第一节 肾脏的生理与解剖学概要
一、肾脏的生理学概要
肾脏是泌尿系统中最重要的脏器,担负着将机体在新陈代谢活动中产生的各种代谢产物排出体外的任务,是机体物质代谢的最重要途径之一。
生成尿液是肾脏的基本生理功能,通过尿液将机体内的代谢废物、毒物和药物排出体外。正常成人安静状态下肾脏的血流量为每分钟1200ml,占全身血流量的1/5~1/4,其中94%分布于肾皮质,5%~6%分布在髓质的外层,不足1%供应髓质内层。正常成人的肾小球每分钟过滤量约为120ml,每日经肾小球滤过的血浆总量达150~180L,滤液(即原尿)流经肾小管及集合管时,其中约99%被重吸收,故正常人每天排出体外尿量仅有1500ml左右。葡萄糖、氨基酸、维生素、多肽类物质和少量蛋白质,在近曲小管几乎被全部吸收,而肌酐、尿素、尿酸及其他代谢产物经过选择,部分吸收或完全排出体外。
肾脏可以调节体内水和电解质平衡,主要在肾小管实现。近曲小管为吸收钠离子、分泌氢离子的重要场所;此外,可以回收70%~80%的碳酸氢根、65%~70%的水及钠。髓袢可回收25%的氯化钠和15%的水。远曲小管和集合小管仅能吸收部分钠盐。肾脏通过排泄氢离子、重新合成/吸收碳酸氢根离子、排出酸性阴离子等完成对酸碱平衡的调节。
肾脏还具有重要的内分泌功能,能够合成、调节和分泌多种激素,参与血流动力学调节、红细胞生成和骨代谢等;还可灭活胃泌素、胰岛素、甲状旁腺素等。肾脏分泌的激素可分为血管活性肽和非血管活性激素:前者包括肾素、血管紧张素、前列腺素等,作用于肾脏本身,参与肾的生理功能,如调节肾的血流动力学和水盐代谢等。后者主要包括促红细胞生成素及1,25-二羟基维生素D3等,促红细胞生成素定向与红系祖细胞的特殊受体结合,加速骨髓幼红细胞成熟、释放,并促使骨髓网织红细胞进入循环,使红细胞生成增加;1,25-二羟基维生素D3促进肠道对钙磷的吸收,促进骨中钙磷吸收及骨盐沉积。
二、肾脏的大体解剖
(一)肾的位置
肾位于腹膜后脊柱两侧,紧贴腹后壁。左肾上端平第11胸椎体下缘,下端平第2腰椎体下缘;右肾上端平第12胸椎体上缘,下端平第3腰椎体上缘。由于受肝脏的影响,右肾稍低于左肾(图1-1-1)。两肾上端相距较近、下端相距较远,呈外八字形分布。
图1-1-1 泌尿系大体解剖
1.右肾;2.左肾;3.右肾静脉;4.左肾静脉;
5.右肾动脉;6.左肾动脉;7.右肾上腺;
8.左肾上腺;9.右输尿管;10.左输尿管;
11.下腔静脉;12.腹主动脉;13.肠系膜上动脉;
14.直肠;15.膀胱
(二)肾的形态
图1-1-2 肾脏前后面观
A.前面观;B.后面观
1.肾上端;2.肾内侧缘;3.肾外侧缘;4.肾下端;5.肾动脉;6.肾静脉;7.输尿管
肾分内外两缘、前后两面及上下两端:前面凸向前外侧,后面紧贴腹后壁;上端宽而薄,下端窄而厚;内缘凹陷,外缘隆凸,形似蚕豆(图1-1-2)。肾表面光滑,质柔软,活体肾呈红褐色,长约10cm,宽约5cm,厚约2.5cm。肾内缘中部凹陷称之为肾门,肾的血管、神经、淋巴管及肾盂经此出入,由前向后依次为肾静脉、肾动脉和肾盂。肾门向内深入肾实质所围成的腔称为肾窦,由肾血管、肾小盏、肾大盏、肾盂和脂肪所占据。
(三)肾的毗邻
