2017臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師考試生理學復習要點第八章尿的生成和排出
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第八章 尿的生成和排出
第一節(jié) 腎的功能解剖和腎血流量
一、腎的功能解剖(環(huán)球網(wǎng)校分享2017臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師考試生理學復習要點第八章尿的生成和排出)
1.腎單位及其分類:腎單位是腎的基本結構和功能單位。 按所在部位不同,腎單位可分為皮質腎單位和近髓腎單位。①皮質腎單位的主要功能是生成尿液、分泌腎素。②近髓腎單位在尿液濃縮過程中起著重要作用。集合管不屬于腎單位,但功能上與遠曲小管有相同之處。其在尿生成過程中,特別是在尿液濃縮過程中起著重要作用。
2.球旁器:球旁器主要分布在皮質腎單位。由顆粒細胞、球外系膜細胞和致密斑三種細胞組成。(1)顆粒細胞可分泌腎素。(2)致密斑可感受小管液中NaCl含量的變化,并將信息傳遞至球旁細胞,調節(jié)腎素的分泌。(3)球外系膜細胞具有吞噬和收縮功能。
二、腎臟血液循環(huán)的特征和調節(jié)
1.腎血流特征:(1)血流量大。(2)腎臟不同部位供血不均。(3)經(jīng)兩次毛細血管分支,兩級血管網(wǎng)壓力不同。
2.腎血流量的調節(jié):(1)腎血流量的自身調節(jié) 在沒有外來神經(jīng)支配的情況下,腎血流量在動脈血壓80~180mmHg的變動范圍內能保持恒定的現(xiàn)象,稱為腎血流量的自身調節(jié)。(2)腎血流量的神經(jīng)和體液調節(jié):①神經(jīng)調節(jié):腎交感神經(jīng)興奮可引起腎血管強烈收縮,腎血流量減少;引起腎素分泌增加等。②體液調節(jié):腎上腺素、去甲腎上腺素、血管升壓素、血管緊張素Ⅱ和內皮素等均可引起腎血管收縮,腎血流量減少。腎組織局部生成的舒血管物質則使腎血管舒張,腎血流量增加。
第二節(jié) 腎小球的濾過功能
一、腎小球濾過的結構基礎——濾過膜
1.濾過膜的構成
腎小球濾過膜包括三層結構:(1)毛細血管內皮細胞層(內層):小分子溶質和小分子量的蛋白質可自由通過,但血細胞不能通過。(2)基膜層(中層):是阻礙血漿蛋白濾過的重要屏障。(3)腎小囊上皮細胞層(外層):膜上的小孔構成濾過膜的最后一道屏障。
2.濾過膜的通透性:濾過膜的通透性取決于被濾過物質的分子大小及其所帶的電荷。
(1)濾過量與物質分子的有效半徑成反比,有效半徑大于4.2nm的物質不能濾過。
(2)由于濾過膜各層含有帶負電荷的蛋白質,可排斥帶負電荷的血漿蛋白,因此,帶正電荷的物質易于通過,帶負電荷的物質則不易通過。
二、腎小球濾過的動力—有效濾過壓
有效濾過壓是指促進濾過的動力與對抗濾過的阻力之間的差值。
腎小球有效濾過壓=腎小球毛細血管血壓-(血漿膠體滲透壓+腎小囊內壓)
1.腎小球毛細血管血壓 較其他器官毛細血管血壓高,是促進濾過的力量,入球端和出球端血壓幾乎相等。
2.血漿膠體滲透壓
3.腎小囊內壓 與近曲小管內壓力相近。
三、超濾液及濾液量
1.超濾液:當血液流經(jīng)腎小球毛細血管時,除蛋白質分子外的血漿成分被濾過進入腎小囊腔而形成超濾液(也稱原尿)。超濾液除了蛋白質含量甚少之外,各種晶體物質的濃度都與血漿中非常接近,而且滲透壓及酸堿度也與血漿的相似,所以腎小球的濾過液就是血漿的超濾液。
