医学课件生理学-泌尿系统.PPT

《医学课件生理学-泌尿系统.PPT》由会员分享，可在线阅读，更多相关《医学课件生理学-泌尿系统.PPT（58页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、1,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 二、肾小管和集合管中各种物质的重吸收与分泌,2,一、 肾小管和集合管中物质转运的方式,重吸收(Tubular reabsorption): 肾小管上皮细胞将物质从肾小管液中转运至血液中 分泌( Tubular secretion):肾小管上皮细胞将自身产生的物质或血液中的物质转运至小管液(tubular fluid),3,4,转运的方式,被动转运:扩散，渗透，易化扩散，溶剂拖曳,(1) 原发性 : 质子泵、Na+-K+泵和钙泵,(2) 继发性 : Na+- 葡萄糖(氨基酸)同向转运，K+-Na+-2Cl-同向转运；N

2、a+-H+和Na+-K+逆向转运,主动转运,跨细胞转运途径：穿过细胞 细胞旁转运途径：通过细胞间紧密连接,5,Schematic view of a proximal tubule cell,基底侧膜,顶端膜,管腔,毛细血管,6,细胞旁转运途径,跨细胞转运途径,小管液,血液,Lateral intercellular space,基底侧膜,顶端膜,紧密连接,Capillary wall,7,二、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 （二） HCO3-的重吸收与 H+分泌 （三）NH3分泌与HCO3- 、 H+转运的关系 （四） K+的重吸收与 分泌

3、（五） Ca2+的重吸收与 分泌 （六）葡萄糖和氨基酸的重吸收,8,（一） Na+、Cl- 和 水的重吸收,2.髓袢: 20% Na+, 15% 水 降支细段：对水通透性较高，对Na+不易通透 升支细段：对水不通透，但对Na +和Cl-易通透，NaCl扩散进入组织间液 升支粗段：1Na+-1K+- 2Cl- （呋塞米）, 对水不通透,Na+- H+ 交换体 Na+-glucose(amino acid) 同向转运体,Na+- H+交换体 Cl- HCO3- 逆向转运体,前半段,后半段,Na+(顺电势差) Cl-(顺浓度差),细胞旁:,跨细胞:,1. 近端小管:70%，23经跨细胞途径，13细胞

4、旁途径,9,3.远端小管和集合管：12%的NaCl，不同量的水 远端小管始段: Na+-Cl-同向转运体(噻嗪类，thiazide-) (2) 后段和集合管上皮主细胞: Na+:通道(阿米洛利，amiloride-) Cl-:细胞旁转运途径(顺电势差) (3) 调节 Na+重吸收受醛固酮调节，水通过水孔蛋白被重吸收，主要受血管升压素调节,10,(1) Na+-H+交换体：胞内Na+被基底侧膜上Na+泵泵出Na+-H+交换体：H +被分泌到小管液中，而小管液中的Na+进入上皮细胞内 (2) Na+-葡萄糖（氨基酸）同向转运体：胞内Na+被基底侧膜上钠泵泵出细胞Na+和葡萄糖/氨基酸被转运入细胞内

5、葡萄糖和氨基酸通过基底侧膜离开上皮细胞（易化扩散）,近端小管前半段,10,11, Na+- H+交换体 和Cl- HCO3- 逆向转运体 细胞旁途径,近端小管后半段,CO2,+,+,+,+,+,12,1Na+-1K+-2Cl-同向转运体, 细胞内低钠：Na+泵 小管液Na+进入细胞（顺电化学梯度），同时将2Cl- 和1K+同向转运至细胞内：1Na+-1K+- 2Cl- 同向转运体 Na +:经钠泵泵至组织间液；K+: 顺浓度梯度返回小管液; Cl-: 经Cl-通道进入组织间液 K+返回小管液中而使小管液呈正电位 Mg+,Ca+,Na+,and K+ : 细胞旁转运途径,13,1Na+-1K+-

