一、肾的微细结构

一、肾的微细结构

肾实质主要由大量肾单位和集合管组成,其间有少量结缔组织、血管和神经等构成肾间质。肾单位由肾小体和一条与它相连的肾小管组成。肾小管的末端汇入集合管。肾实质的组成如下所示。

图示

(一)肾单位

肾单位是肾结构和功能的基本单位,由肾小体和肾小管组成,每个肾约有150万个肾单位。肾小体由血管球和肾小囊两部分构成,肾小管与肾小囊相延续,分为近端小管、细段和远端小管。近端小管和远端小管又分为曲部和直部。其中近端小管直部、细段和远端小管直部构成“U”形的袢,称髓袢(图6-8)。

根据肾小体的位置不同,肾单位分为浅表肾单位和髓旁肾单位两种(图6-8)。浅表肾单位的肾小体位于皮质浅部,体积较小,髓袢较短,约占肾单位总数的85%,在尿液形成中起重要作用。髓旁肾单位的肾小体位于皮质深部,体积较大,髓袢较长,约占肾单位总数的15%,在尿液浓缩中起重要作用。

1.肾小体 呈球形,直径约200μm,由血管球和肾小囊两部分组成(图6-9,图6-10)。肾小体有两极,微动脉出入的一端为血管极,与近端小管曲部相连的另一端为尿极。

图示

图6-8 肾单位和集合管

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图6-9 肾小体与球旁复合体立体结构

图示

图6-10 肾小体

(1)血管球:又称肾小球,为肾小囊包绕的一团盘曲的毛细血管,入球微动脉从血管极进入肾小囊内,分支形成袢状毛细血管网,继而汇合为出球微动脉,从血管极处离开肾小囊。血管球是一种特殊的动脉性毛细血管网。入球微动脉较出球微动脉粗,因此血管球内血压较高,有利于原尿的滤过。

血管球由有孔毛细血管组成,孔径为50~100nm,多无隔膜,通透性较好,有利于血液中物质滤出(图6-11)。血管球内毛细血管袢之间填充有少量结缔组织,称血管系膜,主要由球内系膜细胞和系膜基质组成。

(2)肾小囊:为肾小管起始处膨大并凹陷而成的双层杯状上皮囊。外层(也称壁层)为单层扁平上皮,与近端小管曲部上皮延续;内层(也称脏层)包裹在血管球毛细血管表面,由一层多突起的足细胞构成;两层间的腔隙称肾小囊腔(图6-9),与近端小管管腔相通。足细胞胞体较大,扫描电镜下可见由胞体发出几支较大的初级突起,每个初级突起又分出许多指状的次级突起(图6-11)。次级突起互相嵌合,呈栅栏状,紧贴在毛细血管基膜的外表面;次级突起之间有约25nm宽的狭窄裂孔,裂孔上覆以4~6nm厚的裂孔膜。

(3)滤过膜:肾小体以滤过方式形成原尿。当血液流经血管球毛细血管时,血管内的压力较高,血浆内的小分子物质经过有孔内皮、基膜和裂孔膜滤入肾小囊腔,这三层结构称为滤过膜或滤过屏障(图6-11)。滤过膜对血浆成分具有选择通透作用,能限制不同分子量的物质通过,其中基膜起关键作用。一般情况下,分子量7万以下的物质可通过滤过膜,如葡萄糖、多肽、尿素、电解质和水等。滤入肾小囊腔的滤液称原尿,原尿除不含大分子蛋白质外,成分与血浆相似。肾小球肾炎患者免疫复合物沉积于基膜发生超敏反应,引起滤过膜受损,血液中某些大分子物质,如蛋白质、红细胞可通过滤过膜,患者出现蛋白尿或血尿。球内系膜细胞可吞噬清除基膜上的沉淀物,内皮细胞和足细胞再建新的基膜后,滤过功能恢复正常。

图示

图6-11 滤过膜超微结构

2.肾小管 是单层上皮围成的小管,细长弯曲,上皮外有基膜和少量结缔组织。肾小管包括近端小管、细段和远端小管三部分。近端小管与肾小囊相续,远端小管注入集合管(图6-12)。肾小管具有重吸收和排泄作用。