2.腎小球濾過率(GFR) :單位時間內(每分鐘)兩腎生成的超濾液量稱為腎小球濾過率。正常成人腎小球濾過率約為125ml/min,每晝夜兩腎腎小球濾過液的總量約為180L。
3.濾過分數(shù):腎小球濾過率與腎血漿流量的比值稱為濾過分數(shù)。按腎血漿流量為660ml/min算,濾過分數(shù)為:125/660´100%=19%。它表明流過腎臟的血漿約有1/5由腎小球濾入腎小囊腔,形成超濾液,其余4/5從出球小動脈流走。
四、影響腎小球濾過的因素
1.腎小球有效濾過壓的改變
(1)腎小球毛細血管血壓 當動脈血壓降低或升高超出80~180mmHg,腎小球毛細血管血壓將發(fā)生相應的變化,有效濾過壓、腎小球濾過率隨之改變。
(2)血漿膠體滲透壓 血漿膠體滲透壓在正常情況下較穩(wěn)定。靜脈快速輸入生理鹽水或肝臟合成血漿蛋白減少,導致血漿蛋白濃度降低,血漿膠體滲透壓下降,使有效濾過壓升高,腎小球濾過率隨之增加。
(3)腎小囊內壓 一般腎小囊內壓也比較穩(wěn)定。當輸尿管阻塞,腎盂內壓顯著升高時,將引起腎小囊內壓升高,有效濾過壓降低,腎小球濾過率降低。
2.腎血漿流量的改變:腎血漿流量主要影響濾過平衡點的位置。腎血漿流量增加,腎小球毛細血管內血漿膠體滲透壓上升速度減慢,濾過平衡點向出球小動脈端移動,有濾過作用的毛細血管段加長,而使腎小球濾過率增加;反之,當腎血漿流量減少時,濾過平衡點則靠近入球小動脈端,故腎小球濾過率減少。
3.濾過膜的改變
(1)面積:正常情況下,人兩側腎臟全部腎小球濾過膜的總面積約1.5m2左右,保持相對穩(wěn)定。在急性腎小球腎炎時,腎小球毛細血管內皮細胞增生、腫脹使管腔變窄或阻塞,致使有效濾過面積減少,濾過率下降,出現(xiàn)少尿或無尿。
(2)通透性:某些病理情況下,濾過膜上帶負電荷的糖蛋白減少或消失,以致帶負電荷的血漿蛋白濾過量明顯增加,而出現(xiàn)蛋白尿。
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第三節(jié) 腎小管和集合管的物質轉運功能
一、腎小管和集合管中物質轉運的方式:
腎小管與集合管的物質轉運功能包括重吸收和分泌。重吸收是指小管液中的物質通過腎小管上皮細胞轉運至血液中;分泌是指上皮細胞將本身產生的物質或血液中的物質轉運至腎小管腔內。
腎小管與集合管的物質轉運方式:
1.被動轉運:包括擴散、滲透和易化擴散。此外當水分子通過滲透被重吸收時有些溶質可隨水分子一起被轉運,該方式稱為溶劑拖曳。
2.主動轉運:包括原發(fā)主動轉運和繼發(fā)主動轉運。
二、腎小管和集合管中各種物質的重吸收與分泌
1.Na+、Cl-和水的重吸收:腎小球濾過的Na+、Cl﹣和水約70%在近端小管被重吸收;約20%的Na+、Cl﹣、15%的水在髓袢被重吸收;12%的Na+、Cl﹣在遠曲小管和集合管被重吸收。
(1)近端小管
前半段Na+的重吸收:①與葡萄糖、氨基酸的重吸收相耦聯(lián):由Na+主動重吸收建立起電化學梯度,小管液中Na+與葡萄糖或氨基酸等經(jīng)同向轉運體耦聯(lián)轉運進入上皮細胞,進入細胞內的Na+-經(jīng)基側膜上的Na+泵泵出細胞,進入組織間隙,Na+及經(jīng)易化擴散出來的葡萄糖、氨基酸使細胞間隙的滲透壓升高,水通過滲透作用進入細胞間隙,造成細胞間隙靜水壓升高,促使Na+和水進入毛細血管而被重吸收。②與H+的分泌相耦聯(lián):小管液中的Na+和細胞內的H+由管腔膜上的Na+-H+交換體進行逆向轉運,H+分泌入小管液,進入細胞的Na+再由Na+泵泵至細胞間隙。
