人体的排泄
人体每天摄取的食物和氧气，为细胞提供了进行生命活动的物质基础。细胞在利用这些物质的过程中不断进行新陈代谢，不仅产生能量以维持生命，还会生成一些代谢废物，比如二氧化碳、水和尿素等。这些废物如果在体内积累，可能损害细胞正常功能，甚至导致健康问题。例如，尿素等含氮废物具有毒性，超过一定浓度就会影响神经及其他器官。因此，及时有效地排出体内代谢废物对于人体健康和内环境的稳定尤为重要。
为了适应这一需要，人体拥有高效的排泄系统，可以通过多种方式去除这些废物。呼吸系统负责将二氧化碳排出体外，皮肤通过汗液带走部分水分和盐分。而大多数代谢废物（如尿素、多余的水和无机盐）主要靠泌尿系统排出体外。除了清除有害物质，泌尿系统还在调节体内水盐平衡和维持血压方面发挥着重要作用。
排泄的概念和途径
代谢废物的产生
人体细胞时刻都在进行新陈代谢。细胞呼吸分解有机物产生能量的同时，也产生了二氧化碳和水。蛋白质在体内分解代谢后，除了产生二氧化碳和水，还会产生含氮废物，主要是尿素。无机盐代谢也会产生一些废物。这些代谢废物必须及时排出体外。
排泄是指将细胞代谢产生的废物，以及体内过多的水分和无机盐等排出体外的过程。需要注意的是，排泄与排遗是两个不同的概念。排遗是指将食物消化后的残渣（如食物纤维、未消化的物质）通过粪便排出体外，这些残渣并没有进入细胞参与代谢，不属于代谢废物。
人体的排泄途径
人体排泄代谢废物的途径主要有三条。
二氧化碳主要通过呼吸系统排出。细胞呼吸产生的二氧化碳进入血液，随血液运到肺部，通过肺泡与外界进行气体交换，随呼气排出体外。这是我们在呼吸系统学习中已经了解的内容。
水、无机盐和少量尿素可以通过皮肤排出。皮肤中有大量汗腺，汗腺分泌汗液。汗液的主要成分是水，还含有少量无机盐（主要是氯化钠）和尿素。夏天气温高时，我们会大量出汗，这不仅能排出代谢废物，还能通过汗液蒸发带走热量，起到调节体温的作用。
尿素、多余的水和无机盐主要通过泌尿系统以尿液的形式排出。泌尿系统是人体排泄的主要途径，在维持体内水盐平衡、排出代谢废物方面起着关键作用。
尿素是蛋白质代谢的主要废物，含有氮元素。如果尿素在体内蓄积，会对细胞产生毒害作用。因此，及时排出尿素对维持身体健康至关重要。肾功能衰竭的患者体内尿素蓄积，会出现尿毒症，危及生命。
泌尿系统的组成
泌尿系统的结构
人体的泌尿系统由肾脏、输尿管、膀胱和尿道四部分组成。这四个部分各有自己的特点和分工，共同完成尿液的生成、运输、储存和排出。
-
肾脏：泌尿系统的主要器官，形状像蚕豆，位于腹腔后壁脊柱的两侧，左右各一个。肾脏的主要功能是生成尿液。每个肾脏大约重120-150克，虽然其体积只占体重的不到1%，但每天可过滤约1500-1800升血液，相当于全身血液循环了300多次，承担着重要的“过滤器”和“调节中心”作用。
-
输尿管：连接肾脏与膀胱的长管道，左右各一条，每条长约25-30厘米。输尿管管壁具有平滑肌，可以进行蠕动，将肾脏形成的尿液源源不断地推送到膀胱。
-
膀胱：位于盆腔内，是储存尿液的囊状器官。膀胱壁弹性很好，能扩张也能收缩。健康成年人的膀胱一次大约可容纳300-500毫升尿液。当储存的尿液达到一定量时，膀胱壁上神经受到牵拉，产生尿意。
-
尿道：从膀胱通向体外的排尿通道。排尿时膀胱收缩，尿道括约肌松弛，尿液即可排出体外。
下表对比各组成部分的主要功能：
泌尿系统内这些器官分工合作，使机体能够高效地清除代谢废物，同时调控水和无机盐的平衡。
肾脏的结构
肾脏的结构非常精细复杂，是泌尿系统的“核心”。从外到内，肾脏分为三层结构：
肾脏的基本结构和功能单位叫肾单位（又称肾小体）。每个肾脏内部大约拥有100万个肾单位。每个肾单位由三部分组成：