6、2Cl- symporter,+,+,+,14,（1） 远曲小管始段,1. 主动重吸收NaCl; 对水仍不通透 2. Na+-Cl-同向转运体: 小管液中的Na+和Cl-经Na+-Cl-同向转运体(噻嗪类利尿剂thiazide)进入细胞内;细胞内的Na+由Na+泵泵出; Cl- 经Cl-通道离开上皮细胞,15,远曲小管始段主动重吸收NaCl机制,16,（2）远曲小管后段和集合管,1. 两类不同的细胞:主细胞和闰细胞 2. 主细胞: 重吸收Na+ 和水; 分泌K+ 3. 闰细胞: 分泌 H+ (重吸收 HCO3-),17,主细胞和闰细胞重吸收NaCl 、 分泌K+ 和H+ 示意图,1.细胞内低

7、Na+: Na+泵（维持细胞内低Na+浓度；造成小管液呈负电位：驱使小管液中的Cl-经细胞旁途径而被动重吸收；成为K+分泌入小管腔的动力） 2. Na+ 进入: Na+通道 3.Na+ 离开细胞:Na+泵,主细胞,闰细胞,18,NaCl重吸收,Na+- H+交换体 Na+-葡萄糖(氨基酸) 同向转运体,Na+-H+交换体 Cl-HCO3- 逆向转运体,NaCl扩散进入组织间液,1Na+-1K+-2Cl-,Na+-Cl-同向转运体,主细胞钠通道,19,水重吸收,1. 近端小管: 70%，渗透作用，等渗重吸收 2. 髓袢:15%，仅降支细段 髓袢降支细段:对水通透性较高，但对Na+不易通透，水被重

8、吸收 髓袢升支细段: 对水不通透，但对Na+和Cl-易通透，NaCl扩散进入组织间液 升支粗段：对水不通透，但能主动重吸NaCl 3. 远曲小管始段：对水不通透，但主动重吸收NaCl 4.远曲小管后段和集合管： 817%，受血管升压素的调节,20,水重吸收途径和动力,21,（二）HCO3- 重吸收,1. 近端小管: 80%，以CO2形式扩散（顶端膜） Na+-3HCO3- 同向转运 ; Cl-HCO3- 逆向转运（基底侧膜） 2. 髓袢：15%，主要在升支粗段，机制同近端小管 3. 远端小管和集合管: 5%, Cl-HCO3- 逆向转运（基底侧膜） H+ 分泌 1. 近端小管: Na+- H+

9、 交换体 ; H+-ATPase 2. 髓袢： 同上 3. 远端小管和集合管: H+-ATPase; H+-K+ ATPase,22,(1) 小管液中： 分泌的 H+ + 滤过的 HCO3- H2CO3 CO2 + H2OCO2 扩散入细胞 (2) 细胞内 : CO2 + H2O H2CO3 HCO3- + H+ (3) HCO3-重吸收： Na+-3HCO3- 同向转运 ; Cl-HCO3- 逆向转运（基底侧膜） (4) H+ 分泌: Na+/H+ 逆向转运体; H+-ATPase 机体每分泌一个 H+ 到小管液，就重吸收一个HCO3- 和 Na+ ，这是体内重要的排酸保碱过程,近端肾小管重

10、吸收HCO3- 和分泌H+过程,23,近端肾小管重吸收HCO3- 和分泌H+过程,24,25,远端小管和集合管闰细胞重吸收HCO3-分泌H+,NH4+,26,闰细胞分泌H+过程,. H+ 被分泌入小管液： H+-ATPase ; H+- K+- ATPase . HCO3- 被重吸收回血液: Cl- HCO3- 逆向转运体 . 分泌的小管液中H+被三种缓冲对缓冲: HCO3- 、HPO42-和NH3,27,28,（三）NH3的分泌与H+、HCO3-转运的关系,1. 生成 部位：近端小管、髓袢升支粗段和远端小管上皮细胞 过程：谷氨酰胺谷氨酰胺酶 NH4+和谷氨酸根谷氨酸脱氢酶 NH4+和-酮戊二

11、酸 2HCO3- (谷氨酰胺 2HCO3- + 2NH4+ NH3 +H+ ) 2. NH3 分泌的机制 近端小管 (1) Na+-H+逆向转运体(NH4+ 代替 H+ ) (2) NH3单纯扩散进入小管腔， NH3 + H+ NH4+,29,髓袢 分泌的 NH4+ 主要在髓袢升支粗段重吸收 ( NH4+代替 1Na +-1K+-2Cl- 同向转运体中的K+ ) ，并积聚在组织间隙中。 集合管 NH3通过扩散方式进入小管液，与分泌的H+ 结合形成 NH4+ ，并随尿排出。 3. NH3 分泌和 HCO3- 、 H+ 转运的关系: H+ 分泌对 NH4+ 的排出是非常重要的，尿中每排出一个 NH

