第五章 泌尿系统

    泌尿系统(urinary system)由肾、输尿管、膀胱及尿道组成(图5-1),主要功能是排出机体在新陈代谢中所产生能溶于水的废物(如尿素、尿酸、肌酐)、多余的水和某些无机盐类等。肾是产生尿液的器官,尿液经输尿管输送到膀胱暂时储存,当尿液达到一定量后,在神经系统的调节下,经尿道排出体外,输尿管、膀胱及尿道为排尿管道。

图5-1 男性泌尿生殖器模式图
第一节 肾

    一、肾的形态
    肾是成对的实质性器官,形似蚕豆,新鲜的肾为红褐色,质柔软,表面光滑。肾可分为上、下两端,前、后两面,内、外侧两缘。肾的上、下端都较钝圆;前面较凸,朝向前外侧;后面较扁平,紧帖腹后壁;肾外侧缘隆凸;内侧缘中部凹陷称肾门(renal hilum)。肾门为肾的血管、神经、淋巴管及肾盂等出入的门户。出入肾门诸结构被结缔组织包裹称肾蒂(renal pedicle)。右侧肾蒂较左侧短,在手术时可造成一定的困难。肾门向肾实质凹陷形成的腔隙称肾窦(renal sinus)。内含肾盂、肾盏、肾血管、淋巴管、神经及脂肪组织等结构。
    二、肾的位置
    肾位于腹膜后方,脊柱两侧(图5-2),贴靠腹后壁的上部,是腹膜外位器官。肾的长轴向外下倾斜,一般左肾上端平第11胸椎体下缘,下端平第2腰椎体下缘;右肾由于受肝的影响比左肾低,即右肾上端平第12胸椎体上缘,下端平第3腰椎体上缘。第12肋分别斜过左肾后面的中部和右肾后面的上部。肾门约平第1腰椎体平面,在竖脊肌的外侧缘与第12肋之间的部位称肾区(脊肋角),肾门在腹后壁的体表投影一般位于此区(图5-3)。在某些肾疾病患者,叩击或触压此区可引起疼痛。
    肾的位置可随呼吸和体位而上下移动,幅度约为2~3cm。肾的位置一般女性低于男性,儿童低于成人,新生儿肾的位置则更低,甚至可达髂嵴附近。

图5-2 肾和输尿管

图5-3 肾与肋骨和椎骨的位置关系(后面观)

    三、肾的被膜
    肾的表面包有三层被膜,由内向外为纤维囊、脂肪囊和肾筋膜(图5-4)。

图5-4 肾的被膜

    1.纤维囊(fibrous capsule) 为紧贴肾表面的薄层致密坚韧的结缔组织膜,内含少量的弹性纤维。正常情况下,纤维囊易与肾实质分离;在病理情况下,则可与肾实质发生粘连,不易剥离。在肾破裂修复或肾部分切除时,需缝合此膜。
    2.脂肪囊(adipose capsule) 为包在纤维囊外周的囊状脂肪组织层,在肾的周缘脂肪最厚,并从肾门伸入到肾窦内与其脂肪组织相连。脂肪囊对肾起弹性垫样保护作用。
    3.肾筋膜(renal fascia) 围绕肾脂肪囊外,肾筋膜分前、后两层,包绕肾和肾上腺。两层在肾上腺上方和肾的外侧缘处互相融合。在肾的下方两层分开,其间有输尿管通过。在肾的内侧,前层在肾前面向内侧延伸,与对侧肾筋膜前层相续,后层与腰大肌筋膜、腰方肌筋膜和髂筋膜相连接。肾筋膜向深面发出许多结缔组织小束,穿过脂肪囊连于纤维囊,对肾起固定作用。
肾的正常位置靠多种因素来维持,除肾的被膜外,肾血管、肾的邻近器官、腹内压以及腹膜等对肾均起固定作用。当肾的固定结构不健全时,则可引起肾下垂或游走肾。
    四、肾的构造
    在肾的冠状切面上,肾实质分为外周的肾皮质和深部的肾髓质(图5-5)。

