血漿膠體滲透壓變化。意義：使尿中排出的鈉和水不會隨腎小球濾過率的增減而出現大幅度的變化，保持尿量和尿鈉的相對穩定。125ml/min87.5ml/min37.5ml/min150ml/min105ml/min45ml/min100ml/min70ml/min30ml/minGFR近端小管重吸收遠端部分的量概念：不論腎小球濾過率是增是減，近端小管的重吸收量總是占腎小球濾過率的65～70%。也叫定比重吸收。二、神經調節

腎交感神經的作用：

1、入球小動脈和出球小動脈血管平滑肌收縮

2、促進球旁細胞釋放腎素→AT-Ⅱ、醛固酮↑→Na+重吸收

3、促進近端小管和髓袢對NaCl、H2O的重吸收2.生理作用：

遠端小管和集合管對水的通透性↑,水分重吸收↑,使尿量↓（一）抗利尿激素（antidiuretichormone,ADH)

血管升壓素（vasopressin,VP）V1受體（血管）V2受體（遠端小管后段、集合管）三、體液調節1.合成、釋放部位:九肽激素下丘腦視上核和室旁核神經元合成，神經垂體儲存、釋放。髓袢升支粗段對NaCl重吸收↑,內髓部集合管對尿素的通透性↑3.機制：第二信使學說，增加水通道數目。上皮細胞小管腔組織間隙ACATPcAMPProteinkinasePhosphoproteinH2OH2OH2OH2O4.ADH分泌的調節下丘腦前部室周器——

滲透壓感受器血漿晶體滲透壓

→(

)滲透壓感受器→ADH分泌

(NaCl

)水利尿(waterdiuresis)：一次飲用大量清水后尿量增多的現象。（1）血漿晶體滲透壓：（大量出汗、嘔吐、腹瀉等）↑↑↑+（大量飲清水）↓↓↓-一次飲1升清水或飲1升等滲鹽水(0.9%NaCl溶液)后的利尿率飲清水飲等滲鹽水（1）血漿晶體滲透壓：下丘腦AV3V——滲透壓感受器

（2）血容量和血壓：心肺感受器、動脈壓力感受器敏感性低：血容量和血壓降低5～10％循環血量↓→(-)心肺感受器→(+)ADH釋放動脈血壓↓→(-)壓力感受器→(+)ADH釋放ADH4.ADH分泌的調節（1）血漿晶體滲透壓：下丘腦AV3V——滲透壓感受器

（2）血容量和血壓：心肺感受器、動脈壓力感受器

（3）其他:+:惡心、疼痛、應激、低血糖；嗎啡

-:乙醇4.ADH分泌的調節

2.生理作用：促進遠曲小管和集合管對對Na＋、H2O

的重吸收和K＋的排出，即保鈉保水排鉀。（二）醛固酮1.合成釋放部位：腎上腺皮質球狀帶，屬類固醇激素。3.作用機制：基因調節機制，醛固酮誘導蛋白質合成。

上皮細胞小管腔組織間隙Na+K+ATPNa+蛋白質mRNA（二）醛固酮1）腎素－血管緊張素－醛固酮系統4.分泌的調節循環血量↓等適宜刺激AngⅠAngⅡ醛固酮腎素ACEAngⅢ(1)腎內機制

①牽張感受器—入球小動脈壁的牽張程度②致密斑—流經該處小管液的鈉含量腎素分泌的調節(3)體液機制

—E和NE、腎內PGE2和PGI2均可刺激球旁細胞釋放腎素。

(2)神經機制

—腎交感神經興奮-β受體-腎素釋放量增加。2）血K+和血Na+的濃度血[K+]↑血[Na+]↓醛固酮合成分泌↑（保Na+排K+）血[K+]↓血[Na+]↑→4.分泌的調節→醛固酮的分泌對血K+濃度升高很敏感。（三）心房鈉尿肽（atrialnatriureticpeptide，ANP）

部位：心