Transcript 原腎管

第八章 動物的排泄
草履蟲體內負責體
液恆定的構造是？
第一節 含氮代謝物
•排泄：排除代謝廢物（胞內進行
的各種生理反應）
•排遺：排除消化作用遺留物（胞
外進行）
人體的代謝廢物和排泄器官
來源
化學物質
排泄器官
胺基酸經肝細胞的脫氨作用
氨
腎
氨的衍生物
尿素
腎和皮膚
核酸的代謝物
尿酸
腎
血紅素在肝臟的代謝產物
膽色素
肝
葡萄糖等有機物的代謝產物
二氧化碳
肺
飲食攝取及養分的代謝產物
水
腎、皮膚和肺
飲食與攝取
無機鹽類
腎和汗腺
人體蛋白質代謝廢物：
氨、尿素（由尿液排除）
人體核酸代謝廢物：
尿酸（累積在關節，痛風）
含氮廢物種類
• 氨：水中生物
• 尿素：陸生具膀胱動物
• 尿酸：陸生不具膀胱動物
三種含氮廢物的比較
毒性
含
氮
廢
物
排泄所需 形成時消
的水量 耗的能量
動物的種類
氮
大
多
少
水生無脊椎動物、多數硬骨
魚類及兩生類的蝌蚪
尿素
中
中
中
兩生類的成體和哺乳類
尿酸
小
少
多
陸生節肢動物、爬蟲類、鳥
類
雞刀小試
1.生活在沙漠乾燥地區的動物，其含氮廢物：
(A)必為尿酸 (B)必為尿素 (C)必為氨
(D)可能為尿酸，亦可能為尿素和尿酸
2.下列有關人體含氮廢物的敘述正確的是：
(A)尿素和尿酸都是蛋白質的代謝廢物，尿
酸亦可由核酸（核酸）代謝產生 (B)尿素
和尿酸只經由腎臟排出體外，不經由其他
途徑 (C)尿素的毒性比尿酸小 (D)人體尿
液中尿酸的含量比尿素多
3.下列動物排泄含氮廢物以尿酸為主的是：
人類 蜘蛛 雞 壁虎 渦蟲
草履蟲
(A) (B) (C)
(D)
4.決定動物排泄含氮廢物形式的重要因素為
下列何項？
(A)體制為單細胞或多細胞 (B)身體的對稱
方式 (C)個體是否具有脊椎骨 (D)環境中
水分獲得的難易
第二節
排泄作用
動物體的排泄構造與功能





伸縮泡：原生動物
原腎管：扁形動物、原始環節動物
後腎管：大多數環節動物
馬氏管：陸生節肢動物
腎：脊椎動物
後口類
原口類
軟體動物
脊索動物
節肢動物
棘皮動物
環節動物
線形動物
真體腔
假體腔
扁形動物
無體腔
腔腸動物
（刺細胞動物）
幅射對稱
兩側對稱
原生動物
海綿動物
伸縮泡：淡水原生動物
原腎管：扁形動物、原始環節動物
原腎=排泄管+焰細胞
排泄管：通常為一系列相互交錯的管道，分布
於身體兩側
焰細胞：纖毛擺動時能產生吸引力，將吸取自周
圍組織間隙的液體，推送到排泄小管，
再從排泄孔排出體外。
渦蟲體內代謝廢物的排泄路徑
•組織液→焰細胞→排泄管→排泄孔→體外
•原腎管只排出很稀的液體，大多數廢物仍
由體表排出
自己畫畫看---原腎管
(後)腎管：大多數環節動物
蚯蚓代謝廢物的排泄路徑
體液→腎口（具纖毛漏斗型開口）→
排泄管（部分溶質由微血管回收）→
腎孔→體外
腎口
腎孔
自己畫畫看---後腎管
馬氏管：陸生節肢動物
（排固體尿酸）
馬氏管
1. 一端封閉，另一端則連接於中腸和後腸
之間。
2. 蛋白質代謝後副產品，擴散進入馬氏管後
轉變成無害的尿酸結晶，運送至後腸。
3. 當水分被吸收後，尿酸沉澱形成小顆粒，
隨糞便由肛門排出體外
昆蟲代謝廢物的排泄路徑
體液→馬氏管（具盲端）→
後腸（再吸收有用物質）→肛門→糞便
自己畫畫看---馬氏管
雞刀小試
1.下列各項為動物與其排泄器官的配合，
何者不正確？
(A)水螅與焰細胞 (B)蝗蟲與馬氏管 (C)
蚯蚓與腎管 (D)鯉魚與腎臟
2.變形蟲、草履蟲等原生生物的伸縮泡功能，
相當於人體哪一種器官的功能？
(A)心臟 (B)肺臟 (C)腎臟 (D)胰臟
3.若一草履蟲的粒線體受毒性物質破壞，則
此草履蟲將會有何變化？