图5-5 肾冠状切面

    1.肾皮质(renal cortex) 约占肾浅层厚度的1/3,血管丰富,新鲜标本呈红褐色,肾皮质深入肾髓质内的部分称肾柱(renal columns)。
    2.肾髓质(renal medulla) 约占肾深层厚度的2/3,血管少,色较淡。髓质内有15~20个圆锥形的肾锥体(renal pyramids),底朝向肾皮质并与皮质相连接,尖端钝圆,呈乳头状突入肾小盏内,称肾乳头(renal papillae)。每个肾乳头顶端有许多乳头孔(papillary),是乳头管的开口。肾产生的尿液经乳头孔流入肾小盏。每个肾小盏接受1~3个肾乳头,2~3个肾小盏合成一个肾大盏(major renal calices),每肾有2~3个肾大盏,再汇合成一个前后扁平约呈漏斗状的肾盂(renal pelvis)。肾盂出肾门后,弯向下,逐渐变细移行为输尿管。
    五、肾的组织结构
    肾实质主要由大量肾单位(nephron)和集合小管构成(图5-6)。肾单位是形成尿液的结构和功能单位,集合小管主要是运输尿液的部位,同时也可浓缩尿液。
    (一)肾单位
    肾单位由肾小体和肾小管两部分组成,每个肾约有100万~150万个肾单位。
    1.肾小体(renal corpuscle) 似球形,故又称肾小球,直径约200μm,由血管球和肾小囊组成(图5-7)。每个肾小体分两个极:肾小体有动脉出入的部位,称血管极(vascular pole);在血管极的对侧,与近端小管曲部相连的部位,称尿极(urinary pole)。

图5-6 肾单位和集合小管模式图

图5-7 肾小体模式图

    (1)血管球(glomerulus):是入球微动脉与出球微动脉之间一团蟠曲的毛细血管。入球微动脉从血管极进入肾小囊内,分成4~5支,每支再分支形成网状毛细血管袢,最后汇成一条出球微动脉,从血管极处离开肾小囊。在电镜下观察,毛细血管属于有孔型,孔径50~100nm。围绕在毛细血管周围的血管系膜称为球内系膜,目前认为球内系膜细胞可能有合成基膜和系膜基质的功能,还可以维持基膜的通透性,控制血管球血流量等作用。
    (2)肾小囊(renal capsule):是肾小管起始部膨大凹陷而成的双层囊。其外层称壁层,由单层扁平上皮构成,在尿极处与近端小管上皮相连续,在血管极处反折成为肾小囊内层即脏层;两层上皮之间的狭窄腔隙,称肾小囊腔,与近端小管腔相通。脏层上皮细胞形态特殊,有许多大小不等的突起,称足细胞(podocyte)(图5-8)。足细胞体积较大,在扫描电镜下,可见从胞体伸出几个大的初级突起,从初级突起上再分出许多指状的次级突起,相邻次级突起相互嵌合成栅栏状,紧贴在毛细血管基膜外面。次级突起之间有直径约25nm的裂隙,称裂孔,孔上覆盖一层4~6nm厚的薄膜,称裂孔膜(slit membrane),亦称隔膜。

图5-8 足细胞与毛细血管电镜模式图

    当血液流经血管球毛细血管时,管内血压较高,血浆内部分物质经有孔内皮、基膜和足细胞裂孔膜滤入肾小囊腔形成原尿,这三层结构称滤过屏障(filtration barrier)或称滤过膜。三层结构能分别限制一定大小的物质通过,其中裂孔膜在滤过屏障中起重要作用,一般情况下,分子量在70000以下的物质可通过滤过膜,滤入肾小囊腔的滤液称原尿。成年人每昼夜两肾共形成原尿约180L。若滤过膜受损,则大分子物质如蛋白质,甚至血细胞亦能通过滤过膜漏出,出现蛋白尿或血尿。
    2 .肾小管(renal tubule) 由单层上皮围成,可分为近端小管、细端、远端小管三部分,有重吸收和分泌等作用。
    (1)近端小管(proximal tubule):是肾小管的起始部分,与肾小囊腔相连接,也是肾小管最长、最粗的一段,约占肾小管总长的一半。按其行程和结构分为曲部和直部。
    近端小管曲部也称近曲小管,位于皮质内,在肾小体附近高度蟠曲。光镜下,管壁厚、腔小不规则(图5-9)。近端小管直部结构与曲部相似。近端小管具有良好的吸收功能,是原尿重吸收的主要场所。原尿中几乎所有葡萄糖、氨基酸以及大部分水、离子和尿素等均在此重吸收。此外,近端小管还向管腔内分泌氢、氨、肌酐和马尿酸等物质。因此,临床常利用马尿酸或酚红排泄试验,来检测近端小管的功能状态。

