生理学 标准碳酸盐、缓冲碱、实际碱剩余等可L。 3.机械通气如果患者有通气障碍或出现呼吸衰竭，可以通过吸氧或通过呼吸机给予机械通气（必要时进行气管插管）。在机械通气时需密切关注呼吸机参数，包括呼吸频率、潮气量、吸呼比、通气模式、气道峰压、平均气道压、平台压、呼气末正压、流速、压力、呼气末CO2、气道阻力、肺顺应性等。 （沈霖霖）1.当肺表面活性物质减少时会产生哪些影响？为什么？ [1]姚泰，赵志奇，朱大年，等人体生理学4版北京：人民卫生出版社，2015[2]朱大年，王庭槐生理学8版北京：人民卫生出版社，2013[3]郑煜哺乳动物呼吸节律的产生部位和机制见：朱文玉，于英心．医学生理学教学指导．北京：北京大学医学出版社，2004.[4]王庭槐生理学3版北京：人民卫生出版社，2016[7]Sherwood L. Human Physiology:from Cells lo Systems.7th ed. Brooks/Cole,2010.


生理学 （沈霖霖）1.当肺表面活性物质减少时会产生哪些影响？为什么？ [8]Guyenel PG, Stornetla RL, Bayliss DA. Central respiralo1chemoreception. J Comp Neurol,2010,518(19):3883-3906.[9]Mulkey DK, Wenker IC, K设n e isz O. Current ideas on central chemoreception by neurons and glial cells in the retrotrapezoid nucleus.J Appl Physiol,2010,108(5):1433-1439[10]朱蕾机械通气4版上海：上悔科学技术出版社，2017消化系统的基本功能是消化食物和吸收营养物质，还能排泄某些代谢产物。人体需要从外界摄入的物质有六大类，包括蛋白质、脂肪、糖类、维生素、无机盐和水；其中前三类属于天然大分子物质，不能被机体直接利用，需要通过消化后才能被吸收，后三类为小分子物质不需要消化就可以被机体吸收利用。


生理学 （沈霖霖）1.当肺表面活性物质减少时会产生哪些影响？为什么？ 食物在消化道内被分解为可吸收的小分子物质的过程，称为消化(d igestion)。食物的消化有两种方式，一是机械性消化(mechanical diges tion)，即通过消化道肌肉的收缩和舒张，将食物磨碎，并使之与消化液充分混合，同时把食物不断向消化道的远端推送；二是化学性消化(chemical digestion)，即通过消化腺分泌消化液，由消化液中的酶分别把蛋白质、脂肪和糖类等大分子物质分解为可被吸收的小分子物质。上述两种消化方式相互配合，共同作用，为机体的新陈代谢源源不断地提供养料和能揽。经消化后的营养成分透过消化道黏膜进入血液或淋巴液的过程，称为吸收(absorp tion)。未被吸收的食物残渣则以粪便的形式被排出体外。消化和吸收是两个相辅相成、紧密联系的过程。


生理学 第一节消化生理概述 消化系统由消化道和消化腺组成，受神经和体液因素的影响。消化腺的分泌包括内分泌和外分泌，前者分泌的激素通过局部或者血液循环到全身，调节消化系统的活动，后者分泌消化液到胃肠腔内，参与食物的化学性消化。消化道的活动受神经和体液调节，消化道除接受交感和副交感神经支配外，自身有一套肠神经系统(enteric nervous system, ENS)，精细地调节消化道的功能。 —、消化道平滑肌的特性 在整个消化道中，除口、咽和食管上端的肌组织以及肛门外括约肌为骨骼肌外，其余部分的肌组织均屈千平滑肌。消化道通过这些肌肉的舒缩活动完成对食物的机械性消化，并将食物推向前进；消化道的运动对食物的化学性消化和吸收也有促进作用。 （一）消化道平滑肌的—般生理特性 消化道平滑肌具有肌组织的共同特性，如兴奋性、传导性和收缩性，但这些特性的表现均有其自身的特点。1.兴奋性较低，收缩缓慢消化道平滑肌的兴奋性较骨骼肌低，收缩的潜伏期、收缩期和舒张期所占的时间均比骨骼肌长很多，而且变异较大。2.具有自律性消化道平滑肌在离体后，置于适宜的人工环境内仍能自动进行节律性收缩和舒张，但其节律较慢，远不如心肌规则。


生理学 （一）消化道平滑肌的—般生理特性 3.具有紧张性消化道平滑肌经常保待在一种微弱的待续收缩状态，即具有一定的紧张性。消化道各部分（如胃、肠等）之所以能保持一定的形状和位置，与平滑肌具有紧张性这一特性密切相关。平滑肌的紧张性还能使消化道内经常保持一定的基础压力，有助于消化液向食物中渗透。平滑肌的各种收缩活动也都在紧张性的基础上进行。4.富有伸展性作为中空容纳性器官来说，消化道平滑肌能适应接纳食物的需要进行很大的伸展，以增加其容积。良好的伸展性具有重要生理意义，能使消化道有可能容纳几倍于原初容积的食物，而消化道内压力却不明显升高。5．对不同刺激的敏感性不同消化道平滑肌对电刺激较不敏感，而对机械牵拉、温度和化学性刺激却特别敏感。消化道平滑肌的这一特性与它所处的生理环境密切相关，消化道内食物对平滑肌的机械扩张、温度和化学性刺激可促进消化腺分泌及消化道运动，有助于食物的消化。 （二）消化道平滑肌的电生理特性 消化道平滑肌的细胞电活动较骨骼肌复杂，其电位变化主要有静息电位、慢波电位和动作电位等三种形式。


生理学 （二）消化道平滑肌的电生理特性 1.静息电位消化道平滑肌的静息电位较小，且不稳定，存在一定波动，实测值为－50~－60mV,主要因k十平衡电位而产生；但Cl-、Ca2＋和生电性钠泵等也都参与静息电位的形成，这可能是其绝对值略小于骨骼肌和神经细胞静息电位的原因。2.慢波电位消化道平滑肌细胞在静息电位的基础上，自发地产生周期性的轻度去极化和复极化，由千其频率较慢，故称为慢波(slow wave)；因慢波频率对平滑肌的收缩节律起决定性作用，故又称基本电节律(basal electrical rhythm, BER)。消化道不同部位平滑肌的慢波频率不同，人的慢波频率在胃约每分钟3次，在十二指肠约每分钟12次，回肠末端为8~9次。慢波的幅度为10~15mV，持续时间由数秒至十几秒（图6-1)。 慢波起源千消化道纵行肌和环行肌半岔圭 之间的Caj al间质细胞(inters ti tial cell of


生理学 慢波起源千消化道纵行肌和环行肌半岔圭 Cajal,ICC)｀｀，因此ICC被认为是胃肠运动的起搏细胞。产生慢波的离子机制尚不清楚，目前认为与细胞内的钙波有关，t------1当细胞内Ca2＋浓度增高时，激活细胞膜上钙激活的氯通道，Cl一外流，膜电位去极化。慢波电位通过ICC与平滑肌细胞之间的静息膜电位缝隙连接扩布到平滑肌细胞，引起平滑肌图6-1消化道平滑肌的电活动细胞电压门控钙通道开放，C汒内流。平滑肌细胞存在机械阙(mechanical threshold)和电阙(electrical threshold)两个临界膜电位值。当慢波去极化达到或超过机械阔时，细胞内Ca"浓度增加到足以激活肌细胞收缩水平，平滑肌细胞出现小幅度收缩，收缩幅度与慢波幅度呈正相关（图6-1)；当慢波去极化达到或超过电闾时，可引发动作电位，平滑肌细胞收缩增强，慢波上出现的动作电位数目越多，平滑肌细胞收缩越强（图6-1)。


生理学 慢波起源千消化道纵行肌和环行肌半岔圭 3.动作电位消化道平滑肌细胞动作电位的去化主要依赖Ca“内流，因此锋电位上升较慢，持续时间较长；复极化也由K十外流所致，且K的外向电流与C汒的内向电流在时间过程上几乎相同，因此，锋电位的幅度较低，且大小不等。消化道平滑肌细胞发生动作电位时，由于Ca2+内流量远大于慢波去极化达机械闾时的C汒内流量，所以在只有慢波而无动作电位时，平滑肌仅发生轻度收缩，而当发生动作电位时，收缩幅度明显增大，并随动作电位频率的增高而加大（见图6-1)。可见，动作电位与收缩之间存在很好的相关性，每个慢波上所出现的动作电位数目可作为收缩力大小的指标。平滑肌慢波、动作电位和收缩之间的关系可归纳为：收缩主要继动作电位之后产生，而动作电位则在慢波去极化的基础上发生。因此，慢波被认为是平滑肌收缩的起步电位，是平滑肌收缩节律的控制波，它决定消化道运动的方向、节律和速度。


生理学 二、消化腺的分泌功能 人每日由各种消化腺分泌的消化液总扯可达6~8L。消化液主要由有机物（主要含多种消化酶、黏液、抗体等）、离子和水组成。消化液的主要功能为：心稀释食物，使胃肠内容物与血浆渗透压接近，以利于各种物质的吸收；＠提供适宜的pH环境，以适应消化酶活性的需要；＠由多种消化酶水解食物中的大分子营养物质，使之便于被吸收；＠黏液、抗体和大量液体能保护消化道黏膜，以防物理性和化学性损伤。消化腺分泌消化液是腺细胞主动活动的过程，它包括从血液内摄取原料、在细胞内合成分泌物，以酶原颗粒和媒泡等形式存储以及将分泌物由细胞排出等一系列复杂过程。对消化腺分泌细胞的兴奋－分泌耦联的研究表明，腺细胞膜中存在着多种受体，不同的刺激物与相应的受体结合，可引起细胞内一系列的生化反应，最终导致分泌物的释放。


生理学 三、消化道的神经支配及其作用（－）外来神经 1.副交感神经支配消化道的副交感神经主要来自迷走神经和盆神经，其节前纤维直接终止于消化道的壁内神经元，与壁内神经元形成突触，然后发出节后纤维支配消化道的腺细胞、上皮细胞和平滑肌细胞。副交感神经的大部分节后纤维释放的递质是乙酰胆碱(ACh)，通过激活M受体，促进消化道的运动和消化腺的分泌，但对消化道的括约肌则起抑制作用。少数副交感神经节后纤维释放某些肤类物质，如血管活性肠肤(VIP)、P物质、脑啡肤和生长抑素等，因而有肤能神经之称，在胃的容受性舒张、机械刺激引起的小肠充血等过程中起调节作用。2.交感神经支配消化道的交感神经节前纤维来自第5胸段至第2腰段脊髓侧角，在腹腔神经节和肠系膜神经节内换元后，节后纤维分布到胃、小肠和大肠各部。节后纤维末梢释放的递质为去甲肾上腺素。一般情况下，交感神经兴奋可抑制胃肠运动和分泌。


生理学 （二）内在神经丛 消化道除受外来自主神经支配外，还受内在神经系统的调控。从食管中段到肛门的绝大部分消化道管壁内，含有两层内在的神经结构，称为肠神经系统。它们是由大擢神经元和神经纤维组成的复杂的神经网络，根据其所在位置又分为黏膜下神经丛(submucosal plexus)和肌间神经丛(myenteric plexus)。前者位千黏膜下层，主要调节腺细胞和上皮细胞的功能；后者则分布于环行肌与纵行肌之间，主要支配平滑肌的活动。两种神经丛之间还存在着复杂的纤维联系（图6-2)。肠神经系统中的神经元包括感觉神经元运动神经元和大量中间神经元，释放不同的神经递质姜＼构成一个完整的、相对独立的整合系统，可完成局部反射。在整体情况下，外来神经对内在神经丛具有调节作用，但去交感神经（节后纤维）副交感神经（节前纤维） 'o忑丁｝肌间神经丛感觉神经元去—6}`、、｝上皮细胞@ 除外来神经后，内在神经丛仍可在局部发挥调节作用，可独立地调节胃肠运动、分泌、血流量以及水、电解质的转运。


生理学 四、消化系统的内分泌功能(-)APUD细胞和胃肠激素 消化道从胃到大肠的黏膜层内存在40多种内分泌细胞，这些细胞都具有摄取胺的前体、进行脱狻而产生肤类或活性胺的能力。通常将这类细胞统称为APUD细胞(amine precursor uptake and decarboxylation cell)。现已知道，具有这种能力的细胞颇多，神经系统、甲状腺、肾上腺髓质、腺垂体等组织中也含有APUD细胞。消化道黏膜中内分泌细胞的总数远超过体内其他内分泌细胞的总和，因此消化道被认为是体内最大也是最复杂的内分泌器官。由千这些内分泌细胞合成和释放的多种激素主要在消化道内发挥作用，因此把这些激素合称为胃肠激素(gastrointestinal hormone),o消化道主要内分泌细胞的名称、分布和分泌的物质列千表6-1中。


生理学 细胞名称分泌物质细胞所在部位Cl.细胞胰高血糖素胰岛B细胞胰岛素胰岛8细胞生长抑素胰岛屑、小肠、大肠G细胞促胃液素胃窦、十二指肠I细胞缩胆袭素小肠上部K细胞抑胃肤小肠上部Mo细胞胃动素小肠N细胞神经降压素回肠PP细胞胰多肤胰岛、胰腺外分泌部、胃、小肠、大肠S细胞促胰液素小肠上部 消化道的内分泌细胞有开放型和闭合型两类（图6-3)。大多数为开放型细胞，其细胞呈锥形，顶端有微绒毛突起伸入胃肠腔内，直接感受胃肠腔内容物刺激，触发细胞的分泌活动。闭合型细胞较闭合型细胞消化道内分泌细胞形态模式图，箭头所示为激素的合成和释放过程少，主要分布在胃底和胃体的泌酸区和胰腺，这种细胞无微绒毛，不直接接触胃肠腔内环境，它们的分泌受神经和周围体液环境变化的调节。胃肠激素的生理作用极为广泛，但主要在于调节消化器官的功能，总体上讲有以下三个方面（表激素名称主要生理作用引起释放的刺激物促胃液素促进胃酸和胃蛋白酶原分泌，使胃窦和幽门括约肌收缩，延缓蛋白质消化产物、迷走神经递胃排空，促进胃肠运动和胃肠上皮生长质、扩张胃缩胆埏素刺激胰液分泌和胆毅收缩，增强小肠和大肠运动，抑制胃排空，蛋白质消化产物、脂肪酸增强幽门括约肌收缩，松弛壶腹括约肌，促进胰腺外分泌部的生长促胰液素刺激胰液及胆汁中的HC03-分泌，抑制胃酸分泌和胃肠运动，盐酸、脂肪酸收缩幽门括约肌，抑制胃排空，促进胰腺外分泌部生长抑胃肤刺激胰岛素分泌，抑制胃酸和胃蛋白酶原分泌，抑制胃排空葡萄糖、脂肪酸和氨基酸胃动素在消化间期刺激胃和小肠的运动迷走神经、盐酸和脂肪1.调节消化腺分泌和消化道运动这是胃肠激素的主要作用，例如，促胃液素能促进胃液分泌和胃运动；而促胰液素和抑胃肤则可抑制胃液分泌及胃运动。


生理学 细胞名称分泌物质细胞所在部位Cl.细胞胰高血糖素胰岛B细胞胰岛素胰岛8细胞生长抑素胰岛屑、小肠、大肠G细胞促胃液素胃窦、十二指肠I细胞缩胆袭素小肠上部K细胞抑胃肤小肠上部Mo细胞胃动素小肠N细胞神经降压素回肠PP细胞胰多肤胰岛、胰腺外分泌部、胃、小肠、大肠S细胞促胰液素小肠上部 2.调节其他激素的释放例如，在血糖浓度升高时，抑胃肤可刺激胰岛素的释放，这对防止餐后血糖升高具有重要的意义；此外，生长抑素、胰多肤、促胃液素释放肤、血管活性肠肤等对生长激素、胰岛素、促胃液素的释放也有调节作用。3.营养作用有些胃肠激素可促进消化系统组织的生长，例如，促胃液素和缩胆袭素分别能促进胃黏膜上皮和胰腺外分泌部组织的生长。（二）脑－肠肤一些被认为是胃肠激素的肤类物质也存在于中枢神经系统，而原来认为只存在于中枢神经系统的神经肤也在消化道中被发现。这些在消化道和中枢神经系统内双重分布的肤类物质统称为脑－肠肤(brain-gut peptide)。目前已知的这些肤类物质有20多种，如促胃液素、缩胆毅素、胃动素、生长抑素、神经降压素等。脑－肠肤概念的提出揭示了神经系统与消化道之间存在密切的内在联系。


生理学 第二节口腔内消化和吞咽 食物的消化是从口腔开始的，在口腔内，通过咀嚼和唾液中酶的作用，食物得到初步消化，被唾液浸润和混合的食团经吞咽动作通过食管进入胃内。


生理学 一、唾液的分泌 人的口腔内有三对大唾液腺，即腮腺、颌下腺和舌下腺，此外还有无数散在分布的小唾液腺。唾液(sal iva或saliv叨juice)就是由这些大小唾液腺分泌的混合液。（一）唾液的性质和成分唾液为无色无味近于中性(pH6.6-7.1)的低渗液体。唾液中水分约占99%。有机物主要为黏蛋白，还有免疫球蛋白、氨基酸、尿素、尿酸、唾液淀粉酶(salivary amylase)和溶菌酶等。无机物有a+,K+、Ca2+,Cl和SCN飞硫狱酸盐）等。此外，还有一定量的气体，如0心凡、N儿和CO2。某些进入体内的重金属（如铅、采）和狂犬病毒也可经唾液腺分泌而出现在唾液中。唾液的渗透压随分泌率的变化而有所不同。在最大分泌率时，渗透压可接近血浆，唾液中N旷和Cl的浓度较高，k的浓度较低；而分泌率低时则出现相反的现象，在分泌率很低的情况下，其渗透压仅约50m0sm/(kg·H20)。目前认为，唾液中电解质成分随分泌率变化的原因是分泌液在流经导管时，导管上皮细胞对电解质的吸收不相同而造成的，而分泌液从腺泡细胞中排出时是与血浆等渗的，电解质的组成也与血浆相似。


生理学 （二）唾液的作用 唾液的生理作用包括：心湿润和溶解食物，使之便于吞咽，并有助于引起味觉；＠唾液淀粉酶可水解淀粉为麦芽糖；该酶的最适pH为中性，pH低于4.5时将完全失活，因此随食物入胃后不久便失去作用；＠清除口腔内食物残渣，稀释与中和有毒物质，其中溶菌酶和免疫球蛋白具有杀菌和杀病毒作用，因而具有保护和清洁口腔的作用；＠某些进入体内的重金属（如铅、采）、氝化物和狂犬病毒可通过唾液分泌而被排泄。 （三）唾液分泌的调节 在安静情况下，唾液约以0.5,nl/min的速度分泌，量少稀薄，称为基础分泌(basic secretion)，其主要功能是湿润口腔。进食时唾液分泌明显增多，完全属于神经调节。神经系统对唾液分泌的调节包括条件反射和非条件反射。进食时，食物对舌、口腔和咽部黏膜的机械性、化学性和温热性刺激引起的唾液分泌为非条件反射。进食过程中，食物的性状、颜色、气味、进食环境、进食信号、甚至与食物和进食有关的第二信号（言语）等，均可引起明显的唾液分泌。“望梅止渴”是条件反射性唾液分泌的典型例子。非条件反射性唾液分泌可分为两期：口腔期及食管胃小肠期。食物进入口腔，刺激舌、口腔和咽部黏膜的机械性、化学性和温热性感受器，冲动沿第V、VII、lX、X对脑神经传入至延髓的上涎核和下涎核（唾液分泌的基本中枢），然后通过第VII、lX对脑神经的副交感和交感神经纤维到达唾液腺（以副交感神经为主）。副交感神经兴奋时释放ACh，作用千腺细胞M受体，引起细胞内I凡生成，触发细胞内钙库释放Ca2+，使腺细胞分泌功能加强，腺体的肌上皮细胞收缩，腺体血管舒张，腺体血流量增加，细胞代谢增强，最终使唾液分泌增多（图6-4)。副交感神经兴奋引起的唾液分泌，主要为量多而固体成分少的稀薄的唾液分泌。M受体桔抗剂阿托品(atropin e)可阻断上述作用而抑制唾液分泌。唾液腺还受交感神经的支配。交感神经末梢释放去甲肾上腺素，作用于腺细胞B受体，引起细胞内cAMP增高，使唾液腺分泌量少而固体成分多的黏稠的唾液。此外，唾液分泌还受来自下丘脑和大脑皮层的嗅觉、味觉感受区等高级中枢神经系统信号的调节。例如，当人们闻到或吃到自己喜欢的食物时，唾液的分泌量往往比闻到或吃到不喜欢的食物时多。来自食管、胃和十二指肠上部的反射也能引起唾液分泌，通常在吞咽刺激性的食物或发生恶心时唾液分泌增多，其主要生理意义在千稀释或中和刺激+I延髓唾液分泌中枢仁－」疲劳.'图6-4唾液分泌的神经调节性物质。刺激交感神经引起的唾液分泌远弱千刺激副交感神经引起的唾液分泌，且随不同的腺体而异。其他因素如前列腺素能通过ACh释放间接促进唾液分泌；血糖浓度升高时可通过改变副交感中枢的兴奋性使唾液分泌增加。


生理学 （三）唾液分泌的调节  二、咀嚼 咀嚼(masticati on)是由咀嚼肌按一定顺序收缩所组成的复杂的节律性动作。咀嚼肌（包括咬肌、颖肌、翼内肌、翼外肌等）属于骨骼肌，可做随意运动。当食物触及齿齿尉硬腾前部和舌表面时，口腔内感受器和咀嚼肌的本体感受器受到刺激，产生传入冲动，引起节律性的咀嚼活动。在正常咀嚼时，切牙用于咬切，尖牙适于撕碎，磨牙用于研磨。咀嚼的主要作用是对食物进行机械性加工，通过上、下牙以相当大的压力相互接触，将食物切割或磨碎。切碎的食物与唾液混合形成食团(bolus)以便吞咽。咀嚼可使唾液淀粉酶与食物充分接触而产生化学性消化，还能加强食物对口腔内各种感受器的刺激，反射性地引起胃、胰、肝和胆损的活动加强，为下一步消化和吸收做好准备。 三、吞咽 吞咽(deglutition或swallowing)是指食团由舌背推动经咽和食管进入胃的过程。吞咽动作由一系列高度协调的反射活动组成。根据食团在吞咽时经过的解剖部位，可将吞咽动作分为三个时期。1口腔期口腔期(oral p h ase)是指食团从口腔进入咽的时期。主要通过舌的运动把食团由舌背推入咽部。这是一种随意运动，受大脑皮层控制。


生理学 三、吞咽 食管下端近胃贲门处虽然在解剖上并不存在括约肌，但此处有一段长3~5cm的高压区，此处的压力比胃内压高5~10mn诅g。在正常情况下，这一高压区能阻止胃内容物逆流入食管，起类似括约肌的作用，故将其称为食管下括约肌(lower esophageal sphin cter, LES）。当食物进入食管后，刺激食管壁上的机械感受器，可反射性地引起食管下括约肌舒张，允许食物进入胃内。食团进入胃后，食管下括约肌收缩，恢复其静息时的张力，可防止胃内容物反流入食管。当食管下2/3部的肌间神经丛受损时，食管下括约肌不能松弛，导致食团入胃受阻，出现吞咽困难、胸骨下疼痛、食物反流等症状，称为食管失弛缓症。


生理学 三、吞咽 食管下括约肌受迷走神经抑制性和兴奋性纤维的双重支配。食物刺激食管壁可反射性地引起迷走神经的抑制性纤维末梢释放VIP和NO，引起食管下括约肌舒张。当食团通过食管进入胃后，迷走神经的兴奋性纤维兴奋，末梢释放ACh，使食管下括约肌收缩。体液因素也能影响食管下括约肌的活动，如食物入胃后，可引起促胃液素和胃动素等的释放，使食管下括约肌收缩；而促胰液素、缩胆毅素和前列腺素A2等则能使其舒张。此外，妊娠、过僵饮酒和吸烟等可使食管下括约肌的张力降低。


生理学 第三节胃内消化 胃是消化道中最膨大的部分，成年人胃的容量为1~2L，具有储存和初步消化食物的功能。食物入胃后，经过胃的机械性和化学性消化，食团逐渐被胃液水解和胃运动研磨，形成食糜(chyme)。胃的运动还使食糜逐次、少量地通过幽门进入十二指肠。＼面[0i}胃对食物的化学性消化是通过胃黏膜中多种外分泌腺细胞分泌的胃液来实现的。胃黏膜中有三种外分泌腺：O贲门腺，为黏液腺，位千胃与食管连接处宽1~4cm的环状区；＠泌酸腺，为混合腺，存在于胃底的大部及胃体的全部，包括壁细胞(parietal cell)、主细胞(chief celJ)和颈黏液细胞(neck mucous cell)；＠幽门腺，分泌碱性黏液，分布于幽门部。另外，胃黏膜内还含有多种内分泌细胞，通过分泌胃肠激素来调节消化道和消化腺的活动。常见的内分泌细胞有：OG细胞，分泌促胃液素和促肾上腺皮质激素(ACTH)样物质，分布于胃窦；＠8细胞，分泌生长抑素，对促胃液素和胃酸的分泌起调节作用，分布于胃底、胃体和胃窦；＠肠嗜铭样细胞(enterochrom忒fin-like cell,ECL cell)，合成和释放组胺，分布于胃泌酸区内。


生理学 (—)胃液的性质、成分和作用 纯净的胃液(gastric juice)是一种无色的酸性液体，pH0.9-1.5，正常成年人每日分泌15~2.5L，其主要成分有盐酸＄｀胃蛋白酶原黏液和内因子，其余为水、HCO尸Na\K十等无机物。1盐酸胃液中的盐酸(hydroch lor i c acid, HCI)也称胃酸(gastri c acid)，由壁细胞分泌。胃酸有游离酸和结合酸两种形式，两者在胃液中的总浓度称为胃液总酸度。空腹6小时后，在无任何食物刺激的情况下，胃酸也有少址分泌，称为基础胃酸分泌。基础胃酸分泌在不同人或同一人在不同时间也有所不同，平均0-5mmol/h，且有昼夜节律性，即早晨5~11时分泌率最低，下午6时至次晨l时分泌率最高。基础胃酸分泌址受迷走神经的紧张性和少量促胃液素自发释放的影响。在食物或药物的刺激下，胃酸分泌量大大增加。正常人的最大胃酸分泌量可达20-25mmol/h{I`。HCl的分泌量与壁细胞的数目和功能状态直接相关。


生理学 (—)胃液的性质、成分和作用 (1)盐酸分泌的机制：胃液中的甘浓度为150~170mmol/L，比血浆W浓度高3X]06倍。胃液中的Cl一浓度为170mmol/L，约1.7倍千血浆Cl一浓度。因此，壁细胞分泌W是逆巨大的浓度梯度而进行的主动过程。打的分泌是依靠壁细胞顶端分泌小管膜中的质子泵实现的。质子泵具有转运H+,K十和催化ATP水解的功能，故也称W,K+-ATP酶。胃酸分泌可被质子泵选择性抑制剂奥美拉嗤所抑制，该药物巳在临床上用于治疗消化性溃疡。


生理学 (—)胃液的性质、成分和作用 壁细胞分泌盐酸的基本过程如图6-5所示：壁细胞分泌的W来自细胞内水的解离(H20一甘＋OH-)。在分泌小管膜中质子泵的作用下，W从胞内主动转运到分泌小管中。质子泵每水解1分子ATP所释放的能量能驱使一个H十从胞内进入分泌小管，同时驱动一个K十从分泌小管腔进入胞内。H丐k的交换是1对1的电中性交换。在顶组织间液不断地经顶端膜分泌入小管腔。此外，壁细胞圈6-5胃黏膜壁细胞分泌盐酸的基本过程模式图基底侧膜上的钠泵将细胞内的N矿泵出细胞，水在细胞内分解成0甘和H+，W通过H+，k+－ATP酶',. i'同时将K十泵入细胞，以补充由顶端膜丢失的主动转运至分泌小管腔；CA：碳酸酐酶在消化期，由千胃酸大量分泌的同时有大量HC03一进入血液，使血液暂时碱化，形成所谓的餐后碱潮(postprandi al alkaline tide)。


生理学 (—)胃液的性质、成分和作用 (2)盐酸的作用：胃内的盐酸具有多种生理作用：心激活胃蛋白酶原，并为胃蛋白酶提供适宜的酸性环境；＠使食物中的蛋白质变性，有利于蛋白质的水解；＠杀灭随食物进入胃内的细菌，对维持胃及小肠内的无菌状态具有重要意义；＠盐酸随食糜进入小肠后，可促进促胰液素和缩胆誕素的分泌，进而引起胰液、胆汁和小肠液的分泌；＠盐酸造成的酸性环境有利于小肠对铁和钙的吸收。由于盐酸属于强酸，对胃和十二指肠黏膜具有侵蚀作用，如果盐酸分泌过多，将损伤胃和十二指肠黏膜，诱发或加重溃疡病。若胃酸分泌过少，则可引起腹胀、腹泻等消化不良症状。4.黏液和碳酸氢盐胃液中含有大量的黏液，它们是由胃黏膜表面的上皮细胞、泌酸腺、贲门腺和幽门腺的黏液细胞共同分泌的，其主要成分为糖蛋白。由千黏液具有较高的黏滞性和形成凝胶的特性，分泌后即覆盖于胃黏膜表面，在胃黏膜表面形成一层厚约500µm的保护层。这个保护层可在黏膜表面起润滑作用，减少粗糙食物对胃黏膜的机械损伤。胃黏膜内的非泌酸细胞能分泌HC03一，另外，组织液中少量的HC03一也能渗入胃腔内。进入胃内的HC03一并非直接进入胃液中，而是与胃黏膜表面的黏液联合形成一个抗胃黏膜损伤的屏障，称为黏液－碳酸氢盐屏障(mucus-bicarbonate barrier)（图6-6)，它能有效地保护胃黏膜免受胃内盐酸和胃蛋白酶的损伤。因为黏液的黏稠度为水的30~260倍，可显著减慢离子在黏液层中的扩散速度。当胃腔内的W通过黏液层向黏膜细胞方向扩散时，其移动速度明显减慢，并不断地与从黏液层近黏膜细胞侧向胃腔扩散的HC03一发生中和。在这个过程中，黏液层中形成一个pH梯度，黏液层近胃腔侧呈酸性，pH约2.0，而近黏膜细胞侧呈中性，pH约细胞表面pH7.0一^^黏液小滴7.0。因此，胃黏膜表面的黏液层可有效防止胃内甘对胃黏膜的直接侵蚀和胃蛋白酶对胃黏膜的消除上述黏液～碳酸氢盐屏障外，胃黏膜上皮细胞的顶端膜和相邻细胞侧膜之间存在紧密连接，这种结构可防止胃腔内的H准］黏膜上皮细胞内扩散，称为胃黏膜屏障(gastric mucosal barrier)。此外，胃和十二指肠黏膜具有很强的细胞保护作用（见下文）。


生理学 （二）胃和十二指肠黏膜的细胞保护作用 人的上消化道（从口到十二指肠近段）经常会受到许多理化因素的刺激，包括高渗和低渗液体、温度从0°C到90°C的不同食物、pH从1.5（如醋酸色拉调味汁）到11.5（如治疗消化不良的碳酸氢钠）的各种食物和药物。另外，黏膜还暴露于有毒物质，如高浓度的酒精、阿司匹林和其他非类固醇类抗炎药等。但是，黏膜层并未经常受损伤以至糜烂、溃疡和出血。这是因为胃和十二指肠黏膜具有很强的细胞保护作用(cytoprotection)，即胃和十二指肠黏膜能合成和释放某些具有防止或减轻各种有害剌激对细胞损伤和致坏死的物质。近年来发现，胃和十二指肠黏膜和肌层中含有高浓度的前列腺素（如PG凡和PGI2)和表皮生长因子(EGF)，它们能抑制胃酸和胃蛋白酶原的分泌，刺激黏液和碳酸氢盐的分泌，使胃黏膜的微血管扩张，增加黏膜的血流量，有助千胃黏膜的修复和维持其完整性，因而能有效地抵抗强酸、强碱、酒精和胃蛋白酶等对消化道黏膜的损伤。某些胃肠激素，如铃蟾素、神经降压素、生长抑素和降钙素基因相关肤等，也对胃黏膜具有明显的保护作用。通常把这种作用称为直接细胞保护作用。胃内食物、胃酸、胃蛋白酶以及倒流的胆汁等，可经常性地对胃黏膜构成弱刺激，使胃黏膜持续少量地释放前列腺素和生长抑素等，也能有效地减轻或防止强刺激对胃黏膜的损伤，这种情况称为适应性细胞保护作用。


生理学 （二）胃和十二指肠黏膜的细胞保护作用 大鼠饮酒或大量服用时1啋美辛、阿司匹林等药物，不但可抑制黏液及HC03一的分泌，破坏黏液－碳酸氢盐屏障，还能抑制胃黏膜合成前列腺素，降低细胞保护作用，从而损伤胃黏膜。硫糖铝等药物能与胃黏膜黏蛋白络合，并具有抗酸作用，对胃黏液－碳酸氢盐屏障和胃黏膜屏障都有保护和加强作用，因而被用于临床治疗消化性溃疡。目前已公认，消化性溃疡的发病是由幽门螺杆菌感染所致。幽门螺杆菌能产生大量活性很高的尿素酶，将尿素分解为氨和CO2。氨能中和胃酸，从而使这种细菌能在酸度很高的胃内生存。尿素酶和氨的积聚还能损伤胃黏液层和黏膜细胞，破坏黏液－碳酸氢盐屏障和胃黏膜屏障，致使H十向黏膜逆向扩散，从而导致消化性溃疡的发生S》。（三）消化期的胃液分泌空腹时，胃液的分泌量很少。进食可刺激胃液大量分泌，称为消化期的胃液分泌。根据消化道感受食物刺激的部位，将消化期的胃液分泌分为头期、胃期和肠期三个时相。