(A)仍能維持正常生理狀況 (B)粒線體的排
泄功能停止作用，使得NH3累積以至個體
脹破 (C)主動運輸停止，水分累積使個體
膨脹甚至脹破 (D)細胞膜無法控制代謝廢
物的排出，個體萎縮致死
4.下列有關原腎管與後腎管的比較，何者正
確？
(A)蚯蚓以後腎管為排泄器官，每一體節都
有一個 (B)扁形動物的渦蟲以原腎管為排
泄構造 (C)原腎管一端具有焰細胞，後腎
管一端則具有纖毛的腎口 (D)二者均有孔
道連通體外 (E)二者均具有維持體內水分
平衡的功能
腎：脊椎動物
縱剖面
腎元
人體的泌尿系統腎臟
腎動脈
腎靜脈
腎臟
輸尿管
膀胱
尿道
腎：脊椎動物
縱剖面
腎元
腎縱剖面
皮質: 外緣,色深（因為有許多微血管）
髓質: 內層,色淺
腎盂: 结締組織
自己畫畫看---腎
腎的顯微構造：腎元
腎元=腎小體+腎小管
腎小體
腎小球: 微血管網（第一套）
鮑氏囊: 腎小管前端膨大形成
腎小管: 近曲小管→亨耳氏套→遠曲小管
腎元：脊椎動物
自己畫畫看---腎元
雞刀小試
一、在下列諸題刮號內填寫該動物排泄之主要含氮
廢物的名稱：
1.魚類（
）
2.鳥類（
）
3.兩棲類（
）
4.哺乳類（
）
二、在下列諸題刮號內填出該生物之主要排泄器官
或構造名稱：
1.渦蟲（
）
2.草履蟲（
）
3.蝦（
）
4.昆蟲（
）
5.人類（
）
• 三、從乙欄中選出適合甲欄的敘述：
甲欄
乙欄
(
)1.具有直腸腺可排除氯化鈉
(A)昆蟲
(
)2.具有觸角腺可排除代謝廢物 (B)渦蟲
(
)3.具有馬氏小管為主要排泄器官 (C)海水
軟骨魚和鯊
(
)4.具有焰細胞為主要排泄器官 (D)蝦類
(
)5.從鰓獲得無機鹽
(E)海水硬骨魚
(
)6.從鰓排泄鹽分
(F)淡水魚
4.設(1)腎元 (2)集尿管 (3)腎盂 (4)輸尿管
(5)膀胱 (6)尿道，則尿液產生的部位和排
除的途徑應為：
(A)(1)(2)(3)(4)(5)(6) (B)(2)(1)(3)(4)(5)(6)
(C)(3)(2)(1)(4)(5)(6) (D)(3)(1)(2)(4)(5)(6)
5.下列構造存於腎臟之腎錐體（髓質）中的
是：
(A)腎小球 (B)入球小動脈 (C)出球小動
脈 (D)集尿管
6.腎臟具下列哪些功能？
(A)製造尿液 (B)合成激素 (C)調節體液
酸鹼度的恆定 (D)調節體液容量和電解質
的恆定 (E)排泄含氮廢物
8.下表是動物切除肝臟後，對血液尿素濃度
影響的實驗結果（單位：每100毫升血液中
含尿素的毫克數）。根據表中數據，回答
下列各小題：
(1)這個實驗的目的是什麼？
(2)用什麼方式可以直接證明尿素在肝臟合
成？
早上
中午
下午
晚上
實驗時程表
測量血液中尿素濃度（mg / 100 mL）
7:00
7.2
8:00 （切除肝臟）
7.2
12:00
3.0
2:00
2.6
5:00
2.0
8:00
1.6
尿液的形成
1. 過濾作用：腎小球 → 鮑氏囊
2. 再吸收作用：腎小管→微血管網
3. 分泌作用：微血管網→腎小管
過濾作用
•入球小動脈管徑大於出球小動脈，會造成
血液易進難出腎小球，腎小球內壓力大於
鮑氏囊，使得血液中較小分子被擠壓過濾
至鮑氏囊
因此，過濾作用有幾點特色：
1. 物理現象，靠壓力差，不耗能
2. 當體內血壓改變時（如大失血，血壓驟
降），尿液形成會受影響
血壓上升：尿液
血壓下降：尿液
再吸收作用
•主動方式將濾液中的養分自腎小管中再吸收
回微血管網
因此，再吸收作用有幾點特色：
1. 主動運輸，耗能
2. 70％的濾液在近曲小管被再吸收，故此處
細胞有許多（
），且細胞
表面有微絨毛
3. 亨耳氏套能再吸收25％Na+、Cl-（因此能
再吸收水，濃縮尿液）