图5-9 肾实质微细结构

    (2)细段(thin segment):呈U字形,它与近端小管直部和远端小管直部共同构成肾单位袢。细段管径很细(直径10~15μm),上皮甚薄,有利于水和离子通透。
    (3)远端小管(distal tubule):连接于细段和集合小管之间,按其行程又可分为直部和曲部。
    远端小管直部位于髓质内,并返回皮质,移行于远端小管曲部,直部管腔较大而规则,管壁上皮细胞呈立方形,细胞分界较清楚(图5-10)。

图5-10 肾集合管及远端小管

    远端小管曲部也称远曲小管,位于皮质内。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+和氨等功能,对维持体液的酸碱平衡具有重要作用。肾上腺皮质分泌的醛固酮和垂体后叶的抗利尿激素对此段有调节作用。
    (二)集合小管
    集合小管全长20~38mm,可分为弓形集合小管、直集合小管和乳头管三段。弓形集合小管很短,一端连接远曲小管,另一端与直集合小管相连。几个弓形集合小管汇合成直集合小管,向下达肾锥体内,至肾乳头处,改称乳头管,开口于肾小盏。
集合小管也有重吸收水和交换离子的功能,使原尿进一步浓缩,并与远曲小管一样也受醛固酮和抗利尿激素的调节。
    综上所述,肾小体形成的原尿,经过肾小管各段和集合小管后,绝大部分水、营养物质和无机盐等被重吸收入血,部分离子也在此进行交换,肾小管上皮细胞还分泌排出部分代谢产物,最后形成的浓缩液体称终尿。终尿由乳头管经乳头孔排入肾小盏。成人每天排出尿液1~2L,仅占原尿的1%左右。
    (三)球旁复合体
    球旁复合体(juxtaglomerular complex)(图5-11)也称近血管球复合体或肾小球旁器,由球旁细胞、致密斑和球外系膜细胞等组成,它们在位置、结构和功能上密切相关,故合称为复合体。
 

图5-11 球旁复合体模式图

    1.球旁细胞(juxtaglomerular cell JC):它是由入球微动脉近肾小体血管极处,管壁中的平滑肌细胞特化而形成的上皮样细胞。细胞的体积较大,呈立方形,核圆居中,胞质呈弱嗜碱性,含丰富的分泌颗粒,颗粒内含有肾素,肾素能使血浆中的血管紧张素原变成血管紧张素Ⅰ,后者可降解成血管紧张素Ⅱ。两种血管紧张素均可使血管平滑肌收缩,血压升高。
    2.致密斑(macular densa):是远曲小管近血管极一侧的管壁上皮细胞特化而成的椭圆形隆起,该处细胞增高、变窄、排列紧密而形成致密区,故称致密斑。一般认为致密斑能感受远端小管内Na+浓度变化。
    3.球外系膜细胞(extraglomerular mesangial cell)又称极垫细胞,位于致密斑、入球微动脉和出球微动脉组成的三角区内,目前功能尚不明确。
    六、肾的血液循环特点
    肾的血液循环(图5-12)与尿液的形成和浓缩有密切关系,它有如下特点:①肾动脉直接起于腹主动脉,短而粗,因而血流量大、流速快,约占心输出量的1/4,每4~5分钟人体内的血液全部流经肾内而被过滤。②肾内血管走行较直,血液能很快抵达血管球,90%的血液供应皮质,进入肾小体后被滤过。③入球微动脉较出球微动脉粗,因而血管球内的压力较高,有利于滤过。④两次形成毛细血管网,即入球微动脉分支形成血管球(毛细血管网),出球微动脉在肾小管周围形成球后毛细血管网。由于血液流经血管球时大量水份等被滤出,因此球后毛细血管内血液的胶体渗透压较高,利于肾小管上皮细胞重吸收和尿液浓缩。⑤髓质内的直小血管袢与肾单位袢伴行,亦有利于肾小管和集合小管的重吸收和尿液浓缩。肾的血液循环示意图如下。

