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第三节 肾小管与集合管的转运功能 PowerPoint Presentation
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第三节 肾小管与集合管的转运功能

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第三节 肾小管与集合管的转运功能 - PowerPoint PPT Presentation


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第三节 肾小管与集合管的转运功能. 一 概 述. 肾小管与集合管的转运功能是指其 分 泌 和 重吸收 作用。. 分 泌 : 指小管上皮细胞将自身代谢产物排入管腔的过程。. 重吸收 : 指小管上皮细胞将原尿中某些成分重新摄回 血液的过程。. 重吸收和分泌的证据 : ①比较下表原尿与终尿中成分的质和量可见: 蛋白质、葡萄糖 原尿中有→终尿中无 (= 重吸收 ) ; 肌酐、氨 原尿中微量→终尿中大量 (= 分泌 ) 。. 血浆、原尿和终尿主要成分比较 (g/L) 成 分 血浆 原尿 终尿 浓缩倍数

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Presentation Transcript
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第三节 肾小管与集合管的转运功能

一 概 述

肾小管与集合管的转运功能是指其分 泌和重吸收作用。

分 泌:指小管上皮细胞将自身代谢产物排入管腔的过程。

重吸收:指小管上皮细胞将原尿中某些成分重新摄回

血液的过程。

slide2

重吸收和分泌的证据:

①比较下表原尿与终尿中成分的质和量可见:

蛋白质、葡萄糖原尿中有→终尿中无(=重吸收);

肌酐、氨原尿中微量→终尿中大量(=分泌)。

血浆、原尿和终尿主要成分比较(g/L)

成 分 血浆 原尿 终尿 浓缩倍数

水 900 980 960 1.1

蛋白质 80 微量 0 -

葡萄糖 1 1 0 -

Na+ 3.3 3.3 3.5 1.1

Cl- 3.7 3.7 6.0 1.6

K+ 0.2 0.2 1.5 7.5

尿酸 0.02 0.02 0.5 25.0

尿素 0.3 0.3 20.0 67.0

肌酐 0.01 0.01 1.5 150.0

氨 0.001 0.001 0.4 400.0

②比较原尿与终尿量: 原尿量=125ml/min×60

×24=180L/d

终尿量

=1-2L/d

(=重吸收)

slide3

重吸收的方式

方式

被动: Passive reabsorption

单纯扩散、渗透、易化扩散、溶剂拖曳(溶质随水分子一起转运)

主动: Passive reabsorption

原发主动转运(H+泵、 Na+ - K+泵、钙泵等)

继发主动转运(Na+ -葡萄糖、 Na+ -氨基酸、 K+-Na+-2Cl- 、同向 转 运;Na+ - H+ 、 Na+ - K+逆向转运)

途径

跨细胞转运途径

细胞旁转运途径 如水分子和部分Na+、2Cl- 的重吸收。

肾小管各段对物质的转运水平:

近端小管约重吸收67%的Na+ 、 2Cl-、 K+、和水,85%的HCO3-、全 部的GS、AA、分泌H+ 。约有20%的Na+ 、 2Cl-、 K+等物质在髓襻被 重吸收。远曲小管,结合管重吸收约12%的Na+ 、 2Cl-,分泌不同量的K+、 H+,管重吸收不同量的水。

slide4

一、近端小管中的物质转运

(一)Na+的重吸收

1.Na+重吸收机制:

⑴前半段:主动过程。

①管腔膜:Ⅰ.Na+分别与葡萄糖、氨基酸、HCO3-、PO43-、等同向偶联转运;

Ⅱ. Na+与H+逆向偶联转运。 ②管周膜:Na+-K+泵。主动2/3

X

X

⑵后半段:被动过程。

①Cl-顺浓度差经紧密连接处重吸收→管两侧电位差→Na+顺电位差经紧密连接处重吸收。被动1/3②Na+与H+逆向偶联转运。

slide5

(二)Cl-的重吸收

机制:

⑴由于Na+、葡萄糖、氨基酸等物质已在近曲小管的前半段主动重吸收→后半段的管内外Cl-的浓度差↑(高20~40%)→Cl-顺浓度差经紧密连接处(称细胞旁路途径)进入细胞间隙。