肾的上方有肾上腺,两者被疏松的结缔组织所分隔,膈肌将其与胸膜腔及第12肋隔开(图1-1-3)。肾的后面与腰方肌相邻,有肋下神经和血管、髂腹下神经和髂腹股沟神经斜行而过(图1-1-4)。左肾前上部与胃底后面相邻,中部与胰尾和脾血管相接触,下部毗邻空肠和结肠左曲。右肾前上部与肝相邻,下部与结肠右曲相接触,内侧缘邻接十二指肠降部(图1-1-5)。
图1-1-3 肾脏毗邻(大体观)
1.右肾上腺;2.右肾;3.结肠肝曲;4.十二指肠;
5.胃;6.胰腺;7.左肾;8.脾脏;9.结肠脾曲
图1-1-4 肾脏后面毗邻示意图
1.腰大肌;2.腰方肌;3.肋下神经血管;
4.髂腹下神经和髂腹股沟神经;5.腹横肌
图1-1-5 肾脏前面毗邻的投影示意图
1.肾上腺区;2.肝区;3.结肠区;4.空肠区;
5.十二指肠区;6.胃区;7.胰腺区;8.脾区
(四)肾的被膜
肾表面由平滑肌纤维和结缔组织构成的肌织膜包裹,与肾实质紧密粘连、不可分离,进入肾窦,并覆于肾乳头以外的窦壁上。除肌织膜外,通常将肾脏的被膜分为三层:由内向外依次为纤维囊、脂肪囊和肾筋膜(图1-1-6)。
图1-1-6 右肾被膜的示意图
A.横断面;B.矢状面
1.肾筋膜;2.脂肪囊;3.纤维囊
(五)肾脏的血供及分段
肾动脉多在腰1/2椎间盘平面由腹主动脉垂直发出,右肾动脉较左侧长,位于下腔静脉的后方。每侧肾动脉分为前干和后干,在肾门处分成5个肾段动脉,彼此间无吻合,即前干分出上段(尖段)动脉、上前段动脉、下前段动脉、下段动脉,后干发出后段动脉(图1-1-7)。每支肾段动脉供血相应的肾段,即上段(尖段)、上前段、下前段、下段和后段(图1-1-8)。每个肾段动脉均有一支动脉供给一个肾锥体,然后再分出2支或3支叶间动脉从肾锥体之间进入,在皮、髓质连接处附近发出彼此间无吻合的弓形动脉。自弓形动脉或叶间动脉再分支,最后为入球小动脉进入肾小体后分支形成肾小球毛细血管网,肾小球毛细血管网汇集成出球小动脉后离开肾小体,再次分支形成毛细血管网,包绕于肾小管和集合管的周围,然后再汇合成静脉,经小叶间静脉、弓形静脉、叶间静脉,汇成肾静脉。肾静脉从肾门出肾,位于肾动脉的前方,左肾静脉较长,横跨主动脉的前方。左右肾静脉均汇入下腔静脉。
图1-1-7 肾动脉分支示意图
1.肾动脉主干;2.肾动脉前支;3.肾动脉后支;4.上段动脉;
5.上前段动脉;6.下前段动脉;7.下段动脉;8.后段动脉
图1-1-8 肾段分支示意图
1.上段;2.上前段;3.下前段;4.下段;5.后段
(六)肾的神经与淋巴系统
肾的神经来源于肾丛,支配肾小管、肾小球,由交感和副交感神经纤维组成,由胸髓下段及腰髓上段发出,通过腹腔神经丛到达肾丛(图1-1-9、图1-1-10)。
图1-1-9 肾及肾上腺神经来源
1.腹腔神经节;2.肠系膜上神经节;3.肠系膜下神经节
图1-1-10 肾、肾上腺的神经及腹膜后神经丛
1.内脏大神经;2.内脏小神经;3.腹腔丛;4.主动脉肾神经节;5.腹主动脉丛;
6.腰神经节;7.交通支;8.骶神经节;9.骶丛;10.盆内脏神经;11.下腹下丛(盆丛);
12.膀胱丛;13.迷走神经后干;14.肠系膜上动脉;15.肠系膜上丛;16.腹主动脉;
17.肾丛;18.肠系膜下丛;19.肠系膜下动脉;20.上腹下丛;21.直肠丛
肾的淋巴系统分为深浅两组,浅组引流肾被膜,深组引流肾实质,两组淋巴管均与肾门淋巴结相通。肾淋巴结输出淋巴管沿肾静脉走行,注入腰淋巴结;肾下部的淋巴管注入髂总淋巴结、髂外淋巴结或髂内淋巴结(图1-1-11)。
图1-1-11 肾、肾上腺及输尿管的淋巴回流