生理学 （二）胃和十二指肠黏膜的细胞保护作用 1.头期胃液分泌进食时，食物的颜色、形状、气味、声音以及咀嚼、吞咽动作，可刺激眼、耳、鼻、口腔、咽等处的感受器，通过传入冲动反射性地引起胃液分泌，称为头期胃液分泌。用假饲(sham feeding)的方法可证明头期胃液分泌的存在，即事先给狗手术造一个食管搂和一个胃搂，当狗进食时，摄取的食物从食管痰流出体外，并未进入胃内，但这时却有胃液从胃痪流出S》。引起头期胃液分泌的机制包括条件反射和非条件反射。前者是指食物的颜色、形状、气味、声音等对视、听、嗅觉器官的刺激引起的反射；后者则是当咀嚼和吞咽时，食物刺激口腔、舌和咽等处的机械和化学感受器，这些感受器的传入冲动传到位于延髓、下丘脑、边缘叶和大脑皮层的反射中枢后，再由迷走神经传出引起胃液分泌。迷走神经是条件反射和非条件反射的共同传出神经，其末梢主要支配胃腺和胃窦部的G细胞，既可直接促进胃液分泌，也可通过促胃液素间接促进胃液分泌（图6-7),其中以直接促进胃液分泌更重要。


生理学 （二）胃和十二指肠黏膜的细胞保护作用 头期胃液分泌的特点是持续时间长（可待续2~4小时），分泌量多（约占消化期分泌总量的30%），酸度及胃蛋白酶原的含量均很高；但受食欲的影响十分明显，可口的食物引起的胃液分泌远高于不可口的食物，人在情绪抑郁或惊恐时，头期胃液分泌可受到显著抑制。


生理学 （二）胃和十二指肠黏膜的细胞保护作用 2.胃期胃液分泌将食糜、肉的提取液、蛋白脉液等通过痰管直接注入胃内，可直接刺激胃壁上的机械感受器和化学感受器，促进胃液大量分泌，其主要作用途径是：少食物直接扩张胃，刺激胃底、胃体的感受器，冲动沿迷走神经中的传入纤维传至中枢，再通过迷走神经中的传出纤维引起胃液分泌，这一反射称为迷走－迷走反射(vago-vagal reflex)；食物扩张胃也能引起胃壁的内在神经丛短反射，直接或通过促胃液素间接引起胃腺分泌（图6-7)；＠扩张刺激幽门部的感受器，通过胃壁的内在神经丛作用于G细胞，引起促胃液素释放；＠食物的化学成分，主要是蛋白质的消化产物肤和氨基酸，可直接作用于G细胞，引起促胃液素分泌。不同氨基酸对胃酸分泌的刺激作用不同。在人类，苯丙氨酸和色氨酸的作用最强，而糖和脂肪本身并不直接刺激促胃液素分泌。其他化学物质，如咖啡、茶、牛奶、乙醇、Ca2＋等也能引起胃液大量分泌。胃期分泌的胃液量约占进食后总分泌量的60%，酸度和胃蛋白酶的含量也很高。


生理学 （二）胃和十二指肠黏膜的细胞保护作用 3.肠期胃液分泌将食糜、肉的提取液、蛋白脉液等通过痰管直接注入十二指肠内也可引起胃液分泌轻度增加，说明当食物离开胃后，还有继续刺激胃液分泌的作用。机械扩张游离的空肠拌也能增加胃液的分泌，切断支配胃的神经后，这种分泌仍然存在，说明肠期的胃液分泌主要是通过体液调节机制实现的，神经调节可能并不重要。当食物进入小肠后，通过对小肠黏膜的机械性和化学性刺激，可使之分泌一种或几种胃肠激素，通过血液循环再作用于胃。在食糜的作用下，十二指肠黏膜除能释放促胃液素外，还能释放一种称为肠泌酸素(en tero-oxyntin)的激素，也能刺激胃酸分泌。在切除胃窦的患者中发现，进食后血浆促胃液素水平仍然升高，说明十二指肠释放的促胃液素是肠期胃液分泌的体液因素之一。肠期分泌的胃液量少（约占总分泌量的10%），酸度不高，消化力（指酶的含量）也不很强。这可能与酸、脂肪、高张溶液进入小肠后对胃液分泌的抑制作用有关。


生理学 （四）调节胃液分泌的神经和体液因素1.促进胃液分泌的主要因素 (1)迷走神经：巴普洛夫小胃的制作成功使迷走神经调节胃液分泌作用研究得到了快速发展靠。迷走神经中有传出纤维直接到达胃黏膜泌酸腺中的壁细胞，通过末梢释放ACh而引起胃酸分泌；也有纤维支配胃泌酸区黏膜内的肠嗜铭样(ECL)细胞和幽门部G细胞，使它们分别释放组胺和促胃液素，间接引起壁细胞分泌胃酸。其中支配ECL细胞的纤维末梢释放ACh，而支配G细胞的纤维释放促胃液素释放肤(gastrin-releasing peptide, GRP，又称铃蟾素，bombesin)。另外，迷走神经中还有传出纤维支配胃和小肠黏膜中的8细胞，释放的递质也是ACh，其作用是抑制8细胞释放生长抑素(somatostatin)，消除或减弱它对G细胞释放促胃液素的抑制作用，实质上起增强促胃液素释放的作用（图6-8)。上述由ACh对靶细胞的作用均可被阿托品所阻断，说明这些作用是通过激活靶细胞的M(M3)受体而产生的；而通过GRP对G细胞的作用则由铃赡素受体所介导。


生理学 迷走神经旁分泌二三~:胃腔 图6-8剌激和抑制胃酸分泌的内源性物质相互作用示意图ACh：乙酰胆碱；GRP：促胃液素释放肤受体－G9-PLC-IP3-Ca2＋和DG-PKC信号通路实现的（与ACh对壁细胞的效应相同，只是受体不同）（图6-9)。促胃液素也能作用千ECL细胞上的CC凡受体，促进ECL细胞分泌组胺，再通过组胺刺激壁细胞分泌盐酸。促胃液素的这种作用可能比它直接刺激壁细胞分泌盐酸的作用更为重要。促胃液素的分泌和作用也受其他胃肠激素的影响，如生长抑素可抑制G细胞分泌促胃液素（图6-8)，还能抑制促胃液索基因的表达。促胰液素、胰高血糖素、抑胃肤和血管活性肠肤对促胃液素的分泌都有抑制作用。胃酸对促胃液素的分泌具有负反馈调节作用。 三巨巨～\\ 圈6-9乙酰胆碱(ACh)、组胺、促胃液素等刺激壁细胞分泌胃酸的细胞机制示意图此外，Ca2+、低血糖、咖啡因和乙醇等也可刺激胃酸分泌。


生理学 三巨巨～\\ 引起壁细胞分泌胃酸的大多数刺激物均能促进主细胞分泌胃蛋白酶原及黏液细胞分泌黏液。迷走神经递质ACh是主细胞分泌胃蛋白酶原的强刺激物；促胃液素也可直接作用于主细胞促进胃蛋白酶原的分泌；十二指肠黏膜中的内分泌细胞分泌的促胰液素和缩胆碌素也能刺激胃蛋白酶原的分泌。(2)脂肪：消化期当食物中的脂肪及其消化产物进入小肠后，可刺激小肠黏膜分泌多种胃肠激素，如促胰液素、缩胆娱素、抑胃肤、神经降压素和胰高血糖素等，这些具有抑制胃液分泌和胃运动作用的激素，统称为肠抑胃素(enterogastrone)。20世纪30年代，我国生理学家林可胜等为证明脂肪在小肠内抑制胃液分泌和胃运动的机制，从小肠黏膜中提取到一种物质，将此物注入血液中后可使胃液分泌的量、酸度和消化能力降低，并抑制胃的运动。他将此物命名为肠抑胃素。然而，肠抑胃素至今未能提纯。现认为它可能不是一个独立的激素，而是若干具有此类作用的激素（如上述）的总称。


生理学 三巨巨～\\ (3)高张溶液：消化期当食糜进入十二指肠后，可使肠腔内出现高张溶液，高张溶液可刺激小肠内的渗透压感受器，通过肠－胃反射(entero-gastric reflex)抑制胃液分泌；也能通过刺激小肠黏膜释放若干种胃肠激素抑制胃液分泌。(2)血管活性肠肤：血管活性肠肤(vasoac t i ve intestinal peptide, VIP)可抑制食物、组胺和促胃液素等刺激胃酸分泌的作用，并使8细胞分泌生长抑素；同时，VIP又能刺激壁细胞内cAMP增加而促进胃酸分泌。因此，VIP既可刺激也可抑制胃酸分泌。(3)铃蟾素：铃蟾素即促胃液素释放肤，能强烈刺激促胃液素释放，进而促进胃液大量分泌。已知铃蟾素是一种由胃壁非胆碱能神经元分泌的神经递质。中枢内注射铃赡素能减少胃酸分泌，但静脉注射铃蟾素后，血液促胃液素水平很快上升，基础和餐后胃酸分泌量随之增加。已知G细胞膜中存在铃赡素受体，故铃蟾素是直接作用于G细胞而使促胃液素释放增加的。(4)Valosin:Valosin是新近从猪小肠分离出来的一种胃肠肤，对基础胃酸分泌有剌激作用。这一作用不依赖于促胃液素的分泌。


生理学 三巨巨～\\ (5)生长抑素：生长抑素是由胃肠黏膜8细胞分泌的一种胃肠激素，分泌后通过旁分泌的方式作用千壁细胞、ECL细胞和G细胞，对胃的分泌和运动都有很强的抑制作用。生长抑素对胃酸分泌的调节是通过活化生长抑素2型受体(SSTR2)，经受体－Gi-AC通路抑制细胞内cAMP的生成而起作用的。它不仅抑制G细胞分泌颗粒中促胃液素的释放，还抑制促胃液素基因的表达和转录。促胰液素、抑胃肤、酪酪肤等均是胃酸分泌的抑制剂，而生长抑素很可能是它们发挥作用的共同介质。生长抑素还能抑制组胺、ACh、铃瞻素等对胃酸分泌的刺激效应。此外，胃酸能直接作用于胃黏膜8细胞，促进生长抑素的分泌，负反馈抑制胃酸分泌，这种效应不受神经因素的影响。 二、胃的运动 根据胃壁肌层结构和功能的特点，可将胃分为头区和尾区两部分。头区包括胃底和胃体的上1/3，它的运动较弱，主要功能是储存食物；尾区为胃体的下2/3和胃窦，它的运动较强，主要功能是磨碎食物，使之与胃液充分混合，形成食糜，并将食糜逐步排入十二指肠。


生理学 （－）胃的运动形式 1紧张性收缩胃壁平滑肌经常处于一定程度的缓慢持续收缩状态，称为紧张性收缩(tonic contraction)。紧张性收缩在空腹时即已存在，充盈后逐渐加强。这种运动能使胃保持一定的形状和位置，防止胃下垂；也使胃内保持一定压力，以利于胃液渗入食团中；它还是其他运动形式的基础。进食后，头区的紧张性收缩加强，可协助胃内容物向幽门方向移动。 户右仿儿 2.容受性舒张进食时食物刺激口腔、咽、食管等处的感受器，可反射性引起胃底和胃体（以头区为主）舒张，称为容受性舒张(receptive relaxation)。正常人空腹时，胃的容量仅约50ml，进餐后可达l.5L，容受性舒张能使胃容量大大增加，以接纳大量食物入胃，而胃内压却无显著升高。容受性舒张是通过迷走－迷走反射实现的，但参与该反射的迷走神经传出纤维属于抑制性纤维，其节后纤维释放的递质可能是VIP和NO。另外，食物对胃壁的机械刺激以及食糜对十二指肠的机械、化学刺激均能通过迷走－迷走反射和内在神经丛反射引起胃底和胃体平滑肌的舒张，因此胃容受性舒张可能有多种机制参与。


生理学 户右仿儿 3.蠕动胃的蠕动以尾区为主。空腹时基本上不出现蠕动，食物人胃后约5分钟，蠕动便开始。胃的蠕动始于胃中部，并向幽门方向推进（图6-10)。蠕动波约需1分钟到达幽门，频率约每分钟3次，表现为一波未平，一波又起。蠕动波开始时较弱，在传播途中逐渐加强，速度也明显加快，一直传到幽门。当幽门括约肌舒张时，在蠕动波产生的压力下，胃窦内少量食糜(l~2ml）被排入十二指肠；当幽门括约肌收缩时，食糜将被反向推回。食糜的这种后退有利于食物和消化液的混合，也对块状食物起辗磨粉碎作用。


生理学 户右仿儿 A.胃蠕动始于胃的中部，向幽门方向推进；B胃蠕动可将食糜推入十二指肠；C强有力的蠕动波可将部分食糜反向推回到近侧胃窦或胃体，使食糜在胃内进一步被磨碎胃蠕动的频率受胃平滑肌慢波节律的控制，胃的慢波起源于胃大弯上部，沿纵行肌向幽门方向传播。胃平滑肌的收缩通常发生在慢波出现后6~9秒内，动作电位出现后1~2秒内-60胃蠕动的生理意义在于磨碎进入胃内的食团，使之与胃液充分混合，形成糊状食糜；并将食糜逐步推入十二指肠。（二）胃排空及其控制胃排空食物由胃排入十二指肠的过程称为胃排空(gastric empty ing)。食物入胃后5分钟左右就开始胃排空，排空速度与食物的物理性状及化学组成有关。液体食物较固体食物排空快，小颗粒食物比大块食物快，等渗液体较非等渗液体快，三大营养物质中糖类食物排空最快，蛋白质次之，脂肪最慢。混合食物需要4~6小时完全排空。


生理学 2.胃排空的控制 胃排空的直接动力是胃和十二指肠内的压力差，而其原动力则为胃平滑肌的收缩。当胃运动加强使胃内压大千十二指肠内压时，便发生一次胃排空；在食糜进入十二指肠后，受十二指肠内因素的抑制，胃运动减弱而使胃排空暂停；随着胃酸被中和，食物的消化产物逐渐被吸收，对胃运动的抑制消除屑的运动又逐渐增强，胃排空再次发生。如此反复，直至食糜全部由胃排入十二指肠为止。可见，胃排空是间断进行的。胃内因素促进胃排空，而十二指肠内因素抑制胃排空，两个因素互相消长，互相更替，自动控制着胃排空，使胃内容物的排空能较好地适应十二指肠内消化和吸收的速度。


生理学 （三）消化间期胃的运动 胃在空腹状态下除存在紧张性收缩外，也出现以间歇性强力收缩伴有较长时间的静息期为特点的周期性运动，称为消化间期移行性复合运动(migrating motor complex, MMC)。这种运动开始于胃体上部，并向肠道方向传播。MMC的每一周期约为90~120分钟，分为四个时相（图6-11)。I相内只能记录到慢波电位，不出现胃肠收缩，称为静息期，可持续45~60分钟。II相内出现不规律的锋电位，并开始出现不规则的胃肠蠕动，持续30~45分钟。皿相内每个慢波电位上均出现成簇的锋电位，并有规则的高幅胃肠收缩，持续5~10分钟，然后收缩停止，转入W相妥入。W相实际上是向下一周期I相的短暂过渡期，持续约5分钟。I相的产生可能与NO释放有关，皿相的形成则与胃动素的分泌有关。


生理学 近端十二指肠肠指二十端远 图6-11从胃窦和十二指肠记录到的消化间期移行性复合运动(MMC)的时相变化I、II、III为MMC时相，图中未显示W相消化间期MMC使胃肠保持断续的运动，特别是皿相的强力收缩可起“清道夫”的作用，能将胃肠内容物，包括上次进食后的食物残渣、脱落的细胞碎片和细菌、空腹时吞下的唾液以及胃黏液等清扫干净。若消化间期的这种移行性复合运动减弱，可引起功能性消化不良及肠道内细菌过度繁殖等病症。 （四）呕吐 呕吐(vomiting)是将胃内容物，有时有肠内容物从口腔强力驱出的动作。当舌根、咽部、胃、肠、胆总管泌尿生殖器官、视觉和前庭器官（如晕船时）等处的感受器受到刺激时均可引发呕吐。呕吐前常有恶心、流涎、呼吸急促和心跳加快而不规则等表现，呕吐时先深吸气，接着声门和鼻咽通道关闭，胃窦部、脱肌和腹壁肌强烈收缩，胃上部和食管下端舒张，使胃内容物经食管从口腔驱出。剧烈呕吐时，十二指肠和空肠上段也强烈收缩，使十二指肠内容物倒流入胃，故呕吐物中有时混有胆汁和小肠液。


生理学 （四）呕吐 呕吐是一系列复杂的反射活动。传入冲动由迷走神经、交感神经、舌咽神经中的感觉纤维传入中枢，传出冲动沿迷走神经、交感神经、隔神经和脊神经到达胃、小肠、脯肌和腹壁肌等。呕吐中枢位于延髓网状结构的背外侧缘，颅内压升高时，可直接刺激呕吐中枢，引起喷射性呕吐。呕吐可将胃肠内有害物质排出，因而具有保护意义；但持续、剧烈的呕吐则可导致水、电解质和酸碱平衡紊乱。 第四节小肠内消化 食糜由胃进入十二指肠后便开始小肠内的消化。小肠内消化是整个消化过程中最重要的阶段。在这里，食糜受到胰液、胆汁和小肠液的化学性消化以及小肠运动的机械性消化，许多营养物质也都在此处被吸收，因而食物在经过小肠后消化过程基本完成，未被消化的食物残渣从小肠进入大肠。食物在小肠内停留的时间随食物的性质而有不同，混合性食物一般在小肠内停留3~8小时。 一、胰液的分泌 胰腺是兼有外分泌和内分泌功能的腺体。胰腺的内分泌功能主要与糖代谢调节有关，将在内分泌章中讨论。胰腺的外分泌物为胰液，是由胰腺的腺泡细胞和小导管管壁细胞所分泌的，具有很强的消化能力。


生理学 一、胰液的分泌 (—)胰液的性质、成分和作用胰液(pancreati c juice)是无色无臭的碱性液体，pH为7.8~8.4，渗透压与血浆大致相等。人每日分泌的胰液量为1~2L0胰液中含有无机物和有机物。在无机成分中，HC03一的含量很高，它是由胰腺内的小导管细胞分泌的。导管细胞内含有较高浓度的碳酸酐酶，在它的催化下，CO2可水化为H2C03，而后解离成HC03一。人胰液中的HC03一浓度随分泌速度的增加而增加，最高可达140mmol/L。HC03一的主要作用是中和进入十二指肠的胃酸，使肠黏膜免受强酸的侵蚀；同时也提供小肠内多种消化酶活动的最适pH环境(pH7~8)。除HC03一外，占第二位的负离子是Cl飞胰液中的Cl一浓度随HC03一浓度的变化而变化，当HC03一浓度升高时，Cl一浓度下降。胰液中的正离子有Na\K+、Ca2＋等，它们在胰液中的浓度与血浆中的浓度非常接近，不随分泌速度的改变而改变。胰液中的有机物主要是蛋白质，含址从0.1%~10％不等，随分泌速度的不同而有所不同。胰液中的蛋白质主要是多种消化酶，由腺泡细胞分泌。


生理学 一、胰液的分泌 1.胰淀粉酶胰淀粉酶(pancreatic amylase)是一种a－淀粉酶，对生的和熟的淀粉水解效率都很高，消化产物为糊精、麦芽糖。胰淀粉酶作用的最适pH为6.7~7.0。2.胰脂肪酶胰脂肪酶(pancreatic lipase)可分解甘油三酷为脂肪酸、一酰甘油和甘油。它的最适pH为7.5~8.5。目前认为，胰脂肪酶只有在胰腺分泌的另一种小分子蛋白质，即辅脂酶(colipase)存在的条件下才能发挥作用。由千胆盐具有去垢剂特性，可将附着千胆盐微胶粒（即乳化的脂滴）表面的蛋白质清除下去，而辅脂酶对胆盐微胶粒却有较高的亲和力，当胰脂肪酶、辅脂酶和胆盐形成三元络合物时，便可防止胆盐将脂肪酶从脂滴表面清除下去。因此，辅脂酶的作用可比喻为附着在脂滴表面的＂铀＂。胰液中还含有一定量的胆固醇酷酶和磷脂酶A2，可分别水解胆固醇酷和卵磷脂。


生理学 一、胰液的分泌 3胰蛋白酶和糜蛋白酶这两种酶均以无活性的酶原形式存在于胰液中。肠液中的肠激酶(enterokinase)是激活胰蛋白酶原(trypsinogen)的特异性酶，可使胰蛋白酶原变为有活性的胰蛋白酶(trypsin)，巳被激活的胰蛋白酶也能激活胰蛋白酶原而形成正反馈，加速其活化。此外，酸、组织液等也能使胰蛋白酶原活化。糜蛋白酶原(chymotrypsinogen)主要在胰蛋白酶作用下转化为有活性的糜蛋白酶(chymolt"jpsi n)。胰蛋白酶和糜蛋白酶的作用极为相似，都能分解蛋白质为际和脉，当两者一同作用于蛋白质时，则可将蛋白质消化为小分子多肤和游离氨基酸；糜蛋白酶还有较强的凝乳作用。此外，正常胰液中还含有狻基肤酶、核糖核酸酶、脱氧核糖核酸酶等水解酶。它们也以酶原的形式分泌，在已活化的胰蛋白酶作用下激活。激活后，狻基肤酶可作用于多肤末端的肤键，释出具有自由狻基的氨基酸，核酸酶则可使相应的核酸部分水解为单核昔酸。


生理学 一、胰液的分泌 胰液由于含有水解糖、脂肪和蛋白质三类营养物质的消化酶，因而是最重要的消化液。临床和实验均证明，当胰液分泌障碍时，即使其他消化液分泌都正常，食物中的脂肪和蛋白质仍不能完全消化和吸收，常可引起脂肪泻，但糖的消化和吸收一般不受影响。（二）胰液分泌的调节在非消化期，胰液几乎不分泌或很少分泌。进食后，胰液便开始分泌。所以，食物是刺激胰液分泌的自然因素。进食时胰液分泌受神经和体液双重控制，但以体液调节为主。1.神经调节食物的性状、气味以及食物对口腔、食管、胃和小肠的刺激都可通过神经反射（包括条件反射和非条件反射）引起胰液分泌。反射的传出神经主要是迷走神经。切断迷走神经或注射阿托品阻断迷走神经的作用，均可显著减少胰液分泌。迷走神经可通过其末梢释放ACh直接作用于胰腺，也可通过引起促胃液素的释放，间接引起胰腺分泌（图6-12)。迷走神经主要作用于胰腺的腺泡细胞，对小导管细胞的作用较弱，因此，迷走神经兴奋引起胰液分泌的特点是水和碳酸氢盐含量很少，而酶的含量却很丰富。


生理学 视、嗅、咀嚼食i物迷走神经迷走神经二：：／三；比琵缩胆埏素促胰液素蛋白质和！旨肪盐酸1的消化产物 图6-12胰液分泌的神经和体液调节示意图实线表示引起水样分泌；虚线表示引起酶的分泌内脏大神经（属交感神经）对胰液分泌的影响不很明显。一方面，内脏大神经中的胆碱能纤维可促进胰液分泌，另一方面，由于肾上腺素能纤维可促使胰腺血管收缩，导致胰液分泌的水源明显不足而影响胰液分泌。2.体液调节调节胰液分泌的体液因素主要有促胰液素和缩胆溪素。(1)促胰液素：促胰液素是历史上第一个被发现的激素S`，当酸性食糜进入小肠后，可刺激小肠黏膜释放促胰液素。小肠上段黏膜含促胰液素较多，距幽门越远，含量越小。产生促胰液素的细胞为S细胞。生理学家王志均教授等曾在具有移植胰的狗身上观察引起促胰液素释放的因素，结果表明，盐酸是最强的刺激因素，其次为蛋白质分解产物和脂酸钠，糖类几乎没有刺激作用。引起小肠内促胰液素释放的pH在4.5以下。迷走神经兴奋不引起促胰液素释放；切除小肠的外来神经后，盐酸在小肠内仍能引起胰液分泌，说明促胰液素的释放不依赖于肠外来神经。


生理学 视、嗅、咀嚼食i物迷走神经迷走神经二：：／三；比琵缩胆埏素促胰液素蛋白质和！旨肪盐酸1的消化产物 促胰液素主要作用于胰腺小导管上皮细胞，使其分泌大量的水和HC03一，因而使胰液的分泌量大为增加，而酶的含量却很低。(2)缩胆痪素：缩胆痪素的一个重要作用是促进胰液中各种酶的分泌，故也称促胰酶素(pancreozymin,PZ)；它的另一重要作用是促进胆猴强烈收缩，排出胆汁。缩胆痪素对胰腺组织还有营养作用，可促进胰组织蛋白质和核糖核酸的合成。引起缩胆毅素释放的因素按由强至弱的顺序为蛋白质分解产物、脂酸钠、盐酸、脂肪；糖类没有刺激作用。影响胰液分泌的体液因素还有胃窦分泌的促胃液素、小肠分泌的血管活性肠肤等，它们在作用上分别与缩胆艇素和促胰液素相似。近年来的资料表明，促胰液素和缩胆援素对胰液分泌的作用是通过不同机制实现的，前者以cAMP为第二信使，后者则是通过磷脂酰肌醇系统，在Ca"介导下起作用的。


生理学 视、嗅、咀嚼食i物迷走神经迷走神经二：：／三；比琵缩胆埏素促胰液素蛋白质和！旨肪盐酸1的消化产物 促胰液素和缩胆袭素之间存在协同作用，即一个激素可加强另一个激素的作用。此外，迷走神经对促胰液素也有加强作用，在阻断迷走神经后，促胰液素引起的胰液分泌量将大大减少。激素之间以及激素与神经之间的相互加强作用，对进餐时胰液的大量分泌具有重要意义。 二、胆汁的分泌和排出 肝细胞能持续分泌胆汁(b ile)。在非消化期，肝脏分泌的胆汁主要储存于胆森内。进食后，食物及消化液可刺激胆袭收缩，将储存于胆痰内的胆汁排入十二指肠。直接从肝细胞分泌的胆汁称为肝胆汁，储存在胆艇内并由胆痪排出的胆汁称为胆檄胆汁。


生理学 二、胆汁的分泌和排出 （一）胆汁的性质、成分和作用1胆汁的性质和成分胆汁是一种有色、味苦、较稠的液体。肝胆汁呈金黄色，透明清亮，呈弱碱性(pH7.4)。胆艇胆汁因被浓缩而颜色加深，为深棕色，因HC03一在胆痰中被吸收而呈弱酸性(pH6.8)。成年人每日分泌胆汁0.8~1. OL。胆汁中除水分外，含有胆盐、卵磷脂、胆固醇和胆色素等有机物和Na+、K+,Ca气HC03一等无机物。胆汁是唯一不含消化酶的消化液。胆汁中最重要的成分是胆盐，其主要作用是促进脂肪的消化和吸收；胆色素是血红素的分解产物，是决定胆汁颜色的主要成分；胆固醇是肝脏脂肪代谢的产物。胆盐与卵磷脂都是双嗜性分子，因而可聚合成微胶粒(micelle)，胆固醇可溶入微胶粒中。卵磷脂是胆固醇的有效溶剂，胆固醇的溶解掀取决于胆汁中它与卵磷脂的适当比例。当胆固醇含批过多或卵磷脂含量过少时，胆固醇便从胆汁中析出而形成胆固醇结石。另外，胆汁中绝大部分胆红素在正常情况下以溶于水的结合形式（双葡萄糖醋酸胆红素）存在，仅约1％以不溶于水的游离形式存在，后者能与Ca2＋结合成胆红素钙而发生沉淀，在某些情况下使游离型胆红素增多，便有可能形成胆红素结石可＼。


生理学 2胆汁的作用胆汁的主要作用是促进脂肪的消化和吸收。 (1)促进脂肪的消化：胆汁中的胆盐、卵磷脂和胆固醇等均可作为乳化剂，降低脂肪的表面张力，使脂肪乳化成微滴分散在水性的肠液中，因而可增加胰脂肪酶的作用面积，促进脂肪的分解消化。(2)促进脂肪和脂溶性维生素的吸收：在小肠绒毛表面狻盖有一层不流动水层，即静水层，脂肪分解产物不易穿过静水层到达肠黏膜表面而被上皮细胞吸收。肠腔中的脂肪分解产物，如脂肪酸、一酰甘油等均可掺入由胆盐聚合成的微胶粒中，形成水溶性的混合傲胶粒(mixed micelle)。混合微胶粒则很容易穿过静水层而到达肠黏膜表面，从而促进脂肪分解产物的吸收。胆汁的这一作用，也有助于脂溶性维生素A、D、E、K的吸收。(3)中和胃酸及促进胆汁自身分泌：胆汁排入十二指肠后，可中和一部分胃酸；进入小肠的胆盐绝大部分由回肠黏膜吸收入血，通过门静脉回到肝脏再形成胆汁，这一过程称为胆盐的肠－肝循环(enterohepatic circ ulation)。返回到肝脏的胆盐有刺激肝胆汁分泌的作用，称为胆盐的利胆作用（图6-13)。


生理学 2胆汁的作用胆汁的主要作用是促进脂肪的消化和吸收。 （二）胆汁分泌和排出的调节食物是引起胆汁分泌和排出的自然刺激物，其中以高蛋白食物刺激作用最强，高脂肪和混合食物次之，而糖类食物作用最弱。胆汁的分泌和排出受神经和体液因素的调节，以体液调节为主。1.神经调节进食动作或食物对胃、小肠黏膜的刺激均可通过神经反射引起肝胆汁分泌少量增显加，胆摸收缩轻度加强。反射的传出途径是迷走神经。迷走神经通过其末梢释放ACh，可直接作用于肝细胞和胆囊，增加胆汁分泌和引起胆襄收缩，也可通过促胃液素的释放，间接引起胆汁分泌增加。


生理学 2.体液调节有多种体液因素参与调节胆汁的分泌和排出。 (1)促胃液素：促胃液素可通过血液循环作用于肝细胞引起肝胆汁分泌；也可先引起盐酸分泌，然后由盐酸作用于十二指肠黏膜，使之释放促胰液素，进而促进胆汁门脉系统分泌。\I(2)促胰液素：促胰液素的主要作用是促进胰液分实线表示来自肝脏的胆盐，虚线表示由细刺激肝胆汁分泌的作用，但对胆疑的运动并无明显影响。菌作用产生的胆盐，合成胆盐的正常速率是0.2g/d左右（三）胆襄的功能胆娱的主要功能是：心储存和浓缩胆汁。在非消化期，壶腹括约肌收缩而胆裂舒张，因而肝胆汁经胆艇管流入胆翍内储存；在储存期，胆痰黏膜能吸收其中的水和无机盐类，使胆汁浓缩4~10倍。＠调节胆管内压和排出胆汁。胆艇的收缩和舒张可询节胆管内压力。当壶腹括约肌收缩时，胆娱舒张，肝胆汁流入胆弱，胆管内压无明显升高；当胆埏收缩时，胆管内压力升高，壶腹括约肌舒张，胆艇内胆汁排入十二指肠。胆艇被摘除后，小肠内消化和吸收并无明显影响。这是因为肝胆汁可直接流入小肠的缘故S》。


生理学 三、小肠液的分泌 小肠内有两种腺体，即位于十二指肠黏膜下层的十二指肠腺和分布千整个小肠黏膜层的小肠腺。前者又称勃氏腺(Brunner gland)，分泌含黏蛋白的碱性液体，黏稠度很高，其主要作用是保护十二指肠黏膜上皮，使之免受胃酸侵蚀；后者又称李氏腺(Lieberktihn crypt)，分布于全部小肠的黏膜层内，其分泌液为小肠液的主要部分。（一）小肠液的性质、成分和作用小肠液是一种弱碱性液体，pH约为7.6，渗透压与血浆相等。小肠液的分泌量变化范围很大，成年人每日分泌量为1~3L。大量的小肠液可稀释消化产物，使其渗透压下降，有利千吸收。小肠液分泌后又很快被绒毛上皮重新吸收，这种液体的交流为小肠内营养物质的吸收提供一个大容量媒介。在各种不同的条件下，小肠液的性状变化也很大，有时是较稀的液体，而有时则由千含有大量黏蛋白而很黏稠。小肠液还常混有脱落的肠上皮细胞、白细胞以及由肠上皮细胞分泌的免疫球蛋白。


生理学 三、小肠液的分泌 近年来认为，真正由小肠腺分泌的酶只有肠激酶一种，它能将胰液中的胰蛋白酶原活化为胰蛋白酶，以利千蛋白质的消化。除肠腔内的消化酶对食物进行消化外，小肠对食物的消化还存在一种特殊的方式，在小肠上皮细胞的刷状缘和上皮细胞内含有多种消化酶，如分解寡肤的肤酶、分解双糖的庶糖酶和麦芽糖酶等，这些酶可分别将寡肤和双糖进一步分解分氨基酸和单糖。但当这些酶随脱落的肠上皮细胞进入肠腔后，则对小肠内消化不再起作用。 （二）小肠液分泌的调节 小肠液呈常态性分泌，但在不同条件下，分泌量可有很大变化。食糜对局部黏膜的机械性刺激和化学性刺激均可引起小肠液分泌。小肠黏膜对扩张性刺激最为敏感，小肠内食糜的量越多，分泌也越多。一般认为，这些刺激是通过肠壁的内在神经丛的局部反射而起作用的。刺激迷走神经可引起十二指肠腺分泌，但对其他部位的肠腺作用并不明显，研究表明，只有切断内脏大神经（取消了抑制性影响）后，刺激迷走神经才能引起小肠液的分泌。此外，促胃液素、促胰液素、缩胆嵌素和血管活性肠肤等都能刺激小肠液的分泌。


