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在这个视频中 我想简单谈一下肾脏
这是一幅肾脏的大图片
我们看一下它是怎么工作的
我想你们可以把这称作
肾脏的最小功能等级 这就是肾元
接下来我们谈一下肾脏和肾元
我想你们可能已经了解了肾脏
我们有两个肾 我想它们最主要的功能
就是产生或者允许我们排泄废物
但是在这个过程中 肾也帮助我们将体内的水
确切地说 是将体内的盐或者是电解质还有血压
维持在合适的水平
这里我只讲维持水的功能
并且肾脏也产生荷尔蒙和其它的激素
现在我暂时先不深入讨论这方面的细节
我想讲述的重点是这两方面
来理解一下肾脏的主要功能
大部分人有两个肾
它们靠近我们的后背
在脊柱的两侧 肝脏的后面
这是肾的放大图
如果你全屏观看的话
肾实际上没有图片这么大
这里显示的是肾的剖面图 以便能够看清肾脏的内部结构
只需要理解这里的不同部分
这很重要
在我们开始讨论肾脏中的功能单元
或者说是肾元时
从这里到这里的这片区域
这叫做肾皮质
我们讨论肾脏时
你看到的有关“renal”的任何东西 都与肾脏有关
因此这里是肾脏皮质 就是外面的部分
这片区域是肾髓质
髓质来源于“中间”这个词
所以你可以大致认为这是肾脏的中间部分
除了理解这些名词的意思
我们还要知道 它们在过滤或者排泄废物方面
确实有非常重要的作用
以及它在需要过滤血液的时候
不会排泄太多水分的能力
我曾经讲过 或者
你们从其他的演讲或者老师那里听说过
肾脏的功能单元是肾元
之所以把它称为功能单元
我把它放到引号里
是因为这里是
这两个过程发生的层面
肾脏的两个主要功能是 排泄废物
维持血液系统中的水分含量
我们可以从这幅肾脏图片中
对肾元有一个概念
我从维基百科得到的这幅图片
那个艺术家试图在这里画一对肾元
所以一个肾元看起来像这样
它一直延伸到髓质
然后又回到皮质
然后汇入收集导管
本质上 液体最终流进这里的输尿管
进入我们的膀胱 在合适的时间
我们会排泄
但是这是关于- 我猜你们可以想象出肾元的长度
肾元从这里开始 然后再到这里结束
所以好多个肾元一直在做上面所说的工作
但是它们特别薄
这些管 或者我可以叫做毛细管 都特别薄
一般的肾脏包含一百万个肾元
你甚至不能说 我能在显微镜下
可以看见我的肾元
很难看见它们的长度
在一个肾脏里面 有很多肾元可能塞在一起
以这种说法 让我们研究一下
肾脏到底是怎么过滤血液
怎么确保不要使太多的水 或者是血液中的有用的物质
进入到尿液中
让我在这里画一个肾元 像这样开始画
从血流开始画
血液将会进入一条动脉中
你可以叫做动脉毛细血管
血液像这样流进来
这个叫做输入小动脉
你们没有必要知道名字 但有时候可能遇见
血液进来了 然后进入这个弯曲的地方
它像这样弯曲 这叫做肾小球
然后血液通过输出小动脉离开
输出只是说从这中心离开
输入靠近中心 输出离开中心
以后我会进一步讨论 有趣的是
这时候 这里它依旧是一个动脉
血液在这里仍然充满氧
一般地
当我们离开毛细管系统 像这里的肾小球时
之后 我们通常来到静脉系统
但是这里仍然是动脉系统
这大概是因为 动脉系统有更高的血压
我们需要做的是挤压液体
以及在这里的肾小球里面溶解
血液外面的液体里的物质
因此肾小球有很多孔并且被其它的细胞包围
这是肾小球的截面图
肾小球被这些结构包围
这里是细胞
所以你可以想象这里全都是细胞
当然 实际的毛细血管都被细胞包围着
所以这里有细胞
当我画这些线时
这些线实际上是由小细胞构成的
血液流到这里有很高的血压
这有很多孔
外面的这些细胞叫做足突状细胞
它们过滤时有选择作用
实际上 有五分之一的液体到这里就结束了
然后进入这里的区域 这叫做鲍曼囊
事实上 这整个叫做鲍曼囊
它是一个这里有开口的球体
毛细管可以绕进这个空间
这是鲍曼囊
它是鲍曼囊内部的空间
这里整个都有细胞
这所有的结构很明显 也许没有那么明显
它们是由细胞组成的
最终我们在里面得到滤液
滤液就是挤压出来的东西
我们不能把它叫做尿 因为在它可以被称作尿之前
还有很多步骤
所以现在只是滤液 实际上
是被挤出的大约五分之一的液体
和溶解在液体中的物质