1.乳糜池;2.右腰干;3.下腔静脉;4.腰升静脉;5.腰淋巴结;
6.髂总淋巴结;7.髂外淋巴结;8.髂内淋巴结;9.左腰干;
10.腰升静脉;11.腰静脉;12.腹主动脉
(七)肾的内部结构
肾纵切面观,肾实质可分为外层的肾皮质和内层的肾髓质(图1-1-12)。肾皮质厚1~1.5cm,新鲜标本为红褐色,富含血管并可见许多红色点状细小颗粒,由肾小体与肾小管组成。伸入肾锥体之间的皮质称肾柱。肾髓质色淡红,约占肾实质厚度的2/3,由10~20个底朝皮质、尖向肾窦的圆锥形的肾锥体构成,肾锥体主要为集合管。2~3个肾锥体尖端合并成肾乳头,并突入肾小盏。肾乳头顶端有许多小孔称乳头孔,肾产生的终尿经乳头孔流入肾小盏内。肾小盏呈漏斗形,共有7~8个,其边缘包绕肾乳头,承接肾产生的终尿。
图1-1-12 肾结构示意图
1.肾皮质;2.肾髓质;3.肾锥体;4.肾柱;
5.肾乳头;6.肾小盏;7.肾大盏;8.肾盂
在肾窦内,2~4个肾小盏合成肾大盏,再由2~3个肾大盏汇合形成一个肾盂。肾大盏的数目并不恒定,一般为上、中、下3个大盏,也可仅有上、下2个大盏或4~5个大盏。正常的大盏、小盏的排列有一定的规律:上盏朝上朝外、中盏横立、下盏朝下朝外。肾盂根据与肾门关系分为肾内型和肾外型:肾内型肾盂大部分位于肾门内,根据形态的不同分为:喇叭形肾盂,即肾盂呈喇叭状,较多见;分支型肾盂,即肾盂几乎被肾大盏所代替,较少见。肾外型肾盂大部分或全部位于肾门外,呈壶腹形,该型肾大盏较短或肾盂直接与肾小盏连接。
三、肾脏的功能解剖
肾是由肾实质和肾间质组成,肾实质是由肾单位和集合管所组成,肾间质是由少量结缔组织、血管和神经构成(图1-1-13)。
图1-1-13 肾实质微观构成示意图
1.入球小动脉;2.肾小体;3.肾小管;4.集合管;5.肾小囊;6.肾小球
肾单位是肾脏结构和功能的基本单位,两侧肾约有170万~240万个肾单位。每个肾单位包括肾小体和与之相连的肾小管(图1-1-14)。肾外伤、疾病或年龄的自然增长都会导致肾单位数目的减少。40岁后,有功能的肾单位每10年约减少10%,由于肾有强大的功能储备,年龄增长引起的肾单位减少并不会明显影响正常的生命活动。
图1-1-14 肾单位构成关系示意图
肾小体呈卵圆形,肉眼可见,使皮质呈颗粒状。肾小体一侧为血管极,是小动脉出入处。相对的一侧为尿极,与近端小管相连。每个肾小体由肾小球和肾小囊两部分组成。肾小球具有滤过作用,是一团毛细血管网,由入球小动脉分支形成。入球小动脉进入肾小球后,即分为4~6支,每支又再分出许多小分支,组成许多袢状毛细血管小叶,每一小叶以肾小球系膜为轴心而缠绕。各小叶的毛细血管汇合成出球小动脉离开肾小球(图1-1-15)。肾小囊又称Bowman囊,为肾小管起始段膨大并凹陷而成的双层囊,外为壁层内为脏层,之间为球囊腔。
图1-1-15 肾单位的结构示意图及其与肾血管关系的示意图
肾小管包括近球小管、髓袢和远球小管三部分,各段管径、长度以及细胞的形态结构有所不同。近球小管紧接肾球囊的尿极,是肾单位最长、最粗的一段,包括近曲小管和髓袢降支粗段。髓袢为连接于近端小管直部与远端小管直部之间的细直部,由降支和升支组成,对于尿液浓缩有重要作用。远球小管包括髓袢升支粗段和远曲小管。
集合管分为三段:弓状集合小管、直集合小管和乳头管,在尿液浓缩过程中起着重要作用。
(贾振丽 王其军)