生理学 四、小肠的运动(—)小肠的运动形式 1.紧张性收缩紧张性收缩是小肠进行其他运动的基础，并使小肠保持一定的形状和位置。当小肠紧张性增高时，肠内容物的混合与运送速度增快；而当小肠紧张性降低时，则肠内容物的混合与运送速度减慢。2分节运动分节运动(segmental motility)是一种以环行肌为主的节律性收缩和舒张交替进行的运动。这种形式的运动表现为食糜所在肠道的环行肌以一定的间隔交替收缩，把食糜分割成许多节段；随后，原收缩处舒张，原舒张处收缩，使原来节段的食糜分成两半，邻近的两半合在一起，形成新的节段。如此反复，食糜得以不断分开，又不断混合（图6-14)。空腹时分节运动几乎不存在，食糜进入小肠后逐步加强。由上至下，小肠的分节运动存在频率梯度，小肠上部频率较高，在十二指肠约为11次／分，向小肠远端逐步降低，至回肠末端减为8次／分。分节运动的意义在于：O使食糜与消化液充分混合，有利于化学性消化；＠增加食糜与小肠黏膜的接触，并不断挤压肠壁以促进血液和淋巴回流，有助于吸收；＠分节运动本身对食糜的推进作用很小，但分节运动存在由上而下的频率梯度，这种梯度对食糜有一定推进作用。


生理学 四、小肠的运动(—)小肠的运动形式 3.蠕动小肠的蠕动可发生在小肠的任何l(O氐迷芍立的态裳沁心：探究论它3岁；．；邸）部位，推进速度为0.5~2. O cm/s，行数厘米后消失。其作用是将食糜向小肠远端推进一段后，在仁竺新的肠段进行分节运动。此外，有一种传播很快2女＾(2~25cm/s)很远的运动，称为蠕动冲(peristaltic\I\I\rush)，可一次把食糜从小肠始段推送到末端，有时／舒张I\I\I可推送到大肠。蠕动冲由进食时的吞咽动作或食糜进入十二指肠而引起。有时在回肠末段可出现4Z--一种与一般蠕动方向相反的逆蠕动，其作用是防图6-14小肠分节运动示意图止食糜过早通过回盲瓣进入大肠，增加食糜在小1肠管表面观；2、3、4肠管纵切面观，表示不同肠内的停留时间，以便于对食糜进行更充分的消阶段的食糜节段分割与合拢的情况化和吸收。


生理学 四、小肠的运动(—)小肠的运动形式 小肠在非消化期也存在与胃相同的周期性移行性复合运动(MMC)，它是胃MMC向下游传播而形成的，其意义与胃MMC相似。（二）小肠运动的调节小肠的运动主要受肌间神经丛的调节，食糜对肠黏膜的机械、化学性刺激，可通过局部反射使运动加强。在整体情况下，外来神经也可调节小肠的运动，一般副交感神经兴奋时肠壁的紧张性升高，蠕动加强，而交感神经的作用则相反。促胃液素、P物质、脑啡肤、5－轻色胺等体液因素也可促进小肠的运动，促胰液素、生长抑素和肾上腺素则起抑制作用。 （三）回盲括约肌的功能 回肠末端与盲肠交界处的环行肌明显加厚，称为回盲括约肌。该括约肌平时保持轻度的收缩状v态，使回肠末端内压力升高，使之高于大肠内压力，一方面可防止小肠内容物过快排入大肠，有利于小肠的完全消化和吸收；另一方面能阻止大肠内食物残渣的倒流。食物入胃后，可通过胃－回肠反射使回肠蠕动加强，当蠕动波到达近回盲括约肌数厘米处时括约肌舒张，这样，当蠕动波到达时，约有4ml内容物被推入大肠。肠内容物对盲肠的机械性扩张刺激可通过肠壁的内在神经丛的局部反射，使回盲括约肌收缩。


生理学 第五节肝脏的消化功能和其他生理作用 肝脏是人体内最大的消化腺，也是体内新陈代谢的中心站。据估计，在肝脏中发生的化学反应有500种以上。实验证明，动物在完全摘除肝脏后即使给予相应的治疗，最多也只能生存50多个小时，这说明肝脏是维持生命活动的一个必不可少的器官。 一、肝脏的功能特点（－）肝脏的血液供应 肝脏的血液供应极为丰富，其所含血量相当千人体血液总量的14%。成年人肝每分钟血流量有1500-2000ml。其血液有门静脉和肝动脉双重来源，两种血液在窦状隙内混合。门静脉收集来自腹腔内脏的血液，内含从消化道吸收入血的丰富的营养物质，它们在肝内被加工、储存或转运；同时，门静脉血中的有害物质及微生物抗原性物质也将在肝内被解毒或清除。正常时肝内静脉窦可储存一定量的血液，在机体失血时，可从窦内排出较多的血液，补充循环血址的不足。肝血供的1/4来自肝动脉，含有丰富的02，为肝细胞供氧的主要来源。流经肝脏的血液最后由肝静脉进入下腔静脉而回到心脏。


生理学 （二）肝脏的代谢特点 肝脏的主要功能是进行三大营养物质的代谢，包括糖的分解和糖原合成、蛋白质及脂肪的分解与合成，以及维生素及激素的代谢等。肝脏内的各种代谢活动十分活跃，这与它所含有的酶类十分丰富有关。肝细胞内存在体内几乎所有的酶类，酶蛋白含量约占肝内总蛋白址的2/3，大体可分为两类：心肝内和肝外组织均有的酶，如磷酸化酶、碱性磷酸酶、组织蛋白酶、转氨酶、核酸酶和胆碱酷酶等；＠仅存在于肝内的酶，如组氨酸酶、山梨醇脱氢酶、精氨酸酶、鸟氨酸氨基甲酰转移酶等。 二、肝脏主要的生理功能 肝脏具有分泌胆汁、吞噬和防御功能、制造凝血因子、调节血容筐及水电解质平衡、产生热量等多种功能。在胚胎时期肝脏还有造血功能。 （一）肝脏分泌胆汁的功能 肝细胞能不断地生成胆汁酸和分泌胆汁，胆汁在消化过程中可促进脂肪在小肠内的消化和吸收。每天有800-1000ml的胆汁，经胆管输送到胆袋。若无胆汁，食入的脂肪将有40％从粪便中丢失，且伴有脂溶性维生素的吸收不良。胆汁还有排泄有害物质的作用。


生理学 （一）肝脏分泌胆汁的功能 肝脏合成的胆汁酸是一个具有反馈控制的连续过程，合成的量取决于胆汁酸在肠－肝循环中返回肝脏的量。如果绝大部分的分泌量又返回肝脏，则肝细胞只需合成少量(O.5g)的胆汁酸以补充它在粪便中的损失；反之，若返回量减少，则合成噩将增加。 （二）肝脏在物质代谢中的功能 1.肝与糖代谢单糖经小肠黏膜吸收后，由门静脉到达肝脏，在肝内转变为肝糖原而储存。一般成年入肝内约含100g肝糖原，仅够禁食24小时之用。肝糖原在调节血糖浓度以维待其稳定中具有重要作用。当劳动、饥饿、发热时，血糖大量消耗，肝细胞又能把肝糖原分解为葡萄糖进入循环血液，所以患肝病时血糖常有变化。2肝与蛋白质代谢由消化道吸收的氨基酸在肝脏内进行蛋白质合成、脱氨、转氨等作用，合成的蛋白质进入循环血液供全身器官组织之需要。肝脏是合成血浆蛋白的主要场所，由千血浆蛋白可作为体内各种组织蛋白的更新之用，所以肝脏合成血浆蛋白的作用对维待机体蛋白质代谢有重要意义。肝脏将氨基酸代谢产生的氨合成尿素，经肾脏排出体外。所以肝病时血浆蛋白减少，血氨升高。


生理学 （二）肝脏在物质代谢中的功能 3.肝与脂肪代谢肝脏是脂肪运输的枢纽。消化吸收后的一部分脂肪进入肝脏，以后再转变为体脂而储存。饥饿时，储存的体脂可先被运送到肝脏，然后进行分解。在肝内，中性脂肪可水解为甘油和脂肪酸，此反应可被肝脂肪酶加速，甘油可通过糖代谢途径被利用，而脂肪酸则可完全被氧化为CO2和水。肝脏还是体内脂肪酸、胆固醇、磷脂合成的主要器官之一，多余的胆固醇随胆汁排出。人体内血脂的各种成分是相对恒定的，其比例靠肝细胞调节。当脂肪代谢紊乱时，可使脂肪堆积于肝脏内形成脂肪肝。4.维生素代谢肝脏可储存脂溶性维生素，人体95％的维生素A都储存在肝内，肝脏是维生素C、D、E,K、B、B6、见、烟酸、叶酸等多种维生素储存和代谢的场所。5.激素代谢正常情况下血液中各种激素都保持一定含量，多余的则经肝脏处理而被灭活。当患肝病时，可出现雌激素灭活障碍，引起男性乳房发育、女性月经不调及性征改变等。如果出现醒固酮和血管升压素灭活障碍，则可引起钠、水游留而发生水肿。


生理学 （三）肝脏的解毒功能 在机体代谢过程中，门静脉收集自腹腔的血液，血液中的有害物质及微生物抗原性物质将在肝内被解毒和清除。肝脏是人体的主要解毒器官，它能保护机体免受损害，使毒物成为比较无毒的或溶解度大的物质，随胆汁或尿液排出体外。肝脏解毒主要有以下四种方式。1化学作用如氧化、还原、分解、结合和脱氧作用。例如，氨是一种有毒的代谢产物，它可在肝内被合成尿素，随尿排出体外。有毒物质与葡萄糖酸酸、硫酸、氨基酸等结合可变成无毒物质。2.分泌作用一些重金属如采，以及来自肠道的细菌，可随胆汁分泌排出。3蓄积作用某些生物碱如士的宁、吗啡等可蓄积千肝脏，然后肝脏逐渐小量释放这些物质，以减少中毒过程。4.吞噬作用如果肝脏受损时，人体就易中毒或感染，肝细胞中含有大量的库普弗细胞(Kupffercell)，其具有很强的吞噬能力，能起吞噬病菌而保护肝脏的作用。


生理学 （四）肝脏的防御和免疫功能 肝脏是最大的网状内皮细胞吞噬系统。肝静脉窦内皮层含有大量的库普弗细胞能吞噬血液中的异物、细菌、染料及其他颗粒物质。在肠黏膜因感染而受损伤等情况下，致病性抗原物质便可穿过肠黏膜（称之为肠道免疫系统的第一道防线）而进入肠壁内的毛细血管和淋巴管，因此，肠系膜淋巴结和肝脏便成为肠道免疫系统的第二道防线。实验证明，来自肠道的大分子抗原可经淋巴结至肠系膜淋巴结，而小分子抗原则主要经过门脉微血管至肝脏。肝脏中的单核－巨噬细胞可吞噬这些抗原物质，经过处理的抗原物质可刺激机体的免疫反应。因此，健康的肝脏可发挥其免疫调节作用。 （五）肝脏的其他功能 除上述功能外，肝脏还能调节循环血量。肝脏也是多种凝血因子合成的主要场所，人体内的12种凝血因子中，因子II、VII、IX、X都是由肝细胞合成的。肝病时可引起凝血因子缺乏而造成凝血时间延长及发生出血倾向。此外，机体热量的产生、水电解质的平衡等，都需要肝脏的参与。


生理学 三、肝脏功能的储备及肝脏的再生 肝脏具有巨大的功能储备。动物实验证明，当肝脏被切除70%-80％后，并不出现明显的生理功能紊乱。而且，残余的肝脏可在3周（大鼠）至8周（狗）内生长至原有大小，这称为肝脏的再生。由此可见，肝脏的功能储备和再生能力是相当惊人的。肝脏在部分切除后能迅速再生，并在达到原有大小时便停止再生，其机制尚不清楚。近年来发现，从肝脏内分离出两种与肝脏再生有关的物质：一种物质能刺激肝脏再生，引起DNA和蛋白质合成口节＠增加；另一种则抑制肝细胞再生。可以推想，在正常动物，抑制性物质的作用可能较强，而在肝脏被部分切除的大鼠，促进再生的物质作用较强。有资料表明，某些激素对肝再生也有重要作用。摘除动物的垂体或肾上腺，均可降低肝细胞的再生能力；而给予生长激素或肾上腺皮质激素，则可恢复其再生能力；若在食料中加入甲状腺浸膏，也可促进肝细胞再生。近年来还发现，胰岛素对肝再生也有重要作用。 第六节大肠的功能 人类的大肠没有重要的消化活动。大肠的主要功能在千吸收水分和无机盐，同时还为消化吸收后的食物残渣提供暂时储存场所，并将食物残渣转变为粪便。


生理学 一、大肠液的分泌 大肠液是由在肠黏膜表面的柱状上皮细胞及杯状细胞分泌的。大肠的分泌物富含黏液和HC03一，其pH为8.3~8.4。大肠液中可能含有少量二肤酶和淀粉酶，但它们对物质的分解作用不大。大肠液的主要作用在千其中的黏液蛋白，它能保护肠黏膜和润滑粪便。大肠液的分泌主要由食物残渣对肠壁的机械性刺激而引起。刺激副交感神经可使分泌增加，而刺激交感神经则可使正在进行的分泌减少。迄今尚未发现重要的体液调节因素。 二、大肠的运动和排便 大肠的运动少而慢，对刺激的反应也较迟缓，这些特点与大肠作为粪便的暂时储存场所相适应。 （－）大肠运动的形式 3.蠕动大肠的蠕动是由一些稳定向前的收缩波所组成。收缩波前方的肌肉舒张，往往充有气体；收缩波的后面则保持在收缩状态，使这段肠管闭合并排空。在大肠还有一种进行很快且前进很远的蠕动，称为集团蠕动(mass peristalsis)。它通常始于横结肠，可将一部分肠内容物推送至降结肠或乙状结肠。集团蠕动常见千进食后，最常发生在早餐后60分钟内，可能是胃内食糜进入十二指肠，由十二指肠－结肠反射引起。这一反射主要是通过内在神经丛的传递实现的。


生理学 （二）排便 食物残渣在结肠内停留的时间较长，一般在十余小时。在这一过程中，食物残渣中的一部分水分被结肠黏膜吸收，剩余部分经结肠内细菌的发酵和腐败作用后形成粪便。粪便中除食物残渣外，还包括脱落的肠上皮细胞和大量的细菌。此外，机体的某些代谢产物，包括由肝排出的胆色素衍生物，以及由血液通过肠壁排至肠腔中的某些金属，如钙、镁、采等的盐类，也随粪便排出体外。


生理学 （二）排便 正常人的直肠内通常没有粪便。当肠蠕动将粪便推入直肠时，可扩张刺激直肠壁内的感受器，冲动沿盆神经和腹下神经传至腰、祗段脊髓的初级排便中枢，同时上传到大脑皮层引起便意。若条件许可，即可发生排便反射(defecation reflex)。这时冲动由盆神经传出，使降结肠、乙状结肠和直肠收缩，肛门内括约肌舒张。同时阴部神经的传出冲动减少，使肛门外括约肌舒张，于是粪便被排出体外。在排便过程中，支配腹肌和隔肌的神经也兴奋，因而腹肌和隔肌收缩，腹内压增加，有助于粪便的排出。正常人的直肠对粪便的机械性扩张刺激具有一定的感觉阔，当达到此感觉阙时即可产生便意。但若在粪便刺激直肠时，环境和条件不适宜排便，便意可受大脑皮层的抑制。入们若对便意经常予以制止，将使直肠对粪便刺激逐渐失去正常的敏感性，即感觉阙升高，加之粪便在结肠内停留过久，水分吸收过多而变得千硬，引起排便困难，这就是产生功能性便秘最常见的原因。


生理学 （三）大肠内细菌的活动 大肠内有大量细菌，大多是大肠杅菌、葡萄球菌等，主要来自食物和空气。据估计，粪便中死的和活的细菌约占粪便固体重量的20%-30%。大肠内的酸碱度和温度较适合于一般细菌的繁殖和活动。这些细菌通常不致病。细菌体内含有能分解食物残渣的酶，它们对糖及脂肪的分解称为发酵，其产物有乳酸、乙酸、CO2、甲烧、脂肪酸、甘油、胆碱等；它们对蛋白质的分解称为腐败，其产物有脉、氨基酸、NH小凡S、组胺、时1啋等，其中有的成分由肠壁吸收后到肝脏进行解毒。此外，大肠内的细菌还能利用肠内较为简单的物质来合成维生素B复合物和维生素k，这些维生素可被人体吸收利用。


生理学 （四）食物中纤维素对肠功能的影响 食物中的纤维素对肠功能和胃肠疾病具有重要影响，近年来已受到医学界的重视。一般认为，适当增加食物中纤维素的含量有益于增进健康，可预防便秘、痔疮、结肠癌等疾病的发生。食物中的纤维素对肠功能的影响主要有：心多糖纤维能与水结合而形成凝胶，可限制水的吸收，增加粪便的体积，有利于粪便的排出；＠纤维素能刺激肠运动，缩短粪便在大肠内停留的时间，以减少有害物质对胃肠和整个机体的毒害作用；＠纤维素可降低食物中热量的比例，减少含高能量物质的摄取，有助于纠正不正常的肥胖。


生理学 （刘传勇）第七节吸收—、吸收的部位和途径 消化道不同部位所吸收的物质和吸收速度是不同的，这主要取决于各部分消化道的组织结构，以及食物在各部位被消化的程度和停留时间。食物在口腔和食管内一般不被吸收。食物在胃内的吸收也很少，胃能吸收乙醇和少量水。小肠是吸收的主要部位，糖类、蛋白质和脂肪的消化产物大部分在十二指肠和空肠被吸收，回肠具有其独特的功能，即能主动吸收胆盐和维生素B12（图6-15)。食物中大部分营养在到达回肠时，通常已被吸收完毕，因此回森--－胰液肠是吸收功能的储备部分。小肠内容物在进入大肠后可被吸收的物质已非常少。大肠可吸收的主要是水和盐类，大肠一般可吸收大肠内容物中80％的水和90％的N旷和Cl飞氨基酸正常成年人的小肠长4~5m。小肠内面黏膜具有许多肠甘油、脂肪酸环状皱襞，皱襞上有大量绒毛，绒毛长0.5-1.5mm。每一条绒毛的外表面是一层柱状上皮细胞，而每一柱状上皮细胞的顶端膜上约有1700条微绒毛。由于环状皱襞、绒毛和微绒毛的存在，最终使小肠的吸收面积比同样长短的简单圆筒的面积增加约600倍，可达200-250m2（图6-16)。小肠除具有巨大的吸收面积外，食物在小肠内停留的时间较长(3~8小时），以及食物在小肠内巳被消化为适千吸收的小分子物质。这些都是小肠在吸收中发挥主要作用的有利条件。


生理学 （刘传勇）第七节吸收—、吸收的部位和途径 小肠绒毛内部含有丰富的毛细血管、毛细淋巴管、平滑表面面积的增加表面面积结构（与圆柱体相比）(cm~肌和神经纤维网等结构。动物在空腹时，绒毛不活动。进食则可引起绒毛产生节律性的伸缩和摆动。这些运动可加速绒毛内血液和淋巴流动，有助千吸收。绒毛运动由神经控制，刺激内脏神经可加强绒毛运动。绒毛运动还受小肠黏膜释放的一种胃肠激素缩肠绒毛素(v illikinin)的调节。营养物质可通过两条途径进入血液或淋巴：一是跨细胞途径(transcellular pathway)，即通过绒毛柱状上皮细胞的顶端膜进入细胞，再通过细胞基底侧膜进入血液或淋巴；二是细胞旁途径(paracell ular pathway)，即通过相邻上皮细胞之间的紧密连接进入细胞间隙，然后转入血液或淋巴（图6-17)。营养物质通过质膜的机制包括被动转运、主动转运及胞饮等，其转运机制参见第二章。


生理学 二、小肠内主要物质的吸收 在小肠中被吸收的物质不仅包括经口摄入的食物和水，还包括各种消化腺分泌入消化道内的水、无机盐和某些有机成分。以水为例，人每日分泌入消化道内的各种消化液总量可达6~8L，每日还饮水1~2L，而每日由粪便中排出的水仅约150ml。因此，由小肠每日吸收入体内的液体量可达8L以上。如此大量的水若不能重新回到体内势必造成严重脱水，致使内环境稳态遭受破坏。急性呕吐和腹泻时，在短时间内损失大量液体的严重性就在千此-0正常情况下，小肠每日还吸收数百克糖、100g以上脂肪、50~100g氨基酸以及50~100g离子等。实际上，小肠吸收的能力远超过这些数字，因而具有巨大的储备能力。（一）水的吸收水的吸收都是跟随溶质分子的吸收而被动吸收的，各种溶质，特别是NaCl的主动吸收所产生的渗透压梯度是水吸收的主要动力。细胞膜和细胞间的紧密连接对水的通透性都很大，而驱使水吸收的渗透压一般只有3-SmOsm/(kg·H20)。在十二指肠和空肠上部，水从肠腔进入血液和水从血液进入肠腔的量都很大，因此肠腔内液体的顶端膜侧小肠上皮细胞基底膜侧减少并不明显。在回肠，离开肠腔的液体比进入的多，因而肠内容量大为减少。


生理学 （二）无机盐的吸收 一般说来，单价碱性盐类如Na+、K+,NH4十的吸收很快，多价碱性盐类则吸收很慢。凡能与C汒结合而形成沉淀的盐，如硫酸盐、磷酸盐、草酸盐等，则不能被吸收。1钠的吸收成年人每日经口摄入Na+5~8g，每日分泌入消化液中的Na十为20~30g，而每日大肠吸收的总Na十为25~35g，说明肠内容物中95%-99％的N旷已被吸收。小肠黏膜上皮从肠腔内吸收Na十是个主动过程，动力来自上皮细胞基底侧膜中钠泵的活动。钠泵的活动造成细胞内低Na+，且黏膜上皮细胞内的电位较膜外肠腔内负约40mV，故N旷顺电－化学梯度，并与其他物质（如葡萄糖、氨基酸等逆浓度差）同向地转运入细胞。进入细胞内的Na十再在基底侧膜经钠泵被转运出细胞，进入组织间液，随后进入血液。


生理学 （二）无机盐的吸收 2.铁的吸收成年人每日吸收铁约1mg。铁的吸收与机体对铁的需要量有关，当服用相同剂量的铁后，缺铁患者可比正常人的铁吸收量高2~5倍。食物中的铁绝大部分是高铁(Fe“)，不易被吸收，当它还原为亚铁(Fe2+）时则较易被吸收。Fe2＋的吸收速度要比相同量Fe“快2~l5倍。维生素C能将Fe”还原为F砍而促进铁的吸收。铁在酸性环境中易溶解而便于被吸收，故胃液中的盐酸有促进铁吸收的作用，胃大部切除的患者可伴发缺铁性贫血。


生理学 （二）无机盐的吸收 铁主要在小肠上部被吸收。肠黏膜细胞吸收无机铁是个主动过程，需要多种蛋白的协助转运。黏膜细胞顶端膜中存在的二价金属转运体(divalent metal transport er1, DMTl)能将无机铁转运入细胞内，而黏膜细胞基底侧膜中存在的铁转运蛋白1(fenoporti n1, FPl)则可将无机铁转运出细胞，使之进人血液，这两个过程都需要消耗能量。另一方面，肠黏膜吸收铁的能力取决千黏膜细胞内的含铁量。由肠腔吸收入黏膜细胞的无机铁，大部分被氧化为Fe3•，并与细胞内的脱铁铁蛋白(apoferritin)结合成铁蛋白(ferritin, Fe-BP)，暂时储存在细胞内，以后缓慢向血液中释放；吸收入黏膜细胞的Fe2＋仅一小部分在尚未与脱铁铁蛋白结合前可以主动吸收的方式转移到血浆中。黏膜细胞在刚吸收铁而尚未将它们转移至血浆中时，则暂时失去其由肠腔再吸收铁的能力。这样，存积在黏膜细胞内的铁量，就成为再吸收铁的抑制因素。这种巧妙的平衡吸收机制，既保证了肠黏膜对铁的强大吸收能力，又能防止过量的铁进入人体形成铁超载(iron overload)。


生理学 （二）无机盐的吸收 3.钙的吸收食物中的钙20%-30％被吸收，大部分随粪便排出。食物中的钙必须变成Ca”才能被吸收，影响Ca2＋吸收的主要因素是维生素D和机体对钙的需要量。高活性的维生素D(1,25－二胫维生素队）能促进小肠对Ca2•的吸收（见第十一章）。儿童和哺乳期妇女因对钙的需要量增大而吸收增多。此外，钙盐只有在水溶液状态（如CaCl2、葡萄糖酸钙溶液），而且在不被肠腔中其他任何物质沉淀的情况下，才能被吸收。肠内容物的酸度对钙的吸收有重要影响，在pH约为3时，钙呈离子化状态，吸收最好。肠内容物中磷酸过多，将使之形成不溶解的磷酸钙，使Ca2•不能被吸收。此外，脂肪食物对钙的吸收有促进作用，脂肪分解释放的脂肪酸，可与Ca2＋结合成钙皂，后者可和胆汁酸结合，形成水溶性复合物而被吸收。


生理学 （二）无机盐的吸收 小肠黏膜对Ca2十的吸收通过跨上皮细胞和细胞旁途径两种形式进行。十二指肠是跨上皮细胞主动吸收Ca2十的主要部位，小肠各段都可通过细胞旁途径被动吸收Ca2+。从Ca2•的吸收量来看，可能以后一种形式吸收的Ca2十更多，部位以空肠和回肠更为主要。Ca2十吸收的跨上皮细胞途径包括以下三个步骤：心肠腔内Ca正经上皮细胞顶端膜中特异的钙通道顺电－化学梯度进入细胞；＠进入胞质内的Ca2＋迅速与钙结合蛋白(calcium-binding protein, CaBP或calbindin)结合，以维持胞质中低水平的游离Ca2＋浓度，避免扰乱细胞内的信号转导和其他功能；＠与钙结合蛋白结合的Ca2＋在被运送到基底侧膜处时，与钙结合蛋白分离，通过基底侧膜中的钙泵和Na•-ca2•交换体被转运出细胞，然后进入血液。


生理学 （二）无机盐的吸收 以上参与Ca2•吸收的特异钙通道、钙结合蛋白、钙泵和Na十-ca2·交换体都受到1,25－二胫维生素队的精细调控，其调控是通过影响基因表达来促进上述功能蛋白的合成而实现的。4负离子的吸收在小肠内吸收的负离子主要是C「和HC03一。由钠泵产生的电位差可促进肠腔负离子向细胞内移动。但有证据认为，负离子也可独立进行跨膜移动S心。（三）糖的吸收食物中的糖类一般须分解为单糖后才能被小肠上皮细胞吸收。各种单糖的吸收速率有很大差别，已糖的吸收很快，戊糖则很慢。在已糖中，又以半乳糖和葡萄糖的吸收为最快，果糖次之，甘露糖最慢。大部分单糖的吸收是个主动过程，它是逆浓度差进行的。在肠黏膜上皮细胞刷状缘膜中存在Na+－葡萄糖同向转运体，它能选择性地将葡萄糖或半乳糖通过黏膜细胞刷状缘从肠腔转运入细胞内，这种转运方式属千继发性主动转运（见第二章）。进入细胞的单糖则以经载体易化扩散的方式离开细胞进入组织间液，随后入血。各种单糖与转运体的亲和力不同，因此吸收速率也不同。


生理学 （四）蛋白质的吸收 食物中的蛋白质经消化分解为氨基酸后，几乎全部被小肠吸收。蛋白质经加热处理后因变性而易于被消化，在十二指肠和近端空肠即被迅速吸收，未经加热处理的蛋白质则较难被消化，须到达回肠后才基本被吸收。氨基酸的吸收与单糖相似，氨基酸自肠腔进入黏膜上皮细胞的过程也属千继发性主动转运。在小肠黏膜细胞刷状缘，目前已确定有三种主要的氨基酸运载系统，分别转运中性、酸性或碱性氨基酸。一般说来，中性氨基酸的转运比酸性或碱性氨基酸速度快。进入上皮细胞的氨基酸也以经载体易化扩散的方式进入组织间液，然后经血液为机体利用，当蛋白质被小肠吸收后，门静脉血液中的氨基酸含量即刻增高。蛋白质经水解生成的寡肤也能被吸收，小肠黏膜上皮细胞刷状缘膜中还存在二肤和三肤转运系统，许多二肤和三肤可被小肠上皮细胞吸收进入细胞内的二肤和三肤可被细胞内的二肤酶和三肤酶进一步分解为氨基酸，再进入循环血液。此外，少量小分子食物蛋白可完整地进入血液，由千吸收量很少，从营养角度看并无多大意义，但可作为抗原引起过敏反应或中毒反应，这对人体是不利的。（五）脂肪的吸收在小肠内，脂类的消化产物脂肪酸、一酰甘油、胆固醇等很快与胆汁中的胆盐形成混合微胶粒。


生理学 （四）蛋白质的吸收 由于胆盐的双嗜特性，它能携带脂肪消化产物通过狻盖于小肠黏膜上皮细胞表面的静水层到达上皮细胞表面。在这里，一酰甘油、脂肪酸和胆固醇等从混合胶粒释出，透过上皮细胞脂质膜而进入细胞。长链脂肪酸及一酰甘油被吸收后，在肠上皮细胞的内质网中大部分重新合成为甘油三酷，并与细胞中生成的载脂蛋白合成乳糜微粒(chylornicron)。乳糜微粒形成后即进入高尔基复合体中，被质膜结构包裹而形成痰泡。当袋泡移行到细胞底侧膜时便与细胞膜融合，以出胞的方式释出其中的乳糜微粒，进入细胞间液的乳糜微粒再扩散进入淋巴循环（图6-18)。 肠腔小肠上皮细胞巳淋巴甘油三酣i脂肪酶：言一二旨／酸胆盐混合微胶粒, 中、短链甘油三酷水解产生的脂肪酸和一酰甘油，在小肠上皮细胞中不再变化，它们是水溶性的，可直接扩散出细胞的基底膜侧进入血液而不进入淋巴循环。由于膳食中的动、植物油中含有15个以上碳原子的长链脂肪酸较多，所以脂肪的吸收途径以淋巴为主。


生理学 （六）胆固醇的吸收 进入肠道的胆固醇主要来自食物和由肝脏分泌的胆汁。胆汁中的胆固醇是游离的，而食物中的胆固醇部分是酷化的。酣化的胆固醇须经消化液中胆固醇醋酶的水解，使之变为游离胆固醇后才能被吸收。游离胆固醇通过形成混合微胶粒，在小肠上部被吸收。被吸收的胆固醇大部分在小肠黏膜上皮细胞内又重新酷化，生成胆固醇酷，最后与载脂蛋白一起组成乳糜微粒，经由淋巴系统进入循环血液。胆固醇的吸收受很多因素的影响。食物中胆固醇含址越高，其吸收也越多，但两者不呈线性关系。食物中的脂肪和脂肪酸可促进胆固醇的吸收，而各种植物固醇（如豆固醇、B－谷固醇）则通过竞争性抑制妨碍其吸收。胆盐可与胆固醇形成混合微胶粒，有助千胆固醇的吸收，食物中不能被利用的纤维素、果胶、琼脂等易与胆盐结合而形成复合物，可阻碍微胶粒的形成，从而能降低胆固醇的吸收。抑制肠黏膜细胞载脂蛋白合成的物质可因妨碍乳糜微粒的形成而减少胆固醇的吸收。