近端小管后半段NaCl的重吸收:①跨上皮細胞途徑:過程同前半段,經(jīng)Na+-H+交換和Cl﹣-HCO3﹣逆向轉運體轉運入細胞,進入細胞的Cl﹣經(jīng)基側膜上的K+-Cl﹣同向轉運體轉運至細胞間隙再吸收入血;②細胞旁路:由于近端小管HCO3﹣和水的重吸收多于Cl﹣的重吸收,使后半段小管液中Cl﹣高于管周組織間液,Cl﹣順濃度梯度經(jīng)細胞旁路(通過緊密連接進入細胞間隙)被重吸收回血。由此造成電位梯度,Na+便順電位差而被動重吸收。
近端小管對水的重吸收:溶質吸收后,水靠滲透作用被動重吸收。
(2)髓袢 髓袢升支粗段是NaCl在髓袢重吸收的主要部位。其對NaCl的重吸收經(jīng)Na+∶2Cl﹣∶K+同向轉運進行。其轉運過程為:①基側膜上Na+泵活動,造成細胞內低Na+、低電位;②Na+、2Cl﹣、K+經(jīng)同向轉運體順電化學梯度轉運入細胞;③進入細胞內的Na+被泵入組織間液,2個Cl﹣經(jīng)管周膜上Cl﹣通道進入組織間液,K+順濃差返回管腔;④Cl﹣的重吸收和K+返回管腔造成管腔內正電位,促使另一個Na+通過細胞旁路而被動重吸收。髓袢升支粗段對水不通透,水不易被重吸收。
(3)遠曲小管和集合管 此處水、鹽的轉運是可調節(jié)性的,Na+的重吸收主要受醛固酮調節(jié),水的重吸收主要受血管升壓素的調節(jié)。遠曲小管和集合管處Na+泵活性高(遠曲小管處最高),緊密連接長、緊密度高,有K+的分泌。①遠曲小管始段:NaCl通過Na+-Cl﹣同向轉運進入細胞,然后由Na+泵將Na+泵出細胞,被重吸收回血。②遠曲小管后段和集合管:Na+順電化學梯度通過主細胞管腔膜上的Na+通道進入細胞,再由Na+泵泵至細胞間液而被重吸收。Na+的重吸收使小管液呈負電位,可驅使小管液中的Cl﹣經(jīng)細胞旁路而被動重吸收。
2.HCO3-的重吸收和H+的分泌
(1)近端小管 腎小球濾過的HCO3-80%在近端小管被重吸收。過程:NaHCO3進入腎小管解離成Na+和HCO3-,Na+通過Na+–H+逆向交換進入細胞內,HCO3-與分泌的H+結合生成H2CO3,H2CO3分解為CO2和水,CO2經(jīng)單純擴散進入細胞內,在碳酸酐酶的催化下水合形成H2CO3,H2CO3再解離出HCO3-和H+,HCO3-和Na+一起被轉運回血,H+又分泌到管腔中。特點:①HCO3-以CO2形式重吸收;②HCO3-優(yōu)先于Cl﹣的重吸收;③若HCO3-濾過量超過H+的分泌量,多余的部分隨尿排出。
(2)髓袢 髓袢HCO3-的重吸收主要發(fā)生在升支粗段,機制同近端小管。
(3)遠曲小管和集合管:遠曲小管和集合管的閏細胞可經(jīng)兩種機制主動轉運H+。即經(jīng)質子泵和H+-K+ATP酶將細胞內的H+交換泵入小管液中。泵入小管液中的H+可與HCO3-結合形成CO2和水;與HPO42-反應生成H2PO4-;還可與NH3反應生成銨離子,從而降低小管液中H+濃度。
3.NH3的分泌與H+、HCO3-的轉運關系:近端小管、髓袢升支粗段和遠端小管上皮細胞中谷氨酰胺脫氨生成NH3與NH4+,NH4+通過上皮細胞頂端膜逆向轉運體進入小管液。NH3可通過單純擴散進入管腔或細胞間隙。集合管細胞膜對NH4+不易通透,細胞中的NH3通過擴散分泌入小管液與分泌的H+結合生成NH4+,并進一步與強酸鹽(如NaCl)的負離子結合為銨鹽隨尿排出。強酸鹽的正離子(如Na+)則與H+交換后和細胞內的HCO3-一起被轉運回血。所以,腎小管和集合管細胞分泌NH3既可促進排H+,又能促進HCO3-的重吸收。
