第16章 泌尿系统
2009-05-26 20:37:52   来源：   作者：  评论：0 点击：

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泌尿系统（urinary system）包括肾脏、输尿管、膀胱及尿道。

机体的代谢废物，特别是蛋白质代谢产生的含氮废物，主要通过血液循环运至肾进行过滤得理，最后以尿液形式排出体外。此外，肾分泌肾素、前列腺素、促红细胞生成素等，参与调节整个机体水和电解质平衡、维持机体内环境稳定。

肾脏由于受到感染或其他致病因素的作用可能发生一些病变，下面的案例都是肾脏疾病，在学习完本章后，你仔细分析会找到问题的答案。

一、肾

肾（kidney）是人体主要的排泄器官。肾表面有致密结缔组织构成的被膜，肾实质和髓质构成。髓质由10~8个肾锥体（renal pyramid）组成。锥体尖端突入肾小盏内，称肾乳头，其内的乳头管开口于此处。锥体底部与皮质相接，从锥体底向皮抽呈放射状行走的条纹称髓放线（medullary ray），髓放线之间的皮质称为皮质迷路，肾锥体之间的皮质部分称为肾柱，每条髓放线及两边各1/2的皮质迷路称为肾小叶，一个肾锥体与相连的皮质称为肾叶（图16-1）。

肾由实质和间质两部分组成，肾实质由大量肾单位和集合管构成（图16-2，图16-3），肾间质是肾内的结缔组织，内含血管及神经。肾单位由肾小体和肾小管两部分组成，是尿液形成的结构和功能单位。肾小管为长而不分支的弯曲管道，起始部膨大内陷成双层的肾小囊，与血管球共同构成肾小体，肾小管的末端与集合管相接，由此，肾小管汇入集合管。肾小管和集合管都是单层上皮构成的管道，与尿液形成有关，又统称为泌尿小管（uriniferous）。肾单位和集合管的分布是有规律的，肾小体和肾小管曲行部分位于皮质迷路和肾柱内，肾小管的直径部分与集合管位于髓放线和肾锥体内（图16-4，图16-5）。

肾单位

肾小体       肾小管         集合管

血管球（皮质迷路、肾柱）   肾小囊

近端小管 细段 远端小管

近曲小管（皮质迷路、肾柱） 近直小管

远直小管 远骨小管（皮质迷路、肾柱）

髓袢（骨放线肾锥体）

弓形集合管（皮质迷路） 直集合管（髓放线、肾锥体） 乳头管（肾乳头）

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

（一）肾单位

肾单位（neplnron）是肾的结构和功能单位，由肾小体和肾小管两部分组成，每个肾约有100万个以上的肾单位，它们与集合管共同行使泌尿功能。肾小体一端与肾小管相连，肾小管长而弯曲，可分为近端小管曲部、近端小管直部、细段、远端小管直部和远端小管曲部五段，各仙均有一定的分布及走向。近端小管直部、细段和远端小管直部三者构成“U”形的袢称为髓袢（medullary loop），又称肾单位袢（nephron loop）。髓袢由皮质向髓质方向下行的一段称降支，而由髓质向此质方向上行的一段升支。

由于肾小体的分布位置不同，致使髓袢的长短也不同。位于皮质深层的髓旁肾单位的髓袢最长，可伸达髓质内带；位于皮质浅层的浅表肾单位的髓袢最短，不伸髓质，位于髓放线内。髓旁肾单位数量较少，约占肾单位总数的15%，对尿液浓缩具有重要的生理意义；浅表肾单位数量多，约占肾单位总数的85%，在尿液形成中起重要作用。

肾小体（renal corpuscle）呈球形，故又称肾小球，直径约200μm由血管球及肾小囊两个部分构成。肾小体有两个极，血管出入端为血管极，另一极与近端小管曲部相连接，称尿极（图16-6）。