生理学 （七）维生素的吸收 大部分维生素在小肠上段被吸收，只有维生素B12是在回肠被吸收的。大多数水溶性维生素（如维生素Bl、队、B6、PP)是通过依赖于Na十的同向转运体被吸收的。存在于食物中的大多数维生素B12是与蛋白质结合的。胃蛋白酶消化蛋白质的作用和胃内的低pH环境，使维生素B12能从结合的形式释放出来，游离的维生素B12迅速与一种称为R蛋白(R protein, trans cobalamin, TC)的糖蛋白结合。R蛋白存在于唾液和胃液中，它能在很宽的pH范围内与维生素B12紧密结合。胃壁细胞分泌内因子是维生素B12结合蛋白，但内因子与维生素B12结合的亲和力比R蛋白小，因此，胃中大多数维生素B12与R蛋白结合。胰蛋白酶可在R蛋白与维生素见的连接处降解这一复合物，将维生素B12释放出来。游离的维生素B12随后与内因子结合。其复合物可高度抵抗胰蛋白酶的消化。回肠上皮细胞的顶端膜含有能识别和结合内因子维生素B12复合体的受体蛋白，转运阮到肠上皮细胞中（图6-19)。当机罚s~体发生萎缩性胃炎或胃大部切除后，由于内因子分泌不足，可因维生素B12吸收障碍而发生巨幼细胞性贫血。脂溶性维生素A、D、E,K的吸收与脂类消化产物相同。 ：飞：.［内｀胰腺泡上皮细Jl1曰—器嘈t回肠上皮细胞,了-r立门脉系统三今@运钻胺蛋白II三、大肠的吸收功能 每日从小肠进入大肠的内容物有1000-lSOOmJ，大肠黏膜对水和电解质有很强的吸收能力，每天最多可吸收5~8L水和电解质，因而大肠中的水和电解质大部分被吸收，仅约150ml的水和少量Na\Cl一随粪便排出。若粪便在大肠内停留时间过长，大肠内的水被进一步吸收，可使粪便变得干硬而引起便秘。当进入大肠的液体过多或大肠的吸收能力下降时，则可因水不能被正常吸收而引起腹泻。大肠能吸收肠内细菌合成的维生素B复合物和维生素K，以补充食物中维生素摄入的不足；此外大肠也能吸收由细菌分解食物残渣而产生的短链脂肪酸，如乙酸、丙酸和丁酸等。临床上可采用直肠灌药的方式作为给药途径，直肠给药时药物混合于直肠分泌液中，通过肠黏膜被吸收入黏膜下静脉丛，继续经直肠中静脉、下静脉和肛门静脉直接吸收进入体循环，不经过肝脏，从而避免了肝脏的首过效应；也可经由直肠上静脉经门静脉进人肝脏，代谢后再进入体循环。两种方式均不经过胃和小肠，避免了强酸、碱和消化酶对药物的影响和破坏作用。因而直肠给药可显著地提高药物的生物利用度，同时也避免了药物对胃肠道的直接刺激。 四、肠道微生态的概念及生理意义 人体是一个共生微生物的载体，有超过入体细胞总数十倍的微生物，广泛分布在人体表面的皮肤、口腔、消化道、呼吸道、生殖道等部位，其编码的基因在数量上远超乎人类自身编码的基因，达150倍以上。在肠道中就有上千种微生物定植或过路，消化道居住的大量微生物被统称为肠道微生物群。正常的肠道微生物群以其所处的宿主人类的微环境共同构成了肠道微生态。人类与肠道微生物通过协同进化形成互相依赖的共生复合体，能直接或间接地影响入体的多种生理功能。除了前文提及的分解食物、维生素和氨基酸的合成之外，人体和其肠道微生物的相互作用，也是人体免疫系统发育和成熟的重要根源之一；肠道微生态能影响脂肪的储存、改善线粒体活性调节能量代谢；可能通过肠－脑轴与中枢神经系统进行交流对其调控，影响宿主的脑行为；促进血管生成；参与骨密度调节；同时，肠道微生态的稳定对人类保持肠道上皮的完整性、抵抗肠道病原菌引起的感染性疾病是极其重要的。 （朱壳） 1.慢波与平滑肌的活动有何关系？在调节胃肠功能中有何作用？2.胃液中含大量胃酸和胃蛋白酶，为何不会引起自身消化？3.行胃大部切除术或回肠切除术后的患者可出现贫血，可有什么类型的贫血？为什么？4.胰液分必过多或过少，可对机体产生什么影响？为什么？5为什么常不吃早饭可能会产生胆结石？6.脂类物质为何大部分从淋巴途径被吸收？[1]王庭槐生理学．3版．北京：高等教育出版社，2013[2]姚泰入体生理学4版北京：人民卫生出版社，2015[3]王庭槐生理学3版北京：人民卫生出版社，2015[4]朱大年，王庭槐生理学8版北京：人民卫生出版社，2013[5]管又飞，刘传勇医学生理学3版北京：北京大学医学出版社，2014[6]朱文玉医学生理学2版北京：北京大学医学出版社，2009机体各种功能活动所需要的能量来源千营养物质分子中的化学能。在体内糖、脂肪和蛋白质进行化学反应的同时伴有能量的转换，其产生的大部分能量最终均转化为热能。热能部分用于维持体温，部分通过散热途径释放到体外。人体在正常情况下具备保持体温恒定的调节能力，为生理功能活动提供相对稳定的内环境。 第一节能量代谢 机体的物质代谢包括合成代谢和分解代谢两个方面。合成代谢是指机体利用从外界摄取的营养物质及分解代谢的部分产物构筑和更新自身组织，并将能量储存在生物分子的结构中。分解代谢是指机体分解摄入的营养物质及自身的组成成分，并释放能量用于各种功能活动和维持体温。可见，机体的新陈代谢既有物质的转变，又有能量的转化。通常将生物体内物质代谢过程中伴随发生的能量的释放、转移、储存和利用称为能量代谢(energy metabolism)。 一、机体能量的来源与利用(—)能量的来源 1．可利用的能量形式机体利用的能量来源于食物中糖、脂肪和蛋白质分子结构中蕴藏的化学能，当这些营养物质被氧化分解时，碳氢键断裂，释放出化学能。然而，组织细胞在进行各种功能活动时并不能直接利用这种能晶形式，所需能量实际上是由高能化合物腺昔三磷酸(adenosine triphosphate, ATP)直接提供的。ATP是机体在物质代谢过程中通过底物水平磷酸化和氧化磷酸化生成的当需要能量时ATP水解为腺昔二磷酸(adenosine dip hosphate, ADP)及磷酸，同时释放出能量。人体在生命活动过程中不断消耗ATP，同时营养物质氧化分解释放的能量又将ADP磷酸化重新生成ATP，形成ATP循环。可见在体内ATP既是直接的供能物质，又是能量储存的重要形式。除ATP以外，体内还有其他的高能化合物，如磷酸肌酸(creatine phosphate, CP)等。CP主要存在于肌肉和脑组织中，当物质氧化分解释放的能储过剩时，ATP将高能磷酸键转给肌酸，在肌酸激酶催化下合成CP；反之，当组织消耗ATP增多，超过营养物质氧化生成ATP的速度时，CP的高能磷酸键又可快速转给ADP，生成ATP，以补充ATP的消耗S》。因此，可以认为CP是体内ATP的储存库。ATP还可以通过高能磷酸基团的转移生成UTP、CTP、GTP，这些高能化合物为糖原、磷脂、蛋白质合成提供能量。总之，从机体能量代谢的整个过程来看，ATP的合成与分解是体内能量转化和利用的关键环节。的分解供能以有氧氧化为主。虽然糖的无氧氧化只能释放少址能量，但在人体处于缺氧状态时极为重要，因为这是入体内能源物质唯一不需氧的供能途径。如当人进行剧烈运动时，骨骼肌的耗氧量剧增，由千循环、呼吸功能活动的加强是渐进过程，机体摄02的速度暂时不及骨骼肌代谢所需的实际耗氧量，通常将这部分亏欠的02矗称为氧债(oxygen deb t)，在这种情况下是通过葡萄糖无氧氧化及动用储备在磷酸肌酸分子中的高能键来提供能量。在骨骼肌活动停止后的一段时间内，循环、呼吸活动仍维持在较高水平，摄取较多的02以偿还氧债，补充能量的储备。人体内某些细胞（如成熟红细胞）由于缺乏有氧氧化的酶系，也主要依靠糖的无氧氧化来供能。通常情况下脑组织则主要依赖葡萄糖的有氧氧化供能，当发生低血糖或缺氧时，可引起脑功能活动的障碍，出现头晕等症状，重者可发生抽描甚至昏迷。糖原(glycogen)是葡萄糖的多聚体，是糖在体内的储存形式，主要储存在肝和肌肉组织中。肝糖原分解时可生成葡糖－6－磷酸，在葡糖－6－磷酸酶作用下水解生成葡萄糖，因此，肝糖原在维待机体血糖浓度的相对稳定中起重要作用。当空腹血糖浓度降低时，肝糖原可转变为葡萄糖，使血糖浓度升高到正常水平；反之，当血糖浓度升高时，糖在肝脏中合成肝糖原储存起来，使血糖浓度下降到正常水平。由于肌肉组织中不含葡糖－6－磷酸酶，生成的葡糖－6－磷酸不能直接转变为葡萄糖，而是进入糖的无氧氧化途径，为肌肉收缩活动提供能址。此外，机体还可以通过糖异生将非糖物质如乳酸、甘油、生糖氨基酸等转变成葡萄糖或糖原，这有利于在营养物质补充不足的情况下维持血糖水平。因此，一般情况下机体饥饿24~48小时仍可以糖氧化供能为主。 （二）能量的利用 各种营养物质在体内氧化分解过程中释放能量，其中50％以上直接转化为热能，其余部分则以化学能的形式储存于ATP等高能化合物的高能键中，供机体用于进行各种生理功能活动，包括基础代谢、运动或各种活动、食物的特殊动力效应（见后述）及生长发育等过程的能量消耗。在进行物质的跨膜主动转运，产生生物电活动，腺体的分泌、递质的释放以及肌肉的收缩和舒张等过程中，除骨骼肌收缩做一定证的机械功（简称外功）外，其他所利用的能揽最终都将转变为热能，产生的热能除用于维待体温，主要由体表散发到外界环境中去，较少部分通过呼出气、排泄物等被带出体外。 （三）能量平衡 人体的能蜇平衡是指摄入的能量与消耗的能量之间的平衡。若在一段时间内体重保持不变，可认为此时人体的能量达到了“收支“平衡，即这段时间内摄入的能量与消耗的能量基本相等。若摄入食物的能量少于消耗的能量，机体即动用储存的能源物质，因而出现体重减少，称为能量的负平衡；反之，若摄入的能量多于消耗的能量，多余的能量则转变为脂肪组织等，因而体重增加，称为能量的正平衡。过度消瘦会使机体抵抗各种不利因素刺激的能力降低；而肥胖则可引发多种疾病，如心脑血管疾病、高脂血症、糖尿病等。因此，在日常生活中，人们应根据自身的实际生理状况、活动强度等调整营养物质的摄入量，使机体保持在有利于健康的能量代谢水平。在临床上常用体质指数和腰围作为判断肥胖的简易诊断指标。体质指数(body mass index)是指体重(kg)除以身高(m)的平方所得之商，体质指数过大主要反映全身性超重和肥胖。在我国，成人体质指数为24可视为超重界限、28为肥胖界限。腰围(waist circumference)主要反映腹部脂肪的分布，成人的腰围在男性不宜超过85cm，女性不宜超过80cm。 二、能星代谢的测定（一）能量代谢的测定原理 机体的能量代谢水平通常用能量代谢率(energy metabolism rate)作为评价指标，即测定机体在单位时间内的能量消耗量。根据能量守恒定律，在整个能量转化过程中，机体消耗的蕴藏于能源物质中的化学能和最终转化的热能及所做的外功按能量来折算是完全相等的。因此，机体的能量代谢率可通过测定在一定时间内所消耗的营养物质量，然后，按照营养物质的热价（见后文）计算出它们所包含的能量；也可通过测定机体在一定时间内产生的热量与所做的外功量。但实际上很难测定机体消耗的营养物质的量，故通常采用间接的方法来推算，即通过测定在一定时间内营养物质代谢所消耗的。2量和产生的CO2量，推算出营养物质的消耗量，并计算出产热量，这样就能得到机体的能量代谢率。若使机体保持在安静状态下，避免做外功，则产热量即为总的消耗的能量，因此，通过测定机体在一定时间内的散热量也可得出能量代谢率。 （二）能量代谢的测定方法 根据机体能量代谢的测定原理，测定能量代谢率通常采用直接测热法和间接测热法两种方法。各种营养物质的分子组成不同，其反应物和产物之间呈现不同的定比关系。利用糖、脂肪和蛋白质在体内氧化分解时的耗氧量、CO2产生量以及释放的热量之间的比例关系，可推算出机体在一定时间内所消耗的各种营养物质的量，计算出其产生的热量。利用间接测热法测算单位时间内机体的产热量需要应用以下几个基本概念和数据。食物的热价：lg某种食物氧化时所释放的能量，称为这种食物的热价(thermal equivalent of food)。食物的热价通常用焦耳(J)作为计量单位(lJ=0.239cal)。食物的热价分为生物热价和物理热价，分别指食物在体内氧化和体外燃烧时释放的能量。糖、脂肪和蛋白质三种主要营养物质的热价列于表7-1中。从表中可见，糖和脂肪的生物热价和物理热价相同，蛋白质则不同，这是由于蛋白质在体内不能完全被氧化，部分代谢产物以尿素、尿酸和肌酐等形式从尿中排出，还有少量含氮产物在粪便中排出，因而其生物热价小于物理热价C产热量(kJ/g)营养物质消耗量(Ug)CO2产量(Ug)呼吸商(RQ)氧热价(kJ/L)物理热价生物热价糖17.217.20.830.831.0021.1脂肪39.839.82.031.430.7119.6蛋白质23.418.00.950.760.8018.9食物的氧热价：某种食物氧化时消耗lL02所产生的热量，称为这种食物的氧热价(thermal equivalent of oxygen)。氧热价表示某种物质氧化时的耗氧量和产热量之间的关系。由于各种营养物质分子组成不同，因此，同样消耗lLO2，氧化时所释放的热量也不相同（表7-1)。


生理学 （二）能量代谢的测定方法 呼吸商：营养物质在细胞内进行氧化供能的过程中，需要消耗02，并产生CO2。将机体在一定时间内呼出的CO2量与吸入的02量的比值，称为呼吸商(respiratory quotient, RQ),$。严格地说，应以CO2和02的摩尔数来计算呼吸商，但由于在同一温度和气压条件下，摩尔数相同的不同气体，其容积相等，因此，也可以采用CO2与02的容积数(ml或L)来计算呼吸商，即RQ=CO2产生量(mol)CO2产生量(ml)(7-2)02消耗量(mol)=02消耗量(ml)物质氧化时的需02量和产生的CO2量与其分子中所含C、H和0元素的比例有关，糖、脂肪和蛋白质氧化时各自的呼吸商见表7-1。由于葡萄糖氧化时，产生的CO2量与消耗的02量是相等的，所以糖氧化时的呼吸商为1.00。蛋白质和脂肪氧化时的呼吸商分别为0.80和0.71。如果某人的呼吸商接近于1.00，说明此人在这段时间内所利用的能量主要来自糖的氧化。在糖尿病患者，因葡萄糖的利用发生障碍，机体主要依靠脂肪代谢供能，因此呼吸商偏低，接近于0.71。在长期饥饿的情况下，人体的能量主要来自自身蛋白质的分解，故呼吸商接近千0.80。正常人进食混合食物时，呼吸商在0.85左右。


生理学 （二）能量代谢的测定方法 一般认为整体条件下的呼吸商可反映体内三种营养物质氧化分解的比例，但实际情况并不是完全吻合，因为营养物质在体内可以互相转变。例如，当营养摄入过多，一部分糖转化为脂肪时，由于脂肪的分子组成中氧的含量较少，原来糖分子中的氧就有剩余，这些剩余的氧可参加机体代谢过程中的氧化反应，相应减少了从外界摄取的02量，从而使呼吸商变大，甚至可超过1.0。当某些因素影响肺通气功能时，也会改变呼吸商。例如，在肌肉剧烈活动时，由于出现氧债，糖无氧氧化加强，因而产生大量乳酸，乳酸与体内缓冲系统作用，结果导致肺通气量增大，排出的CO2量明显增加，使呼吸商变大；反之，在肺通气不足时，呼吸商则变小。


生理学 （二）能量代谢的测定方法 在通常情况下，体内能扯主要来自糖和脂肪的氧化，若将蛋白质的代谢量忽略不计，由糖和脂肪氧化时产生的CO2量和消耗的02量的比值称为非蛋白呼吸商(non-protein respiratory quotient, NPRQ)。表7-2显示不同比例的糖和脂肪氧化时的非蛋白呼吸商及相应的氧热价，利用这些数据，可使能量代应用间接测热法测定受试者的能量代谢水平简单易行，常被用于指导健康运动及作为临床上对重症患者制订营养支持计划的依据。下面介绍间接测热法的具体做法：(1)间接测热法的步骤：通过测算机体在一定时间内蛋白质和非蛋白物质的产热量，进而得出能量代谢率。l)蛋白质氧化的产热量：首先测定机体在一定时间内的尿氮排出量。蛋白质的含氮量一般为16％左右，即在体内氧化lg蛋白质可产生约0.16g的尿氮（粪便中的氮排出量忽略不计）。将测出的尿氮量除以0.16，即为体内蛋白质的氧化量。根据蛋白质的生物热价（见表7-1)，就可计算出蛋白质氧化的产热量。


生理学 （二）能量代谢的测定方法 2)非蛋白物质氧化的产热量：先测定机体在一定时间内的总的耗氧量和总的CO2产生量。根据每克蛋白质氧化时的耗氧量和CO2产生量（见表7-1)，可算出受试者在这段时间内用于蛋白质氧化的耗氧量和CO2产生痲。然后，分别从总量中减去该值，便获得非蛋白（糖和脂肪）物质氧化时的耗氧量和CO2产生量，由此求得非蛋白呼吸商(NPRQ)。然后查表7-2可得出对应的氧热价，从而计算出非蛋白物质氧化的产热量。3)总产热量：将蛋白质氧化的产热量与非蛋白物质氧化的产热量相加，即可算出机体在一定时间内的总产热量，即能量代谢率。现举一实例。假定某受试者24小时的耗氧量是400L, CO2产生量为340L（已换算成标准状态的气体容积），尿氮排出量为12g。根据这些数据，计算该受试者1小时的能量代谢量，具体如下：蛋白质氧化：蛋白质氧化量＝12g-;-0.16=75g产热量＝18kJ/gx75g=1350kJ耗氧量＝0.95Ugx75g=71.25L CO2产生量＝0.76Ugx75g=57L耗氧量＝400L-71.25L=328.75L查表7-2，当NPRQ为0.86时，氧热价为20.41kJ/L，因此，非蛋白物质氧化的产热量为产热量＝20.41kJ/Lx328.75L=6709.79kJ该受试者24小时内的产热量为总产热量＝1350kJ+6709.79kJ=8059.79kJ上述的测算方法较为繁琐，在临床、运动生理及劳动卫生工作实践中，能量代谢率的测定常采用以下两种简化方法：一种方法是将蛋白质的氧化量忽略不计，将测得的一定时间内的耗氧量和CO2产生量所求得的呼吸商视为非蛋白呼吸商，经查表得到相对应的氧热价，耗氧量与氧热价相乘，便可计算出一定时间内的产热量S｀。另一种更为简便的方法是仅测定一定时间内的耗氧量，根据国人的统计资料，将受试者食用混合膳食时的非蛋白呼吸商视为0.82（这实际上是基础状态下的呼吸商，见后文），与此相对应的氧热价则为20.20kJ/L，用测定的一定时间内的耗氧量直接乘以20.20kJ/L，即可得出这段时间内的产热量S心。实际上用简化方法所获得数值与上述经典测算方法所得数值非常接近，仅相差1%~2%。(2)测定机体耗氧量和CO2产生量的方法气体容积改变可引起上盖移动，吸气时上盖下降，呼气时则上盖上升，由此记录出呼吸曲线。由于每罚·,~次呼吸会摄取一定量的02，呼出气中的CO2又被吸收，因此，描笔不能回到原来的高度。随着呼吸的持续进行，气缸中的02逐渐减少，呼吸曲线的基线逐渐下降。在一定时间内（通常测试6分钟），以基线下降的高度与容器的换算系数相乘，即为该时间内的耗氧量。根据实验前后CO2吸收剂的重量改变，即能算出单位时间内的CO2产生量。


生理学 （二）能量代谢的测定方法  氧气记纹鼓涵如迁旷客世 以上介绍的直接测热法和间接测热法通常是在受试者保待安静状态，不做外功的条件下进行的。应用双标记水法(dou bly labeled water, DL W)、可L则可以测定受试者在自由活动状态下的能噩代谢率。 三、影响能量代谢的因素 机体在进行新陈代谢的过程中，物质代谢与能量代谢相伴行，因此，影响营养物质的摄取、消化、吸收、代谢、生物氧化等诸多因素均能影响机体的能量代谢；此外，机体本身的状态、环境因素等也能影响能量代谢水平。 （－）整体水平影响能量代谢的主要因素 1.肌肉活动肌肉活动对能量代谢的影响十分显著，机体任何轻微的活动即可提高代谢率。人在运动或劳动时，由于肌肉活动所消耗的能量需要通过营养物质的氧化来补充，因而可引起耗氧量显著增加。机体耗氧量的增加与肌肉活动的强度呈正比，在持续进行体育运动或劳动时耗氧量可达安静时的10~20倍，机体的产热量也随之增加。因此，通常可用能量代谢率作为评估肌肉活动强度的指标。从表7-3可以看到不同劳动强度或运动时的能量代谢率。


生理学 （－）整体水平影响能量代谢的主要因素 2.环境温度当人处于安静状态下，环境温度在20~30"C时，裸体或只穿淜衣，其能量代谢较为稳定，这主要是由于此时骨骼肌保持在比较松弛的状态。当环境温度低千20"C时，能量代谢率便开始增加；在10"C以下时，则显著增加。这是因为寒冷刺激反射性地引起机体出现肌紧张增强甚至出现战栗所致。当环境温度超过30"C时，代谢率也逐渐增加，这与体内化学反应加快，出汗增多，以及呼吸、循环功能增强等因素有关。3.精神活动当人在平静地思考问题时，产热噩增加一般不超过4%，但当人处于精神紧张状态时，如烦恼恐惧或情绪激动时，能揽代谢率可增高10％以上。这是由千机体出现的无意识的肌紧张，以及交感神经兴奋，甲状腺激素、肾上腺素等刺激代谢的激素释放增多，使机体代谢活动增强所致。虽然脑组织代谢水平高，在安静状态下，每100g脑组织的耗氧量为3-3.5ml/min（氧化的葡萄糖址为4.5mg/min)，约为肌肉组织安静时耗氧量的20倍，但在不同精神活动状态下，脑组织本身的能或代谢率却变化不大。研究发现，在睡眠时和在精神活动活跃状态下，脑组织中葡萄糖的代谢率几乎没有差异。


生理学 （－）整体水平影响能量代谢的主要因素 4.食物的特殊动力效应人在进食后的一段时间内，即使在安静状态下，也会出现能批代谢率增高的现象，一般从进食后1小时左右开始，延续7~8小时。进食能刺激机体额外消耗能楹的作用，称为食物的特殊动力效应(specific dynamic e[fect)。食物的成分不同，所产生的特殊动力效应也不同。在三种主要营养物质中，进食蛋白质产生的特殊动力效应最为显著，当机体摄入可提供lOOkJ能址的蛋白质，所产生的额外耗能可达30kJ，即蛋白质的特殊动力效应约为30%；糖和脂肪分别为6％和4％左右；混合性食物约为10%。因此，在计算机体所需摄入的能扯时，应注意到额外消耗的这部分能量而给予相应的补充。有关食物的特殊动力效应产生的确切机制目前尚不清楚，动物实验表明，将氨基酸经静脉注入后仍可见到这种现象，但在切除肝脏后此现象即消失，因而认为食物的特殊动力效应与食物在消化道内的消化和吸收无关，可能主要与肝脏处理氨基酸或合成糖原等过程有关。


生理学 （二）调控能量代谢的神经和体液因素 1下丘脑对摄食行为的调控成年动物和入的体重取决于能量的摄入量和消耗址之间的平衡。若以强制性喂养的方法使动物发胖后允许动物自由摄食，动物将自动减少食物的摄入址，直至体重回降到原先水平；反之，若限制动物的食物摄入噩并使之体重有所降低，然后允许动物自由摄食，动物将会增加食物的摄入址，直到体重又回升到原先水平。用埋藏电极刺激或毁损下丘脑的摄食中枢(feeding center)或饱中枢(satiety center)，可证实上述能量平衡的维持与下丘脑摄食中枢和饱中枢对摄食行为的调控有关，该中枢根据体内血糖水平、胃的牵张刺激程度等调节机体摄食行为。2.激素对能量代谢过程的调节食物在体内的消化、吸收及代谢过程受多种激素的调节，例如，糖代谢受胰岛素、胰高血糖素、生长激素、糖皮质激素和肾上腺素的调节。脂肪和蛋白质代谢受糖皮质激素、胰岛素、生长激素、甲状腺激素和性激素的调节。其中，甲状腺激素对能扯代谢的影响最为显著，可提高绝大多数组织的耗氧量和产热量。体内还有许多影响能量代谢的蛋白质和肤类物质，如解耦联蛋白，瘦素、神经肤Y等。


生理学 四、基础代谢 基础代谢(basal metabolism)是指机体在基础状态下的能量代谢。基础代谢率(basal metabolism ra te, BMR)则是指机体在基础状态下单位时间内的能量消耗量。所谓基础状态，是指人体处在清醒，安静，不受肌肉活动、环境温度、精神紧张及食物等因素影响时的状态。在测定BMR时受试者保持清醒，静卧，肌肉放松，至少2小时以上无剧烈运动，无精神紧张，食后l2~14小时，室温保持在20~25屯。机体在基础状态下的能址消耗主要用千维持血液循环、呼吸等基本生命活动，在这种情况下，代谢水平是比较稳定的。BMR比一般安静时的代谢率低，是人体在清醒时的最低能监代谢水平。在熟睡时机体的各种生理功能活动减弱至更低水平，此时的能批代谢率也进一步降低，但在做梦时可增高。不同身材的个体，其能址代谢批可有较大差异。若以每于克体重的产热量进行比较，则身材矮小的人每千克体重的产热量要高于身材高大的入。研究表明，若以每平方米体表面积的产热痲进行比较，则不论身材大小，单位时间的产热批非常接近。即能盘代谢率的高低与体重不成比例关系，而是m4t}与体表面积成正比。因此，能量代谢率常以单位时间（每天0900。


生理学 四、基础代谢 或每小时）单位体表面积的产热量作为计量单位，用kJ/(m2·d)或kJ/(m2·h)来表示。入体的体表面积可应用S tevenson公式进行测算，即体表面积(m勹＝0.006lx身高(cm)700600+O. Ol28x体重(kg)-0.1529(7-3)16060近年来对国人体表面积的测算结果显示，利用500Stevenson公式的计算值略小于实际测量所得的数值，但目15040030020050前尚无公认的更准确的计算公式。另外，体表面积还可以在体表面积测算图（图7-2)上直14040接读取，具体做法是在图中分别找出受试者的身高值和体100重值在各自标尺上的对应点，这两点的连线与体表面积标130000尺交点的读数就是该受试者的体表面积。BMR除与体表面积有关外，还因受试者性别、年龄的图7-2体表面积测算图不同而有差异（表7-4)，一般男性的平均值比同年龄组的女性高；儿童比成人高，年龄越大，代谢率越低。年龄（岁）11~1516~1718~1920~3031~4041~5051以上男性195.5193.4166.2157.8158.6154.0149.0女性172.5181.7154.0146.5146.9142.4138.6测定BMR时，一般将基础状态下的非蛋白呼吸商视为0.82，采用简化的能量代谢测定法，只需测定受试者在基础状态下一定时间内的耗氧量和体表面积，即可计算出BMR。例如：某受试者，男性，20岁，在基础状态下1小时的耗氧址为14L，测算的体表面积为1.6m2，其BMR为20.20kJ/Lx l4U h"'""l.6m2=176.75kJ/(m2·h)临床上在评价基础代谢水平时，通常将实测值和表7-4中对应的正常平均值进行比较，采用相对值来表示，即基础代谢率（相对值）=正常平均值xl00%(7-4)一般认为正常范围是相对值在丑5％之内，相对值超过20％时，说明可能有病理性变化。在临床上发现很多疾病都伴有BMR的改变，特别是出现甲状腺功能障碍时BMR可发生明显的变化。当甲状腺功能低下时，BMR可比正常值低20%-40%；而甲状腺功能亢进时，可比正常值高25%-80%。其他如肾上腺皮质功能低下、垂体性肥胖、肾病综合征、病理性饥饿等可出现BMR降低；糖尿病、红细胞增多症、白血病以及伴有呼吸困难的心脏疾病等BMR可升高。当人体发热时，BMR也会升高，一般情况下，体温每升高l'{:;,BMR将升高13％左右。临床上BMR的测定可作为某些疾病的辅助诊断方法，尤其是对于甲状腺疾病的诊断具有一定的意义，但目前由千可直接测定反映甲状腺功能的血清激素(T3、兀）水平，故在甲状腺疾病的诊断上已很少应用。然而，由千BMR能够反映甲状腺激素的外周代谢情况，故仍是检测甲状腺功能的一个重要指标，特别是在甲状腺功能亢进的治疗过程中，测定BMR可用于疗效观察。此外，测定BMR还可以用于指导肥胖者控制摄入的食物热扯及运动强度，以达到适当降低体重的目的。


生理学 四、基础代谢 临床上对有些不能自由进食的患者，特别是对重症患者在制定营养支持方案时需要掌握实时能量的消耗情况，以避免出现营养过度或不足，通常进行静息能量消耗(resting energy expendit ure, REE)的测定，即在安静状态下维待机体组织细胞正常功能活动所消耗的能量。测定时受试者需禁食2小时以上，在合适的温度下平卧或安坐30分钟以上。一般静息能量消耗比基础代谢水平高10％左右。随着科学技术的进步，目前已开发出多种便捷的能量代谢测定系统（又称代谢车）供临床使用，为更好地给患者制定个性化营养支持方案提供科学依据。S伈生物体生存的自然环境温度变化很大，有些地区不仅四季温差大，日间温度也有大幅度变化，而温度对生命系统具有重要的影响。构成生物体的基本成分是蛋白质、脂质、核酸等生物大分子，蛋白质分子中的肤键、核酸碱基之间的共价键以及细胞膜中的磷脂等均易受温度的影响。此外，机体在细胞和分子水平发生的各种化学反应常需酶的催化，温度能影响酶的活性，其反应速率在一定的范围内随温度的升高而增加。可见温度是影响细胞结构和功能的重要因素，机体相对稳定的温度是维持正常生命活动的重要保障。鸟类和哺乳类动物的体温是相对稳定的，故称为恒溫动物(homeothermic animal)。而低等动物，如爬行类、两栖类的体温随环境温度的变化而变化，称为变溫动物(po如lothermic animal)。恒温动物是通过体内完善的体温调节机制，包括自主性体温调节和行为性体温调节，使机体的体温通常保持在高于环境温度的相对稳定水平，这对高等动物稳定表达复杂的生物学特性十分重要。变温动物的体温通常与环境温度相同或略高于环境温度，主要通过行为性体温调节活动，使机体与环境进行热交换。总之，温度是影响机体内环境的重要因素之一，人体的体温作为基本的生命体征是判断健康状况的重要指标。


生理学 四、基础代谢  一、体温 在各种环境温度下，人体各部位的温度并不完全一致，但脑和躯干核心部位的温度却能保持相对稳定。因此，在研究体温时通常将人体分为核心与表层两个部分。核心部分的温度称为体核温度(core temperature)；表层部分的温度称为体表温度(shell tempe氓ure)。生理学或临床医学中所说的体温(body temperature)通常是指机体核心部分的平均温度。 （一）体表温度和体核温度 从观察体温的角度来划分的人体核心部分与表层部分并非固定不变，而是随环境温度的变化而发生改变。如图7-3所示，在寒冷环境中，核心部分的区域缩小，主要集中在头部与胸腹腔内脏，表层部分的区域相应扩大，表层与核心部分之间的温度梯度明显。相反，在炎热环境中，核心部分的区域扩大，可扩展到四肢，表层部分的区域明显缩小，表层与核心部分之间的温度梯度变小。


生理学 （一）体表温度和体核温度 1.体表温度体表温度一般低千体核温度，在体表层各部位之间也有较大温差，且易受环境温度的影响。体表层最外侧的皮肤的温度称为皮肤温度(skin temperature)。当环境温度为23"C时，足部皮肤温度约27"C，手部约30"C，躯干部约32"C，额部33~34"C。即四肢末梢皮肤温度低，越近躯干、头部，皮肤温度越高。图7-3在不同环境温度下人体体温分布状态当气溫达32"C以上时，皮肤温度的部位差异将变小。A环境溫度20°C; B环境溫度35°C I t1,;,与之相反，在寒冷环境中，皮肤温度的部位差异变大，即随着气温下降，手、足部皮肤温度降低最为显著，而额头部皮肤温度的变动相对较小。皮肤温度与局部血流量密切相关，凡能影响皮肤血管舒缩的因素都能改变皮肤温度。例如，人在寒冷环境中或情绪激动时，交感神经兴奋，皮肤血管紧张性增高，血流量减少，皮肤温度降低，特别是手的皮肤温度显著降低，可从30屯骤降至24°C。由于皮肤温度的变化在一定程度上可以反映血管的功能状态，因此，临床上利用红外线热影像仪检测手的温度可辅助诊断外周血管疾病。


生理学 （一）体表温度和体核温度 2.体核温度体核温度是相对稳定的，各部位之间的温度差异较小，其中肝和脑的代谢旺盛，在全身各器官中温度最高，约38°C；肾、胰腺及十二指肠等器官温度略低；直肠的温度则更低，约37.5°C。由千机体核心部分各个器官通过血液循环交换热量而使温度趋于一致，因此，核心部分的血液温度可代表体核温度的平均值。


生理学 （一）体表温度和体核温度 体核温度不易测僵，临床上通常用直肠、口腔和腋下等部位的温度来代表体核温度。直肠温度(rec tal temperatu re)的正常值为36.9-37.9°C，测量时温度计应插入直肠6cm以上才能比较接近体核温度。口腔温度(oral temperature)的正常值为36.7-37.7°C，测量时将温度计含于舌下。由于测量口腔温度比较方便，因而是临床上常用的测温方法。但口腔温度易受经口呼吸及进食食物的温度等因素的影响，测量时要注意避免这些干扰因素。此外，对于不能配合测量的患者，如哭闹的小儿和精神病患者，则不宜测量口腔温度。腋下温度(axillary temperature)的正常值为36.0-37.4°C，测量时需注意要让被测者将上臂紧贴胸廓，使腋窝紧闭，形成人工体腔。机体内部的热量经过一定的时间逐渐传导至腋下，使腋下的温度升高至接近于体核溫度。因此，测量腋下温度的时间一般较长，需要持续5~l0分钟，同时还应注意保持腋下干燥。测量腋下温度方便易行，在临床上和日常生活中被广泛应用。