- 肾小球：由许多毛细血管盘绕成团的结构，是进行血液过滤的地方。
- 肾小囊：包裹着肾小球，像一个双层的“小杯子”，也是过滤物质流入的第一站。
- 肾小管：连着肾小囊，是一根长且弯曲的小管，周围环绕着丰富的毛细血管。它负责对原尿中的物质进行选择性重吸收，将有用物质和大部分水分返回血液。
例如，血液流经肾小球时，水分、无机盐、葡萄糖、尿素等小分子能够被过滤进入肾小囊，形成“原尿”；原尿在肾小管经过重吸收后，绝大多数有用物质被回收，只有少量的尿素、部分无机盐和多余的水最终形成尿液。
肾脏虽然体积不大，但结构极其复杂且功能强大。两侧肾脏总共有约200万个肾单位，每天可以过滤约180升原尿，最终浓缩形成约1.5升尿液。肾脏昼夜不停地工作，维持着内环境的稳定和人体健康。
尿液的形成
肾小球的滤过作用
当血液流经肾小球时，除了血细胞和大分子蛋白质外，血浆中的其他成分，包括水、葡萄糖、氨基酸、无机盐、尿素等小分子物质，都可以通过肾小球的毛细血管壁和肾小囊壁过滤到肾小囊中。这个过程叫做肾小球的滤过作用。
肾小球滤过作用的动力来自血压。心脏泵血产生的压力推动血液流经肾小球，在压力作用下，小分子物质被压出血管，进入肾小囊。肾小球毛细血管的管壁有许多小孔，加上肾小囊壁很薄，这些结构特点使滤过作用能够高效进行。
滤过到肾小囊中的液体叫做原尿。原尿的成分与血浆相似，含有水、葡萄糖、氨基酸、无机盐、尿素等，但不含血细胞和大分子蛋白质。正常人每天形成的原尿约为180升，这是一个惊人的数字，相当于全身血浆的60倍。
肾小管的重吸收作用
原尿并不是最终的尿液。当原尿流经肾小管时，其中对身体有用的物质会被重新吸收回血液，这个过程叫做肾小管的重吸收作用。
肾小管周围有丰富的毛细血管，肾小管壁和毛细血管壁都很薄，便于物质交换。肾小管能够主动吸收原尿中的全部葡萄糖、大部分水分、部分无机盐，将它们送回血液。同时，肾小管对尿素不重吸收或只吸收很少一部分，使尿素浓度不断升高。
经过肾小管重吸收后，原尿的成分发生了很大变化。葡萄糖被全部重吸收，正常尿液中不含葡萄糖。大部分水分（约99%）被重吸收，尿液的量大大减少。无机盐根据身体需要选择性重吸收，多余的排出。尿素浓度大幅升高，从原尿中的0.03%升高到尿液中的2%，增加了约60倍。
最终形成的尿液主要成分是水、尿素和无机盐。正常人每天排出的尿液约1.5升，只是原尿量的1/120左右。这说明肾小管的重吸收作用非常强大，能够回收大部分有用物质和水分，同时将代谢废物浓缩排出。
下方是尿液形成过程中物质的变化：
从表格可以清楚地看到，蛋白质不能通过肾小球滤过，血浆和原尿、尿液中都不含蛋白质。葡萄糖虽然能被滤过，但会被全部重吸收，尿液中正常不含葡萄糖。尿素和无机盐在重吸收过程中浓度大幅升高，成为尿液的主要成分。水分大部分被重吸收，只有很少部分随尿液排出。
肾脏通过滤过和重吸收两个过程形成尿液。这种“先过滤、再吸收”方式，既能彻底清除代谢废物，又能保留有用物质，体现了生物体精密调控的特点。肾脏是人体最精密的"过滤器"。
尿液的成分
正常的新鲜尿液呈淡黄色，清澈透明，略有特殊气味。尿液的主要成分是水，约占95%。固体成分主要是尿素，约占2%，此外还有无机盐、尿酸、肌酐等，约占3%。
尿液的成分会受到多种因素影响。饮水多时，尿液稀释，颜色变浅，量增多；饮水少时，尿液浓缩，颜色变深，量减少。早晨起床后的第一次尿液通常颜色较深，浓度较高，因为夜间长时间没有饮水。运动后大量出汗，尿量会减少。
尿液成分的变化可以反映身体的健康状况。正常尿液中不应该含有葡萄糖和蛋白质。如果尿液中出现葡萄糖，可能患有糖尿病；如果出现蛋白质，可能有肾脏疾病；如果出现红细胞，可能泌尿系统有出血或炎症。因此，尿液检查是体检的重要项目之一。