（1）血管球（golmerulus）：是肾小囊内的一团蟋曲的毛细血管，来自入球微动脉。入球微动脉从血管极进入肾小囊后，反复分支，形成网状毛细血管袢，血管袢之间有血管系膜支持。毛细血管的另一端汇成一条出球微动脉，从血管极离形肾小囊。因此，血管球是一种动脉性毛细血管网，此处无物质交换功能。但其特殊性表面在：入球微动脉管径较出球微动脉粗，故血管球内的压力较一般毛细血管内的压力高。当血液流经血管球时，大量水分和小分子物质滤出血管壁而进入肾小囊。电镜下，血管球的毛细管为有孔型，孔径70~90mm，孔上无窗膜覆盖，有利于滤过功能。此外，在内皮细胞的腔面还覆有一层带负电荷的细胞衣，富含唾液酸，对血液中的物质有选择性透作用。内皮的外方包有基膜，在血管系膜侧基膜缺如，内皮细胞与系膜直接接触（图16-7，图16-8）。

血管较厚，电镜下分三层，中层厚而致密，内、外侧薄而稀疏。基膜主要由胶原蛋白和一些带负电荷的蛋白多糖组成，共同形成孔径为4~8nm的分子筛，在滤血过程中起关键作用。

血管系膜（mesangium）又称球内系膜（intrag-lomerular mesangium），位于血管球毛细血管之间，由血管系膜细胞和系膜基质组成。球内系膜细胞（intraglomerular mesangial cell）形态不规则，核小，染色深，细胞的突起可伸至内皮与基膜之间，或经内皮细胞之间伸入毛细血管腔内。胞质内有较发达的粗而内质网、高尔基复合体、溶酶体和吞噬泡等，有时可见少量分泌颗粒。胞体和突起内还有微管、微丝和中间丝。目前认为系膜细胞为特化的平滑肌细胞，兼有多种功能。例如：系膜细胞能合成基膜和系膜基质，参与基膜更新及吞噬和降解沉积在基膜上的免疫复合物，以维持基膜的通透性。系细胞还可分泌肾素和多种酶，与血管球内血流量局部调节有关，此外，系膜细胞的收缩也可调节毛细血管的管径以影响血管球的血流量。系膜基质（mesangial matrix）填充在系膜细胞之间，在血管球内起支持和通透作用。正溃情况下，血管系膜细胞更新缓慢，但在病理情况下（如肾炎），系膜细胞增生活跃，吞噬和清除作用也增强。血管系膜内还有少量巨噬细胞，可吞经内皮细胞转运至基质较大的蛋白分子。

（2）肾小囊（renal capsule）：是肾小管起始部膨大凹陷而的杯状双层囊，外层（或称壁层）为单层扁平上皮，在肾小体尿极处与近端小管曲部上皮相连续，在血管极处上皮向内反折成为肾小囊的内层（或称脏层），脏壁两层之间的腔隙为肾小囊腔，囊腔内有肾小球滤液即原尿，肾小囊腔与腔与近曲小管腔直接相通。

脏层细胞形态特殊，称足细胞（podocyte）。扫描电镜下可见足细胞体积大，胞体突向肾小囊腔，从胞体伸出几个较大的初级突起，每个初级突起又分出许多指状的次级突起，相邻足细胞次级突起相互交叉嵌合，形成栅栏隙，称为裂孔，宽约25nm，上面覆以厚4~6nm的裂孔膜（slit membrane）。突起内含较多微丝，微丝收缩可使突起变化，从而改变裂孔宽度（图16-8）。