生理学 （一）体表温度和体核温度 此外，在临床上或实验研究中有时也检测食管温度和鼓膜温度。由于食管中央部分的温度与右心房内的温度大致相等，而且两者在体温调节中发生反应的时间过程也是一致的，所以可将食管温度作为反映体核温度的指标，一般食管温度比直肠温度低0.3屯左右。鼓膜的温度与下丘脑温度十分接近，用鼓膜温度可以反映脑组织的温度。随着电子鼓膜温度计的开发和利用，现在临床上也常采用测定鼓膜温度来监测机体体温。


生理学 （一）体表温度和体核温度 3.平均体温在分析机体的体温调节反应时需要考虑平均体温(mea n body temperature, TMil)的变化，即机体各部位温度的平均值。平均体温可根据机体体核温度和皮肤温度以及机体核心部分和表层部分在整个机体中所占的比例进行计算，计算公式如下：T,rn=a•Tco,e+(1-a)•TMS(7-5)式中的TMB代表平均体温，Tcore为体核温度，TMS为平均皮肤温度，a为核心部分在机体全部组织中所占的比例，（l－a)为表层部分所占的比例。由千核心部分与表层部分的相对比例在不同的环境溫度下可发生较大的变动，因此，a值不是固定不变的，一般情况下，在适宜的温度环境中a值约为0.67，在炎热环境中可达0.8~0.9，在寒冷环境中约为0.64。平均皮肤温度(mean skin temperature,TMS)可通过体表各区域的皮肤温度分别乘以该区域占总体表面积的比例，再经过加和求出。 （二）体溫的生理性波动 在正常情况下，机体的体温可因一些内在因素而发生波动，但这种波动幅度一般不超过1屯。


生理学 （二）体溫的生理性波动 1体温的日节律体温在一昼夜之间有周期性的波动，表现为在清晨2~6时体温最低，午后1~6时最高$0人体体温的昼夜周期性波动，称为体温的昼夜节律或日节律(circadian rhythm)。体温的日节律取决于生物体的内在因素，而与精神活动或肌肉活动状态等无关。如果让受试者处千特定的环境中，将一切标志时间的外在因素，如昼夜明暗周期、环境温度的规律性变化、定时的进餐等都去除，此时受试者的体温仍表现出昼夜节律性波动的特性，但这种节律的周期要比地球的24小时自转周期略长，故称为自由运转周期(free-runni ng period)。人在日常生活中，由千上述各种外在因素的作用，自由运转周期和地球的24小时运转周期发生同步化，因此，体温的日节律便与地球自转周期相吻合。目前认为，生物节律主要受下丘脑视交叉上核的控制。


生理学 (沪)踞迁 2.性别的影响通常情况下，男性和女性体温略有差别，成年女性的体温平均高于男性0.3"C。此外育龄期女性的基础体温随月经周期而变动（图7-4)。所谓基础体温是指在基础状态下的体温，一般在早晨起床前测定。在月经周期中，体温在卵泡期较低，排卵日最低，排卵后升高0.3~0.6°C。因此，育龄期女性通过每天测定基础体温有助于了解有无排卵和排卵的时间。目前认为排卵后黄体期体温升高是由千黄体分泌的孕激素作用于下丘脑所致。3年龄的影响儿童和青少年的体温较高，老年人因基础代谢率低而体温偏低。新生儿，特别是早产儿，由于体温调节机构尚未发育完善，调节体温的能力较差，故体温易受环境因素的影响而发生变动。如果给婴儿洗澡时不注意保温，其体温可降低2~4t。因而对婴幼儿应加强保温护理。


生理学 (沪)踞迁 4.运动的影响运动时肌肉活动能使代谢增强，产热扯增加，体温升高。所以，临床上测量体温时应让受试者先安静一段时间后再进行，测量小儿体温时应防止哭闹。此外，情绪激动、精神紧张、进食等也可对体温产生影响。（三）人体体温的变化范围正常情况下，人的体温是相对稳定的，当某种原因使体温异常升高或降低时，若超过一定界限，将危及生命。脑组织对温度的变化非常敏感，当脑温超过42气时，脑功能将严重受损，诱发脑电反应可完全消失，因此，发热、中暑等体温异常升高时，及时应用物理降温等方法以防止脑温过度升高是至关重要的。当体温超过44~45°C时，可因体内蛋白质发生不可逆性变性而致死。反之，当体温过低时神经系统功能降低，低千34°C时可出现意识障碍，低千30°C时可致神经反射消失，心脏兴奋传导系统功能异常，可发生心室纤维性颤动。当体温进一步降低至28°C以下时，则可引起心脏活动停止。


生理学 二、机体的产热反应与散热反应 如前述，营养物质代谢所释放的化学能在体内经过转化与利用，除做外功以外，最终都转变成热能，在维持机体体温的基础上，热能通过循环血液被传送到体表散发到体外。恒温动物之所以能维持体温相对稳定，是因为产热(heat production)和散热(h eat l oss)两个生理反应过程在体温调节中枢控制下取得动态平衡。(—)产热反应1.主要产热器官体内的热量是伴随机体进行各种功能活动时产生的，因此，代谢水平高的组织器官，其产热噩也大，反之则产热扯小。从表7-5中可见，机体在安静时主要由内脏产热，约占总产热址的56%。在内脏各器官中肝脏的代谢最为旺盛，产热址最高，肝脏的血液温度比主动脉血液温度高0.4-0.8°C。当机体在运动时，骨骼肌则成为主要的产热器官。由于骨骼肌的总重散约占体重的40%，因而具有巨大的产热潜力。骨骼肌的紧张度稍有增强，其产热量即可发生明显改变，在运动时，骨骼肌的产热量由总产热量的18％增加到73%，剧烈运动时，可达总产热批的90%。此外，褐色脂肪组织在寒冷环境下发挥重要的产热作用，特别是在新生儿尤为重要。


生理学 产热量（占机体总产热量的％）组织器官重量（占体重的％）安静状态运动或劳动内脏3456肌肉4018其他23.510 2.产热的形式在一般的环境温度下，机体的热量主要产自全身各组织器官的基础代谢，食物特殊动力效应及骨骼肌舒缩活动等过程。在寒冷环境下则主要依靠战栗产热(shivering thermogenesis)和加强非战栗产热(non-shivering th ermogenesis)来增加产热蜇，以维持体热平衡，使体温保持稳定。(1)战栗产热：战栗是指骨骼肌屈肌和伸肌同时发生不随意的节律性收缩，其节律为9~11次／分，在肌电图上表现为成簇的高幅波群集放电可L，此时肌肉收缩活动不做外功，能量全部转化为热量。在寒冷环境下，机体首先出现肌紧张，或称战栗前肌紧张(pre-sh i vering tone)，此时代谢率有所增加，在此基础上出现战栗，可使代谢率增加4~5倍，产热量明显增多，有利于维持体热平衡。


生理学 产热量（占机体总产热量的％）组织器官重量（占体重的％）安静状态运动或劳动内脏3456肌肉4018其他23.510 (2)非战栗产热：非战栗产热又称代谢性产热，是一种通过提高组织代谢率来增加产热的形式。非战栗产热作用最强的组织是分布在肩脾下区、颈部大血管周围、腹股沟等处的褐色脂肪组织。在褐色脂肪组织细胞的线粒体内膜上存在解耦联蛋白(uncoupling protein, UCP)习L，当受到甲状腺激素、肾上腺素作用时，UCP就成为易化质子通道，W顺浓度梯度沿UCP返回到线粒体基质中，使经线粒体呼吸链电子传递建立的质子跨膜电－化学势能以热能的形式释放出来，而不用千合成ATP。褐色脂肪组织的代谢产热量大，但成年人体内含量很少，在新生儿体内则较多。新生儿体温调节功能尚不完善，不能发生战栗，故寒冷条件下主要依赖代谢性产热维持体温。


生理学 3.产热活动的调节 (1)神经调节：寒冷刺激可使位于下丘脑后部的战栗中枢兴奋，经传出通路到达脊髓前角运动神经元，引起战栗；还能引起下丘脑释放促甲状腺激素释放激素，后者刺激腺垂体释放促甲状腺激素，从而促进甲状腺产生和分泌甲状腺激素；也可通过交感神经系统兴奋，促进肾上腺髓质释放肾上腺素和去甲肾上腺素，通过神经－体液调节使代谢性产热增加。(2)体液调节：甲状腺激素是调节非战栗产热活动最重要的体液因素，如果机体暴露在寒冷环境中数周，甲状腺的活动明显增强，甲状腺激素大量分泌，通过调节线粒体功能、Na+,K+-ATP酶活性等可使代谢率增加20%~30%。此外，肾上腺素、去甲肾上腺素和生长激素等也能促进代谢性产热。 （二）散热反应 1.散热的部位人体的主要散热部位是皮肤。在安静状态下，当环境温度低千机体表层温度时，大部分体热通过辐射、传导和对流等方式向外界发散，小部分体热随呼出气、尿、粪等排泄物排出体外。在劳动或运动时，还会有汗腺分泌汗液，通过水分的蒸发增加散热。


生理学 2.散热的方式 (1)辐射散热：辐射散热(thermal radiation)是指机体通过热射线的形式将体热传给外界溫度较低物质的一种散热方式。人体在21°C的环境中，在裸体情况下约有60％的热量是通过辐射方式发散的。辐射散热量的多少主要取决于皮肤与周围环境之间的温差，当皮肤温度高千环境温度时，温差越大，辐射散热量就越多；反之，温差越小，辐射散热量就越少。若环境温度高千皮肤温度，则机体不仅不能通过辐射散热，反而将吸收周围环境中的热蜇。此外，辐射散热还取决千机体"的有效散热面积，有效散热面积越大，散热量就越多。由于四肢的表面积较大，因而是辐射散热的重要部位。


生理学 2.散热的方式 在汗液的成分中水分约占99%，固体成分约占1%。在固体成分中，大部分为NaCl，也有乳酸及少址KCl和尿素等。当汗腺分泌时分泌管腔内的压力可高达250mmHg以上，表明汗液不是简单的血浆滤出物，而是汗腺细胞主动分泌产生的。刚从汗腺分泌出来的汗液与血浆是等渗的，但在流经汗腺管腔时，在醒固酮的作用下，汗液中的N旷和Cl一被重吸收，最后排出的汗液是低渗的。因此，当机体大址出汗时可导致血浆晶体渗透压升高，造成高渗性脱水。当出汗速度加快时，由于NaCl不能被充分吸收，汗液中的NaCl浓度较高，此时机体在丢失大量水分的同时，也丢失了一部分的NaCl。因此，在短时间内大量出汗时应注意在补充水分的同时补充NaCl，否则易引起水和电解质平衡紊乱，甚至导致神经系统和骨骼肌组织的兴奋性改变而发生热痉挛。


生理学 2.散热的方式 在体内引起汗腺分泌的因素不同，其出汗的情形也各有不同。由温热性刺激引起的机体出汗称为温热性出汗(thermal sweating)。控制温热性出汗的中枢位千下丘脑的体温调节中枢。当机体接受温热性刺激时，中枢通过支配汗腺的交感胆碱能纤维使全身小汗腺分泌汗液。温热性出汗的生理意义在千通过汗液的蒸发散热，维持体温的相对稳定。精神紧张或情绪激动时也会引起出汗，称为精神性出汗(mental sweating)，其中枢位于大脑皮层的运动区，通过支配汗腺的交感肾上腺素能纤维引起汗腺分泌。出汗的部位主要在掌心、足底及前额等处。精神性出汗与体温调节的关系不大，而是机体应激反应的表现之一。温热性出汗和精神性出汗常同时出现，不能截然分开。此外，在进食辛辣食物时，口腔内的痛觉神经末梢受到刺激，可反射性地引起头面部和颈部出汗，称为味觉性出汗(gustatory sweating)。


生理学 3散热反应的调节 (1)皮肤血流量改变对散热的影响：如前所述，机体通过辐射、传导和对流的散热方式散失热量的多少，主要取决千皮肤和环境之间的温度差，而皮肤温度的高低与皮肤的血流量有关。皮肤血液循环的特点是分布到皮肤的动脉穿透隔热层（如脂肪组织等），在真皮的乳头下形成微动脉网，再经迂回曲折的毛细血管网延续为丰富的静脉丛；在皮下还有大噩动－静脉吻合支。这些特点决定了皮肤血流量可在很大范围内发生变动。机体通过交感神经控制皮肤血管的口径，调节皮肤的血流量，使散热量符合当时条件下体热平衡的需要。如在炎热环境中，交感神经紧张性降低，皮肤小动脉舒张，动－静脉吻合支开放，皮肤血流量显著增多，较多的体热可从机体深部被带到表层，促进散热。另外，汗腺活动加强时，皮肤血流量增多也给汗腺分泌带来必要的水源。在寒冷环境中，交感神经紧张性增强，皮肤血管收缩，血流量减少，身体表层宛如一个隔热器，可起到防止体热散失的作用。此外，由于四肢深部的静脉和动脉相伴行，这相当千一个热量的逆流交换系统，从四肢远端回流的静脉血温度较低，可从与其伴行的动脉摄取热量，带回到体核部分，而动脉血在流向四肢远端的过程中温度逐渐降低，可以减少热量的散失。


生理学 3散热反应的调节 (2)影响蒸发散热的因素：汗腺受交感胆碱能纤维支配，当交感神经兴奋时，末梢释放ACh增多，通过作用于M受体促进汗腺分泌。出汗量和出汗速度还受环境温度、湿度及机体活动程度等因素的影响。人在安静状态下，当环境温度达到30"C左右时便开始出汗；如果空气湿度较高且衣着较多，气温在25°C时便可出汗，加之湿度较高时汗液不易被蒸发，体热不易散失，可反射性引起大量出汗。在劳动或运动时，气温虽在20"C以下也可出汗，而且出汗量往往较多。但若在高温环境中停留时间过久，出汗速度可因汗腺疲劳而明显减慢。 三、体温调节（一）体温调节的基本方式 机体体温调节有自主性和行为性体温调节两种基本方式。自主性体温调节(autonomic thermoregulation)是指在体温调节中枢的控制下，通过增减皮肤的血流量、出汗、战栗和调控代谢水平等生理性调节反应，以维持产热和散热的动态平衡，使体温保持在相对稳定的水平。行为性体温调节(beha vioral thermoregulation)是指有意识地进行的有利千建立体热平衡的行为活动，如改变姿势、增减衣物、人工改善气候条件等。


生理学 （二）自主性体温调节 自主性体温调节主要是通过反馈控制系统实现对体温的调节，维持体温的相对稳定。在这个控制系统中，下丘脑的体温调节中枢属千控制部分，由此发出的传出信息控制受控系统的活动，如驱动骨骼肌战栗产热，改变皮肤血管口径，促进汗腺分泌等，从而使机体的产热量和散热量保持平衡。当内、外环境变化使体温波动时，通过温度检测装置，即存在千皮肤及机体内部（包括神经中枢）的温度感受器，将信息反馈至体温调节中枢，经过中枢的整合作用，发出适当的调整受控系统活动的信息，建立起当时条件下的体热平衡。此外，通过前馈系统，及时启动体温调节机制，避免体温出现大幅波动。«?,•,人或其他恒温动物区别于变溫动物的主要特征是具备完善的自主性体温调节功能，当环境溫度有较大幅度变化时，仍可通过调控产热和散热反应，使体温保待相对稳定（图7-5)。1.温度感受器根据存在的部位，可将温度感受器分为外周温度感受器和中枢温度感受器；根据感受温度的性质，温度感受器又可分为冷感受器和热感受器。


生理学 （二）自主性体温调节 (1)外周温度感受器：外周温度感受器(peripheral thermoreceptor)是存在于皮肤、黏膜和内脏中的对温度变化敏感的游离神经末梢，包括热感受器和冷感受器。在一定温度范围内，当局部温度升高时，热感受器兴奋；反之，当温度降低时冷感受器兴奋。热感受器和冷感受器各自有特定的最敏感温度范围，热感受器的敏感温度在较高温度侧，冷感受器的敏感温度则在较低温度侧。温度感受器在各自的敏感温度放电频率最高（图7-6)。在皮肤的温度感受器呈点状分布，且冷感受器较多，是热感受器的5~11倍，因此，对冷刺激较为敏感。另外，皮肤的温度感受器表现为对温度的变化速率更为敏感。 肌蒸冷感受器热产栗战、热张散紧发12963热感受器函函i亨芭恲粟于泾(恙亟)誕族、、`基础产热 l20


生理学 ~L三竺 (2)中枢温度感受器：中枢温度感受器(central th ermoreceptor)是存在于中枢神经系统内对温度变化敏感的神经元，包括热敏神经元和冷敏神经元。在一定范围内，热敏神经元(warm-sens山ve neuron)表现为随着局部组织温度升高，其发放冲动频率增加；冷敏神经元(cold-sens山ve neuron)则随着局部组织温度降低，其发放冲动频率增加。动物实验表明，下丘脑、脑干网状结构和脊髓等中枢神经系统中都含有温度敏感神经元，其中，在视前区－下丘脑前部(preoptic-anterior hypothalamu s area, PO/AH)热敏神经元居多；而在脑干网状结构和下丘脑的弓状核，则冷敏神经元较多。温度敏感神经元对温度的变化十分敏感，当局部组织温度变动0.1"C时放电频率就会发生变化，且不出现适应现象。瞬时受体电位(tran sient receptor potential, TRP)家族的部分成员具有接受温度刺激的功能，如TRPVl和TRPV2感受伤害性高温刺激，与产生痛觉有关，TRPV3、TRPV4、TRPM2、TRPM4和TRPM5感受温和热刺激，而TRPM8和ANKTM l则感受冷（凉）刺激。这是一类非选择性阳离子通道蛋白，在皮肤、感觉神经末梢和中枢神经系统等多种组织中广泛分布，通过调节细胞内的Ca2+,Na十浓度及膜电位而发挥作用。这些通道蛋白中有的还能接受其他的理化因素刺激，如渗透压、W浓度、辣椒素和海荷醇等。TRP通道作为温度感受分子在体温调节过程中起重要的作用，但其详细的生物学机制目前还不十分清楚。2体温调节中枢从脊髓到大脑皮层的整个中枢神经系统中都存在参与调节体温的神经元，但对恒温动物进行脑分段横断实验证明，只要保持下丘脑及以下的神经结构完整，动物虽然在行为等方面可能出现异常，但仍能维持体温的相对稳定，说明调节体温的中枢主要位于下丘脑S`。现已证明，PO/AH是机体最重要的体温调节中枢，PO/AH的温度敏感神经元不仅能感受局部脑温的变化，对下丘脑以外的部位，如中脑、延髓、脊髓以及皮肤、内脏等处的溫度变化也能发生反应。此外，PO/AH的温度敏感神经元还接受多种化学物质的刺激，包括致热原(pyrogen)、5-胫色胺、去甲肾上腺素和一些肤类物质，诱发体温调节反应。若破坏PO/AH，与体温调节有关的产热和散热反应都将明显减弱或消失。这也进一步说明了PO/AH是体温调节中枢整合机构的中心部位。


生理学 ~L三竺 3体温调节过程一体温调定点学说从20世纪70年代开始，人们用体温调节的调定点学说(se t point the01y)解释机体在各种环境温度下保持体温相对稳定的机制，虽然更详细的分子机制还不清楚，但该学说基本上可以解释整体水平的体温调节过程｀沁该学说认为体溫调节过程类似于恒温器的工作原理，体核温度作为控制变翟，其变化信息反馈到体温调节中枢，与中枢的调定点水平（内设参考温度值）进行比较，体核温度与此参考温度之间的差值即为误差信号，机体据此调节产热和散热活动，使体温向着接近于调定点水平的方向变化。一般认为，人的正常体温调定点为37"C，体温调节中枢按照这个设定温度进行调节活动，当体温与涸定点的水平一致时，说明机体的产热量与散热量取得平衡；当体温高于调定点水平时，体温调节中枢促使机体产热活动减弱，散热活动加强；反之，当体温低于调定点水平时，促使机体产热活动加强，散热活动减弱，直到体温回到调定点水平。关于调定点设置，目前认为主要取决于热敏神经元和冷敏神经元的温度敏感特性，即两种温度敏感神经元随温度变化放电频率改变的特性。如图7-7所示，当热敏神经元反应曲线的斜率减小，或冷敏神经元反应曲线的斜率增大时，调定点上移；反之，热敏神经元反应曲线的斜率增大，或冷敏神经元反应曲线的斜率减小时，调定点下移。这种现象称为重调定(resetti ng)，此时的产热和散热活动要在新的调定点水平达到平衡。机体在致热原作用下引起的发热就是由千调定点上移而出现的调节性体温升高平。而当环境温度过高引起中暑时，虽然可出现体温升高，但这种情况并非因为体温涸节中枢调定点上移，而是由于机体的散热能力不足或体温调节中枢功能障碍所致，为非调节性体温升高$0下丘脑温度（劝图7-7下丘脑温度变化与温度敏感神经元的放电活动自于温度感受器的温度信息经高级神经中枢整合后产生的主观的舒适或不适的感觉。机体采取的体温调节行为是向着有利于产生溫热舒适的感觉方向进行的。


生理学 ~L三竺  四、特殊环境温度下的体温调节 机体处在低温或高温环境下，经过一段时间，能够逐渐产生适应性变化，使机体的调节能力增强，这种现象称为温度习服(thermal acclimation)，包括热习服和冷习服。(—)热习服热习服(heat acclimation)是指机体反复或持续暴露于高温环境后产生的适应性变化。表现为引起出汗的体温阙值降低，出汗反应的潜伏期缩短，出汗量增加，汗液中钠盐含量减少，以及引起皮肤血管扩张的体温阔值降低，皮肤血流量增加等。（二）冷习服冷习服(cold acclimation)是指机体反复或持续暴露千冷环境后逐渐出现的适应性改变。例如，基础代谢率增加，非战栗性产热增加，细胞膜流动性改变，细胞骨架重新构建，Na+，k+－ATP酶活性增高，热绝缘层（皮下脂肪层或动物的羽毛密度）增大等。（曹宇）1.机体能量代谢的基本过程。2.各种能量代谢测定的方法及原理。3.从能量代谢的角度说明肥胖产生的原因及对机体的危害。4保持体温相对稳定的机制和生理意义。5.应用体温调定点学说解释机体发热和解热过程。[l]姚泰，赵志奇，朱大年，等．人体生理学4版．北京：人民卫生出版社，2013.


生理学 四、特殊环境温度下的体温调节 [7]Othman AA, Nothaft W, Awni WM,et al. Effects of the TRPVl antagonist ABT-102on Body Temperature in Healthy Volunteers:Pharmacokinetic/Pharmacodynamic Analysis of Three Phase1Trials. Br J Clin Pharmacol,2013,75(4):1029-1040. 第八章尿的生成和排出 肾脏是机体最重要的排泄器官，通过尿的生成和排出，肾脏能够排出机体代谢终产物、进入机体过剩的物质和异物，洞节水、电解质和酸碱平衡，调节动脉血压等，从而维持机体内环境的稳态。肾脏也是一个内分泌器官，它能合成和释放多种生物活性物质，如合成和释放肾素，参与动脉血压的调节；合成和释放促红细胞生成素，促进红细胞的生成；肾脏中的la－胫化酶可使25－轻维生素队转化为1,25－二胫维生素D3，调节钙的吸收和血钙水平；肾脏还能生成激肤和前列腺素，参与局部或全身血管活动的调节。


生理学 第八章尿的生成和排出 尿生成包括三个基本过程：心血液经肾小球毛细血管滤过形成超滤液；＠超滤液被肾小管和集合管选择性重吸收到血液；＠肾小管和集合管的分泌，最后形成终尿。肾脏形成尿液受神经、体液及肾脏自身的调节。本章主要介绍尿液的生成及其调节机制，以及输尿管和膀胱的排尿活动。 第一节肾的功能解剖和肾血流量、肾的功能解剖 肾脏是实质性器官，位千腹腔后上部，脊椎两旁。肾实质分为皮质和髓质两部分。皮质位于表层，富含血管，主要由肾小体和肾小管构成。髓质位于深部，血管较少，由多个圆锥形的实体肾锥体构成。锥体的基底部在皮质和髓质之间的边缘处，而顶部伸向肾窦，终止于肾乳头。在肾单位生成的尿液经集合管在肾乳头处的开口进入肾小盏、肾大盏和肾盂，最后经输尿管进入膀胱。肾盏、肾盂和输尿管壁内含有平滑肌，其收缩运动推动尿液流向膀胱。


生理学 （－）肾脏的功能单位－肾单位 1肾单位人体每个肾含有80万～100万个肾单位(nephron)，每个肾单位都有单独生成尿液的功能，是肾脏的基本功能单位，它与集合管共同完成尿的生成过程。肾脏不能再生新的肾单位。肾脏损伤、疾病或正常衰老情况下，肾单位的数量将逐渐减少。40岁后，功能性肾单位的数量每10年大约减少10%。但在正常情况下剩余的肾单位足以完成正常的泌尿功能。每个肾单位由肾小体及与之相连接的肾小管构成。肾小体由肾小球(glomerulus)和肾小痰(bowman capsule)组成（图8-lA)。肾小球是位于入球小动脉和出球小动脉之间的一团毛细血管簇，由入球小动脉分支成40~50条平行且相互吻合成网的毛细血管网，最后又汇合在一起形成出球小动脉。肾小球外侧被肾小袋所包裹，肾小袭的脏层和壁层之间的间隙称为肾小娱腔。从肾小球滤过的液体流入肾小姚中。肾小裂延续即为肾小管。肾小管包括近曲小管(proximal convoluted tubule)、髓拌(loop of h enle)和远曲小管(d istal convoluted tubule)。肾小管的初始段高度屈曲，称为近曲小管。肾小管走行在髓质的一段呈“U”形，称为髓拌。髓拌由降支和升支组成。与近曲小管连接的降支其管径比较粗，称为降支粗段(thi c k descending limb)；随后管壁变薄，管腔缩窄，称为降支细段(thin descending limb)。随后折返形成升支细段(thin ascending limb)，继续上行管径增租成为髓拌升支粗段(thick ascending limb)。髓拌接着连接远曲小管。近曲小管和髓拌降支粗段，称为近端小管(proximal tubule)；髓拌升支租段和远曲小管，称为远端小管(distal tubule)。远曲小管与集合管(collecting duct)相连接。髓质又分为外髓部和内髓部。


生理学 （－）肾脏的功能单位－肾单位  皮质肾单位肾小体｛肾小球（毛细血管球）肾小埏 A.肾单位的组成；B肾单位和肾血管的结构示意图，图中所示处于肾皮质不同部位的肾单位和肾血管的结构显著不同2集合管集合管不属千肾单位。每条集合管都与多条远曲小管相连，收集其转运过来的尿液，最后经过肾乳头顶部进入肾盏、肾盂和输尿管后进入膀胱。每个肾脏大约有250个很大的集合管，每个大的集合管收集大约4000个肾单位的尿液。集合管在尿液浓缩过程中起重要作用。3.皮质肾单位和近髓肾单位根据肾小体在肾皮质所处的位置，肾单位可分为皮质肾单位(cortical nephron)和近髓肾单位(juxtamedullary nephron)（图8-1B)。(1)皮质肾单位：皮质肾单位的肾小体位千皮质的外2/3处，占肾单位总数的85%～90%。这类肾单位的特点为：心肾小球体积较小，髓拌较短，不到髓质，或有的只到达外髓部；＠其入球小动脉的口径比出球小动脉的大，两者的比例约为2:1;＠出球小动脉分支形成小管周围毛细血管网，包绕在肾小管的周围，有利于肾小管的重吸收。


生理学 皮质肾单位肾小体｛肾小球（毛细血管球）肾小埏 (2)近髓肾单位：近髓肾单位的肾小体位千皮质层靠近髓质的位置，占肾单位总数的10%~15%。其特点是：心肾小球体积较大，髓拌较长，可深入到内髓部，有的可到达肾乳头部；＠入球小动脉和出球小动脉口径无明显差异；＠出球小动脉进一步分支形成两种小血管，一种为肾小管周围毛细血管网，缠绕在近曲小管和远曲小管周围，有利于肾小管重吸收；另一种是细长成拌状的U形直小血管(vasa rec ta)，深入髓质，与髓拌伴行，在维持肾脏髓质高渗和尿液浓缩稀释方面起重要作用。 （二）球旁器 球旁器(juxtaglomerular apparatus)由球旁细胞(juxtaglomerular cell)、致密斑(macula densa)和球外系膜细胞(extraglomerular mesangial cell)三部分组成（图8-2)。球旁细胞也称颗粒细胞(granul釭cell)，是入球小动脉管壁中一些特殊分化的平滑肌细胞，细胞内含分泌颗粒，能合成、储存和释放肾素(renin)。


生理学 致密斑位于穿过入球小动脉和出球小动脉之 层是毛细血管内皮细胞，细胞上有许多直径为70~90nm的小孔，称为窗孔(fen es trae)。水和小分子溶图8-2肾小球、肾小砐微穿刺和球旁器示意图质（如各种离子、尿素、葡萄糖及小分子蛋白质等）可方框内为球旁器；右侧肾小翍腔中插入的微细自由地通过，但毛细血管的内皮细胞表面有带负电玻瑞管用作微穿刺吸取翍腔内超滤液之用（见荷的糖蛋白，能阻止带负电荷的蛋白质通过。＠中后文）间层为毛细血管基膜，含有W型胶原、层粘连蛋白和蛋白多糖等成分，带负电荷，厚度约为300nm。膜上有直径为2~8nm的多角形网孔，可以通过机械屏障和电荷屏障影响滤过。＠外层是具有足突的肾小裳上皮细胞，又称足细胞。足细胞的足突相互交错，形成裂隙(slit)，裂隙上有一层滤过裂隙膜(filtrat i on slit membrane)，膜上有直径4-1lnm的小孔，它是滤过的最后一道屏降。肾小球滤过屏障上有一种蛋白质，称为裂孔素(n ephri n)，是足细胞裂隙膜的主要蛋白质成分，其作用是阻止蛋白质的淜出。缺乏裂孔素时，尿中将出现蛋白质。


生理学 肾小襄脏层基膜毛细血管内皮 血管系膜又称球内系膜，连接千肾小球毛细血管之间，主要由球内系膜细胞(mesangial cell)和系膜基质组成。一些缩血管物质，如血管升压素（又称抗利尿激素）、去甲肾上腺素、血管紧张素II、内皮素、血栓烧A2和腺昔（可引起入球小动脉收缩）等，可引起系膜细胞收缩。心房钠尿肤、前列腺素E2、前列环素多巴胺和一氧化氮(NO)可使系膜细胞舒张。通过收缩或舒张系膜细胞来调节滤过膜的面积和肾小球滤过系数从而影响尿液的形成。正常人两个肾脏肾小球的滤过面积达1.5m2左右，且保持相对稳定。不同物质通过滤过膜的能力取决于滤过物质分子的大小及其所带的电荷。一般说来，分子有效半径小于2.0nm的中性物质可自由滤过（如葡萄糖）；有效半径大于4.2n m的物质不能滤过；而有效半径在2.0-4.2nm之间的各种物质，则随有效半径的增加，滤过量逐渐降低。用不同有效半径的中性右旋糖酐分子进行实验，可清楚地证明滤过物质分子大小与滤过的关系。


生理学 肾小襄脏层基膜毛细血管内皮 然而有效半径约为3.6nm的血浆白蛋白（分子量为69000)却很难滤过，因为白蛋白带负电荷。用带不同电荷的右旋糖酐进行实验观察到，即使有效半径相同，带正电荷的右旋糖酐较易通过，而带负电荷的右旋糖酐则较难通过（图8-4)。以上结果表明滤过膜的通透性不仅取决于滤过膜孔的大小，还取决于滤过膜所带的电荷。 器冠党荽恶有效分子半径(run) 图8-4分子半径和所带电荷不同对右旋糖酐滤过能力的影响纵坐标：1.0表示自由滤过；0表示滤过为0在某些病理情况下，肾脏基底膜上负电荷减少或消失，结果带负电荷的血浆白蛋白可以被滤过，出现蛋白尿(proteinuria)或白蛋白尿(albuminuria)。


生理学 （四）肾脏的神经支配 肾交感神经主要由脊髓的胸12至腰2脊髓节段发出，其节前纤维进入腹腔神经节和主动脉、肾动脉部的神经节。节后纤维与肾动脉伴行，支配肾动脉（尤其是入球小动脉和出球小动脉的血管平滑肌）、肾小管和球旁细胞。肾交感神经节后纤维末梢释放的递质是去甲肾上腺素，可调节肾血流量、肾小球滤过率、肾小管的重吸收和肾素的释放。有资料表明，肾神经中有少量纤维释放多巴胺，可引起肾血管舒张。肾脏各种感受器的感觉信息可经肾传入神经纤维传入中枢（包括脊髓以及更高位的中枢），从而调节肾脏的功能。 一般认为肾脏无副交感神经末梢分布。（五）肾脏的血液供应及肾血流量的特点 肾动脉由腹主动脉垂直分出，入肾后依次分支形成叶间动脉、弓状动脉、小叶间动脉和入球小动脉。入球小动脉分支并相互吻合形成肾小球毛细血管网，然后汇集而形成出球小动脉。离开肾小体后，出球小动脉再次分支形成肾小管周围毛细血管网或直小血管，再汇合成小静脉，流经小叶间静脉、弓状静脉、叶间静脉、肾静脉，入下腔静脉返回心脏。