小离子 钠 也许是像葡萄糖一样的小分子
也许是一些氨基酸
这里面有很多种物质 但是在这里只是给出一个概念
没有被过滤的东西是血红细胞
或者是较大的分子 更大一点的蛋白质
这些不会被过滤
只过滤小分子
小分子是滤液的一部分
这些小分子出现在鲍曼囊里
现在 肾元做的另外一项工作
鲍曼囊是肾元的开端
这只是对肾脏的一个大体的概述
我们说到我们接近动脉了
这里是鲍曼囊
它看起来像这样
整个肾元像这样缠绕
它进入到髓质中 然后回来
最终进入到集尿管中
一会我会详细地讲
刚才我在这里画的
这是这个部分放大的版本
现在 让我把图像缩小一点
因为这里的空间快用完了
让我缩小一下 让动脉进来
它全部聚集在肾小球中
然后大部分血液离开了
但是血液的五分之一最终被过滤进
鲍曼囊
鲍曼囊就在这里
我刚刚缩小了一点 这里是滤液
也许我可以把它弄成略带黄色
滤液从这一点出来
有时也叫做肾小球滤液
因为它是由肾小球过滤出来的
但是有时候也由
鲍曼囊里面的足突状细胞过滤
现在来到了近端小管
让我画点这样的东西
很明显 这不是它看起来的确切的样子
但是可以给你一种感觉
这里 这是近端小管
这听起来是一个很有趣的单词
但是“近端”是指进“靠近”
“小管”你可以想象成一个小管子
因此 近端小管是靠近开端的一段小管子
这就是叫做近端小管的原因
近端小管有两部分
整个部分经常被叫近曲小管
因为它是曲折缠绕的
我弯弯曲曲地画出了近端小管
我在二维空间弯曲地画出了近端小管
在三维空间中 近端小管也是弯曲盘绕的
事实上 它不仅有弯曲的部分
在近端小管的终端也有直的部分
所以我们把这整体叫做近端小管
这里是曲部
这是直部 我们也不用太挑剔
肾元的这个关键部分
记住我们讲到这里了
现在我们讲肾元的这一方面
对于那些在滤液里我们不想流失的物质
在这里开始重吸收
我们不想失去葡萄糖
这是我们吃东西而辛苦赚来的提供能量的物质
我们不想失去像钠一样必要的物质
我们在大量的视频中可以看到 钠是对我们有用的离子
我们不想失去氨基酸
氨基酸对于构成蛋白质和其它的东西是很有用的
因此这些都不是我们想失去的东西
因此我们开始将他们吸收回来
关于重吸收 我将会制作一整个视频
这是个积极的过程
既然我们要用ATP 这像一个总结
我们用ATP抽出钠
这也能帮助带来其它东西
这只是整个过程的一个提示
我们讲到重吸收 想象一下发生了什么
这里是你近端小管的内皮细胞
事实上 它们有一点小东西突出来
因为这个特别有趣 我打算做一个有关的完整视频
所以这里有突出来的细胞
在细胞的另一面 是你的动脉系统
或者是毛细血管系统
我们就把这里叫做毛细血管系统吧
它很靠近近端小管的内皮细胞
所以 这些物质特别是钠事实上从这里泵出
用掉一些能量
可以将这些物质抽回来一些
也许还会抽回来一些水
因此我们吸收回一些钠 一些葡萄糖
并且我们也会吸收回来一点水
因为我们不想失去所有的水
这都是最初在滤液里的水
我们失去的是即将排除的大量的尿
和大量的水 尽管我们不想失去水
所以这就是全部 我们开始吸收过程
然后我们进入亨利循环 事实上
在我看来这是肾元最有意思的部分
我们进入了亨利循环
它回来 然后回去
肾元中最长的就是亨利循环
如果看这里的这个图
如果我说亨利循环
我指的是这里的整个部分
这里你可以看到很有意思的东西
它跨过皮质的边界
这个淡棕色的部分 和肾髓质
这里淡红色或者说橘黄色的部分
亨利循环跨过皮质边界是有原因的
我把它画在这里
这里是分界线
这里是皮质 这个地方是髓质
所以亨利循环有两个作用
一个作用是提高肾髓质的盐分含量
这通过抽出盐来实现
因此它主动地泵出盐
并且在亨利循环的上升部分完成
因此 它主动的泵出盐:钠 钾 氯化物
或者是氯 确切的说 氯离子
它主动地将这里的盐泵出
使整个脊髓质盐分含量提高
或者 我们可以把这叫做渗透作用
使其变成高渗的
这里 相比穿过整个细管的滤液
有更多的溶质
这也需要ATP来完成
所有的这些
都需要ATP来抵制浓度梯度对主动泵出的影响
因此 这里是含盐的 而且是有原因的
不仅仅是从滤液中得到盐分
尽管这是部分原因 通过使其含盐量提高
上升部分只对这些盐和离子是可渗透的
对水是不渗透的
亨利循环的下降部分只对水渗透
然后会发生什么呢?