从图表可以看出，饮水量与尿量呈正相关关系。饮水量增加，尿量也相应增加，但尿量的增加幅度小于饮水量，这是因为还有部分水分通过皮肤、呼吸道等途径排出。即使饮水很少（如500毫升），肾脏仍会形成一定量的尿液（约500毫升），以排出代谢废物。这说明保证充足的饮水对维持正常的排泄功能非常重要。
排尿及其意义
排尿的过程
尿液在肾脏中不断形成，通过输尿管流入膀胱。膀胱起到储存尿液的作用。当膀胱中的尿液达到一定量（通常约150-250毫升）时，膀胱壁受到牵拉刺激，刺激信号通过神经传到大脑，产生尿意。
排尿是一个受神经系统控制的复杂过程。当膀胱充盈到一定程度，产生尿意后，大脑发出指令，膀胱壁的平滑肌收缩，尿道括约肌舒张，尿液就从尿道排出体外。成年人可以在一定程度上随意控制排尿，但婴幼儿的神经系统发育不完善，不能很好地控制排尿，这就是为什么小婴儿需要用尿布的原因。
正常成年人每天排尿4-6次，每次尿量约200-400毫升，24小时总尿量约1000-2000毫升。尿量会受到饮水量、气温、运动、情绪等多种因素影响。
排尿的意义
排尿对维持身体健康具有重要意义。
肾脏不仅是排泄器官，更是重要的调节器官。它通过形成和排出尿液，维持体内水分、无机盐、酸碱的平衡，保持内环境的稳定，这对生命活动至关重要。
泌尿系统的健康
常见的泌尿系统疾病
泌尿系统疾病会严重影响身体健康。常见的疾病包括肾炎、肾结石、膀胱炎、尿路感染等。
肾炎是指肾脏发生炎症，肾小球或肾小管受损。急性肾炎常由链球菌感染引起，患者会出现血尿、蛋白尿、水肿、高血压等症状。慢性肾炎病程长，可能逐渐发展为肾功能衰竭。
肾结石是泌尿系统的常见病。尿液中的某些成分（如钙盐、尿酸等）浓度过高时，会结晶沉淀，形成结石。小结石可以随尿液排出，大结石会堵塞输尿管，引起剧烈疼痛，医学上称为肾绞痛。2021年，浙江一位35岁男性因长期不喝水、常喝碳酸饮料，肾脏里形成了420颗结石，医生用了两个小时才取出，这个极端案例提醒我们养成良好饮水习惯的重要性。
膀胱炎和尿路感染通常由细菌感染引起，患者会出现尿频、尿急、尿痛等症状。女性因尿道较短，更容易发生尿路感染。
肾功能衰竭是最严重的肾脏疾病。肾功能严重受损后，无法正常形成尿液，代谢废物在体内蓄积，导致尿毒症。尿毒症患者需要定期进行血液透析（俗称“洗肾”），或者进行肾移植。2022年中国慢性肾脏病患者约1.2亿人，约占成年人口的10.8%，肾脏疾病已成为重要的公共卫生问题。
保护泌尿系统健康
保护泌尿系统健康：
-
养成良好的饮水习惯。每天应饮水1500-2000毫升，使尿液保持稀释状态，既能及时排出代谢废物，又能预防结石形成。有些人工作忙，常常忘记喝水，这是不好的习惯。应该主动饮水，不要等到口渴才喝。
-
不要憋尿。有尿意时应及时排尿，长时间憋尿会使膀胱过度充盈，损伤膀胱肌肉，还容易引起尿路感染。有些学生上课时不好意思去厕所而憋尿，这是应该避免的。
-
注意个人卫生。每天清洗外阴，保持清洁干燥，预防尿路感染。女性更应注意，经期要特别注意卫生。
-
合理饮食也很重要。不要过多摄入高蛋白、高盐、高钙食物，以免增加肾脏负担或促进结石形成。多吃新鲜蔬菜水果，保持营养均衡。
-
积极预防和治疗感染性疾病。感冒、扁桃体炎等感染如果治疗不彻底，可能引发肾炎。一旦发现这些疾病，要及时就医，彻底治疗。
-
定期体检也很重要。尿常规检查能够早期发现肾脏疾病。血压、血糖、血脂异常也会损害肾脏，要定期监测。高血压、糖尿病患者尤其要注意保护肾脏。
-
避免滥用药物。有些药物对肾脏有毒性作用，如某些抗生素、止痛药等。用药应遵医嘱，不要自行长期大量使用。