雞刀小試
1.生活在沙漠地區的哺乳類可排出濃度較高
的尿液，這與下列何種構造有關？
(A)較小的腎小球 (B)較長的近曲小管 (C)
較長的亨耳氏套 (D)較發達的集尿管
分泌作用
主動方式將微血管中的不要物質分泌至腎
小管內排出體外
Ex.氫離子、鉀離子、藥物成分
因此，分泌作用有幾點特色：
1.主動運輸，耗能
2.主要由遠曲小管負責
3.對哺乳動物的尿液形成不重要
總整理
近曲小管主要負責：再吸收、分泌
亨耳氏套主要負責：再吸收
遠曲小管主要負責：分泌
物質移動方向
物質移動的動
力來源
移動的物質種類
過濾作用
腎小球
↓
鮑氏囊
被動運輸
水、葡萄糖、胺基酸、
尿素和鹽類等
再吸收作用
腎小管管腔
↓
腎小管管壁細胞
主動運輸和被
動運輸
水、葡萄糖、胺基酸、
尿素和鹽類等
分泌作用
腎小管管壁細胞
↓
腎小管管腔
步
驟
主動運輸和被
動運輸
氫離子、氨和某些藥
物等
腎元中血流的路徑
腎動脈→入球小動脈→
腎元中濾液的路徑
鮑氏囊→
尿液的成分
•水分95％，含氮廢物2.5％、無機鹽1.5％
和少量其他物質。
•pH值：一般人尿液的pH值介於5.0~7.0
•排尿量：1~1.5l/day
•膀胱能承受600ml的尿液，約150ml就有尿
意
排尿作用
•尿液→集尿管→腎盂→輸尿
管→膀胱→刺激大腦產生尿
意→膀胱收縮→尿道→體外。
尿意
脊髓的運動神經元
大腦皮質
排尿反射
脊髓的聯絡神經元
脊髓的排尿反射中樞
外括約肌鬆弛
副交感神經
內括約肌鬆弛 膀胱壁收縮
壓迫膀胱尿液經由尿道排出
感覺神經元
刺激膀胱壁上的牽引受器興奮
膀胱累積尿量達300-500ml
試題演練
一、從乙欄中選出適合甲欄的敘述：
甲欄
乙欄
(
)1.濾液被濾出部位
(A)藥物
(
)2.進行再吸收部位
(B)胺基酸
(
)3.進行水分吸收作用部位
(C)鮑氏囊
(
)4.可被再吸收的物質
(E)腎小管
(
)5.可被分泌進入濾液中的物質 (F)集尿管
二、胺基酸分子是由C, H, O和N原子組成並由能量
將它們聯結在一起，最後這些原子經由各種途徑
從人體中排除，請用題解代號（A, B, C） 填答下
列問題。
題解代號：A.皮膚 B.腎臟 C.肺臟
• (
主要的排泄含碳化合物的部位
• (
主要的排泄含氮化合物的部位
• (
主要的排除熱能的部位
3.腎小管管腔內的葡萄糖濃度較其管壁外微
血管網內者低，這時葡萄糖藉：
(A)擴散作用由微血管網至腎小管 (B)擴散
作用由腎小管至微血管網 (C)主動運輸由
微血管網至腎小管 (D)主動運輸由腎小管
至微血管網
4.腎小管的近曲小管、亨耳氏套和遠曲小管
的主要功能分別為：
(A)分泌作用、濃縮尿液、再吸收作用 (B)
分泌作用、再吸收作用、濃縮尿液 (C)再
吸收作用、分泌作用、濃縮尿液 (D)再吸
收作用、濃縮尿液、分泌作用
5.如果腎臟發生缺氧，則下列哪些作用受影
響最大？
腎小球的過濾作用 腎小管的再吸收作
用 腎小管的分泌作用 尿液的排除
尿素的合成作用
(A) (B) (C) (D)
6.若某種物質的濃度在腎元的鮑氏囊內為0.01
克 / 公升，在較粗直的集尿管中為0.0001克
/ 公升，故該物質很可能：
(A)已變為尿酸 (B)為腎小管所利用而消耗
(C)由腎小管所分泌 (D)於腎小管部分被再
吸收
7.當人體長時間泡在游泳池裡，排尿量往往
增加，這是因為：
(A)水分經皮膚吸收入體內 (B)下視丘的口
渴中樞興奮引起反應 (C)抗利尿激素的分
泌減少 (D)四肢靜脈因水壓而增加靜脈回
心的血流量
第三節
恆定性
體液包括：
細胞外液：組織液、血漿等，佔1/3
細胞內液：細胞膜內的液體，佔2/3
同學還記得，體液的電解質？
細胞外液：