生理学 一般认为肾脏无副交感神经末梢分布。（五）肾脏的血液供应及肾血流量的特点 肾血液循环有两套毛细血管床：肾小球毛细血管和管周毛细血管，它们通过出球小动脉以串联方式相连。心肾小球毛细血管网中的血压较高，有利于肾小球毛细血管中血浆快速滤过；＠管周毛细血管包绕在肾小管的周围，毛细血管内血压低，同时血管内胶体渗透压高，有利于肾小管的重吸收。 二、肾血流量的特点及其调节 正常成人安静状态下，流经两肾的血流量，即肾血流量(renal blood flow, RBF)，约为1200mVmin,相当于心输出量的20%-25%，而肾脏仅占体重的0.5％左右，因此肾脏是机体供血量最丰富的器官。其中，约94％的血流供应肾皮质，约5％供应外髓部，剩余不到1％供应内髓部。（－）肾血流量的自身调节肾血流量在不同状态下有很大变化，安静时可保持相对稳定，紧急状态时则急剧减少。在没有外来神经、体液影响的清况下，当动脉血压在一定范围内变动时肾血流量能保待恒定的现象，称为肾血流量的自身调节。人体在安静时，当肾动脉灌注压在某一范围内(70-180mmHg)变动时，肾血流量基本保持不变，即使在狗离体去神经肾灌注实验中也是如此（图8-5)。肾血流扯经自身调节而保持相对稳定，使肾小球滤过率在此血压范围内保持』400相对稳定，机体对钠、水和其他物质的排泄不会因血压的波动而发生较大的变化，这对肾脏的尿生成功能具有重要意义。200当肾动脉的灌注压在这个自身调节范围外，即低于70~/－肾小球滤过率__/75mmHg或高于160-180mmHg，肾血流批会随肾灌注压的升高而增加或会随肾灌注压的降低而减少。平均动脉压(mmHg)关于肾血流量自身调节的机制，目前用肌源学说和管图8-5肾血流量和肾小球滤过率与动球反馈学说来解释。脉血压的关系(1)肌源学说：该学说认为肾血流量的自身调节是由肾脏小动脉血管平滑肌的特性决定的，故称为肌源性机制(myogenic mechanism)。在一定范围内，当肾灌注压升高时，入球小动脉血管平滑肌受到牵张，紧张性升高，更多的Ca2＋从胞外进入胞内，使平滑肌收缩，血管口径相应地缩小，血流阻力增大。反之，肾泄注压降低，入球小动脉血管舒张，以维持肾血流掀的稳定。当动脉血压低千70mmHg时，血管平滑肌达到舒张极限；而当动脉血压高千180mmHg，血管平滑肌达到收缩极限，故肾血流量随血压改变而变化。


生理学 二、肾血流量的特点及其调节 用罄粟碱、水合氯酘或氖化钠等药物抑制血管平滑肌活动后，自身凋节即消失。(2)管球反馈：管－球反馈(Lubuloglomeru l ru·feedback, TGF)学说认为小管液流量的变化影响肾血流鼠和肾小球滤过率。实验证明，当肾血流撮和肾小球滤过率下降时，小管液在髓拌的流速变慢，使NaCl在髓拌升支的重吸收增加，结果导致流经远曲小管致密斑处的NaCl浓度降低，致密斑将信息反馈至肾小球，一是降低入球小动脉阻力，升高肾小球毛细血管静水压；二是增加球旁细胞释放肾素，然后通过血管紧张素家族的相继激活而生成血管紧张素Il(Ang Il), Ang Il能选择性地使出球小动脉收缩，升高肾小球毛细血管静水压。两方面的效应共同使肾血流凰和肾小球滤过率增高并恢复正常。反之亦然。此外，肾脏局部产生的腺甘、NO和前列腺素等也可能参与管－球反馈的调节过程。


生理学 二、肾血流量的特点及其调节 由千血管紧张素系统在肾血流蜇和肾小球滤过率的惆节过程中起重要作用，因此，对于肾性高血压患者尤其是双侧肾血管病变、孤立肾伴肾动脉狭窄的失代偿性慢性心力衰竭者，不宜使用血管紧张素转换酶抑制剂或血管紧张素Il受体拈抗剂治疗，原因是它们降低肾小球毛细血管静水压和肾小球滤过率，可引起急性肾衰竭。 （二）肾血流量的神经和体液调节 入球小动脉和出球小动脉的血管平滑肌受肾交感神经支配。安静时，肾交感神经的紧张性活动使血管平滑肌保持一定程度的收缩。肾交感神经兴奋时，可引起肾血管强烈收缩，肾血流械减少。体液因素中，去甲肾上腺素、肾上腺素、血管升压素、血管紧张素Il和内皮素等，均可引起血管收缩，使肾血流量减少。肾组织中生成的PGI2、PGE2、NO和缓激肤等可引起肾血管舒张，使肾血流量增加；而腺@9,•i~昔则引起入球小动脉收缩，肾血流扯减少。


生理学 （二）肾血流量的神经和体液调节 在正常血压情况下，肾主要通过自身调节来保待肾血流量和肾小球滤过率的相对稳定，以维持正常的尿生成。但在紧急情况下，则通过交感神经和肾上腺髓质激素等使全身血量重新分配，减少肾血流量，以确保心、脑等重要器官的血液供应。所以，肾血流量的神经和体液调节主要是使肾血流量与全身循环血量相配合。例如，在循环血量减少、强烈的伤害性刺激、情绪激动或剧烈运动时，全身多数交感神经活动加强，肾血流量减少；反之，当循环血量增多时，交感活动咸弱，肾血流量增加。 （三）其他因素对肾血流量的调节 高蛋白摄入后1~2小时内可使肾血流量和肾小球滤过率增加20%-30%。糖尿病患者严重高血糖时也能使肾血流量和肾小球滤过率增加。高蛋白摄入和严重高血糖增加肾血流量和肾小球滤过率的机制尚不十分清楚。一种解释是，近端小管对氨基酸和葡萄糖的重吸收是伴随N旷的主动重吸收的。高蛋白摄入使血中氨基酸浓度增加或严重高血糖时滤过的葡萄糖增加，近端小管对过高的氨基酸或葡萄糖进行重吸收的时候，也会增加Na•的重吸收，导致流经致密斑的Na十减少，通过上述管球反馈使肾血流量和肾小球滤过率增加。


生理学 第二节肾小球的滤过功能一、肾小球的滤过作用(—)肾小球滤过液的成分 肾小球滤过是指血液流经肾小球毛细血管时，除蛋白质外，血浆中其余成分均能被滤过进入肾小裳腔内生成超滤液(ultrafiltrate)，是尿生成的第一步。用微穿刺方法获取肾小痰腔超滤液（见图8-2)并进行分析，结果表明肾小襄内液体的成分，除蛋白质外，其余成分如葡萄糖、氯化物、无机磷酸盐、尿素、尿酸和肌酐等的浓度与血浆非常接近，渗透压及酸碱度也与血浆非常接近。因此，可以认为肾小球滤液是血浆的超滤液。 （二）肾小球滤过率和滤过分数 单位时间内（每分钟）两肾生成的超滤液量称为肾小球滤过率(glomerular filtration rate, GFR)。据测定，体表面积为1.73m2的个体，其肾小球滤过率约为125ml/min。照此计算，24小时两侧肾脏肾小球滤过的血浆总量将高达180L。肾小球滤过率与体表面积呈一定的比例，用单位体表面积(m2)的肾小球滤过率来比较时，男性的肾小球滤过率稍高于女性，个体间差异不大。运动、情绪激动、饮食、年龄、妊娠和昼夜节律等对肾小球滤过率也有影响。


生理学 （二）肾小球滤过率和滤过分数 血液在流经肾小球时，并非所有血浆都被滤过到肾人球小动脉出球小动脉小翍内，而是仅占其中的一部分。肾小球滤过率与肾血浆流量的比值称为滤过分数(filtration fraction, FF)。据测定肾血浆流量约为660mVmin，则滤过分数为(125/660)X100%=19%。这就意味着血液流经肾脏时，大约有1/5的血浆经肾小球毛细血管滤出，进入肾小痰形成超滤液。肾小球滤过率和滤过分数均可作为衡量肾功能的重要指标。临床上发生急性肾小球肾炎时，肾血浆流量变化不大而肾小球滤过率却明显降低，因此滤过分数减小；而发生心力衰竭时，肾血浆流量明显减少，而肾小球滤过率却变化不大，因此滤过分数增大。（三）有效滤过压肾小球毛细血管上任何一点的滤过动力可用有效滤@过压(effect ive filtration press ure)来表示（图8-6)。与体循图8-6肾小球有效滤过压示意图环毛细血管床生成组织液的情况类似，肾小球有效滤过压是指促进超滤的动力与对抗超滤的阻力之间的差值。有效滤过压由下列因素决定，即：(1)肾小球毛细血管静水压：促使超滤液生成的力量。


生理学 (2)肾小艇内压：对抗超滤液生成的力量。 (3)肾小球毛细血管的血浆胶体渗透压：对抗超滤液生成的力量。(4)肾小艇内液胶体渗透压：促使超滤液生成的力量。但在正常条件下，肾小球滤过液蛋白质浓度极低，可以忽略不计。因此，肾小球有效滤过压＝（肾小球毛细血管静水压＋翋内液胶体渗透压）（血浆胶体渗透压＋肾小袭内压）(8-1)皮质肾单位的入球小动脉口径较出球小动脉粗一倍，因此，肾小球毛细血管血压较其他器官的毛细血管血压高。用微穿刺法测得肾毛细血管血压平均值为45mmHg，约为主动脉平均压的40%。用微穿刺法还发现从肾小球毛细血管的入球端到出球端，血压下降不多。正常情况下，肾小球毛细血管静水压就等千肾小球毛细血管血压，约为45mmHg，痰内液胶体渗透压接近千OmmHg，肾小球毛细血管始端胶体渗透压约为25mmHg，肾小痰内压（有时简称艇内压）约为lOmmHg，将上述数据代入公式8-1，则肾小球入球小动脉端的有效滤过压＝（45+0)-(25+10)=lOmmHg肾小球毛细血管不同部位的有效滤过压并不相同，越靠近入球小动脉端，有效滤过压越高，这主要是因为肾小球毛细血管内的血浆胶体渗透压在不断改变，当毛细血管血液从入球小动脉端流向出球小动脉端管只有在入球小动脉端到出现滤过平衡处才能滤32oo过。出现滤过平衡处距入球小动脉端越近，能滤过SE)形成超滤液的毛细血管越短，总有效滤过面积越小，肾小球滤过率越低。相反，滤过平衡点越靠近出球小动脉端，能够滤过的毛细血管越长，肾小球滤过率就越高。1010。


生理学 (2)肾小艇内压：对抗超滤液生成的力量。  毛细血管长度 （－）肾小球毛细血管滤过系数图8-7肾小球毛细血管血压、血浆胶体渗透压滤过系数(filtration coefficient, Kr)是指在单位和禄内压对崎小球有效滤过压的影响有效滤过压的驱动下，单位时间内通过滤过膜的滤液量。K是滤过膜的有效通透系数(k)和滤过面积(s)的乘积。在发生某些疾病时，如急性肾小球肾炎，肾小球毛细血管腔变窄或阻塞，有滤过功能的肾小球数量减少，肾小球滤过率降低，可导致少尿甚至无尿。肾小球毛细血管间的系膜细胞具有收缩能力，可调节滤过膜的面积和有效通透系数，而系膜细胞的收缩与舒张则受到体内一些缩血管或舒血管物质的调节。（二）有效滤过压1.肾小球毛细血管血压在正常条件下肾小球毛细血管血压约为45mmHg。肾小球毛细血管血压的变化是生理状态下调节GFR的主要方式。肾小球毛细血管血压升高时GFR增加，反之，GFR则减小。


生理学 毛细血管长度 全身动脉血压在70-180mmHg范围内波动时，由于肾血流量存在自身调节机制，肾血流量保待相对稳定，GFR不会受大的影响。但超出这一范圆，动脉血压升高或降低，肾小球毛细血管血压可发生相应变化，肾小球滤过率也会随之变化。当动脉血压降至40-50mmHg以下，GFR可降至零，将导致无尿。高血压病晚期，因入球动脉发生器质性病变而狭窄时，亦可使肾小球毛细血管血压明显降低，引起肾小球滤过率减少而导致少尿，甚至无尿。当入球小动脉收缩，入球小动脉阻力增加，则肾小球毛细血管血压降低，GFR减少。当出球小动脉中度收缩时，出球小动脉阻力增加，从而使肾小球毛细血管血压升高，GFR轻度增加。2.囊内压正常情况下娱内压一般比较稳定，约lOmmHg。当肾盂或输尿管结石、肿瘤压迫或任何原因引起输尿管阻塞时，小管液或终尿不能排出，可引起逆行性压力升高，最终导致袭内压升高，从而使有效滤过压和肾小球滤过率降低。


生理学 毛细血管长度 3.血浆胶体渗透压正常情况下，血浆胶体渗透压不会发生大幅度波动。静脉快速输入大量生理盐水使血浆蛋白被稀释，或在病理情况下肝功能严重受损，血浆蛋白合成减少，或因肾小球毛细血管通透性增大，大量血浆蛋白从尿中丢失，均可导致血浆蛋白减少，使血浆胶体渗透压降低，因而有效滤过压和肾小球滤过率增加。但在临床上观察到，血浆蛋白浓度显著降低时尿量并不明显增多，可能因为此时肾小球滤过膜的通透性也有所降低，且体循环毛细血管床组织液生成增多，因而在肝、肾疾病引起低蛋白血症的患者，常出现腹水或组织水肿。 （三）肾血浆流量 肾血浆流量对肾小球滤过率的影响是通过改变滤过平衡点而非有效滤过压实现的。如肾血浆流量增大时，肾小球毛细血管中血浆胶体渗透压上升的速度减缓，滤过平衡点向出球小动脉端移动，甚至不出现滤过平衡的情况，即有效滤过面积增大，故肾小球滤过率增加；反之，当肾血浆流量减少时，滤过平衡点则靠近入球小动脉端，即有效滤过面积减小，故肾小球滤过率减少。当肾交感神经强烈兴奋引起入球小动脉阻力明显增加时（如剧烈运动、大失血、缺氧和中毒性休克等），肾血流量和肾血浆流量明显减少，肾小球滤过率也显著降低。


生理学 （三）肾血浆流量 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1.肾小管和集合管重吸收量大并具有高度选择性超滤液进入肾小管称为小管液(tubular fluid)。小管液经肾小管和集合管的重吸收和分泌形成终尿(final urine)。肾小管和集合管的重吸收(reabsorption)是指小管液中的成分被肾小管上皮细胞转运返回血液的过程。肾小管和集合管的分泌(secretion)是指肾小管上皮细胞将一些物质经顶端膜分泌到小管液的过程。排泄(excretion)是指机体将代谢产物、进入机体的异物以及过剩的物质排出体外的过程。肾的排泄包括经肾小球滤过但未被重吸收的物质和由肾小管分泌从尿中排出的物质。与小管液相比，终尿的质和量都发生了很大变化。正常人两肾生成的超滤液可达1801/d，而终尿量仅约1.51/d，表明其中约99％的水被肾小管和集合管重吸收。


生理学 （三）肾血浆流量 此外，小管液中的葡萄糖和氨基酸全部被重吸收，Na+,Ca2+和尿素等不同程度地被重吸收，而肌酐、W等则可被分泌到小管液中而排出体外。可见，肾小管和集合管上皮细胞对小管液中的各种物质进行了高度选择性重吸收(selective reabsorption)和主动分泌或排泄。2.物质转运的方式肾脏的转运的方式有被动转运和主动转运两种。(1)被动转运是指不需由代谢直接供能，物质顺电化学梯度通过上皮细胞的过程。浓度差和电位差（电化学差）是溶质被动重吸收的动力。水的重吸收主要通过水通道蛋白(aquaporin)来完成的，渗透压差是其被重吸收的动力之一。\W飞｀(2)主动转运是指消耗能矗的跨膜物质转运过程，使物质逆电化学梯度移动。原发性主动转运所需能量由ATP或高能磷酸键水解直接提供，包括质子泵、钠泵和钙泵转运等。


生理学 （三）肾血浆流量 继发性主动转运所需能量不是直接来源于ATP或其他高能键的水解，而是来自其他溶质顺电化学梯度移动所释放的能量。如肾小管上皮细胞通过同向转运的方式将葡萄糖、氨基酸等物质与Na+一同从小管液中重吸收，还有一种Na+-K+-2C「同向转运体。如两种物质转运的方向相反，则称为逆向转运，如Na+-H+,Na+-K+的逆向转运。各种转运体和通道蛋白在肾小管上皮顶端膜上和基底侧膜上的分布不同，因而对各种物质的转运情况也不同。与肠黏膜上皮细胞吸收肠腔内的各种物质一样，肾小管和集合管的物质转运也通过跨细胞途径和细胞旁途径实现重吸收。此外，肾小管上皮细胞通过入胞的方式重吸收少量小管液中的小分子蛋白质，此过程消耗能量。 二、肾小管和集合管中各种物质的重吸收与分泌(-)Na+,c「和水的重吸收 肾小球每天滤过的Na十约有500g，而每天从尿中排出的N旷仅3~5g，表明滤过的Na十中约99％被肾小管和集合管重吸收。小管液中65%~70％的Na+,C「和水在近端小管被重吸收，约20％的NaCl和约15％的水在髓拌被重吸收，约12％的Na十和C「和不等植的水则在远曲小管和集合管被重吸收。


生理学 iH二三P1 用造成细胞内低Na十，小管液中的Na十和细胞内的W由顶端膜的Na•-H•交换体进行逆向转运，W被分泌到小管液中，而小管液中的Na十则顺浓度梯度进入上皮细胞内。小管液中的N旷还可由----顶端膜中的Na+－葡萄糖同向转运体和Na+－氨基担＼＝＝酸同向转运体与葡萄糖、氨基酸共同转运，在Na+顺电－化学梯度通过顶端膜进入细胞的同时，也言Na+[~L将葡萄糖和氨基酸转运入细胞内。进入细胞内的Na+，再经基底侧膜中的钠泵被泵出细胞，进入图8-8近端小管的物质转运示意图X代表葡萄糖，氨基酸，磷酸盐和Cl组织间液。进入细胞内的葡萄糖和氨基酸则经载体易化扩散的方式通过基底侧膜离开上皮细胞，进入组织间液和血液循环。由千上皮细胞间存在紧密连接，故细胞间液的静水压升高，可促使Na十进入毛细血管而被重吸收。在近端小管前半段，由于Na+-H+交换使细胞内的H十进入小管液，HC03一便被重吸收，而Cl一却不被重吸收，其结果使小管液中的Cl一浓度高千管周组织间液中的Cl一浓度。


生理学 iH二三P1 (2)在近端小管后半段，上皮细胞顶端膜中存在Na•-H+交换体和Cl--HC03一交换体，其转运结果使N旷和Cl一进入细胞内，W和HC03一进入小管液，HC03一可以CO2的形式重新进入细胞（见后文）。进入细胞内的Cl一由基底侧膜中的K+-Cl一同向转运体转运至细胞间液，再吸收入血。由千进入近端小管后半段小管液的Cl一浓度较细胞间液中的Cl一浓度高20%-40%,Cl一顺浓度梯度经紧密连接进入细胞间液（即细胞旁途径）而被重吸收。由于Cl一被动扩散进入间隙后，小管液中正离子相对增多，造成管内外电位差，管腔内带正电荷，驱使小管液内的部分N旷顺电位梯度也通过细胞旁途径被动重吸收。


生理学 邸茹枢古过莘 近端小管对水的重吸收主要是通过水通道蛋白1(aquapor in1, AQPI)在渗透压作用下完成的。AQPl主要分布在近端小管上皮细胞顶端膜和基底侧膜，参与超滤液中60%-70％水的重吸收，具有极高的水渗透通透性，是完成水的跨细胞重吸收的主要通道。因为上皮细胞主动和被动重吸收Na+、HCO户C厂葡萄糖和氨基酸后，小管液渗透压降低，细胞间液渗透压升高。水在这一渗透压差的作用下经跨细胞（通过AQP l)和细胞旁两条途径进入细胞间液，然后进入管周毛细血管而被重吸收。因此，近端小管中物质的重吸收为等渗性重吸收，小管液为等渗液。2.髓拌髓拌降支细段、升支细段和升支粗段三个节段功能不同。髓拌降支和升支细段有很薄的上皮细胞层，无刷状缘，细胞内几乎没有线粒体，代谢水平低。(1)髓拌降支细段对溶质的通透性很低。这段小管上皮细胞的顶端膜和基底外侧膜存在大量AQPl，促进水的重吸收，使水能迅速地进入组织液，小管液渗透浓度压不断地增加（图8-9A)。


生理学 小管液血液小管液血液二二三尿巠；：飞~ (3)髓拌升支粗段上皮细胞厚，有很高的代谢活性，对Na+,K+和Cl一具有主动重吸收作用（图89B)。升支粗段重吸收钠的机制是：心升支粗段上皮细胞基底侧膜上的钠钾泵是维持细胞内低Na十浓度的动力，有助于N旷的重吸收。＠升支粗段中N旷跨管腔膜的迁移是通过II型Na+-K+-2Cl一同向转运体(Na+-K+-2Cl-cotranspo1ter type2,NKCC2)介导的。NKCC2表达在上皮细胞的顶端膜，同向转运l个Na+、1个K和2个Cl-。管腔膜上这种同向转运体利用Na勹顶浓度梯度扩散进入细胞释放的势能驱动K和Cl一逆浓度梯度进入细胞。＠进入细胞内的Na十通过基底侧膜中的钠泵泵至组织间液，Cl一顺浓度梯度经基底侧膜中的氯通道进入组织间液，而K十则顺浓度梯度经顶端膜返回小管液中，并使小管液呈正电位。＠k返回小管内造成小管液正电位，这一电位差又使小管液中的Na＼伈和Ca2＋等正离子经细胞旁途径被动重吸收。用哇巴因抑制钠泵后，Na十和Cl一的重吸收明显减少；吠塞米(furosemide)和依他尼酸(e lhacrynic acid)抑制NKCC2后，能抑制髓拌对Na+和Cl一的重吸收，是较强的利尿剂。髓拌升支粗段对水不通透，故小管液在沿升支粗段流动时，渗透压逐渐降低，而管外渗透压却逐渐升高。这种水盐重吸收分离的现象是尿液稀释和浓缩的重要基础。NCC)，主动重吸收NaCl，小管液中的Na十和Cl进入细胞内，细胞内的Na十由钠泵泵出（图8-lOA)。嗟嗓类(thiazide)利尿剂可抑制NCC，产生利尿作用。远曲小管对水仍不通透，因而随着NaCl的重吸收，小管液渗透压继续降低。 小管液血液小管液血液三三拦／「、老闯担如感厂厂小管液血液小管液血液三三胆如蝶桓品医赵拦如忠狟苍 A.远曲小管NaCl的重吸收机制；B集合管A型闰细胞的物质转运；C皮质部和外髓部集合管主细胞的物质转运；D.内悄部集合管主细胞的物质转运。CA：碳酸酐酶(2)集合管：集合管上皮细胞有主细胞(principal cell)和闰细胞(intercalated cell)两种细胞类型。主细胞重吸收NaCl和水，分泌K飞闰细胞主要分泌H+，但也涉及K的重吸收（图8-10B)。主细胞基底侧膜中的钠泵活动可造成和维持细胞内低Na+，并成为小管液中Na十经顶端膜上皮钠通道(epithelial sodium channel, ENaC)进入细胞的动力来源（图8-lOC和10D)。而Na十的重吸收又造成小管液呈负电位，可驱使小管液中的Cl一经细胞旁途径而被动重吸收，也成为K十从细胞内分泌入小管腔的动力。利尿剂阿米洛利(amiloride)可抑制ENaC，既可减少Na十的重吸收，又能减少c1-经细胞旁途径的被动转运可L。远曲小管和集合管上皮细胞的紧密连接对Na\K\C1一等的通透性较低，因此这些离子不易透过该部位返回小管液。集合管对水的重吸收量取决于主细胞对水的通透性。主细胞顶端膜和胞质中的毅泡内含水通道蛋白2(aquaporin2, AQP2)，而在基底侧膜中则有AQP3和AQP4分布。上皮细胞对水的通透性取决于顶端膜AQP2的数量，抗利尿激素参与这一调节过程。（二）HC03一的重吸收与叮的分泌在一般膳食情况下，由代谢产生的酸性产物多于碱性产物。机体产生的挥发性酸(CO2)主要经肺排出。肾脏通过重吸收HC03一和分泌W以及分泌氨，在排出固定酸和维持机体的酸碱平衡中起重要作用。1.近端小管在正常情况下，从肾小球滤过的HC03一约80%由近端小管重吸收。血液中的HC03一以NaHC03的形式存在，当滤入肾小艇后，解离为Na十和HC03一。前已述，近端小管上皮细胞通过Na•-H+交换分泌H+。进入小管液的W与HC03一结合为H2C03，又很快解离成CO2和水，这一反应由上皮细胞顶端膜上的碳酸酐酶催化。近端小管重吸收HC03一的机制如图8-11所示。CO2很快以单纯扩散的方式进入上皮细胞，在细胞内，CO2和水又在碳酸酐酶的催化下形成H2C03，后者又很快解离成W和HC03一。甘通过顶端膜中的Na十－H＋逆向转运进入小管液，再次与HC03一结合形成H2C03。细胞内大部分HC03一与其他离子以同向转运的方式进入细胞间液；小部分则通过Cr-HC03一交换的方式进入细胞间液。两种转运方式均需由基底侧膜中的钠泵提供能量。可见，近端小管重吸收HC03一是以CO2的形式进行的，故HC03一的重吸收优先于Cl一的重吸收。此外，有小部分甘可由近端小管顶端膜中的H+-ATP酶主动分泌入管腔。近端小管是分泌H十的主要部位，并以Na•-H+交换的方式为主。2.髓拌髓拌对HC03一的重吸收主要发生在升支粗段，其机制与近端小管相同。3.远曲小管远曲小管上皮细胞通过Na+－W交换，参与HC03一的重吸收。4集合管集合管的闰细胞分为A型、B型和非A非B型三种。其中A型闰细胞可主动分泌W，细胞的顶端膜中存在两种质子泵，一种是氢泵(H'-ATP酶），另一种为H十－K＋交换体(W,K•-ATP酶），两者均可将细胞内的W泵入小管液中。泵入小管液中的W可与HC03一结合，形成H20和CO五也可与HPO42反应生成H2P04一；还可与NH3反应生成NH4十，从而降低小管液中的W浓度。肾小管和集合管分泌的W量与小管液的酸碱度有关。小管液pH降低时，W的分泌减少。闰细胞的质子泵可逆1000倍左右的甘浓度差而主动转运，故当小管液pH降至4.5时，甘的分泌便停止。肾小管和集合管上皮细胞的碳酸酐酶活性受pH的影响，当pH降低时，其活性增加，可生成更多的H+，有利千肾的排W保碱。碳酸酐酶抑制剂乙酰嗤胺(acetazolamide)可抑制甘的分泌。（三）N凡和NH4十的分泌与叮和HC03一的转运的关系近端小管、髓拌升支粗段和远端小管上皮细胞内的谷氨酰胺在谷氨酰胺酶的作用下脱氨，生成谷氨酸根和NH卢谷氨酸根在谷氨酸脱氢酶作用下生成a－酮戊二酸和NH4十；a－酮戊二酸又可生成2分子HC03一。在这一反应过程中，谷氨酰胺酶是生成N凡的限速酶。在细胞内，NH4十与NH产打两种形式处千一定的平衡状态。NH4十通过上皮细胞顶端膜Na+-H•交换体进入小管液（由NH4+代替H+)；N凡是脂溶性分子，可以单纯扩散的方式进入小管腔，也可通过基底侧膜进入细胞间液；而HC03一与Na十则一同跨基底侧膜进入组织间液。因此，1分子谷氨酰胺被代谢时，可生成2个NH4十进入小管液，同时回收2个HC03一。这一反应过程主要发生在近端小管（图8-12)。 小管液上皮细胞血液小管液上皮细胞血液尸er丛NaCl Na~痹比CO3H,C03N比Cl NH,、NH3谷氨酸覂枭』丫义A丁f} N 丁乙随尿排出尸尸图8-11近端小管重吸收HC03一的细胞机制示意图 图8-12肾小管分泌H十和NH3/NH4十的机制和作用示意图 @(CA：碳酸酐酶）(CA：碳酸酐酶） 在集合管，氨的分泌机制有所不同。集合管上皮细胞膜对N儿高度通透，而对NH4十的通透性则较低，故细胞内生成的NH3以扩散方式进入小管液，与小管液中的W结合形成NH;，并随尿排出体外。这一反应过程中，尿中每排出1个NH4十可有1个HC03一被重吸收。N凡的分泌与甘的分泌密切相关。如果集合管分泌甘被抑制，则尿中排出的NH；也减少。在生理清况下，肾脏分泌的打约有50％由N凡缓冲。慢性酸中毒时可刺激肾小管和集合管上皮细胞谷氨酰胺的代谢，增加NH；和N儿的排泄和生成HC03一。故氨的分泌也是肾脏调节酸碱平衡的重要机制之一。（四）伈的重吸收和分泌小管液中的K十有65%~70％在近端小管被重吸收，25%~30％在髓拌被重吸收，k+在这些部位的重吸收比例是比较固定的，但目前对K十重吸收的机制未完全了解。远端小管和皮质集合管可重吸收k十，也能分泌K+，并受多种因素的调节而改变其重吸收和分泌的量。远端小管和集合管上皮细胞内的伈浓度较高，顶端膜对代有通透性，k＋可顺化学梯度通过肾脏钾通道(renal potassium channel)进入小管液（即k十的分泌）。这是因为基底侧膜中的钠泵在泵出Na十的同时，将K十泵入细胞，形成细胞内高k十的缘故。另一方面，由于远端小管和集合管重吸收Na勹造成小管液呈负电位，也为K沛］小管液中扩散提供电位梯度。肾脏对K的排出量主要取决于远端小管和集合管上皮细胞代的分泌量。在血量增加或应用利尿剂等情况下，远端小管液流量增大，分泌入小管液中的K十可被快速带走，由于小管液中k十浓度大大降低，细胞内的K+fo］小管液扩散的驱动力就增大，故有利于K十的分泌，这类利尿剂也称排钾利尿剂，使用时要注意机体血钾的水平。上皮细胞与小管液间电位差也会影响K十分泌，小管液中的正电位是灼扩散的阻力，而小管液负电位值增大可增加k十扩散的驱动力，使K十的分泌增加。另外，阿米洛利可抑制上皮细胞顶端膜的钠通道，减少Na十的重吸收，使小管液的负电位减小，因此也减少K的分泌，故称为保钾利尿剂(potassium-sparing diuretic)。此外，K的分泌还与肾小管泌W有关。在近端小管除有Na•-H+交换外，还有Na亡K交换，两者之间存在竞争性抑制关系。当发生酸中毒时，小管液中的W浓度增高，Na+－W交换加强，而Na+－货交换则受抑制，可造成血k十浓度升高。相反，在发生碱中毒或用乙酰嗤胺抑制碳酸酐酶时，上皮细胞内H十生成减少，Na+-W交换减弱而Na十－K＋交换加强，可使血k十浓度降低。 （五）葡萄糖和氨基酸的重吸收 肾小袭超滤液中的葡萄糖浓度与血浆相等，但正常情况下，尿中几乎不含葡萄糖，表明葡萄糖全部被重吸收。微穿刺实验证明，滤过的葡萄糖均在近端小管，特别是近端小管的前半段被重吸收。已如前述，小管液中的葡萄糖是通过近端小管上皮细胞顶端膜中的Na+－葡萄糖同向转运体，以继发性主动转运的方式被转入细胞的。进入细胞内的葡萄糖则由基底侧膜中的葡萄糖转运体2(gl ucose transporter2, GLUT2)以易化扩散的方式转运入细胞间液的。近端小管对葡萄糖的重吸收是有一定限度的。当血糖浓度达180mg/100ml血液时，有一部分肾小管对葡萄糖的吸收已达极限，尿中开始出现葡萄糖，此时的血浆葡萄糖浓度称为肾糖闹(renal glucose threshold)。每一肾单位的肾糖闹并不完全相同。当血糖浓度继续升高时，尿中葡萄糖浓度随之增高；当血糖浓度升至300mg/100ml时，全部肾小管对葡萄糖的重吸收均已达到或超过近曲小管对葡萄糖的最大转运率(maxim.al rate of glucose transport)，此时每分钟葡萄糖的滤过量达两肾葡萄糖重吸收极限，尿糖排出率则随血糖浓度升高而增加。正常人两肾的葡萄糖重吸收的极限量，男性平均为375mg/min，女性平均为300mg/min。和葡萄糖一样，由肾小球滤过的氨基酸也主要在近端小管被重吸收，其吸收方式也是继发性主动重吸收，也需Na十的存在，但有多种类型氨基酸转运体。（六）钙的重吸收与排泄约50％的血浆Ca2＋呈游离状态，其余部分与血浆蛋白结合。经肾小球滤过的Ca2+，约70％在近端小管被重吸收，与Na十的重吸收平行；20％在髓拌，9％在远端小管和集合管被重吸收，小于1％的Ca2＋随尿排出。近端小管对Ca2＋的重吸收约80％由溶剂拖曳的方式经细胞旁途经进入细胞间液，约20％经跨细胞途径被重吸收。溶剂拖曳(solvent drag)是指当水分子通过渗透被重吸收时有些溶质可随水分子一起被转运。上皮细胞内的Ca2＋浓度远低于小管液中的Ca2＋浓度，且细胞内电位相对小管液为负，此电化学梯度驱使Ca2＋从小管液扩散进入上皮细胞内，细胞内的Ca2＋则由基底侧膜中的钙泵和Na亡Ca2＋交换体逆电化学梯度转运出细胞。髓拌降支细段和升支细段对Ca2＋不通透，仅升支粗段能重吸收Ca气升支粗段小管液为正电位，该段对Ca2＋也有通透性，故可能存在被动重吸收，也存在主动重吸收。在远端小管和集合管，小管液为负电位，故Ca2＋的重吸收是跨细胞途径的主动转运。（七）尿素的重吸收与排泄尿素是作为蛋白质代谢产物由肝脏产生，经过肾小球滤过进入小管液中。近端小管可以吸收40%～50％肾小球滤过的尿素。肾单位的其他部分节段对尿素通透性很低部分节段通过尿素通道蛋白(urea transporter,UT)增加该节段对尿素的通透性，存在肾内尿素再循环(intrarenal urea recycling).S&。肾内尿素再循环的过程（图8-13)包括：H2。