肾小体以滤过方式形成原尿。肾小体犹如滤过器当血液从入球微动脉流入血管球毛细血管时，由于管内血压较高，血浆内小分子物质透过有孔内皮、基膜和足细裂孔膜三层结构百入肾小囊腔，这三层结构组成滤过膜（filtration membrane）或称滤过屏障（filtration barrer）（图16-9），一般情况下，分子量7万以下，直径以下的物质可通过滤过膜，其中又以带正电荷的物质易于通过，如多肽、葡萄糖、尿素、电解质和水。滤入肾小囊腔的滤液称原尿，原尿除不含大分子的蛋白质外，其成分与血浆相似。此外，滤过膜的电荷屏障（如毛细血管内皮表面和足细胞表面均含有还负电荷的唾液酸糖蛋白，其膜内含有带负电荷的硫酸肝素）可阻止血浆内带负电荷的物质通过滤过膜，这对防止血浆蛋白滤出具有重要意义。若稀薄2移去滤过膜的负电荷，将导致蛋白尿。在病理情况。若移去滤过膜遭到损坏，轻则蛋白质滤出，重则红细胞漏出，形成蛋白尿或血尿。在成人，每24小时肾可产生原尿180L（每分钟约125ml）。

2、肾小管（renal tubule）由单层上皮围成，上皮外有基膜及少量结缔组织。肾小管分为近端小管、细段和远端小管三个部分，近端小管与肾小囊相连，远端小管连接集合小管。肾小管具有重吸收、分泌或排泄作用（图16-9，图16-11）。

（1）近端小管（proximal tubule）：为肾小管中最粗最长的一段，管径50~60μm，长约14mm，占肾小管总长的一半。近端小管分曲部和直部，分别称为近曲小管和近直小管。

1）近曲小管（proximal convoluted tubule）：上皮细胞呈锥体或立方形，核位于近基底部，胞质嗜酸性，细胞界限不清，细胞游离面上有刷状缘，基部有纵纹。

电镜下可见刷状缘为密集排列的微绒毛，极大地增加了细胞的表面积，有利于重吸收。在微绒毛基部之间有细胞膜内陷形成的顶小和顶小泡，是细胞吞饮原尿中小分子蛋白质重新被吸收的方式。细胞侧面有许多分界不清。细胞基底部有发达的质膜内褶，内褶之间有许多纵行排列的线粒体，侧突及质膜内褶使细胞侧面及基底面面积扩大，有利于得吸收物的排出。细胞基部质膜上具有丰富的Na⁺、K⁺-ATP酶（钠钾泵），可将细胞内钠离子泵出（图16-12）。

2）近直小管：其结构与曲部基本相似，但上皮细胞较矮，微绒毛，侧突和质膜内褶等不如曲部发达。

综上所述，近端小管具有良好的吸收结构基础，它是原尿中有用成分重吸收的重要场所。原尿中约85%的钠离子和水分，全部的葡萄糖、氨酸盐，多肽和小分子的蛋白质，约50%碳酸氢盐、氨酸盐，以及维生素等均在此重吸收：此外，近端小管还向腔内分泌代谢产物，如氢离子、氨、肌酐和马尿酸等；还能转运和排出血液中的酚红、青霉素等外来物质。临床上常利用酚红排泄试验，来检测近端小管的功能状态。

（2）细段（thin segment）：位于髓放线及肾锥体内。浅表肾单位的细段较短，参与组成髓袢降支，髓旁肾单位细段长，由降支再返折上行，又参与构成升支。细段管径细，直径10~15μm，管壁为单层扁平上皮，细胞含核部分突向管腔，胞质着色较浅，无刷状缘。由于细段上皮薄，有利于水和离子通透。

（3）远端小管（distal tubule）：分直部和曲部，分别称为远直小管和远曲小管。远端小管比近端小管细，管腔相对较大。上皮细胞呈立方形，染色较浅，细胞界限较清楚，核位于近腔侧，游离面无刷状缘，但基部纵纹明显。

1）远直小管：为髓袢升支的重要组成部分。电镜下，上皮细胞腔面仅有少量微绒毛。基底部质膜内褶发达，褶深可达细胞顶部，褶间胞质内有纵行排列的大而长的线粒体。基底部质膜上有丰富的Na⁺、K⁺ATP酶，能主动向间质内转运钠离子（图16-13）。