因为上升部分主动地吸收进盐
如果这里是含盐的
当水回流到下降循环时将会发生什么呢?
这里是高渗透的
水将会流动
使浓缩物达到平衡
我之前讲过这个 它竟然像被施了魔法一样没有发生
因为这里是高渗的 所以水的含盐量将更高
这里只对水有渗透性
现在 在亨利循环的下降部分
水将会离开薄膜
这是水分重吸收的主要部分
有的时候我会想 我们为什么不用ATP
来抽出水呢?
答案是 没有容易的方法来实现这个
生物系统很擅长用ATP来输运离子
但是它却不能输运水
蛋白质很难对水这种物质发生作用
所以解决方法是通过抽出离子和水
来使这里含盐量升高
如果你把这里做成只对水渗透 水将会自然流出来
所以这是一种从出去的滤液中
重吸收水的主要机制
这就是
这部分很长 给水流出时间排出去的原因
并且也水是完美的流出来
漂亮的进入含盐的部分的原因
然后 我们离开亨利循环
然后 肾元的讲解基本结束了
然后 我们进入另外一个弯曲缠绕的细管
你甚至可以猜出这弯曲细管的名字了
如果这是近端小管 这一个是远端小管
事实上 让我的图正确一点的话
它实际上很靠近鲍曼囊
让我们用另外一种颜色画
远曲小管实际上
相当接近鲍曼囊
又一次 我让它们在两维空间中弯曲
实际上在三维空间中也是弯曲的
它没有这么长 但是我不得不这么画
因为我想要它到达那一点的位置
这叫做远端 远端是稍远的地方
它缠绕着 并且它是一个管子
所以 这里是远曲小管
在这里 我们有更多的再吸收过程:
钙 更多的钠的重吸收
我们只是吸收回更多
我们在第一个地方不想失去的东西
有关重吸收 我们有很多的东西可以讨论
但是这里只是概述
我们依然重吸收回一些水
但是 然后在这里这个末端 我们的滤液已经被处理了
很多水已经被取出
现在液体更加浓缩了
我们已经吸收了很多我们想要的盐和电解质
我们已经吸收了葡萄糖和很多氨基酸
我们已经收回了我们想要的东西
所以 这里主要就是废弃物和水
我们已经不需要了 然后这些废弃物被倒入集尿管
你可以把这里看做是肾脏的垃圾导槽
众多的肾元都向这里倾倒废弃物
因此 这里也许是另一个肾元的远端小管
这里是一个集尿管
集尿管是一条收集所有肾元副产品的管子
有趣的是 集尿管再一次
进入了髓质
它又一次进入到髓质和含盐的部分
因此 如果我们讨论集尿管
也许 集尿管又回到了髓质中
收集不同肾元中所有的滤液
因为它通过髓质中含盐量很高的点之后又回来
我们实际上有一种荷尔蒙叫做抗利尿激素
可以决定集尿管的渗透能力
如果它使得集尿管渗透能力强
当进入髓质的时候 更多的水离开了
因为这里盐分高 所以如果这里是可渗透的 水将会离开
水渗透出来了 同时使得滤液变成了
现在我们可以把它称作尿了
更加浓缩 剩下的水更少了
它一直在收集 收集 收集 直到这里结束
然后它离开肾脏
通过输尿管进入膀胱
希望这里讲的对你有帮助
我想这里最精致的事情是
我们怎么重吸收水 以及怎么- 实际上
在我看来 那是亨利循环中最精致的部分