生理学 （五）葡萄糖和氨基酸的重吸收  厂汇—飞：I直小血管v｀：酐素 (1)肾小管尿素重吸收：包括下面几个步骤：心从髓拌升支细段至皮质和外髓部集合管对尿素不通透，集合管开始对水进行重吸收，导致尿素在集合管内浓度不断增高；＠内髓部集合管末端依赖抗利尿激素调控的尿素通道蛋白UT-A l和UT-A3对尿素高度通透，使浓缩的尿素扩散到内髓部组织；＠髓拌降支细段UT-A2介导的尿素通透性增加，尿素重新进入髓拌。(2)直小血管对尿素渗透梯度的影响：内髓部组织的高浓度尿素通过直小血管升支的窗孔(fenestrae)进入血液，由直小血管升支从内髓部带走的尿素，在向外髓部走行过程中，再扩散到尿素浓度比较低的组织间液，然后通过直小血管降支表达的尿素通道UT-B进入血液回到内髓部，从而维待从肾外髓部到内髓部的尿素浓度梯度和渗透压梯度。


生理学 厂汇—飞：I直小血管v｀：酐素 此过程在尿浓缩机制中具有非常重要的意义。除直小血管升支内皮细胞以微孔方式通透尿素外，髓拌降支细段、内髓部集合管和直小血管降支对尿素的通透均由尿素通道介导。这一循环过程称叩i~为肾内尿素再循环。NaCl和尿素维持内髓部高渗的作用各约占50%。根据机体的调节，经肾小球滤过的尿素有20%~50％经尿液排出体外。（八）其他一些代谢产物和进入体内的异物的排泄肌酐可通过肾小球滤过，也可被肾小管和集合管分泌和重吸收（少量）；青霸素、酚红和一些利尿剂可与血浆蛋白结合，不能被肾小球滤过，但可在近端小管被主动分泌进入小管液中而被排出。进入体内的酚红，94％由近端小管主动分泌进入小管液中并随尿液排出。因此，检测尿中酚红的排泄量可作为判断近端小管排泄功能的粗略指标。


生理学 三、影响肾小管和集合管重吸收与分泌的因素(—)小管液中溶质的浓度 肾小管和集合管小管液和上皮细胞之间的渗透浓度梯度可以影响水的重吸收。当小管液中某些溶质因未被重吸收而留在小管液中时，可使小管液溶质浓度升高，由于渗透作用，也使一部分水保留在小管内，导致小管液中的N旷被稀释而浓度降低，千是小管液和上皮细胞之间的N旷浓度梯度降低，从而使N矿的重吸收减少而小管液中有较多的Na+，进而又使小管液中保留较多的水，结果使水的重吸收减少，尿量和NaCl排出晕增多。这种现象称为渗透性利尿(osmotic diuresis)。糖尿病患者由于血糖浓度升高而使超滤液中的葡萄糖量超过近端小管对糖的最大转运率，造成小管液溶质浓度升高，结果使水和NaCl的重吸收减少，尿握增加。临床上利用渗透性利尿的原理，给患者静脉滴注可经肾小球自由滤过但不被肾小管重吸收的物质，如甘露醇(mannitol)和山梨醇(sorbitol)等，可用作脱水药，如治疗脑水肿和青光眼等，以降低颅内压和眼内压，也可用于心肾功能正常的水肿和少尿以及预防肾衰竭。


生理学 （二）球－管平衡 近端小管对溶质（特别是Na+）和水的重吸收随肾小球滤过率的变化而改变，即当肾小球滤过率增大时，近端小管对N旷和水的重吸收率也增大；而肾小球滤过率减少时，近端小管对Na十和水的重吸收率也减少。实验证明，近端小管中N旷和水的重吸收率总是占肾小球滤过率的65%~70%，这称为近端小管的定比重吸收(constant fraction reabsorp t ion)，这种定比重吸收的现象称为球－管平衡(glomerulotubul ar balance)。定比重吸收产生的机制主要与肾小管周围毛细血管内血浆胶体渗透压的变化有关。近端小管周围毛细血管内的血液直接来源于肾小球的出球小动脉，如果肾血流量不变而肾小球滤过率增加（如出球小动脉阻力增加而入球小动脉阻力不变），则进入近端小管周围毛细血管的血量就会减少，毛细血管血压下降，而血浆胶体渗透压升高，这些改变都有利千近端小管对Na+和水的重吸收；当肾小球滤过率减少时则发生相反的变化，近端小管对N旷和水的重吸收量便减少。所以，无论肾小球滤过率增加还是减少，近端小管对Na十和水重吸收的百分率基本保持不变。


生理学 （二）球－管平衡 球管平衡的生理意义在千保持尿量和尿钠的相对稳定。例如，当肾小球滤过率为125ml/min时，近端小管重吸收约87. Sml/min，流向肾小管远端的液量约37. Sml/min，终尿量约lml/min。假如没有球管平衡，则当肾小球滤过率增至126ml/m in时，终尿量就会是21nl/min，尿N旷排出量也增加1倍。球管平衡在某些情况下可被破坏，如发生渗透性利尿时，虽然肾小球滤过率不变，但近端小管重吸收减少，尿量和尿N旷排出明显增多。


生理学 第四节尿液的浓缩和稀释 尿液的浓缩和稀释(urine concentrat ion an d dilu tion)是尿液的渗透压和血浆渗透压相比而言的。尿液的渗透压可随着体内液体量的变化而大幅变动。当体内缺水时，尿液被浓缩，排出的尿渗透压明显高于血浆渗透压，即高渗尿(hyperosmoti c urine)；当体内液体量过多时，尿液被稀释，排出尿液的渗透压低于血浆渗透压，为低渗尿(hypoosmotic urine)。正常人尿液的渗透压在50~1200m0sm/(kg·H20)之间波动，表明肾脏有较强的浓缩和稀释能力。肾脏对尿液的浓缩和稀释能力在维持体内液体平衡和渗透压稳定方面起到极为重要的作用。根据机体缺水与否，正常成年人24小时尿量变动于1.5~2.5L之间。24小时尿量超过2.5L称为多尿；24小时尿量少千400ml称为少尿；如果24小时尿量不足100ml，则称为无尿。少尿和无尿是急性肾衰竭的重要表现。


生理学 —、尿液的浓缩机制 尿液的浓缩是因为小管液中的水被重吸收，而溶质仍留在小管液中造成的。机体产生浓缩尿液有两个必要因素：心肾小管特别是集合管对水的通透性。抗利尿激素(ADH)可以增加肾脏集合管上皮细胞顶端膜上水通道蛋白2的表达，促进肾脏对水的重吸收；＠肾脏髓质组织间液形成高渗透夕浓度梯度，进一步促进水的重吸收。用冰点降低法测定鼠肾组织组织液渗透浓度``的渗透浓度，发现肾皮质部的渗透浓度与血浆是相等的，由髓质外1.0I2.03.04.0丿，,/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4.0（图8-14)，约1200m0s1n/(kg·H20)。在不同动物的实验中观察发现，动物的肾髓质越厚，内髓部的渗透浓度也越高，尿的浓缩能力也越强。如沙鼠肾脏可产生20倍于血浆渗透浓度的高渗尿。人类肾脏最多能生成4~5倍于血浆渗透浓度的高渗尿涧户。惘质当有ADH存在时，集合管水通道蛋白2的表达增加，对水的通、、---透性增加，加之周围组织液渗透浓度较高，小管液中大量的水进入组织间液，小管液被浓缩，形成高渗尿。


生理学 —、尿液的浓缩机制 （－）肾髓质间质渗透浓度梯度的形成图8-14肾髓质渗透浓度梯度髓拌的形态和功能特性是形成肾髓质间液渗透浓度梯度的重示意图要条件，而且常用逆流倍增(countercunent multiplication)和逆流交线条越密，表示渗透浓度越高换(countercurrent exchange)现象来解释肾髓质间液高渗透浓度梯1.逆流倍增机制由于髓拌的U型结构、髓拌和集合管各段对水和溶质的通透性和重吸收不同，以及髓拌和集合管小管液的流动方向，肾脏可通过逆流倍增机制建立从外髓部至内箭部间液由低到高的渗透浓度梯度。(1)髓拌和集合管的结构排列：＂逆流”是指两个并行管道中液体流动方向相反。小管液从近端小管经髓拌降支向下流动，折返后经髓拌升支向相反方向流动，再经集合管向下流动，最后进入肾小盏（图8-15)。髓拌和集合管的结构排列构成逆流系统。(2)髓拌和集合管各段对水和溶质的通透性和重吸收不同（表8-1)：在近端小管，水和各种溶质都可以进行选择性的重吸收，故小管液中的渗透压接近血浆渗透压，为300m0sm/(kg·H20)。


生理学 —、尿液的浓缩机制 l)髓拌降支细段：当等渗的小管液流入髓拌降支细段时，小管液中的水通过上皮细胞中的AQPl不断地被重吸收进入组织间液。而这段肾小管对NaCl却相对不通透，同时髓质的组织间液高浓度的尿素则通过尿素通道蛋白UT-A2从组织间液进入小管腔，这样就使小管液从上至下形成一个逐渐升高的浓度梯度，至髓拌折返处，管内液体的渗透压达到峰值。2)髓拌升支细段：高渗的小管液从降支细段折返进入髓拌升支细段，这段肾小管对水不通透，对NaCl可通透。由于小管液中NaCl浓度较高，结果NaCl被动重吸收至髓质的组织间液，增加内髓部的渗透浓度。


生理学 皮质皇个400100，嘈．一一NaCl尿素1H20尿素外髓尿素尿素直小血管肾小管I l 图8-15尿液浓缩机制示意图左侧：直小血管在肾髓质渗透梯度维持中的作用机制；右侧：髓拌在肾髓质间液渗透梯度建立中的作用机制。粗箭头表示髓拌升支粗段主动重吸收N旷和c1-, Xs表示未被重吸收的溶质，图中各个数字表示该处的渗透浓度［单位：mOsm/(kg·H20)]髓拌降支细段易通透不易通透中等通透水进入内髓部组织间液使小管液中NaC l浓度和渗透压逐渐升高；部分尿素由内髓部组织间液进入小管液，加入尿素再循环髓拌升支细段不易通透易通透不易通透NaCl由小管液进入内髓部组织间液，使之渗透压升高髓拌升支粗段不易通透Na十主动重吸收，er不易通透NaCl进入外髓部组织液，使继发性主动重吸收之渗透压升高远曲小管不易通透N旷主动重吸收，c1-不易通透NaCl进入皮质组织间液，使继发性主动重吸收小管液渗透压进一步降低集合管在有抗利尿激素主动重吸收在皮质和外髓部水重吸收使小管液中尿素浓时，对水易通透不易通透，内髓度升高；NaC l和尿素进入内部易通透髓部组织间液，使之渗透压3)简拌升支粗段：小管液流经简拌升支粗段时，上皮细胞通过顶端膜上的Na+－K+－2C1一同向转运体NKCC2主动重吸收NaCl，使外髓部组织间液NaC l堆积，髓拌升支粗段对水并不通透，外髓部组织间液渗透浓度升高。髓拌升支粗段通过NKCC2对NaCl的主动重吸收是逆流倍增机制中最重要的一个环节。NaCl是维待肾脏外髓部高渗透压浓度的重要物质。


生理学 皮质皇个400100，嘈．一一NaCl尿素1H20尿素外髓尿素尿素直小血管肾小管I l 4)远曲小管：远曲小管上皮细胞可通过Na•-Cl一同向转运体对NaCl进行重吸收，而对水不通透，小管液的渗透浓度降至最低。5)集合管：集合管通过上皮钠通道对N旷进行重吸收，对水则通过AQP2、AQP3和AQP4进行重吸收。皮质部和外髓部集合管对尿素没有通透性，随着水的重吸收，小管液中的尿素浓度不断升高；达到内简部后，上皮细胞对尿素通透性高，通过尿素通道蛋白UT-A l和UT-A3使尿素重吸收进入内髓部组织间液，增加内髓部间液的渗透浓度。所以内髓部组织间液高渗是由NaCl和尿素共同形成的（各占50%）。


生理学 皮质皇个400100，嘈．一一NaCl尿素1H20尿素外髓尿素尿素直小血管肾小管I l 总之，肾髓质间液渗透浓度梯度的形成由下列几个重要因素构成：心髓拌升支粗段主动重吸收NaCl，对水不通透，增加外髓部间液的渗透压，是建立髓质间液高渗透梯度的最重要的起始动力；＠髓拌降支细段对水通透，对NaCl不通透，增加了小管液的渗透浓度；＠髓拌升支细段对水不通透，对NaCl通透，小管液中高浓度的NaCl被动扩散到内髓部；＠尿素再循环，增加内髓部组织间液的尿素浓度，和NaCl一起形成了内髓部组织间液的高渗；＠不断滤过的小管液，推动小管液从髓质到集合管，向肾乳头方向流动，促进了肾脏建立从外惯部至内髓部组织间由低到高的渗透浓度梯度，机体形成浓缩的尿液。2.直小血管的逆流交换机制肾简质间液高渗的建立主要是由千NaCl和尿素在小管外组织间液中积聚。这些物质能持续滞留在该部位而不被循环血液带走，从而维持肾髓质间液的高渗环境，这与直小血管所起的逆流交换作用密切相关。直小血管的降支和升支是并行的血管，与髓拌相似，在髓质中形成逆流系统。直小血管壁对水和溶质都高度通透。在直小血管降支进入髓质处，血浆渗透浓度接近300m0sm/(kg·H20)，当血液沿直小血管降支向勒质深部流动时，在任一平面的组织间液渗透浓度均比直小血管内血浆渗透浓度高，故组织间液中的溶质顺浓度差向直小血管内扩散，而直小血管内的水则顺渗透压差进入组织间液，使直小血管降支内各段血浆的渗透压与同一水平面髓质间隙之间趋千平衡。愈向内髓部深入，直小血管中血浆的渗透浓度越高，在折返处，其渗透浓度达最高值，约1200mOsrn/(kg·H20)。当血液在直小血管升支内流动时，由于血浆渗透压比同一水平髓质间隙的渗透压要高，使得血液中的溶质扩散进入髓质间液，而髓质间液的水则渗入升支的血液。逆流交换过程仅将简质间液中多余的溶质和水带回循环血液，这样溶质（主要是NaCl和尿素，尿素可以通过自身特异的直小血管尿素循环机制，见前文）就可连续地在直小血管降支和升支之间循环，有利于髓质间液高渗透压的维持。


生理学 皮质皇个400100，嘈．一一NaCl尿素1H20尿素外髓尿素尿素直小血管肾小管I l 应当强调直小血管对维持髓质间液高渗梯度的能力是流戴依赖性的。正常条件下髓质血流量减少、流速较慢有利于Na•和尿素在直小血管升、降支中循环。如果过量增加直小血管的血流扯以及流速加快，会导致髓质渗透梯度的减小，从而影响尿液的浓缩。


生理学 皮质皇个400100，嘈．一一NaCl尿素1H20尿素外髓尿素尿素直小血管肾小管I l （二）抗利尿激素促进集合管水的重吸收，浓缩尿液如前所述，小管液在流经近端小管、髓拌直至远曲小管时，其渗透压的变化基本是固定的，而终尿的渗透浓度则随机体内水和溶质的情况可发生较大幅度的变化，即可低至50m0sm/(kg·H20)，或可高达1200m0sm/(kg·H20)。髓质高渗是小管液中水的重吸收动力，但重吸收的量则取决于集合管对水的通透性。抗利尿激素是决定集合管上皮细胞对水通透性的关键激素。抗利尿激素分泌增加，集合管上皮细胞对水的通透性增加，水的重吸收量增加，小管液的渗透浓度就升高，即尿液被浓缩。当抗利尿激素分泌减少，当集合管对水的通透性降低时，水的重吸收减少，远曲小管的低渗小管液得不到浓缩，同时，集合管还主动重吸收NaCl，使尿液的渗透浓度进一步降低，即尿液被稀释。任何能影响肾髓质间液高渗的形成与维持以及集合管对水通透性的因素，都将影响尿液的浓缩，使尿量和渗｀」i}透浓度发生改变。


生理学 二、尿液的稀释机制 终尿的渗透浓度若低于血浆的渗透浓度，称为低渗尿，尿液的渗透浓度可低至50m0sm/(kg·H20)。尿液的稀释主要发生在集合管。如上所述，小管液在到达髓拌升支粗段末端时为低渗液。如果体内水过多造成血浆晶体渗透压降低，可使抗利尿激素的释放被抑制，集合管对水的通透性很低，水不能被重吸收，而小管液中的NaCl将继续被主动重吸收，这种溶质重吸收大大超过水的重吸收使小管液的渗透浓度进一步下降。饮大量清水后，血浆晶体渗透压降低，可引起抗利尿激素释放减少，导致尿量增加，尿液被稀释。 三、影响尿液浓缩和稀释的因素 如上所述，尿液的浓缩和稀释过程，主要在集合管调节。髓质间液高渗环境是水重吸收的动力，而抗利尿激素则调节集合管对水的通透性，造成终尿的渗透浓度随机体内水和溶质的情况而发生较大幅度的变化，产生高渗尿或低渗尿。


生理学 (—)影响肾髓质高渗形成的因素 肾髓质间液高渗是尿液浓缩的重要条件，它是由韵拌逆流倍增机制所形成的，而逆流倍增的效率又与髓拌长度、对水和溶质的通透性和髓质的组织结构等有关。髓拌长则逆流倍增效率高，从皮质到髓质的渗透梯度大，浓缩效率也高；反之，髓拌短则逆流倍增效率低，渗透梯度小，浓缩效率也低。小儿髓拌较成年人短，逆流倍增效率较低，故其尿量较多，渗透浓度较低。Na•和Cl一是形成肾髓质间液高渗的重要因素。凡能影响髓拌升支粗段主动重吸收N旷和Cl一的因素都能影响髓质间液高渗的形成，如拌利尿剂吠塞米和依他尼酸可抑制髓拌升支租段的Na+－K亡2Cl一同向转运，减少Na•和Cl一的主动重吸收，降低外髓部间液高渗，进而减少远端小管和集合管对水的重吸收，阻碍尿的浓缩。


生理学 (—)影响肾髓质高渗形成的因素 形成肾髓质高渗的另一重要因素是尿素。尿素通过尿素再循环进入肾髓质，尿素进入髓质的数量取决于尿素的浓度和集合管对尿素的通透性。一些营养不良、长期蛋白质摄入不足的患者，蛋白质代谢减少，尿素生成量减少，可影响内髓部高渗的形成，从而降低尿浓缩的功能。一些老年人尿浓缩能力降低，若增加蛋白质摄入噩，或给予尿素可迅速提高其尿浓缩能力。另外，抗利尿激素能增加内髓部集合管对尿素的通透性，有助于提高髓质间液高渗，增加对水的重吸收，增强肾的浓缩能力。髓拌结构的完整性也是逆流倍增的重要基础。肾髓质受损，尤其是内髓部的髓拌受损时，如髓质钙化、萎缩或髓质纤维化等疾病时，逆流倍增效率将减退或丧失而影响尿浓缩。（二）影响集合管对水通透性的因素影响尿浓缩的另一重要因素是集合管对水的通透性。这些部位对水的通透性依赖于血液中抗利尿激素的浓度，当血浆中抗利尿激素浓度升高时，集合管上皮细胞顶端膜上的AQP2表达增加，在髓质间液高渗的基础上，对水的通透性增加，水重吸收增多，故尿液被浓缩；当血浆中抗利尿激素浓度降低时，AQP2的表达降低，水通透性降低，水重吸收减少，千是尿液被稀释。若抗利尿激素完全缺乏或肾小管和集合管缺乏抗利尿激素受体时，可出现尿崩症(diabetes insipidus)，每天可排出高达20L的（三）直小血管血流量和血流速度对髓质高渗维持的影响直小血管的逆流交换作用对维持髓质间液高渗极为重要。直小血管血流蜇和速度影响髓质间液高渗的维持。当直小血管的血流量增加和血流速度过快时，可从肾髓质组织间液中带走较多的溶质，使肾髓质间液渗透浓度梯度下降；如果肾血流量明显减少，血流速度变慢，则可导致供氧不足，使肾小管转运功能发生障碍，特别是髓拌升支粗段主动重吸收N旷和Cl一的功能受损，从而影响髓质间液高渗的维持，上述两种情况均可降低肾的浓缩功能。


生理学 (—)影响肾髓质高渗形成的因素  第五节尿生成的调节 在正常情况下，肾脏通过自身调节机制保持肾血流量相对稳定，从而使肾小球滤过率和终尿的生成量保持相对恒定。此外，在整体状态下，尿生成的全过程，包括肾小球的滤过、肾小管和集合管的重吸收和分泌，都受神经和体液因素的调节。 二、体液调节（一）抗利尿激素 血管升压素(vasopressin, VP)也称抗利尿激素(ant吐uretic hormone, ADH)，是一种九肤激素。在人和某些哺乳动物，其第八位氨基酸残基为精氨酸，故又称精氨酸血管升压素(arginine vasopressin, AVP)。它由位千下丘脑视上核(supraoptic nucleu s)和室旁核(paraventricular nucle us)的神经内分泌细胞所合成。合成的激素被小管液_J II血管包裹在痰泡中，沿下丘脑－垂体束的轴突被=基底膜转运并储存在神经垂体中。抗利尿激素的受体有vi和v2两种。vi受体分布于血管平 归/？抗利尿顶端膜AQP2


生理学 归/？抗利尿顶端膜AQP2 滑肌，激活后可引起平滑肌收缩，血流阻力激素。增大，血压升高。v2受体主要分布在肾集合腺昔酸管主细胞基底侧膜，属于G蛋白耦联受体，环化酶。激活后增加水的重吸收，浓缩尿液。：五水通道蛋白2(AQ眨）是调节肾脏集合AQP3/管对水通透性的关键蛋白，主要受抗利尿激. AQP4素调节。其调节机制如下：心抗利尿激素与厂细胞间液肾脏主细胞基底侧膜v2受体结合，促使细胞细胞间紧密连接。内含有AQ口的裂泡转移并锁嵌到细胞的图8-16抗利尿激素的作用机制示意图顶端膜，从而使顶端膜对水的通透性增加。小管液中的水重吸收进入细胞内，随即通过表达在基底侧膜的水通道蛋白AQP3和AQP4的作用，进入组织间隙，最后被重吸收入血（图8-16）。这个过程可以在几分钟内发生，持续几个小时。一旦刺v田矿i。


生理学 影响尿量和尿渗透压。的重吸收减少，尿量明显增加，尿渗透压降低。增加。 及其周围区域渗透压感受器受刺激，使神经垂体释放抗利尿激素，集合管管腔膜对水通透性当大量饮清水后，血液被稀释，血浆晶体14就开始增加，1小时末尿量可达最高峰，2~3小时后尿量恢复到原水平。若饮1000ml生理盐水，则排尿量不出现饮清水后那样的变化激消失，AQP2通过形成袭泡载体，重新返回到胞质中，降低膜对水的通透性。＠抗利尿激素水平升高后，也可以通过长期调节（几个小时到几天的时间）机制，促进AQP2基因的转录及蛋白的合成。因此，抗利尿激素通过调节集合管主细胞AQP2的蛋白表达量和转位，调节集合管对水的重吸收，从而当抗利尿激素合成和释放减少，如创伤或者手术引起的下丘脑损伤，或X染色体连锁的肾性尿崩症(X-linkdinsipidu s)中集合管主细胞的v2受体出现缺陷，都可以使集合管对水nephrogenic diabetes e抗利尿激素的释放受多重因素的调节和影响，其中最重要的是血浆晶体渗透压和循环血量。1.血浆晶体渗透压在正常生理状态下，血浆晶体渗透压是调节抗利尿激素分泌最重要的因素。血浆晶体渗透压改变，刺激位千下丘脑前部室周器的渗透压感受器(os)，引起抗利尿tormorecep激素分泌量的改变。渗透压感受器对N旷和C「形成的渗透压变化最为敏感，而对葡萄糖或尿素的敏感性较弱。静脉注射甘露醇和庶糖也能刺激渗透压感受器，使抗利尿激素分泌。渗透压感受器对血浆晶体渗透压的变化敏感，当血浆晶体渗透压升高1%~2％时，即可以引起反应，使抗利尿激素分泌大量出汗、严重腹泻、呕吐、高热等导致机体失水多于溶质的丢失，血浆晶体渗透压升高，视上核16增加，水的重吸收增多，尿液浓缩，尿量减少。}:f


生理学 影响尿量和尿渗透压。的重吸收减少，尿量明显增加，尿渗透压降低。增加。 渗透压降低，引起抗利尿激素分泌减少，集合管对水的重吸收减少，尿液稀释，尿量增加。包8於例如一次饮1000ml清水后，约过30分钟尿量医6華心厂°-－－-0｝0--三心气－－－－－－时间(h)（图8-17)。这种大量饮用清水后引起尿量增图8-17水利尿示意图多的现象，称为水利尿(waterdiuresis)，临床上2.循环血量当循环血量减少时，静脉回心血量减少，对心肺感受器的刺激减弱，经迷走神经传入至下丘脑的冲动减少，对抗利尿激素释放的抑制作用减弱或消失，故抗利尿激素释放增加；反之，当循环血量增多时，静脉回心血量增加，可刺激心肺感受器，抑制抗利尿激素释放。动脉血压的改变也可通过压力感受性反射对抗利尿激素的释放进行调节。当动脉血压在正常范围时（平均压约为lOOmmHg)压力感受器传入冲动对抗利尿激素的释放起抑制作用当动脉血压低于正常水平时，这种，，在对抗利尿激素释放的调节中，心肺感受器和压力感受器对相应刺激的敏感性要比渗透压感受器低，一般需要循环血量或动脉血压降低5%10％以上时，才能刺激抗利尿激素释放。但循环血量～或动脉血压降低时，可降低引起抗利尿激素释放的血浆晶体渗透浓度闾即提高渗透压感受器对相应，刺激的敏感度；反之，当循环血量或动脉血压升高时，可升高引起抗利尿激素释放的血浆晶体渗透压3其他因素恶心是引起抗利尿激素分泌的有效刺激；疼痛、窒息、应激刺激、低血糖和血管紧.今}可利用此现象来检测肾的稀释能力。


生理学 影响尿量和尿渗透压。的重吸收减少，尿量明显增加，尿渗透压降低。增加。  抑制作用减弱，抗利尿激素释放增加。浓度阔，即降低渗透压感受器的敏感度3 r张素II等均可刺激抗利尿激素分泌；某些药物，如烟碱和吗啡等，也能刺激抗利尿激素分泌；乙醇则可抑制抗利尿激素分泌，故饮酒后尿量可增加。（二）肾素血管紧张素醒固酮系统肾素是一种蛋白水解酶，由球旁器的球旁细胞合成、储存和释放，可以催化血浆中的血管紧张素原转变为血管紧张素I。血管紧张素I（十肤）在血管紧张素转换酶作用下生成血管紧张素Il（八肤）。血管紧张素1I可刺激肾上腺皮质球状带合成和分泌酸固酮。这一系统称为肾素－血管紧张素醋固酮系统(RAAS)。1.肾素分泌的调节RAAS对尿生成的调节作用是通过机体对肾素分泌的调节来实现的，肾素的分泌受多方面因素的调节，包括肾内机制、神经和体液机制。


生理学 抑制作用减弱，抗利尿激素释放增加。浓度阔，即降低渗透压感受器的敏感度3 (1)肾内机制：肾内机制是指可在肾内完成的调节，也就是肾内自身调节机制，其感受器是牵张感受器和致密斑。位于入球小动脉的牵张感受器能感受肾动脉的灌注压（对动脉壁的牵张程度），位于远曲小管起始部的致密斑能感受流经该处小管液中的NaCl址。当肾动脉灌注压降低时，入球小动脉壁受牵拉的程度减小，则刺激肾素释放；反之，当灌注压升高时则肾素释放减少。当肾小球滤过率减少或其他原因导致流经致密斑的小管液中NaCl量减少时，肾素释放增加；反之则肾素释放减少。(2)神经机制：肾交感神经兴奋时其末梢释放去甲肾上腺素，后者作用于球旁细胞膜中的B受体，可直接刺激肾索释放。如急性大失血，血量减少，血压下降，可反射性兴奋肾交感神经，从而使肾素释放增加。(3)体液机制：循环血液中的儿茶酚胺（肾上腺素和去甲肾上腺素），肾内生成的PG凡和PGI2，均司刺激球旁细胞释放肾素，低盐饮食也可显著增加肾素表达水平。血管紧张素1I、抗利尿激素、心房钠尿肤、内皮素和NO则可抑制肾索的释放。


生理学 抑制作用减弱，抗利尿激素释放增加。浓度阔，即降低渗透压感受器的敏感度3 2.血管紧张素II调节尿生成的功能血管紧张素1I对尿生成的调节包括下面几个方面：总之，当体内细胞外液量和（或）循环血量不足时，或动脉血压明显下降时，交感神经兴奋，肾上腺髓质激素（儿茶酚胺）释放增多，肾血流量减少均可通过以上各种机制（包括肾内机制、神经和体液机制）刺激肾素释放，通过RAAS的激活，使细胞外液量和（或）循环血械以及动脉血压得以恢复正常，所以，这一调节属于负反馈调节。


生理学 小管液集合管主细胞细胞间液顶端膜一基底膜I.1--醒固酮受体钾通道-e..、\醒固酮 K+I l I血管吹线粒体酶一趴右心房钠尿肤(atrial natriuretic peptide, ANP)是由心房肌细胞合成并释放的肤类激素，人类循环血液中的心房钠尿肤由28个氨基酸残基组成。当心房壁受牵拉（如血最过多、头低足高位、中心静脉压升高和身体浸入水中等）时可刺激心房肌细胞释放心房钠尿肤。此外，乙酰胆碱、去甲肾上腺素、降钙素基因相关肤(CGRP)、抗利尿激素和高血钾也能刺激心房钠尿肤的释放。心房钠尿肤的主要作用是使血管平滑肌舒张和促进肾脏排钠和排水。心房钠尿肤对肾脏的作用主要有以下几个方面。1.对肾小球滤过率的影响心房钠尿肤能使血管平滑肌胞质中的Ca2＋浓度下降，使入球小动脉舒张，并可使滤过分数增加，因此肾小球滤过率增大。此外，心房钠尿肤还能使系膜细胞舒张，导致Kr值增大。2.对集合管的影响心房钠尿肤可通过第二信使cGMP使集合管上皮细胞顶端膜中的钠通道关闭，抑制NaCl的重吸收，因而水的重吸收也减少。


生理学 小管液集合管主细胞细胞间液顶端膜一基底膜I.1--醒固酮受体钾通道-e..、\醒固酮 3.对其他激素的影响心房钠尿肤还能抑制肾素、醒固酮和抗利尿激素的合成和分泌。（四）其他因素肾脏可生成多种局部激素，影响肾自身的血流动力学和肾小管的功能，如缓激肤可使肾小动脉舒张，抑制集合管对Na十和水的重吸收；NO可对抗Ang II和去甲肾上腺素的缩血管作用；PG凡和PGl2能舒张小动脉，增加肾血流量，抑制近端小管和髓拌升支粗段对N旷的重吸收，导致尿钠排出量增加，且可对抗抗利尿激素，使尿批增加和刺激球旁细胞释放肾素。


生理学 三、尿生成调节的生理意义(—)在保持机体水平衡中的作用 人体内的细胞须在理化性质相对稳定的体液环境中才能正常活动，因此维持细胞外液的稳态对于人体功能活动的正常进行至关重要。细胞外液主要包括血浆和组织间液，由千它们之间相对自由的液体转移，因而可视作一个整体。如图8-19所示，细胞外液与消化道、肾脏、细胞和细胞外结缔组织之间进行液体转移，此外，可通过出汗、呼吸、出血等使细胞外液丢失。细胞外液的增量（输入和产消化道管腔（细胞外液）分泌-肾小管和集合管腔出汗、出血、呼吸等体液损失尿液图8-19人体内液体分布和交换示意图底色部分表示机体通过肾脏调节体液容址的主要途径生）与减址（输出和利用）之间须达到动态平衡，才能维待细胞外液址的相对稳定。在上述过程中，经消化道吸收的水是细胞外液的重要来源，人体通过消化道仅排出少址水分；细胞和细胞外结缔组织的代谢活动是人体对水利用和产生的主要方面，受代谢活动影响；出汗、呼吸等途径排出的液体扯随人体活动的差异而有变动。这些体液的转移受人体所处环境和代谢活动的影响而处千大幅度变动之中，为了维待细胞外液量的稳定，肾脏与细胞外液之间的液体转移，即尿生成过程中的肾小球滤过、肾小管和集合管的重吸收和排泌等活动，处于人体精密的调控之中；调控机制包括肾脏自身调节、神经调节和体液调节，这些调节的结果使得人体内液体容量处于动态平衡，因此入体内液体的容楹调节主要是通过对尿生成的调节来实现。