⑵ Cl- -HCO3-同向交换体

●特点:被动重吸收;先于Cl-被重吸收 伴随Na+与H+逆向偶联转运。

K+

Cl-

Cl-

HCO3

slide6

(三)H2O的重吸收

●重吸收机制:被动过程(渗透作用)。

●重吸收途径:①细胞旁路途径;

②跨细胞旁路途径。

●重吸收特点:

①类同Na+,具球-管平衡现象,即重吸收量始终为滤过量的65~70%(后述)。

②重吸收量不随机体的需要而被调节,故近曲小管水的重吸收量对终尿量的影响不大,而终尿量主要取决于远曲小管和集合管对水的重吸收量。

slide7

(四)HCO3-的重吸收与H+的分泌

1.重吸收的机制:被动过程。

2.重吸收的特点:

⑴不是以HCO3-的形式而是以CO2的形式重吸收的;

⑵HCO3-的重吸收优先于Cl-的重吸收;

⑶HCO3-的重吸收与Na+-H+逆向交换或H+泵呈正相关(H+分泌↑→重吸收HCO3-↑)。

(碳酸酐酶的抑制剂为乙酰唑氨)

H+泵

slide8

(五)K+的重吸收

原尿中的K+绝大部分(≈70%)在近端小管被重吸收入血,终尿中的K+主要是由远曲小管和集合管分泌的。

K+重吸收的机制:主动过程(尚不清楚)。

∵[K+]管内∶ [K+]管外=1∶40

(4mol/L)

(150mol/L)

∴是逆浓度差进行的,故认为是主动的。

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(六)葡萄糖的重吸收

1.重吸收部位:仅限于近曲小管(尤其前半段)。

2.重吸收机制:继发性主动转运。

⑴管腔膜:

葡萄糖与Na+依赖载体的同向偶联转运入细胞内。

⑵管周膜:

葡萄糖顺浓度差经载体易化扩散进入细胞间隙(单一转运)。

Na+被管周膜Na+泵泵出→[Na+]i↓→为管腔膜葡萄糖协同转运提供动力。

因此,将管周膜Na+泵的活动称原发主动;将葡萄糖在管腔膜的协同转运称继发主动。

slide10

3.葡萄糖重吸收的特点:

具有一定的限度(可能与协同转运载体的数目有限有关)。

▲肾糖阈:尿中刚刚出现糖时的血糖浓度(或不出现尿糖的最高血糖浓度)。

正常值:血糖为180mg/100ml 180mg/100ml

▲葡萄糖最大转运率(TMG):当全部肾小管对葡萄糖的吸收能力都达到极限,尿中的糖量与滤出的增多量相等时的血糖浓度。

正常值:成人男性为血糖为375mg/100ml,

成人女性为血糖为300mg/100ml。

slide11

(七)其它物质的重吸收和分泌

1.氨基酸的重吸收同葡萄糖。

微量蛋白质通过肾小管上皮细胞的吞饮作用被重吸收。

2.HPO42-、SO42-是与Na+同向转运重吸收的。

3.进入体内的某些物质如青霉素、酚红和大多数利尿药等,由于与血浆蛋白结合而不能通过肾小球滤过,均在近曲小管被主动分泌。

slide12

二、髓袢中的物质转运

特点:水盐重吸收相分离

●髓袢降支细段:

对尿素、Na+不通透;

对水高度通透:水经水通道以渗透方式重吸收→渗透压渐↑。

●髓袢升支细段:

对水不通透;

对尿素中等通透;

对Na+高度通透:顺浓度差被动重吸收→渗透压渐↓。

●髓袢升支粗段:

对水、尿素不通透;

对Na+通透性低;

但能以Na+∶2Cl-∶K+同向转运体方式的继发主动转运。

slide13

Na+

2Cl-

●同向转运体模式:

管腔膜上有Na+:2Cl-:K+同向转运体→Na+(抑制剂为呋喃苯氨酸).