2）远曲小管（distal convoluted tubule）：其超微结构与直部相似，但质膜内褶和线粒体不如直部发达。远曲小管是离子交换的重要部位，细胞有吸收水，Na⁺和排出K⁺、H⁺、NH₃等功能，对维持体液的酸碱平衡起重要作用。它的功能活动受醛固酮和抗利尿激素的调节，醛固酮促进其吸收Na⁺和排出K⁺；抗利尿激素促进其对水的重吸收，使尿液浓缩，尿量减少。

（二）

集合管

集合管（collecting tubule）全长20~38mm，分为弓形集合管、直集合管各管和乳头管三级。弓形集合管短，呈弓形，一端与远曲小管相接，另一端与直集合管相通。直集合管在肾锥体内下行至锥体乳头处，改称乳头管，开口于肾小盏。集合管的管径由细逐渐变粗，随着管径增粗，管壁上皮由单层立方逐渐增高为单层柱状，至乳头管处为高柱状上皮。集合管的皮细胞胞质着色浅，细胞界限清晰，核圆形，位于细胞中央。细胞的超微结构简单，细胞器少，游离面有少量微绒毛，也有少量侧突和短小的质膜内褶。集合管也受醛固酮和抗利尿激素调节，从而进一步重吸收水和交换离子，使原尿进一步浓缩。此外，集合管还受心房的尿肽的调节，减少对水的重吸收，导致尿量增多（图16-14）。

综上所述，肾小体形成的原尿，经肾小管各段及集合管后，原尿中99%左右的水分、营养物质和无机盐等被重新吸收入血液，部分离子在此进行了交换；同时肾小管上皮还主动分泌和排泄出机体的部分代谢物质。最后经远曲小管和集合管进一步浓缩形成终尿，经乳头管排入肾小盏。终尿量仅为原尿的1%左右，每天排出1~2L。肾在泌尿过程中不仅排出了机体的代谢废物，而且对于维持机体水盐平衡和内环境的稳定起了重要作用。

（三）球旁复合体

球旁复合体（juxtaglomerular complex）又称肾小球旁器（juxtaglomerular apparatus），由球旁细胞、致密斑和球外系膜细胞组成，位于肾小体血管极处，大致呈三角形。致密斑为三角区的底，入球微动脉和出球微动脉为三角区的两边，球外系膜细胞位于三角区中心。

1、球旁细胞（juxtaglomerular cell）是入球微动脉行至近肾小体处的管壁平滑肌转化而成。细胞转变为上皮样细胞，胞体较大，呈立方形，核大而圆，胞质弱嗜碱性，内含分泌颗粒。电镜下，细胞内肌丝少，核糖体丰富，高尔基复合体发达，颗粒呈均质状，内含肾素（renin）（图16-15）。在球旁细胞附近可见神经末梢，调节其分泌活动。

肾素是一种蛋白水解酶，能使血浆中血管紧张素原变成血管紧张素I，后者在血管内皮细胞分泌的转换酶作用下转变为血管紧张素II。两者均可使血管平滑肌收缩而升高血压，增强滤过作用；另外，肾素还促使肾上腺皮质分泌醛固酮，作用于远端小管曲部和集管，促进Na⁺的重吸收和排出K⁺，同时伴有水的进一步重吸收，致血容量增大，血压升高。肾素-血管紧张素系统是机体维持血压的重要机制之一。

2、致密斑（macula densa）是远端小管靠近血管极一侧的上皮转化而成。致密斑呈椭圆形，细胞高柱状，排列紧密，核随圆形，位于细胞顶部。致密斑的基膜不完整，细胞基部有细小的突起，可与邻近的球旁细胞和球外系膜细胞连接。致密斑是一种离子感受器，可感受远端小管内滤液中Na⁺浓度的变化。当Na⁺浓度降低时，致密斑将信息传递给球旁细胞，促使其分泌肾素，增强远曲小管和集合管对Na⁺的重吸收，使血液Na⁺水平升高（图16-16）。