肾脏疾病早期往往没有明显症状，容易被忽视。当出现明显症状时，往往已经比较严重。因此，定期体检、早期发现、早期治疗非常重要。如果出现尿量异常、尿液颜色改变、水肿、腰痛等症状，应及时就医。
本节练习
第一题：下表是某人血浆、原尿和尿液的成分比较（单位：克/100毫升）。请根据表格回答问题。
（1）比较血浆和原尿的成分，说明肾小球有什么功能？
（2）原尿中含有葡萄糖，而尿液中不含葡萄糖，这说明什么？
（3）尿液中尿素浓度比原尿高很多，这是为什么？
（4）如果某人尿液中检出葡萄糖和蛋白质，可能分别患什么病？
答案：
（1）血浆和原尿相比，原尿中不含蛋白质，其它小分子的含量与血浆相同，说明肾小球主要具有“选择性滤过”作用：小分子物质（如水、葡萄糖、尿素、无机盐等）能通过肾小球滤过生成原尿，大分子（如蛋白质）与血细胞则不能通过而留在血液中，实现对代谢废物的排除，同时保留重要物质。
（2）原尿含有葡萄糖，而尿液中没有，说明葡萄糖在肾小管被全部重吸收回血液。肾小管对身体有用的小分子（如葡萄糖等）会进行重吸收，防止营养流失，这体现了肾脏的调节和节约功能。
（3）尿液内尿素浓度比原尿高很多，主要是因为大部分水分经过肾小管被重吸收，只有少量原尿成为最终尿液。水被重吸收导致尿液变得浓缩，尿素等代谢废物因总量变化不大，浓度大幅升高，这有利于节约水分又能及时排出废物。
（4）尿液中若检测出葡萄糖，常见于糖尿病：当血糖过高（超肾糖阈）时，部分葡萄糖不能被肾小管完全重吸收而随尿排出。尿中出现蛋白质，说明肾小球滤过膜受损（如肾炎等），导致大分子蛋白质漏出。值得注意的是，剧烈运动或发热后偶有短暂蛋白尿或糖尿，通常属生理现象，但持续出现需警惕肾脏疾病。
本题主要考查肾小球滤过与肾小管重吸收两大功能，理解尿液形成机制，并能结合检测指标分析肾脏健康状况。
第二题：某研究小组测定了不同饮水量情况下一天的尿量和尿液中尿素浓度，结果如下表：
（1）分析饮水量与尿量、尿素浓度的关系。
（2）为什么饮水多时尿液稀释，但尿素排出总量反而增加？
（3）如果一个人长期饮水很少，对泌尿系统有什么影响？
（4）医生为什么建议每天饮水1500-2000毫升？
答案：
（1）饮水量与尿量、尿素浓度的关系：
饮水量越多，尿量越多，两者正相关，但尿量的增加略小于饮水量的增加，因为还有部分水分通过其它途径排出体外。饮水量越大，尿素浓度则越低，呈负相关，这是由于大量饮水可稀释尿液，虽尿素总排出量增加但浓度下降。如饮水1000毫升时，尿量和尿素浓度分别为1000毫升和2.5克/100毫升；饮水2500毫升时，分别为2100毫升和1.5克/100毫升。
（2）饮水多时尿液稀释，但尿素排出总量反而增加，原因包括：饮水多使肾脏血流量和滤过率上升，原尿量增加；水分充足提升肾脏的排泄效率，有利于尿素的排出；尿液稀释有利于尿素的扩散排出；同时体内代谢可能更旺盛，尿素生成量也略有增加。数据表明，多饮水者确实能更多地排出尿素。
（3）长期饮水过少，对泌尿系统的影响有：易形成肾结石（尿液浓缩结晶析出），尿路感染风险上升（尿液冲刷减少），代谢废物排出减少，毒性物质积累，肾脏长期高负荷运行也易受损。此外还可能导致便秘、皮肤干燥、血液黏稠等健康问题。
（4）医生建议每天饮水1500-2000毫升，理由是：能保证适宜尿量及最佳尿素排泄，有利于代谢废物排出和结石预防；同时可维持体内水分平衡，促进各系统健康，又能避免水分摄入过多造成负担。饮水量还需结合个体差异调整。日常宜分次补水，主动饮水，不要等口渴再喝。
知识点：本题结合数据，考查饮水与尿液生成、代谢废物排出的关系，强调科学饮水对泌尿及全身健康的重要性。
第三题：下图是肾单位结构示意图（假设A是肾小球，B是肾小囊，C是肾小管，D是入球小动脉，E是出球小动脉，F是肾小管周围的毛细血管）。请根据图示回答问题。