生理学 三、尿生成调节的生理意义(—)在保持机体水平衡中的作用 抗利尿激素在调节肾脏水重吸收中所起的作用最为重要，而抗利尿激素的分泌又受到血浆晶体渗透压、循环血掀与动脉血压以及许多体液因素的调节，这些调节实际上都屈于负反馈控制，因而能达到精确控制肾脏对水的重吸收能力。肾交感神经和肾素－血管紧张索系统则通过多方面的影响来调节尿的生成。醋固酮在促进肾重吸收N旷的过程中也能重吸收水，因而也将影响机体的水平衡。此外，心房钠尿肤的作用基本与抗利尿激素相反，它能促进肾排N旷和排水，与抗利尿激素、肾素和血管紧张素11相互拈抗，共同发挥调节作用。所以肾脏通过尿生成来保持机体水平衡，是多种因素共同调节的结果。


生理学 （二）在保持机体电解质平衡中的作用 1. Na+和伈的平衡体内重要的盐类均以电解质的形式存在于体液中，其中最重要的是Na十和K十。在尿生成的调节中，醒固酮是肾调节N旷和K十排出量最重要的体液因素。酪固酮的合成和分泌除受Ang II和Ang皿（作用更强）外，还受血K乔ll Na十浓度的负反馈控制，当血k十浓度升高和（或）血Na十浓度降低时，可直接刺激肾上腺皮质球状带分泌醋固酮；而当血K十浓度降低和（或）血N旷浓度升高时，则酸固酮分泌减少。醒固酮的分泌对血k十浓度的变化更为敏感。因此，酸固酮通过促进肾保Na•排K的功能活动可对血Na•和血k十浓度起到精确的调控作用。饮食中Na飞ll K+摄入晕增加，尿中N旷和K十的排出也相应地增加，反之亦然，这主要依靠醋固酮对肾的调节作用。除醋固酮外，心房钠尿肤可抑制肾重吸收NaCl，使尿中NaCl排出增多，拈抗酸固酮的作用。此外，肾小球滤过率的改变可通过球－管平衡使尿钠和尿量保持稳定，也起相当重要的作用。如前所述，当肾小球滤过率从125ml/min增加到126ml/min（变化不足1%），如果没有球－管平衡，则尿谥和尿钠们都将增加1倍，从而使机体的N旷平衡遭受破坏。


生理学 （二）在保持机体电解质平衡中的作用 2. Ca2＋的平衡超滤液中的Ca2＋绝大部分被重吸收，随尿排出的Ca2＋不足1%。肾脏对Ca2＋的排泄受多种因素影响，最主要的因素是甲状旁腺激素，而甲状旁腺激素的分泌又受血Ca2＋浓度的调控。这一负反馈调节能通过下列机制达到精确调控血钙水平的效果：心细胞外液中Ca2•浓度升高一方面增加肾小球的滤过，使C汒排泄增加，同时又抑制甲状旁腺激素的分泌，使Ca2＋重吸收减少；＠血浆磷浓度升高可刺激甲状旁腺激素的分泌，使肾小管对Ca2＋的重吸收增加，减少Ca2•的排泄；＠细胞外液量增加或动脉血压升高可减少近端小管对Na十和水的重吸收，也能减少Ca2＋的重吸收，这是因为80％的Ca2＋是由溶剂拖曳而被重吸收的；＠血浆pH的改变能影响远端小管对C店的重吸收，代谢性酸中毒时Ca2＋的重吸收增加，而代谢性碱中毒时Ca2＋的重吸收减少。除甲状旁腺激素外，肾对C汒的重吸收和排泄还受降钙素和维生素队的调控（详见第十一章）。


生理学 （三）在维持机体酸碱平衡中的作用 细胞外液的正常pH为7.35~7.45。维持机体内环境的酸碱平衡是正常生命活动必备的重要条件。正常入在普通饮食情况下，机体在代谢活动中不断产生酸性或碱性物质，且酸性物质的产生量远多于碱性物质，通常，细胞外液中的缓冲系统首先发挥作用，缓冲过多的酸性物质，但它只能起即时效应；肺主要通过排出挥发性酸(CO2)来缓冲体内的酸性产物（见第五章），也只能起即时和部分作用。体内缓冲酸碱最重要、作用最持久的器官是肾脏，它可将体内除CO2外的所有酸性物质（固定酸）排出体外，从而保持细胞外液中的pH于正常范围内。


生理学 （三）在维持机体酸碱平衡中的作用 肾小管和集合管通过Na+-H+交换和质子泵将甘主动分泌到小管液中，且泌W与HC03一的重吸收相耦联，此外，肾还能泌N儿和NH4十，这一过程不仅能使小管液中的W浓度降低，使泌甘持续不断地进行，而且也能促进HCO；的重吸收。小管上皮细胞顶端膜和胞质中的碳酸酐酶在上述过程中发挥重要作用。肾小管和集合管对甘的分泌随体内酸碱平衡状态而改变。酸中毒时，肾小管和集合管上皮细胞中的碳酸酐酶活性增高，催化生成更多的H+，加速Na+－W交换和质子泵分泌H+，酸中毒也能刺激谷氨酰胺酶的活性，使上皮细胞生成更多的N儿和NH;，从而起到保持酸碱平衡的作用。此外，长期循环血量减少可刺激N a+-H+交换而增加对甘的分泌，但其机制尚不清楚。


生理学 第六节清除率—、清除率的概念及计算方法 两肾在单位时间（一般为每分钟）内能将一定毫升血浆中所含的某种物质完全清除，这个能完全清除某物质的血浆毫升数就称为该物质的清除率(clearance rate, C)。由清除率的定义可知，具体计算某种物质(X)的清除率(Cx)，需要测定三个数据：心尿中该物质的浓度(Ux,mg/lOOml)；＠每分钟尿量(V,ml/min)；＠血浆中该物质的浓度(Px, mg/lOOml)。由千尿中的物质均来自血浆（滤过或分泌），所以清除率能反映肾对不同物质的排泄能力，是一个较好的肾功能测定方法。但实际上，肾不可能将某一部分血浆中的某种物质完全清除出去，所以清除率只是一个推算的数值，它更能反映的是每分钟内所清除的某种物质的量来自多少毫升血浆，或相当于多少毫升血浆中所含的某物质的量。


生理学 二、测定清除率的意义（一）测定肾小球滤过率 已知肾每分钟排出某物质(X)的量为UxxV，如果该物质可经肾小球自由滤过而进入肾小管，并被肾小管和集合管重吸收和分泌，则U x xV应等于每分钟肾小球滤过量、重吸收蜇(Rx)和分泌量(Sx)的代数和。每分钟内肾小球滤过的该物质的量应等于肾小球滤过率(GFR)与该物质血浆浓度(Px)的乘积，因而肾每分钟排出该物质的量，即1.菊粉清除率如果血浆中某种物质能经肾小球自由滤过，则该物质在肾小搅超滤液中的浓度应与血浆浓度相同；同时，如果该物质在肾小管和集合管中既不被重吸收又不被分泌，所以式8-4可改写为菊粉(inulin)可被肾小球自由滤过，并在肾小管和集合管不被重吸收和分泌，完全符合上述条件，式8-5可改写为式中旯和凡分别表示尿和血浆中菊粉的浓度，所以菊粉的清除率(Ci,l)可用来代表肾小球滤过率，例如，给受试者静脉滴注一定量菊粉以保持血浆菊粉浓度恒定，然后测定单位时间内的尿量和尿中菊粉浓度。如果血浆菊粉浓度维持在1mg/100ml，尿量为1叫／min，尿菊粉浓度为125mg/100ml，则菊粉的清除率，即根据对菊粉清除率的测定，可推知肾小球滤过率为125mVmin。


生理学 二、测定清除率的意义（一）测定肾小球滤过率 2.内生肌酐清除率应用菊粉测定肾小球滤过率虽准确可靠，但操作不便，而内生肌酐(endogenous creatinine)清除率在数值上较接近肾小球滤过率，故临床上常用它来推测肾小球滤过率。所谓内生肌酐是指体内组织代谢所产生的肌酐。由千肉类食物中含肌酐以及肌肉剧烈活动可产生肌酐，故在检测内生肌酐前应禁食肉类食物，避免剧烈运动。内生肌酐清除率可按下式计算内生肌酐清除率＝尿肌酐浓度(mg/L)x尿量(U24h)(8-8)血浆肌酐浓度(mg/L)由于肾小管和集合管能分泌少量肌酐，也可重吸收少量肌酐，内生肌酐清除率的值可以大致评估肾小球滤过率。我国成年人内生肌酐清除率平均为1281/24h。


生理学 （二）测定肾血浆流量、滤过分数和肾血流量 如果血浆中某一物质在流经肾脏后，肾静脉中其浓度接近千零，则表示血浆中该物质经肾小球滤过和肾小管、集合管转运后，从血浆中全部被清除，因此该物质在尿中的排出量(UxxV)应等于每分钟肾血浆流量(RPF)与血浆中该物质浓度的乘积，即如果静脉滴注碟锐特(dioch·ast)或对氨基马尿酸(para-aminohippUiic acid, PAH)的钠盐，维持其血浆浓度在1~3mgllOO吐当血液流经肾脏一个周期后，碳锐特或PAH经过肾脏大约有90％可从血浆中清除，因此殡锐特或PAH的清除率可用来代表有效肾血浆流量(effective renal plasma flow)，即每分钟流经两肾全部肾单位的血浆量。因肾动脉的血液有一部分是供应肾单位以外的组织，这部分血液不被肾小球滤过，也不被肾小管分泌，故实际肾静脉血中殡锐特或PAH的浓度并不等千零。通过测定PAH清除率(CPAH)可计算肾血浆流量(RPF)。如测得CPAH为594叫／min，假定肾动脉血中的PAH有90％被肾脏清除，则若已知GFR为125叫／min，可进一步计算出滤过分数(FF)，即根据肾血浆流量和血细胞比容，还可以计算出肾血流量(RBF)。若测得受试者的血细胞比容为45%，肾血浆流量为660ml/min，则RBF=660ml/min致1-45%)=1200ml/min通过对各种物质清除率的测定，可推测哪些物质能被肾小管净重吸收(n e t tubular reabsorption),哪些物质能被肾小管净分泌(n e t tubular secretion)，从而推论肾小管对不同物质的转运功能。例如，葡萄糖可通过肾小球自由滤过，但其清除率几近千零，表明葡萄糖可全部被肾小管重吸收。尿素清除率小于肾小球滤过率，表明它被滤过之后，又被肾小管和集合管净重吸收。假如某一物质的清除率小千肾小球滤过率，可以肯定该物质必定在肾小管被重吸收，但不能排除它也能被肾小管分泌的可能性，因为当重吸收蜇大千分泌量时，其清除率仍小于肾小球滤过率；如果某种物质的清除率大于肾小球滤过率，则表明肾小管必定能分泌该物质，但不能排除该物质也可被肾小管重吸收的可能性，因为当其分泌量大千重吸收量时，清除率仍高于肾小球滤过率。


生理学 （二）测定肾血浆流量、滤过分数和肾血流量  （四）自由水清除率 自由水清除率(free-water clearance,CH,o)是用清除率的方法定量测定肾排水情况的一项指标，即对肾产生无溶质水（又称自由水）能力进行定量分析的一项指标。在肾脏生理学中，无溶质水(solute free water)是指尿液在被浓缩的过程中肾小管每分钟从小管液中重吸收的纯水量，亦即从尿中除去的那部分纯水量；或指尿液在被稀释的过程中，体内有一定量的纯水被肾排出到尿液中去，亦即在尿中加入的那部分纯水量，否则尿液的渗透压将不可能成为高渗或低渗，而将与血浆相等。


生理学 （四）自由水清除率 在计算自由水清除率时，须先算出肾对血浆全部溶质的清除率(clearance of total solute)。由于血浆中的全部溶质形成血浆的晶体渗透压，故可用渗透单位清除率(osmolar clearance, C0,”,)来反映血浆全部溶质的清除率。Co,m可用一般的清除率测定方法测得，即分别测定血浆渗透压(Po,m汃尿液渗透压(Uo,m)和单位时间内的尿量(V)，然后用清除率的公式计算，即单位时间内生成的尿量等于渗透单位清除率和自由水清除率之和，即V-u xV U c11,0=v-c。sm=posm=(1－亡）xV(8-12)由上式可见，当Uo,m/Po,『,.<1，即尿液低渗时，C凡0为正值；而当Uo,m/Po,m>l，即尿液高渗时，c1-1,o则为负值。在肾脏生理学中，C十10为负值时可称之为自由水重吸收量(free-water reabsorption)，用T沁来。


生理学 （四）自由水清除率 表示，可作为肾小管保留水分的能力的一个指标。例如，在高渗性脱水时，血浆渗透压增加，抗利尿激素分泌增加，肾小管将重吸收更多的无溶质水，结果使CH,O值降低而出现高渗尿。当抗利尿激素发挥最大抗利尿作用时，C凡0值可降至－1.3ml/min；而在水过多或缺乏抗利尿激素时，C十10值可高达14.3ml/min。除血浆清除率试验外，临床上还可用尿液浓缩和稀释试验、酚红排泄试验等方法来检测肾功能｀L。 第七节尿的排放 尿液是连续不断生成的，经由集合管、肾盏、肾盂和输尿管进入膀胱。尿液在膀胱内储存达一定址时，即可引起反射性排尿(mi cturition)，将尿液经尿道排出体外。膀胱的排尿是间歇地进行的。 一、输尿管的运动 输尿管与肾盂连接处的平滑肌细胞有自律性，可产生规则的蠕动波(l~5次／分），其推进速度为2~3cm/s，将尿液送入膀胱。肾盂中尿量越多，内压越大，自动节律性频率越高，蠕动增强。反之亦然。经过输尿管蠕动，尿液被输送到膀胱。


生理学 二、膀胱和尿道的神经支配 膀胱逼尿肌和内括约肌受副交感和交感神经的双重支配（图8-20)。副交感神经节前神经元的胞体位于第2~4砾段脊髓，节前纤维行走千盆神经(pelvi c nerve)中，在膀胱壁内换元后，节后纤维分布于逼尿肌和尿道内括约肌，其末梢释放乙酰胆碱，能激活逼尿肌的M受体，使逼尿肌收缩和尿道内括约肌舒张，故能促进排尿。盆神经中也含感觉纤维，能感受膀胱壁被牵拉，膀胱充胀感觉的程度。支配膀胱的交感神经起自腰段脊简，经腹下神经(hypogastri c nei"Ve)到达膀胱。交感神经末梢释放去甲肾上腺素，后者通过作用于B受体使膀胱逼尿肌松弛，而通过作用于a受体引起内括约肌收缩和血管收缩。交感神经亦含感觉传入纤维，可将引起膀胱痛觉的信号传入中枢。此外，阴部神经(pudendal n e rve)支配膀胱外括约肌。阴部神经为躯体运动神经，膀胱外括约肌为骨骼肌，其活动可受意识控制。阴部神经兴奋时，外括约肌收缩；反之，外括约肌舒张。排尿反射时可反射性抑制阴部神经的活动。传导尿道感觉的传入纤维在阴部神经中。


生理学 二、膀胱和尿道的神经支配 传入纤维兴奋性传出纤维－－－：腰部抑制性传出纤维4交感神经链内括约/j/l-=-~祈－／＇夕~阴部神经排尿反射(micturition reflex)是一种脊髓反射，即该反射在脊髓水平就能完成，但在正常情况下，排尿反射受脑的高级中枢控制，可有意识地抑制或加强其反射过程。在一般情况下，膀胱逼尿肌在副交感神经紧张性冲动的影响下，处千轻度收缩状态，使膀胱内压经常保持在10cmH20以下。因为膀胱具有较大的伸展性，因此膀胱内压稍升高后可很快回降。当尿量增加到400~500ml时膀胱内压才超过10cmH20。如果膀胱内尿量增加到700ml，膀胱内压随之增加到35cmH20时，逼尿肌便出现节律性收缩，排尿欲将明显增强，但此时还可有意识地控制排尿。当膀胱内压达到70cmH20以上时，便出现明显的痛感以至于不得不排尿。可见引起排尿反射的主要因素是膀胱内压的升高。


生理学 二、膀胱和尿道的神经支配 当膀胱内尿量充盈达一定程度时(400~500ml或以上），膀胱壁的牵张感受器受到刺激而兴奋。冲动沿盆神经传入，到达秪髓的排尿反射初级中枢；同时，冲动也上传到脑干和大脑皮层的排尿反射高位中枢，并产生排尿欲。排尿反射进行时，冲动沿盆神经传出，引起逼尿肌收缩、尿道内括约肌松弛，于是尿液进入后尿道。这时尿液还可以刺激后尿道的感受器，冲动沿传入神经再次传到脊髓排尿中枢，进一步加强其活动，使尿道外括约肌开放，于是尿液被强大的膀胱内压（可高达150cmH20)驱出。尿液对尿道的刺激可进一步反射性地加强排尿中枢活动。这是一个正反馈过程，它使排尿反射一再加强，直至膀胱内的尿液排完为止（图8-21)。排尿后期，残留在尿道内的尿液，在男性可通过球海绵体肌的收缩排尽；女性则靠重力作用排尽。此外，在排尿时，腹肌和脱肌的强力收缩也可产生较高的腹内压，协助克服排尿的阻力。 隔肌颈、胸髓,._腹壁肌收缩重腹内压鲸甘归订层


生理学 隔肌颈、胸髓,._腹壁肌收缩重腹内压鲸甘归订层 膀胱内尿量膀胱壁盆神经400~500ml内压增一-感受器•至15cmH20以上兴奋传入冲动二勹勹张张｝：｝高尿馈－－受器一一：如前所述，排尿是一个反射过程，但受高位中枢的随意控制。如果排尿反射弧的任何一个部位受损，或祗段脊髓排尿中枢与高位中枢失去联系，都将导致排尿异常(abnormality of micturition)。


生理学 隔肌颈、胸髓,._腹壁肌收缩重腹内压鲸甘归订层 若膀胱的传入神经受损，膀胱充盈的传入信号将不能传到骰段脊髓，则膀胱充盈时不能反射性引起张力增加，故膀胱充盈膨胀，膀胱壁张力下降，称为无张力膀胱(atonic bladder）。当膀胱过度充盈线。时，可发生溢流性滴流，即从尿道溢出数滴尿液，称为溢流性尿失禁(overflow incontinence)。如果支配膀胱的传出神经（盆神经）或祗段脊髓受损，排尿反射也不能发生，膀胱变得松弛扩张，大量尿液滞留在膀胱内，导致尿计者留(urine retention)。若高位脊髓受损，低部排尿中枢的活动不能得到高位中枢的控制，虽然脊髓排尿反射的反射弧完好，此时可出现尿失禁(urine incontin ence)，这种情况主要发生在脊髓休克恢复后。在脊髓休克期间，由于祗段脊髓排尿中枢处于休克状态，排尿反射消失，可发生溢流性尿失禁。小儿大脑发育未完善，对初级中枢的控制能力较弱，所以小儿排尿次数多，且易发生夜间遗尿现象，排尿活动受意识控制较弱。


生理学 （李春凌管又飞） 1人在急性大失血后动脉血压降至约60mmHg，此时尿量和尿渗透压有何变化？为什么？2.给家免静脉注射20％葡萄糖溶液5ml后，动物的尿量、尿糖有何变化？为什么？3.人在夏日露天强体力劳动时，大量出汗（估计达1500ml)，且未饮水，此时尿量和尿参透压有何变化？为什么？4.原发性酪固酮增多症患者可出现水肿、低血钾、高血压等表现，这是为什么？[1]孙世澜，吴彼得肾衰竭诊断治疗学．北京：人民军医出版社，2012[2]王庭槐生理学3版北京：高等教育出版社，2013[3]朱大年，王庭槐生理学8版．北京：人民卫生出版社，2013[6]Yang B,Sands J. Urea Transporters. Netherlands:Springer,2014.


生理学 第九章感觉器官的功能 感觉(sensation)是客观物质世界在脑的主观反映，是机体赖以生存的重要功能活动之一。人类通过感觉认识丰富多彩的客观世界，并使机体能够不断适应内、外环境的变化。感觉的产生是感受器或感觉器官、神经传导通路和感觉中枢三部分共同活动的结果。机体内的感受器多种多样，最简单的感受器就是游离的传入神经末梢，而有些在结构和功能上都高度分化的感受细胞连同它们的附属结构则一道构成了感觉器官，主要有眼、耳、鼻、舌及皮肤等。本章首先对感受器的一般生理特性以及感觉通路中的信息编码和处理等进行简要概述，然后分别介绍躯体和内脏感觉，以及产生视觉、听觉、平衡觉、嗅觉和味觉等各感觉器官的功能。 第一节感觉概述 机体内、外环境中的各种刺激首先作用千不同的感受器或感觉器官，然后被转换成神经冲动，通过专用的神经通路传至大脑皮层的特定区域进行整合或分析处理，产生相应的感觉。须指出的是，感觉传入冲动并不全都能引起主观感觉，有些感觉传入只是向中枢提供内外环境中某些因素改变的信息而引起相应的调节反应，如颈动脉窦压力感受器的传入冲动。


生理学 一、感受器和感觉器官 感受器(sensory receptor)是指分布在体表或组织内部的一些专门感受机体内、外环境变化的结构或装置。感受器的结构具有多样性，最简单的感受器是游离神经末梢，如痛觉和温度觉感受器；有些感受器是在裸露的神经末梢周围包绕一些由结缔组织构成的被膜样结构，如环层小体、鲁菲尼小体和肌梭等。另有一些感受器是结构和功能上都高度分化的感受细胞，如视网膜中的视杆细胞和视锥细胞以及耳蜗中的毛细胞等。这些感受细胞连同它们的附属结构（如哏的屈光系统、耳的集音与传音装置），就构成了专门感受某一特定感觉类型的器官，即感觉器官(sense organ)。人和高等动物最主要的感觉器官有眼、耳（含耳蜗和前庭）、鼻、舌等，它们均位于头部，称为特殊感觉器官。


生理学 一、感受器和感觉器官 感受器有多种分类方法：根据接受刺激来源的不同，可将感受器分为内感受器和外感受器，分别感受体内、外环境变化。根据接受刺激性质的不同，也可将感受器分为光感受器、机械感受器、温度感受器和化学感受器等。这种分类法也有不足之处，如机械性感受器可包括皮肤触－压觉感受器、听觉感受器、平衡觉感受器和压力感受器等；化学感受器可涵盖嗅觉感受器、味觉感受器和感受血中P02, PC02、W浓度等的化学感受器等。目前使用较普遍的分类法是综合考虑刺激物和所引起的感觉或效应，如视觉听觉嗅觉、触－压觉平衡觉、动脉压力感受器等。 二、感受器的一般生理特性(—)感受器的适宜刺激 一种感受器通常只对某种特定形式的刺激最敏感，这种形式的刺激称为该感受器的适宜刺激(adequate stimulus)。例如，一定波长的电磁波是视网膜感光细胞的适宜剌激；一定频率的机械振动是耳蜗毛细胞的适宜刺激等。当然，感受器并不只对适宜刺激有反应，对某些非适宜刺激也可产生一定的反应，但所需的刺激强度通常要比适宜刺激大得多。正因为如此，机体内外环境的各种刺激，总是优先被适宜该刺激形式的感受器所接受。


生理学 二、感受器的一般生理特性(—)感受器的适宜刺激 适宜刺激作用于感受器，必须达到一定的刺激强度和待续一定的作用时间才能引起某种相应的感觉。每种感受器都有其特定的感觉闾值。引起感受器兴奋所需的最小刺激强度称为强度闹值；而所需的最短作用时间称为时间阙值。对于某些感受器来说（如皮肤的触觉感受器），当刺激强度一定时，刺激作用还要达到一定的面积，这称为面积阙值。当刺激较弱时，面积闾值就较大；而刺激较强时面积阙值则较小。此外，对于同一种性质的两个刺激，其强度的差异必须达到一定程度才能使人在感觉上得以分辨，这种刚能分辨的两个刺激强度的最小差异，称为感觉辨别阙。


生理学 （二）感受器的换能作用 感受器是一种生物换能器，其功能是将作用于它们的特定形式的刺激能量转换为传入神经的动作电位，这种能量转换称为感受器的换能作用(transducer function)。在感受器的换能过程中，一般不是直接把剌激能量转变为神经冲动，而是先在感受器细胞或传入神经末梢产生一种过渡性的局部膜电位变化，这种电位变化称为感受器电位(receptor potential)。感受器电位通常是由跨膜离子电流引起的膜去极化而产生，但在感光细胞则为膜超极化所致（见后文）。感受器电位的产生机制各不相同，但介导这一过程的信号转导分子主要是细胞膜上的通道蛋白或G蛋白耦联受体。已知视觉、嗅觉、味觉由不同的G蛋白耦联受体介导；热觉、冷觉、某些化学刺激（如甘浓度、辣椒素、薄荷醇等）可以由不同的瞬时受体电位(transi ent receptor potential, TRP)通道介导；听觉、触觉等则由机械门控通道介导；而痛觉可能由多种信号分子介导。


生理学 （二）感受器的换能作用 感觉换能和动作电位发生的部位通常是分开的。在感觉神经纤维末端和有些感受细胞（如嗅细胞）产生的感受器电位以电紧张的形式扩布，当到达感觉神经的第一个郎飞结或轴突始段时，只要去极化足以达到阙电位水平，动作电位即可在这些部位爆发并沿感觉神经向远处传导（图9-1)。在另一些感受细胞（如感光细胞、毛细胞）产生的感受器电位则以电紧张的形式传至突触输出处，通过释放递质引起初级传入神经末梢发生膜电位变化，这种电位改变也是过渡性的，称为发生器电位(generator pote n ti al)。在毛细胞，换能部位与动作电位发生部位之间只经过一次突触传递；而在感光细胞，换能部位与动作电位发生部位之间需经过两次突触传递。


生理学 感受器电位尸lt电位器皿感觉神经游离末梢j三三三尹三兰三第一个郎飞结髓鞘I电压门控钠通道密度仆仆仆仆仆仆仆仆丛丛 图9-1感受器电位转变为传入神经纤维上动作电位的示意图A当感受器（图中示感觉神经游离末梢）接受机械、化学和温度等刺激时，在感受器部位只能产生等级性的感受器电位，该电位随传播距离增大而衰减，而在传入纤维的第一个郎飞结处转变为可传播的动作电位。虽然感受器电位在传到第一个郎飞结处时更小（图中未显示），但它足以达阙电位而爆发动作电位；B电压门控钠通道的密度在每个郎飞结处明显高于感受器部位，所以在感受器部位只能产生感受器电位，而在第一个郎飞结处才爆发动作电位\(J罚感受器电位或发生器电位在本质上是相同的，它们都具有局部电位的性质，即为非“全或无”式的，可发生总和，并以电紧张的形式沿所在的细胞膜作短距离传播。因此，感受器电位或发生器电位可通过改变其幅度、持续时间和波动方向，真实地转导外界刺激信号所携带的信息。但是，感受器电位或发生器电位的产生并不意味着感受器功能的完成，只有当这些过渡性电位变化使该感受器的传入神经纤维发生去极化、并产生“全或无”式的动作电位时，才标志着这一感受器或感觉器官换能作用的完成。


生理学 （三）感受器的编码功能 感受器在将外界刺激转换为传入神经动作电位时，不仅发生了能量的转换，也将刺激所包含的环境变化信息转移到了动作电位的序列中，起到了信息的转移作用，这就是感受器的编码(coding)功能。但实际上，感觉编码不仅与感受器有关，还涉及感觉系统的其他结构。关于感觉编码的机制，至今尚不十分清楚。目前认为，感觉系统将刺激信号转变为可识别的感觉信号，主要包括刺激的类型、部位、强度和持续时间四种基本属性。由于不同的感受器具有不同的适宜刺激，感受特殊形式能量的感受器，对特定范围的能量带宽敏感，这样就决定了感受器对剌激类型的识别，从而允许机体感知许多种类的机械、热、化学和电磁刺激等。


生理学 （三）感受器的编码功能 感受器对剌激部位的编码涉及感觉单位和感受野的概念。感觉单位(sens01-y unit)是指一个感觉轴突及其所有的外周分支。对一个感觉单位来说，它所有的感觉轴突分支末梢所分布的空间范围，就称为它的感受野(recepti ve field)。凡是落在这个空间范围内的适宜刺激达到阙值，就能引起这个感觉单位兴奋，并产生相应的感觉传入冲动。由千刺激总是作用千不同的部位，因而作用千特定部位的适宜刺激就很容易被感觉系统所识别。另外，一个感觉单位的感受野通常与其他感觉单位的感受野之间有重叠和呈犬齿交错状，这在对刺激强度的编码中具有重要意义。刺激的强度和持续时间则是由感受器电位的幅度和时程以及被激活的感受器数目来反映。刺激强度与感受器电位的大小有关｀口舌者又与感觉神经上动作电位频率的高低有关（图9-2)。刺激的时间特征则是由脉冲序列的动态变化来反映的。声音视觉图像、形状、质地、味道和气味等复杂的刺激类型要求大量的感受器被激活，每一个感受器都传递一个特定的刺激属性｀L。


生理学 （四）感受器的适应现象 当某一恒定强度的刺激待续作用千一个感受器时，其传入神经纤维上动作电位的频率会逐渐降低，这一现象称为感受器的适应(adaptation)。适应动作电位1|||IIIIIIIIIII|感受器电位二二艾一一一一/产气｀＿＿＿厂－－阔电位刺激强度嗨压）图9-2感受器对刺激强度编码的示意图A.感受器电位：感受器在接受感觉性刺激时引起等级性的局部电位改变，即感受器电位，当感受器电位去极化达到阙电位水平时，可在感觉神经上产生动作电位；B感受器对不同强度刺激的反应：较低强度的刺激可产生较小幅度的感受器电位，但达不到阙电位水平，因而不能产生动作电位；当增加刺激强度，使感受器电位去极化达到闾电位时，即可爆发动作电位；当进一步增加刺激强度，只要感受器电位持续维持在阙电位水平以上时，动作电位可重复发生，是所有感受器的一个共同特点，但不同感受器有很大的差别。通常根据感受器出现适应的快慢，可将其区分为即舌应感受器和慢适应感受器两类寻L。皮肤触觉感受器如环层小体(Pacinian corpuscle汃麦斯纳小体(Meissner corpuscle)等属于快适应感受器，它们在受到刺激时，仅在刺激作用后的短时间内有传入冲动发,放，此后虽然刺激持续存在，但神经冲动的频率迅速降低，甚至消失。这类感受器对于刺激的变化十分敏感，适于传递快速变化的信息，有利于机体接受新的刺激，对千探索新异物体或障碍物具有意义。梅克尔盘(Merkel小sk)鲁菲尼小体(Ruffini corpuscle)、肌梭、关节痪感受器、颈动脉窦压力感受器和颈动脉体化学感受器等，都属千慢适应感受器。这类感受器在刺激持续作用时，一般仅在刺激开始后不久传入冲动频率稍有下降，以后可在较长时间内维持于这一水平，直到刺激被撤除为止。感受器的慢适应有利于机体对某些功能状态如姿势、血压等进行持久而恒定的调节，或者向中枢持续发放有害刺激的信息，以达到保护机体的目的。例如，引起疼痛的刺激往往可能是潜在的伤害性刺激，如果其感受器显示明显的适应，在一定程度上就会失去报警和保护意义。适应并非疲劳，因为对某一强度的刺激产生适应之后，如果再增加该刺激的强度，又可引起传入冲动的增加。


生理学 （四）感受器的适应现象 感受器发生适应的机制比较复杂，它可发生在感觉信息转换的不同阶段。感受器的换能过程、离子通道的功能状态以及感受器细胞与感觉神经纤维之间的突触传递特性等均可影响感受器的适应。例如，环层小体的快适应与环层结构有关，如果剔除其环层结构，再以同样强度的压力直接施加于裸露的神经末梢时，仍可引起传入冲动发放，但感觉神经末梢变得不易适应。这是因为环层结构对所施压力具有缓冲作用。此外，在压力持续作用期间，神经纤维本身对刺激也能逐渐适应，这可能是由于神经纤维膜内外离子重新分布的结果，但这个过程要慢得多。 三、感觉通路中的信息编码和处理（一）感觉通路对剌激类型的编码 不同类型感觉的引起，除了与不同的刺激类型及其相对应的感受器有关外，还取决千传入冲动所经过的专用通路及其最终到达的大脑皮层的特定部位。所以，当刺激发生在一个特定感觉的神经通路时，不管该通路的活动是如何引起的，或者是由该通路的哪一部分所产生的，所引起的感觉总是该通路的感受器在生理情况下兴奋所引起的感觉，遵循Muller(1835年）所提出的特异神经能量定律(law of specific nerve energy)。


生理学 （二）感觉通路中的感受野 感觉通路中也有感受野，它是指由所有能影响某中枢感觉神经元活动的感受器所组成的空间范围。不同的感觉神经元，其感受野的大小也不相等。例如，视网膜中央凹和手指尖皮肤的分辨率很高，感受器在此处的分布十分密集，因而其相应感觉神经元的感受野就很小；但视网膜周边区和躯干皮肤的分辨率较低，感受器在那里的分布较稀疏，因而其相应感觉神经元的感受野就很大。 （三）感觉通路对剌激强度的编码 在同一感觉系统或感觉类型的范围内，感觉系统对刺激强反应度的编码除发生在感受器水平外，也发生在传入通路和中枢水平。当刺激较弱时，阙值较低的感受器首先兴奋；当刺激强度增加时，闾值较高的感受器也参与反应，感受野将扩大。例如，当某一频率的声强增大时，不仅听神经单根纤维动作电位频率增加，而且有更多的听神经纤维兴奋，共同向听觉中枢传递这一声频的信息，使感觉得到增强。