12、4+ 就有一个HCO3- 被重吸收。 NH3 分泌是肾脏调节酸碱平衡的重要机制之一,30,NH3在肾小管中生成 、转运、排出,Blood,31,NH3的分泌与H+、HCO3-转运的关系,32,（四） K+的重吸收和分泌,1. 部位和重吸收百分比 近端小管: 重吸收6570%; 髓袢:重吸收2530 %; 远端小管和皮质集合管：重吸收钾，也能分泌钾 2. K+在远端小管和集合管的转运机制： (1) 主细胞分泌钾K+机制：决定肾脏对K+ 的排出量 步骤： K+ 通过Na+- K+- ATPase进入细胞 细胞内K+ 扩散进入小管液（顺浓度差） (2) 闰细胞可重吸收K+ 机制不清，可能通过H+-K

13、+-ATPase,33,主细胞分泌钾离子示意图,-,-,-,-,34,3、影响K+分泌的因素,刺激钾分泌：细胞外液钾浓度升高，醛固酮分泌增加和小管液流量增高 抑制钾分泌： H+浓度升高(酸中毒)，细胞外液钾浓度降低，小管液流量降低 细胞外液K+ 浓度升高促使钾分泌的机制： 刺激Na+- K+- ATPase ，加速K+ 进入细胞内 可增高小管顶端膜对K+ 的通透性 可刺激醛固酮分泌 联系临床：给予利尿剂，或细胞外液量增加时，小管液流量增加，可促进K+ 的分泌,35,（四） Ca2+ 的重吸收和排泄,1. 重吸收部位：99% Ca2+ 被重吸收，不到1%随尿排出 (1) 近端小管：70%; (2

14、) 髓袢：20; (3) 远端小管和集合管: 约 9% 2. Ca2+ 重吸收机制 近端小管：80% Ca2+ 溶剂拖拽 ，20%跨细胞途径。 髓袢(仅升支粗段)：同上，无溶剂拖拽 。 远端小管和集合管：跨细胞途径。 3. 调节 甲状旁腺激素（PTH） 血磷、血浆pH值、近端小管钠和水的重吸收,36,近端小管重吸收Ca2+ 机制,跨细胞途径： 电化学梯度驱使Ca2+ 从小管液扩散进入上皮细胞内; 细胞内的Ca2+ 则经基底侧膜上的Ca2+-ATP 酶和3Na+-Ca2+交换机制逆电化学梯度转运出细胞 细胞旁途径：溶剂拖拽,37,近端小管重吸收Ca2+ 示意图,1、跨细胞途径： Ca2+扩散;

15、Ca2+-ATPase 和 3Na+ - Ca2+ antiporter 2、细胞旁途径：,1,2,+,+,+,38,（六） 葡萄糖和氨基酸的重吸收,1、重吸收部位：均在近端小管（特别是前半段）全部被重吸收 2、重吸收机制 : Na+葡萄糖同向转运（继发性的主动转运） 3、重吸收特点： 重吸收部位只局限于近端小管（特别是前半段） 重吸收与Na+相偶联，属于继发性的主动转运 近端小管对葡萄糖的重吸收有一定限度 4、肾糖阈：180 mg/100ml，尿中刚开始出现葡萄糖时的血浆葡萄糖浓度（尿中不出现葡萄糖时的最高血浆葡萄糖浓度）,39,近端小管对葡萄糖重吸收机制示意图,40,Cl-,盐出,水出,水

16、出,水出,盐出,尿素出,尿素入,41,所谓尿的浓缩和稀释是根据尿液渗透压与血浆渗透压相比较而言 等渗尿：排出尿的渗透压与血浆渗透压相等 高渗尿：排出尿的渗透压比血浆高，可高达 1200 mOsm/(kgH2O)，即尿液浓缩 低渗尿：排出尿的渗透压比血浆低，可低至 50 mOsm/(kgH2O)，即尿液稀释,第四节 尿液的浓缩和稀释,42,ADH：抗利尿激素 +：低通透 ；+ + ：中等通透 ； + + + ：高度通透,43,水出,盐出,水出,尿素出,盐出,水出,44,一 、尿液的稀释,1. 稀释：小管液NaCl被继续重吸收，而水仍留在其中 2. 部位：主要发生在远端小管和集合管，受ADH控制