4.K+的重吸收和分泌
K+的重吸收 腎小球濾過的K+,約65%~70%被近端小管主動重吸收,25%~30%在髓袢重吸收。遠端小管后半段和集合管的閏細胞可重吸收K+,但機制不清楚。
K+的分泌 決定尿中排K+量的最重要因素是遠曲小管和集合管K+的分泌量。遠端小管和集合管上皮細胞泌K+的機制:①基側膜上的Na+-K+泵將細胞內Na+泵出細胞,小管液中Na+順電化學梯度經(jīng)腔面膜的Na+通道擴散進入細胞內,造成管腔內帶負電;同時將細胞外液中的K+泵入細胞,造成細胞內高K+;②細胞內K+順濃度經(jīng)腔面膜的K+通道進入小管液。
5.鈣的重吸收和排泄:腎小球濾過的Ca2+,約70%在近端小管被重吸收,與Na+的重吸收平衡;20%在髓袢,9%在遠端小管和集合管被重吸收,少于1%的Ca2+隨尿排出。
(1)近端小管 近端小管對鈣的重吸收,約80%由溶劑拖曳方式經(jīng)細胞旁路進入細胞間隙,約20%經(jīng)跨細胞途徑重吸收。
(2)髓袢 在髓袢僅升支粗段能重吸收Ca2+??山?jīng)主動、被動兩種轉運機制進行。
(3)遠曲小管和集合管 經(jīng)跨細胞途徑主動重吸收Ca2+。Ca2+的重吸收和排泄受甲狀旁腺激素的調節(jié)。
6.葡萄糖的重吸收
(1)部位:僅限于近端小管(尤其是近端小管前半段)。
(2)機制:與Na+耦聯(lián),通過繼發(fā)主動轉運而被重吸收。
(3)腎糖閾和葡萄糖吸收極限量:近端小管對葡萄糖的重吸收有一定的限度。當血糖濃度達180mg/100ml時,有一部分腎小管對葡萄糖的吸收達到極限,尿中開始出現(xiàn)葡萄糖。將開始出現(xiàn)尿糖時的最低血糖濃度稱為腎糖閾。
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第四節(jié) 尿液的濃縮和稀釋(環(huán)球網(wǎng)校分享2017臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師考試生理學復習要點第八章尿的生成和排出)
一、濃縮尿、稀釋尿的產生
腎髓質組織液為一高滲區(qū),從外髓到內髓滲透壓逐漸升高,含低滲小管液的集合管從這一高滲區(qū)通過。當體內缺水時,在血管升壓素的作用下,遠曲小管和集合管對水的通透性增加,水便通過滲透作用進入高滲的組織間液,小管液不斷被濃縮,形成濃縮尿。體內水過多時,血管升壓素減少,水不易通透,則排出稀釋尿。
二、腎髓質滲透梯度的形成
1.結構基礎
(1)近髓腎單位髓袢呈“U”形結構,構成逆流系統(tǒng);
(2)腎小管、集合管各段細胞膜對溶質和水有不同的通透性,可產生逆流倍增現(xiàn)象。
2.外髓部高滲區(qū)的形成
外髓部高滲區(qū)是由髓袢升支粗段主動重吸收Na+和Cl﹣所形成的:位于外髓部的升支粗段能主動重吸收Na+和Cl﹣而對水不通透,使升支粗段內小管液向皮質方向流動時,管內NaCl濃度逐漸降低;而升支粗段周圍的組織液則變?yōu)楦邼B,越靠近內髓部滲透濃度越高。
3.內髓部滲透梯度的形成
內髓部滲透梯度的形成與尿素的再循環(huán)和NaCl的重吸收有關:
?、俳抵Ъ毝螌λ淄ㄍ福鴮aCl不易通透,隨著水被重吸收,管內NaCl濃度逐漸升高,至髓袢折返處滲透濃度達峰值;
②當小管液折返流入對NaCl易通透的升支細段時,NaCl便擴散至內髓部組織間液,使等滲的近端小管液流入遠端小管時變?yōu)榈蜐B,而髓質中則形成高滲;
③遠曲小管和皮質、外髓部的集合管對尿素不易通透,在血管升壓素的作用下,小管液中水被外髓高滲區(qū)所吸出,使管內尿素濃度逐漸升高;