3、球外系膜细胞（extraglomerular mesangial cell）又称极垫细胞（polar cushion cell）。球外系膜与球内系膜相延续，球外系膜细胞的形态也与球内系膜细胞相似，并与球旁细胞、球内系膜细胞之间有缝隙连接。因此，认为它在球旁复合体功能活动中，可能起信息传递作用。

（四）肾间质

肾间质为肾内的少量结缔组织，其中含有血管、神经等。肾间质除一般的结缔组织分外，其中有一种特殊的间质细胞（interstitial），细胞呈星形，有许多长突起，细胞内含有特征的嗜饿性脂滴。间质细胞能合成髓脂I（medullipin），分泌后在肝中转化为髓脂II（medullipin II），这是一种血管舒张剂，可降低血压。此外，肾小管周围的血内皮细胞能产生红细胞生成素，刺激骨髓中红细胞生成。

（五）肾的血液循环

肾的血液循环与肾功能直接相关。肾动脉入肾门后分成几支叶间动脉，行走于肾锥体之间。叶间动脉在肾锥体底处分支为弓形动脉，位于皮质和髓质之间。弓形动脉发出若干小叶间动脉，呈放射状行走于皮质迷路内。小叶间动脉分支发出入球微动脉进入肾小体，形成血管球。浅表肾单位的出球微动脉进入肾小体后又分支形成球后毛细血管网，分布在近端小管曲部和远端小管曲部周围。毛细血管依次汇合成小叶间静脉、弓形静脉和叶间静脉，与相应动脉伴行，最后由肾静脉经肾门出肾。髓旁肾单位的出球微动脉不仅形成球后毛细血管网，而且还发出分支形成直小动脉直行于髓质，又返折为直小静脉，形成血管袢与髓袢伴行，直小静脉汇入弓形静脉（图16-17）。

肾血液循环有如下特点：①肾动脉直接来自腹动脉，故血流量大，流速快，每4~5分钟入体内血液全部流经肾内而被滤过一遍；②肾皮质血流量大，占肾总血液量的90%，进入肾小体后被滤过；③入球微动脉较出球微动脉粗，故血管球内压力较高，有利于滤过作用；④血流通路中两次形成毛细血管网，血管球为动脉型毛细血管，起滤过作用；球后毛细血管网分布于肾小管周围，起营养及运输重吸收物质的作用；⑤髓质内直小血管袢与髓袢伴行，有利髓袢及集合管重吸收和浓缩尿液。

二、排尿管道

排尿管道包括输尿管、膀胱和尿道。三者组织结构基本相似,均有黏膜肌层和外膜组成,其中黏膜上皮为变移上皮。

1、输尿管（ureter）黏膜形成许多纵皱襞，管腔呈星形。变移上皮有4~5层细胞，固有层为结缔组织。上2/3段的肌层为内纵、外环两层平滑肌，下1/3段肌层增厚，为内纵、中环和外纵三层。在膀胱开口处黏膜折叠成瓣，膀胱充盈时，瓣膜为疏松结缔组织。

2、膀胱（urinaty bladber）黏膜有许多皱襞、皱襞在膀胱充盈时减少或消失。黏膜上皮为变移上皮，其细胞层次及形态随膀胱的功能状态而发生变化。当膀胱空虚时上皮细胞厚约8~10层，表层盖细胞大，呈立方形；膀胱充盈时上皮变薄，仅为3~4层细胞，盖细胞变扁。表层细胞之间有广泛的紧密连接和桥粒，可防止尿液渗漏。固有层内含较多胶原纤维和弹性纤维。肌层厚，由给纵、中环、外纵三层平滑龙，中层环形平滑肌在尿道内口处增厚为括约肌。外膜大多为纤维膜，仅膀胱顶部为浆膜。

【常见泌尿系统疾病的组织学基础】

1、尿液检查   肾脏的病变可影响肾小体滤过膜的通透性以及肾小管的重吸收和排泄功能，从而导致尿液成分发生变化，如蛋白尿或血尿。某此全身性疾病如糖尿病、白血病、系统性红斑狼疮等也可引起尿液成分发生变化。因此