17、3. 机制：髓袢升支粗段末端小管液是低渗 水多时 ADH释放被抑制远曲小管和集合管对水的通透性很低水不被重吸收而小管液中NaCl继续被重吸收小管液的渗透浓度进一步降低，形成低渗尿 4. 联系临床：尿崩症：ADH完全缺乏或远曲和集合管缺乏ADH受体；饮大量清水后，引起尿量增加，尿液稀释,45,ADH释放减少时，形成低渗尿,46,二 、尿液的浓缩,1. 浓缩：由于小管液中的水被继续吸收而溶质仍留在小管液中 2. 部位：也发生在远端小管和集合管 3. 浓缩的两个条件： 高浓度的ADH：即集合管上皮细胞对水的通透性增加 必备条件：髓质高渗，是小管液水重吸收 的动力,47,ADH释放减增加时，形成高渗尿

18、,48,肾皮质部的渗透浓度与血浆是相等的，由髓质外层向乳头部逐渐升高，内髓部的渗透浓度为血浆渗透浓度的4倍(约1200mOsmL),？,49,尿素,皮质,内髓,外髓,50,肾髓质渗透梯度形成的过程及机制,机制：逆流倍增 形成的主要因素 髓质高渗形成的原动力：髓袢升支粗段1Na+-1K+-2Cl- 同向转运体主动重吸收NaCl 尿素的再循环：尿素从内髓部集合管液向组织液扩散，使内髓部组织间液的渗透浓度进一步增加 髓袢的形态和功能特性：U形结构和小管液逆流；升、降支对水的通透性差别,51,髓袢逆流倍增现象,300,600,900,1200,52,髓质渗透梯度形成的关键机制,1. 外髓部高渗：升支粗

19、段上皮细胞主动重吸收NaCl( Na+-K+-2Cl-) ，而对水又不通透，小管液在向皮质方向流动时渗透浓度逐渐降低，而小管周围组织中由于NaCl的堆积，渗诱浓度升高，形成髓质高渗。 2. 内髓部高渗：由NaCl（升支细段扩散出来）和尿素（内髓部集合管扩散至组织间隙）共同构成的,53,髓质渗透梯度形成的过程,1、升支粗段 主动重吸收NaCl小管液流入远端小管时为低渗，外髓部组织间隙则为高渗（呋塞米能抑制此处Na+-K+-2Cl-同向转运，使水重吸收减少，产生利尿效应），是原动力 2、降支细段 对水通透，水不断进入组织间隙（渗透作用），而对NaCl和尿素相对不通透小管液NaCl浓度在髓袢折返处达

20、峰值，为其在升支扩散打下基础 3、升支细段 对水不通透，而对NaCl能通透，NaCl向组织间液扩散 内髓部组织间液高渗 4、髓质集合管 内髓部组织高渗是由NaCl和尿素共同构成。内髓部集合管扩散至组织间液的尿素再进入升支细段小管液，进行再循环,54,尿素,皮质,外髓,内髓,55,三、直小血管在维持肾髓质高渗中的作用,56,直小血管：逆流交换器 直小血管的降支和升支是并行的血管，与髓袢相似，在髓质中形成袢 直小血管的功能 维持肾髓质的渗透梯度：将髓质中多余的溶质和水带回血液循环，与血流量有关 为肾髓质提供营养，特别是为髓袢升支粗段主动重吸收NaCl提供能量,三、直小血管在维持肾髓质高渗中的作用,57,尿液的稀释与浓缩原理总结,58,1、髓质高渗的形成：逆流倍增，浓缩动力 髓袢的长度：相对长度越长，尿浓缩能力越强 髓袢和集合管重吸收溶质的能力：NaCl和尿素 2、髓质高渗透梯度维持：直小血管的血流量 3、远端小管和集合管对水的通透性：ADH,影响尿液浓缩的因素,