④內髓集合管對尿素易通透,小管液中高濃度的尿素透過管壁向內髓組織液擴散,使該處尿素濃度升高,從而進一步提高該處滲透濃度。部分尿素可經(jīng)髓袢升支細段進入小管液,形成尿素的再循環(huán)。
三、直小血管在保持腎髓質高滲中的作用
1.直小血管的特點:直小血管呈“U”形結構,平行于髓袢;管壁對水和溶質有高度通透性。
2.直小血管的作用:直小血管升支離開外髓時,帶走多余的溶質和水(主要是水),使髓質高滲梯度得以保持。
第五節(jié) 尿生成的調節(jié)
一、腎內自身調節(jié)
1.小管液中溶質的濃度對腎小管功能的調節(jié)
小管液中溶質所形成的滲透壓,可阻礙腎小管對水的重吸收。小管液中溶質濃度增加,滲透壓升高,妨礙了Na+和水的重吸收,而使尿量增多的現(xiàn)象,稱滲透性利尿。
2.球管平衡
(1)概念 不論腎小球濾過率或增或減,近端小管的重吸收率始終是占腎小球濾過率的65%~70%,這種現(xiàn)象稱為球-管平衡。
(2)生理意義 在于使尿中排出的溶質和水不致因腎小球濾過率的增減而出現(xiàn)大幅度變動。
(3)機制 為濾過率變化引起管周毛細血管血壓、血漿膠滲壓改變所致。
二、神經(jīng)和體液調節(jié)
1.腎交感神經(jīng)的作用
腎交感神經(jīng)興奮可通過三方面作用影響尿的生成。
①通過腎血管平滑肌的α腎上腺素能受體,引起入、出球小動脈收縮(以入球小動脈為主),腎小球毛細血管血漿流量減少,腎小球濾過率降低;
?、谕ㄟ^激活β腎上腺素能受體,使球旁細胞釋放腎素,導致血液循環(huán)中血管緊張素Ⅱ和醛固酮濃度增加,使腎小管對NaCl和水的重吸收增多;
?、劭芍苯哟碳そ诵」芎退桉葘aCl、水的重吸收。
2.血管升壓素
血管升壓素(VP)也稱抗利尿激素(ADH)
(1)產生部位:下丘腦視上核、室旁核神經(jīng)元胞體。
(2)主要作用:①提高遠曲小管和集合管對水的通透性;②增加髓袢升支粗段對NaCl的重吸收;③增加內髓部集合管對尿素的通透性。
(3)分泌的調節(jié):
?、傺獫{晶體滲透壓的改變 血漿晶體滲透壓升高,刺激下丘腦滲透壓感受器,引起血管升壓素分泌增加。相反,大量飲清水后,血漿晶體滲透壓降低,使血管升壓素分泌減少,腎對水的重吸收減少,尿量增加,尿液稀釋。這種大量飲清水引起尿量增多的現(xiàn)象,稱為水利尿。
?、谘萘亢蛣用}血壓的改變 當血量減少時,心肺感受器所受的刺激減弱,經(jīng)迷走神經(jīng)傳入至下丘腦的信號減少,對血管升壓素釋放的抑制作用減弱或取消,血管升壓素的釋放增加。血容量增多時,則發(fā)生相反的變化。
當動脈血壓在正常范圍時,壓力感受器傳入沖動對血管升壓素的釋放起抑制作用,當動脈血壓低于正常時,血管升壓素的釋放增加。
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3.腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)
(1)腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)的組成成分
(2)血管緊張素Ⅱ的作用:
?、俅碳そ诵」軐aCl的重吸收,使尿中排出NaCl減少(環(huán)球網(wǎng)校分享2017臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師考試生理學復習要點第八章尿的生成和排出);
