尿液的生成与排泄
(一)尿液的生成
尿液生成分肾小球的滤过、肾小管的重吸收和肾小管与集合管的分泌三个相互联系的环节。
1.肾小球的滤过 肾小球是由入球小动脉经过分支,形成无数毛细血管后,又汇集成出球小动脉的球形毛细血管网,位于肾皮质,故称肾小球(glomerule)。正常肾小球滤过膜对血浆成分的滤过具有选择性,当血液流经肾小球时,除血细胞、大分子量蛋白质不能滤出外,血浆中的水、电解质和小分子有机物都能由肾小球滤入肾小囊,形成超滤液,也称原尿。肾小球滤过的影响因素有:
(1)屏障作用:肾小球滤过膜的屏障作用,主要指孔径屏障与电荷屏障。①孔径屏障:指滤过膜的孔径大小、结构与功能的完整性。肾小球滤过膜的毛细血管内皮细胞是滤过膜的内层,细胞间缝隙直径为50~100nm不等,形成了许多孔径大小不同的网孔,是阻止血细胞通过的屏障(可称为细胞屏障);基膜是滤过膜中间层,由非细胞性的水合凝胶构成,其结构呈微纤维网状,网孔为4~8nm大小的多角形,除水和部分小分子溶质可以通过外,它还决定着分子大小不同的其他溶质的滤过(可称为滤过屏障filtra-tion barrier),是滤过膜的主要孔径屏障;外层是具有足突的肾小囊脏层上皮细胞,足突之间相互交错形成裂隙,裂隙上还有一层滤过裂隙膜(可称为裂隙屏障),在超滤过程中,起着重要作用,是肾小球滤过的最后一道孔径屏障。在正常情况下,肾小球滤过膜只允许相对分子质量小于1.5万的小分子物质自由通过,1.5万~7万的中分子物质可部分通过,而相对分子质量大于7万的物质(如球蛋白、纤维蛋白原等)几乎不能通过。②电荷屏障:指肾小球滤过膜的内皮细胞层与上皮细胞层的涎酸蛋白、基膜表面硫酸肝素类等带负电荷的结构。这些带负电荷的结构多属糖蛋白,由于相同电荷相斥的作用而阻止那些带负电荷较多的大分子物质滤过,故任何引起肾小球滤过膜孔径屏障及电荷屏障改变的因素,都可引起原尿及终尿成分的改变。
(2)滤过膜的通透性:是指不同物质通过肾小球滤过膜的能力,其主要取决于被滤过物质相对分子质量大小及其所带电荷性质。一般而言,电荷中性的物质的有效半径小于2.0nm者(如葡萄糖分子的有效半径为0.36nm),常可自由滤出;有效半径大于4.2nm的大分子物质则不能或极难被滤过;有效半径在2.0~4.2nm之间的各种物质,其滤过能力则与有效半径呈反比。随着物质相对分子质量有效半径的增大,它们的滤过量则逐渐减低。
肾小球滤过膜有三层结构,即毛细血管壁的内皮层、基膜及覆盖于基膜外的肾小球囊脏层的上皮细胞(足突细胞),细胞间存在大小不同的间隙,构成机械性屏障。构成滤过膜的细胞表面覆盖有大量带负电荷的唾液酸,形成电荷屏障,使血浆中带负电荷的成分不易通过。(https://www.daowen.com)
2.肾小管与集合管重吸收 正常成年人每天形成原尿约180L,但每天仅排出终尿1~2L,这是由于肾小管和集合管具有选择性重吸收和强大的浓缩功能,可减少营养物质丢失、排出代谢终产物。肾小管不同部位对各种物质的重吸收各不相同,有主动吸收和被动吸收两种方式。近曲小管是重吸收的主要部位,其中葡萄糖、氨基酸、乳酸、肌酸等全部重吸收;
、K+、Na+和水大部分重吸收;硫酸盐、磷酸盐、尿素、尿酸部分吸收;肌酐不被重吸收。同时由于髓袢的降支对水的重吸收大于对溶质的重吸收,可使肾小管内液的渗透压逐渐升高,形成渗透梯度,可进一步促进集合管对水的重吸收,以达到尿液的稀释与浓缩。
3.肾小管和集合管的分泌与排泄作用 肾小管上皮细胞可将其细胞内部的代谢产物分泌到管腔中,并将血液中的某些物质排泄到管腔内。
肾小管能分泌H+、K+等,同时重吸收Na+,故称为K+-Na+交换,起排K+保Na+作用。肾小管不断产生NH3,与其分泌的H+结合,生成
,分泌入管腔以换回Na+,这是肾排H+保Na+的另一种方式。
(二)尿液的排泄
原尿经肾小管和集合管的重吸收、分泌与浓缩稀释后即形成了终尿,流经肾盂、输尿管到达膀胱并贮存,通过尿道排出体外。在排尿时还可能混入泌尿、生殖系统各部位的少量分泌物或脱落细胞。