进入细胞内的:Na+由管周膜Na+泵泵出,Cl-经管周膜Cl-通道、K+经管腔膜K+通道顺浓度梯度易化扩散出细胞。

(证据:1.管腔为正电位10MV, Cl- 为被动转运2.不含K+正电位消失, Cl-的重吸收抑制。3.应用Na+泵抑制剂哇巴因后Cl-的转运受阻。)

K+

Na+、钙

K+

Na+

K+

K+

2Cl-

2Cl-

slide14

三、远曲小管和集合管的物质转运

Na+

Na+

K+

K+

Cl-

(一)远曲小管和集合管的重吸收

1.Na+的重吸收

⑴重吸收的机制:是主动重吸收过程。

①远曲小管初段:Na+在管腔膜由Na+-Cl-同向转运进入细胞 内,然后在管周膜由Na+泵泵出细胞而被重吸收。Na+-Cl-的同向转运可被噻嗪类(thiazide)利尿剂所抑制。

Na+

Na+

K+

Cl-

②远曲小管后段和集合管:主细胞吸收Na+、 Cl-、水及泌K+ 。闰细胞泌H+。Na+在管腔膜主要通过Na+通道进入细胞内,然后在管周膜由Na+泵泵出细胞而被重吸收。管腔膜的Na+通道可被氨氯吡咪(amiloride)抑制。

slide15

2.水的重吸收

⑴机制:

①远曲小管初段:同髓袢升支一样,对水仍不通透。

②远曲小管后段和集合管:管腔膜有ADH调控的水通道(当ADH作用时,水通道便从胞浆镶嵌到管腔膜上),调节水的重吸收。

⑵特点:

①重吸收量根据机体的需要而被调节;

②重吸收量对终尿量的影响很大。

slide16

(二)肾小管和集合管的分泌

Na+

Na+

K+

K+

Cl-

1. K+的分泌Excretion of potassium部位:远曲小管末段和集合管的主细胞⑴K+分泌动力:

 A.是Na+的浓度差

①[K+]管内<[K+]管外

 B.管腔膜Na+重吸收→管外为正 10MV管内为负的电位差

C.管腔膜Na+重吸收促进了泵的活性

slide17

⑵K+分泌特点:

①泌K+与泌H+呈负相关。

∵ Na+-K+交换与Na+-H+交换具有竟争抑制。

酸中毒:Na+-H+↑,Na+-K+↓→泌K+↓→高血钾症

高血钾症:Na+-K+↑,Na+-H+↓→泌H+↓→酸中毒

②多吃多排、少吃少排、不吃也排。

∴当大量使用利尿药时,应注意适当补钾,以防止低血钾症的发生。

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2.H+的分泌

⑴H+分泌机制:

闰细胞是主动分泌。

∵①Na+-H+交换

②H+泵

HCO3- NH3 HPO42+

H+

Na+

CO2

NH4+可滴定碱

H2PO4-可滴定酸

H+

⑵H+分泌特点:

①泌H+与重吸收HCO3-、Na+呈正相关

=泌H+助碱贮(∵泌H+→促HCO3-重吸收→排酸保碱)。

②泌H+与泌K+呈负相关(∵竞争抑制)。

③泌H+是有限度的:当小管液pH值<4.5时,泌H+则停止。

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3. NH4+的分泌Aminonia secretion部位:肾小管和集合管(除髓袢细段外)机制:谷氨酰胺→NH3(小管液)→NH3+ H+→NH4+→NH4Cl作用:排 H+↑,NaHCO3重吸收↑, 维持酸碱平衡

NH3

H++NH3

NH4+

slide20

NH3分泌特点:

①泌NH3与泌H+呈正相关:即泌NH3促进H+-Na+交换,促进排酸保碱,调节机体酸碱平衡。

②NH3扩散的量决定于管腔液与管周液的pH值:管腔液pH值较低时,NH3较易扩散。

③正常时NH3只在远曲小管和集合管分泌;酸中毒时,近曲小管也分泌。

slide22

肾小管和集合管物质重吸收的总结

二、H2O重吸收

近曲小管水的重吸收量对终尿量的影响不大,而终尿量主要取决于远曲小管和集合管对水的重吸收量。