图5-12 肾血液循环模式图
 

第二节、输尿管

    输尿管(ureter)是位于腹膜后方的一对细长的肌性管道,起自肾盂下端,终于膀胱,长约25~30cm。通过平滑肌节律性蠕动,可将尿液不断排入膀胱。
    输尿管的行程与分段:输尿管根据行程分为腹段、盆段和壁内段等三段。腹段自肾盂下端起始后,沿腰大肌前面下行,达小骨盆入口处,左输尿管跨越左髂总动脉末端前方,右输尿管则跨越右髂外动脉起始部的前方,进入盆腔移行于盆段。盆段沿盆壁血管神经表面形向前下,男性输尿管在与输精管交叉后,从膀胱底外上角向前内斜穿膀胱底;女性输尿管经子宫颈两侧达膀胱底,在距子宫颈外侧约1~2cm处,有子宫动脉横过其前上方。当子宫手术结扎子宫动脉时,注意此关系,不要误伤输尿管。壁内段为输尿管斜穿膀胱壁的部分,以输尿管口开口于膀胱内面。当膀胱充盈时,膀胱内压升高,压迫壁内段,使管腔闭合,可阻止尿液由膀胱向输尿管返流。由于输尿管的蠕动尿液仍可不断地进入膀胱。
    输尿管全程有三处生理性狭窄:①肾盂与输尿管移行处;②输尿管跨过髂血管处;③壁内段。这些狭窄处是输尿管结石易滞留的部位。

第三节、膀胱
 

    膀胱(urinary bladder)是储存尿液的囊状肌性器官,并借平滑肌收缩将尿液排入尿道。膀胱的形状、大小、位置及壁的厚度均随尿液的充盈程度、年龄、性别不同而异。膀胱的平均容量,一般正常成人为300~500ml,最大容量可达800ml。新生儿膀胱容量约为成人的1/10。老年人由于膀胱肌的紧张力降低,故容积增大。女性膀胱容量较男性为小。
    一、膀胱的形态和分部
膀胱空虚时,呈三棱锥体形,可分为尖、底、体、颈四部分。膀胱尖细小,朝向前上方。膀胱底近似三角形,朝向后下方。膀胱尖与膀胱底之间的部位为膀胱体。膀胱的最下部称膀胱颈,以尿道内口与尿道相接。膀胱各部之间无明显界限,充盈时呈卵圆形(图5-13)。
    二、膀胱的位置和毗邻
成人的膀胱位于小骨盆腔的前部。其上面被有腹膜,前方贴近耻骨联合;后方在男性为精囊、输精管壶腹和直肠,在女性为子宫颈和阴道;膀胱颈的下方,在男性邻接前列腺,女性邻接尿生殖膈。膀胱空虚时,膀胱尖不超过耻骨联合上缘。膀胱充盈时,膀胱尖即上升至耻骨联合以上,这时腹前壁折向膀胱的腹膜也随之上移,使膀胱的前下壁直接与腹前壁相贴。此时在耻骨联合上方进行膀胱穿刺或膀胱手术时,可避免损伤腹膜。新生儿膀胱位置比成人的高,大部分位于腹腔内。随着年龄的增长和盆腔的发育而逐渐降入盆腔,至青春期达成人位置。老年人因盆底肌松弛,膀胱位置则更低。

图5-13 男性骨盆正中矢状断面

    三、膀胱壁的结构特点
   膀胱壁由内向外分为粘膜、肌层和外膜三层。空虚时,粘膜由于肌层的收缩而形成许多皱襞,当膀胱充盈时,皱襞可全部消失。但在膀胱底的内面两输尿管口与尿道内口之间,有一个三角形区域称膀胱三角(trigone of bladder)(图5-14)。由于此区缺少粘膜下层,粘膜与肌层紧密相连,无论膀胱处于空虚或充盈时,粘膜均保持平滑状态,不形成皱襞。膀胱三角是肿瘤、结核和炎症的好发部位,膀胱镜检查时应特别注意。

图5-14 膀胱三角


第四节 尿道
 

    尿道(urethra)是膀胱与体外相通的一段管道,男、女性尿道差异很大,男性尿道见男性生殖器。女性尿道(female urethra)(图5-15)较男性尿道短、宽,且较直,长约3~5cm,仅有排尿功能。起于膀胱的尿道内口,经阴道前方行向前下,穿过尿生殖膈,以尿道外口开口于阴道前庭。尿道穿尿生殖膈时,周围有尿道阴道括约肌环绕,可控制排尿。由于女性尿道短、宽而直,故易引起逆行尿路感染,也可经尿道移除小的结石、异物和赘生物。

图5-15 女性骨盆正中矢状断面