最多陽離子:Na+
最多陰離子:Cl-,HCO3細胞內液：
最多陽離子:K+
最多陰離子:HPO42-
體液恆定包括
＊水分的恒定
＊電解質的恒定
＊酸、鹼平衡
水分的恒定
1. 體內缺水時
血液0.P.↑ (>300mOsm/L) →口渴（下視丘）→喝水
血液0.P.↓
• 下視丘O.P.受器→腦垂腺後葉釋放ADH→
遠曲小管、集尿管通透性增加→水分再吸收
增加→濃尿（節流）
ADH是由下視丘製造，儲存於腦垂腺後葉
ADH抗利尿激素，又名血管加壓素，WHY？
2. 體內水分太多時
血液O.P.↓ →少喝水
↓
ADH分泌減少→稀尿
雞刀小試
1.對於人體水分的恆定控制現象，何者正確？
(A)腦垂腺後葉會分泌抗利尿激素控制 (B)
下視丘的口渴中樞會產生口渴感覺 (C)低
滲的血液會降低抗利尿激素的分泌 (D)回
心的血流量增加，會抑制抗利尿激素的分
泌 (E)大量流汗會引起口渴喝水的行為
2.下列有關人體泌尿系統的敘述，何者正確？
(A)腎臟除排除含氮廢物外，並可維持體內
環境的恆定 (B)尿液是血液流經腎元後形
成的 (C)腎小管的管壁細胞有再吸收作用
(D)攝取太鹹或高蛋白質的食物會增加腎臟
的負擔 (E)血管加壓素可增加腎臟對水分
的排出
電解質的恒定
脊椎動物的細胞外液:
最多陽離子:Na+
最多陰離子:Cl-,HCO3脊椎動物的細胞內液:
最多陽離子:K+
最多陰離子:HPO42-
Na+的調節機制:
1. Na+太少時 (RAAS系統)
血液O.P. ↓ →血量↓ → 血壓↓ →
腎分泌腎素（蛋白酶）→
活化肝分泌的血管張力素（血管收縮素）
↓
刺激腎上腺皮質分泌礦物性皮質素（醛固酮）
↓
集尿管與遠曲小管再吸收Na+ →水份再吸收→
血壓上升
2. Na+太多時(ANP調控)
血液O.P. ↑
→血量↑ →
血壓↑ →
右心房分泌心房排鈉素（ANP）→
腎分泌腎素↓及腎上腺皮質分泌礦物性皮質素（醛固酮)↓
↓
集尿管與遠曲小管再吸收Na+ ↓→水份再吸收↓→ 血壓↓
Juxtaglomerular apparatus (JGA)
雞刀小試
1.有關人體電解質恆定的維持，下列敘述正確的有
哪些？
(A)體液的主要溶質是各種養分和廢物 (B)細胞
外液含量最多的陽離子為Na，細胞內液含量最
多的陽離子為K+ (C)陰離子在細胞外液最多者為
磷酸根；在細胞內液則為重碳酸根離子 (D) Na+
是維持體液滲透壓的主要物質，大量減少時會危
及生命 (E)激素的分泌會影響電解質的恆定維持
2.人體細胞外液Na濃度與血壓之間的關係，
何者正確？
(A) Na濃度高、血壓增高 (B) Na濃度高、
血壓下降 (C) Na濃度低、血壓增高 (D)
兩者無關
3.下列有關人體體液恆定的敘述，何者正確？
(A)腎臟除排除含氮廢物外，並可維持體內環境的
恆定 (B)直接影響腎臟機能的激素有ADH、醛固
酮、腎素三種 (C)血管加壓素可促使遠曲小管及
亨耳氏套對水的再吸收作用加強 (D)當血液滲透
壓升高時會刺激下視丘的滲透壓受器，引起口渴
的感覺並促使ADH分泌 (E)礦物性皮質素可加強
腎小管對Na+ 的再吸收而間接增加對水分的排出
酸、鹼平衡(三種機制)
第一道防線：血液緩衝系統
第二道防線：肺換氣調節系統
第三道防線：腎臟調節系統
第一道防線：血液緩衝系統
血漿和組織液中最主要的緩衝物質
碳酸-碳酸氫鹽：
H2CO3、NaHCO3
OHH2CO3
NaHCO3
H+
H+ + HCO3OH- + H2CO3
H2CO3
HCO3- + H2O
OH-
酸性-鹼性磷酸鹽：
NaH2PO4、Na2HPO4
蛋白質：
血漿蛋白、血紅素
NaH2PO4
H+ + HPO42OH- + H2PO4-