?、诟邼舛葧r引起入球小動脈強烈收縮,則腎小球濾過率減小;低濃度時引起出球小動脈收縮,使腎血流量減少,但腎小球毛細血管血壓升高,因此腎小球濾過率變化不大。
?、鄞碳と┕掏暮铣珊歪尫牛瑥亩{節(jié)遠曲小管和集合管對Na+和K+的轉運;
?、艽碳ぱ苌龎核氐尼尫牛黾舆h曲小管和集合管對水的重吸收,使尿量減少。
(3)醛固酮的作用:促進遠曲小管和集合管對Na+、水的重吸收,促進K+的排出,所以醛固酮有保Na+排K+的作用。
(4)腎素分泌的調節(jié)
?、倌I內機制:a.當腎動脈灌注壓降低時,入球小動脈血流量減少,對入球小動脈牽張感受器的刺激減弱,使腎素釋放增加;b.當腎小球濾過率降低,濾過和流經(jīng)致密斑的Na+量減少,刺激致密斑感受器,引起腎素釋放增多。
?、谏窠?jīng)機制:腎交感神經(jīng)興奮,可刺激腎素的釋放。
③體液機制:腎上腺素和去甲腎上腺素等可刺激腎素的釋放;血管緊張素Ⅱ、血管升壓素、心房鈉尿肽、內皮素和NO等可抑制腎素的釋放。
4.心房鈉尿肽(ANP)
是由心房肌細胞合成并釋放的肽類激素,其主要作用是使血管平滑肌舒張和促進腎臟排鈉、排水。
5.其他激素
腎臟自身可生成多種激素,影響腎血流動力學和腎小管的功能。
第六節(jié) 清除率
一、清除率的定義和計算方法
1.定義 兩腎在一分鐘內能將多少毫升血漿中的某物質完全清除(排出),這個被完全清除了該物質的血漿毫升數(shù)稱該物質的清除。
2.計算
二、測定清除率的意義
1.測定腎小球濾過率
2.測定腎血流量
3.推測腎小管的功能
第七節(jié) 尿的排放
一、 膀胱與尿道的神經(jīng)支配
膀胱逼尿肌和內括約肌受副交感神經(jīng)和交感神經(jīng)雙重支配。膀胱外括約肌受陰部神經(jīng)支配。
二、排尿反射
排尿反射是一種脊髓反射,但腦的高級中樞可抑制或加強其反射過程。
當膀胱內尿量充盈到一定程度時(400~500ml),膀胱壁的牽張感受器受到刺激而興奮,沖動沿盆神經(jīng)傳入,到達骶髓的排尿反射初級中樞;同時,沖動也到達腦干和大腦皮層的排尿反射高級中樞,并產生尿意。排尿反射進行時,骶段脊髓排尿中樞的傳出信號沿盆神經(jīng)傳出,引起逼尿肌收縮,尿道內括約肌松馳,尿液進入后尿道。尿液對尿道的刺激,可進一步反射性加強排尿中樞活動,并引起陰部神經(jīng)抑制,尿道外括約肌松弛,直至尿液排空為止。排尿反射是一正反饋過程。
三、排尿異常
因骶段脊髓排尿反射初級中樞或支配膀胱的傳出神經(jīng)受損,造成大量尿液滯留在膀胱內不能排出者稱為尿潴留。當高位脊髓受損以致骶部排尿中樞與大腦皮層失去聯(lián)系時,則排尿反射失去意識控制,引起尿失禁。
例題:
1.關于皮質腎單位的敘述,下列哪頊是錯誤的:
A.主在分布于外皮質和中皮質
B. 腎血流量的5℅~6℅進入皮質腎單位
C.人球小動脈的口徑比出球小動脈的粗
D.髓襻甚短,只達外髓層
E.出球小動脈分出的毛細血管幾乎全部分布于皮質部分的腎小管周圍
2.近髓腎單位的主要功能是:
A. 釋放腎素
B.分泌醛固酮
C.釋放抗利尿激素;
D. 排泄Na+和C1-
E.濃縮和稀釋尿液
3.機體的排泄途徑不包括:
A. 由呼吸器官排出
B.由大腸排出的食物殘渣
C.由皮膚排出
D. 由大腸排出的膽色素;
E. 由腎臟排出
4. 不屬于生理排泄物的是:
A.CO2和水
B. 消化道排出的食物殘渣
C.汗液
D. 食物殘渣中的膽色素,無機鹽
E.尿液
參考答案
1.B 2.E 3.B 4.B
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