（1）血液流经肾单位的路径是怎样的？
（2）尿液形成的两个主要过程分别在哪里进行？
（3）如果E（出球小动脉）堵塞，会对尿液形成产生什么影响？为什么？
（4）为什么肾小管周围要有丰富的毛细血管？
答案：
（1）血液流经肾单位的路径：入球小动脉（D）→ 肾小球（A）→ 出球小动脉（E）→ 肾小管周围毛细血管（F）→ 小静脉。血液进入入球小动脉，在肾小球发生滤过形成原尿，流出后经出球小动脉在肾小管周围形成毛细血管网，最后汇入小静脉离开肾脏。这种“动脉→毛细血管→动脉→毛细血管→静脉”的结构，有利于肾脏高效完成滤过和重吸收两大功能。
（2）尿液形成的两个主要过程：
- 滤过：在A（肾小球）与B（肾小囊）之间，血压推动小分子物质进入肾小囊形成原尿（如水、葡萄糖等），大分子和血细胞不能通过。
- 重吸收：在C（肾小管），原尿中有用物质大部分被肾小管主动或被动吸收回F（肾小管周围毛细血管），剩余废物成为终尿。
（3）如果E（出球小动脉）堵塞：一方面短期内肾小球滤过压升高，滤过增多，但更严重的是血流受阻，导致肾小球内血流停滞、肾小管及其周围毛细血管无血供，肾小管功能障碍，重吸收过程减弱甚至丧失。久而久之，肾组织缺氧坏死、肾功能受损甚至衰竭。说明肾脏的血流供应对其正常功能非常重要。
（4）肾小管周围要有丰富毛细血管（F）：主要因为需要高效实现物质交换，将肾小管重吸收的有用物质及时带回血液循环，同时携带氧气和营养、维持肾小管细胞的代谢活动。此外，连续两次毛细血管环节（肾小球和肾小管周围），有利于高效清除代谢废物、再吸收体内必需物质，体现了结构与功能的高度适应。
知识点归纳：本题融合肾单位的解剖结构与泌尿功能，考查血流路径、尿液形成过程及其调控机制，重点理解肾脏独特的血液循环与结构适应性，以及异常变化对功能的影响。
第四题：某医院对一位患者进行了尿液检查，结果如下：
该患者还有口渴、多饮、乏力、体重下降等症状。
（1）这位患者的尿液检查有哪些异常？
（2）根据检查结果和症状，这位患者可能患什么病？为什么？
（3）为什么正常尿液中不含葡萄糖，而该患者尿液中出现葡萄糖？
（4）如果不及时治疗，这种疾病会对身体造成什么危害？
答案：
（1）本患者尿液检查异常表现为：①多尿（尿量3500ml/24h，远高于正常）；②尿糖阳性（正常应为阴性，提示尿内有葡萄糖）；③尿酮体阳性（表明体内脂肪代谢增强，有酮体产生）；④尿比重偏高（1.030，高于正常范围，提示尿溶质、尤其是葡萄糖明显增多）。尿蛋白阴性为正常。
（2）根据症状及检查结果，患者高度怀疑糖尿病。因其典型“三多一少”症状（多尿、多饮、体重下降、乏力），尤其尿糖、尿酮体阳性，结合高尿量与高尿比重，提示血糖升高，葡萄糖超出肾小管重吸收能力，导致部分葡萄糖随尿排出。糖利用障碍时，机体分解脂肪供能，酮体升高。最终诊断还需血糖相关项目检测。
（3）正常情况下，血中葡萄糖虽然被滤过进入原尿，但全部能被肾小管重吸收，尿中不含葡萄糖。糖尿病患者血糖明显升高（>肾糖阈约160-180mg/100ml），肾小管的重吸收能力受到“超载”，部分葡萄糖不能被重吸收，只能随尿液排出出现尿糖。可以想象成“水泵抽水”，当水流量太大时，多余部分就会‘溢出’。
（4）糖尿病若未及时治疗可引发多种严重并发症，急性如酮症酸中毒（可致昏迷、威胁生命）、高渗性昏迷等；慢性并发症包括心脑血管疾病、糖尿病肾病（可致肾衰竭）、视网膜病变、神经病变、糖尿病足（可致截肢）、免疫力低下（感染易发），影响生长发育、生活质量和生育能力等。加强管理（饮食、运动、规范用药和监测）可降低危害，保证患者生活质量。
知识点：本题考查尿液异常与糖尿病机制和危害，把生物学与医学健康实际相结合，注重知识应用与健康意识培养。