(1)近端小管:是肾小管中最长最粗的一段,长约14mm,管径50~60μm,分为曲部和直部两段。

近端小管曲部又称近曲小管,在肾小体附近盘曲走行,其上皮细胞为立方体形或锥体形,细胞界限不清,核圆,位于基底部,胞质嗜酸性,管腔面有刷状缘,基底部有纵纹。电镜下,刷状缘由大量密集规则排列的微绒毛构成,扩大了游离面的表面积,与重吸收功能有关。细胞基底部有发达的质膜内褶,形成光镜下的纵纹。质膜内褶使细胞基底面面积扩大,有利于重吸收物的排出。近端小管直部又称近直小管,是曲部的延续,结构与曲部相似,但上皮细胞较矮,微绒毛和质膜内褶等不如曲部发达。(https://www.daowen.com)

近端小管的结构特点使其具有良好的重吸收功能,是重吸收的主要场所。原尿中几乎所有的葡萄糖、氨基酸、蛋白质及大部分水、离子和尿素等均在此处被重吸收。此外,近端小管上皮细胞还向管腔内分泌H+、NH3、肌酐和马尿酸等代谢产物。

图示

图6-12 肾小管和集合管上皮细胞的超微结构

(2)细段:位于肾锥体内,管径细,约10~15μm,可减慢原尿在近端小管内的流速,有利于近端小管的重吸收。管壁较薄,由单层扁平上皮构成,有利于水和电解质的通透。

(3)远端小管:包括直部和曲部两段。与近端小管相比,远端小管管腔较大而规则,管壁上皮细胞较小,细胞界限较清楚,核位于中央或靠近管腔,细胞质着色浅,游离面无刷状缘。

远端小管曲部又称远曲小管,是离子交换的重要部位,能吸收水、Na+,排出K+、H+、NH3等,对维持内环境酸碱平衡有重要作用。其功能受醛固酮和抗利尿激素的调节:醛固酮能促进其重吸收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

集合管全长20~38mm,包括弓形集合管、直集合管和乳头管三段(图6-8)。弓形集合管一端与远曲小管末端相接,另一端与直集合管相通。直集合管在肾锥体内下行,至肾乳头处称乳头管。集合管的功能与远曲小管相同,能进一步重吸收水和进行离子交换,其功能也受醛固酮和抗利尿激素的调节。

综上所述,肾小体滤过形成原尿,流经肾小管和集合管后,绝大部分的水、营养物质和无机盐被重吸收,部分离子也在此进行交换;同时,小管上皮细胞将体内的部分代谢产物排入管腔中,形成浓缩的终尿,排出体外。成年人每24h终尿量约为1~2L,仅占原尿的1%左右。

(三)球旁复合体

球旁复合体主要由球旁细胞、致密斑组成,位于肾小体血管极处(图6-9)。

1.球旁细胞 入球微动脉靠近肾小体血管极处,管壁内平滑肌细胞分化为上皮样细胞,称球旁细胞(图6-9)。球旁细胞体积较大,呈立方体形,核大而圆,胞质弱嗜碱性,有较多的分泌颗粒,内含肾素,易释放入血。肾素为蛋白水解酶,可使血浆中的血管紧张素原转变为血管紧张素Ⅰ,后者可在肺血管内皮细胞游离面转换酶的作用下,转变为血管紧张素Ⅱ,血管紧张素Ⅱ与血管壁平滑肌上的受体结合,使平滑肌兴奋收缩,血压升高。肾素还可促使肾上腺皮质分泌醛固酮,增强远端小管和集合管对Na+的重吸收。

2.致密斑 为远端小管近血管极一侧的管壁上皮细胞增高变窄形成的椭圆形斑(图6-9)。致密斑是一种离子感受器,能感受远端小管液中Na+浓度的变化并将信息传递给球旁细胞,改变肾素分泌水平。

(四)肾间质

肾间质包括肾内的组织、血管、神经等。肾间质内的成纤维细胞形态、功能特殊,称间质细胞。间质细胞可产生前列腺素,前列腺素可舒张血管,降低血压。此外,肾小管周围的血管内皮细胞能分泌促红细胞生成素,刺激骨髓中红细胞生成。

(五)肾的血液循环

肾的血液循环与肾的泌尿功能关系密切,具有如下特点:①肾动脉直接起自腹主动脉,短而粗,故肾内血流量大,流速快,约占心输出量的1/4。其血液90%供应皮质,进入肾小体后被滤过形成原尿。②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。③两次形成毛细血管网,即血管球毛细血管网和分布于肾小管周围的球后毛细血管网,由于血液流经血管球时大量水分滤出,因此球后毛细血管网内血浆渗透压较高,有利于肾小管上皮细胞重吸收的物质进入血液。④髓质内的直小血管与髓袢伴行,有利于肾小管与集合管的重吸收和尿液的浓缩。

图示

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