Na2HPO4
H+
H2PO4HPO42-+ H2O
細胞內主要之緩衝劑
血紅素
OHHHb
Hb
H+
血漿蛋白
第二道防線：肺換氣調節系統
肺部排除CO2:
H+增加:
H +減少:
第三道防線：腎臟調節系統
藉由腎小管的再吸收及分泌作用完成
（1）分泌H +
（2）再吸收或分泌HCO3 （3）分泌NH3
+
腎小管分泌H （與HCO3 結合）
+
2腎臟排出H （與HPO4 結合）
+
腎臟排出H （與NH3結合）
總整理
腎小管管壁細胞
細胞間液
Na+
腎小管管腔濾液
Na+
K+
H
H+
+
HCO3- + H+
CO2 + H2O
NH3 Na2HPO4
H2CO3
NH4+ NaH2PO4
NH3
H2CO3
碳酸
酐酶
HCO3-
胺基酸
CO2 + H2O
形成尿
液
總而言之
腎小管藉分泌作用排除H+， H+與HCO3-結
合，與NH3結合，或與HPO42-結合，形成尿
液排除
酸中毒與鹼中毒
酸中毒：血漿中氫離子濃度過高
呼吸性酸中毒
代謝性酸中毒
鹼中毒：血漿中氫離子濃度過低
呼吸性鹼中毒
代謝性鹼中毒
呼吸性酸中毒：
•呼吸中樞抑制
•神經肌肉損傷
•呼吸系統順應性(compliance)變差
•增加呼吸道阻力
•呼吸死腔(dead space)增加
•要治療它的underlying disease和換氣功能。
•如果在單純的呼吸性酸中毒, 千萬別別它NaHCO3, 因
為常常會造成PH更低。給HCO3-, 會和組織中的H+結合
變成CO2和H2O, 在正常人應該是會被呼出的, 可是患
者如果並沒有辦法把CO2呼掉, 反而PCO2更多, 呼吸性
酸中毒就更嚴重
代謝性酸中毒
•代謝性酸中毒主要由於體內HCO3-減少所引起，可發生
于腹瀉，腸，胰，膽瘺，高熱，脫水，腹膜炎，休克，
腎功能衰竭等。是外科最常見的酸平衡紊亂。其癥狀
易被原發病癥狀所掩蓋，酸中毒往往加重原發病，所
以在治療原發病的同時，必須及時糾正酸中毒。
Respiratory acidosis
pCO2 ,
pH 
kidney compensation
urinary excretion H+ 
HCO3- reabsorption 
[ HCO3- ] , [ CO2 ] 
[ H+ ] 
respiratory alkalosis
[ HCO3- ] , [ CO2 ] 
[ H+ ] 
Metabolic acidosis
[ H+ ] 
pH 
respiratory compensation
ventilation 
[ H+ ] , [ HCO3- ] 
[ CO2 ] 
Metabolic alkalosis
[ H+ ] 
[ HCO3- ] , [ CO2 ] 
雞刀小試
1.尿液的pH值比血液低，有賴於下列何種作用？
(A)濾液中的NH在腎小管中變為NH3排出
(B)濾液中的HCO在腎小管中大量增加而排出
(C)濾液中的Na2HPO4在腎小管中變為
NaH2PO4排出
(D)腎小管管壁細胞具有Na + / H + 同向主動運
輸作用
2.下列各項不具酸鹼緩衝作用的是：
(A) NaHCO3和H2CO3 (B) Na2HPO4和
NaH2PO4 (C)血漿蛋白 (D)脂質
3.何種為調節人體體液的酸鹼度平衡方式？
(A)食入酸或鹼的食物 (B)排出體液中的
CO2 (C)腎臟排出過多的氫離子 (D)血液
中的緩衝作用 (E)腎臟再吸收鈉離子
探討活動六 腎臟的觀察
腎臟縱切
•外側(皮質)顏色深
•內側(髓質)顏色淺
• 因豬隻宰殺會放血，且泡
過水，故觀察時外側淺，
內側深
Kidney Cyst
皮質
血管
腎小球
鮑氏囊
腎小管
髓質
血管
亨耳氏套
集尿管