腎是人體最主要的排泄器官,它以尿形成的方式排除體內(nèi)的代謝廢物,同時對人體的水鹽代謝和離子平衡起調(diào)節(jié)作用,以維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境理化性質(zhì)的相對穩(wěn)定,此外,腎還有分泌多種生物活性物質(zhì)的功能。
腎形似蠶豆,內(nèi)緣中部凹陷為腎門,輸尿管、血管、神經(jīng)和淋巴管經(jīng)此出入。腎表面包以致密結(jié)締組織構(gòu)成的被膜,稱腎纖維膜,正 常新鮮腎的被膜易剝離,在腎病時此膜易與腎實(shí)質(zhì)粘連而不易剝離。腎實(shí)質(zhì)分為皮質(zhì)和髓質(zhì)。新鮮腎的冠狀剖面上,皮質(zhì)呈紅竭色,顆粒狀,髓質(zhì)由10余個腎錐體(renal pyramid)組成,腎錐體呈淺紅色條紋狀(圖15-1)。錐體尖端鈍圓,突入腎小盞內(nèi),稱腎乳頭,乳頭管開口于此處,尿液由此排至腎小盞內(nèi)。腎錐體的底與皮質(zhì)相連接,從腎錐體底呈輻謝狀伸入皮質(zhì)的條紋稱髓放線(medullary ray),位于髓放線之間的腎皮質(zhì)稱皮質(zhì)迷路(cortical labyrinty)。每個髓放線及其周圍的皮質(zhì)迷路組成一個腎小葉,皮質(zhì)迷路中央部分為小葉間,其中有小葉間動脈和靜脈穿行。一個腎錐體與相連的皮質(zhì)組成腎葉,但成人的腎葉分界不清,胎兒和嬰兒腎表面可見腎葉輪廓。位于腎錐體之間的皮質(zhì)部分,稱為腎柱(圖15-1)。
圖15-1 腎冠狀剖面模式圖
腎實(shí)質(zhì)由大量泌尿小管組成,其間有少量結(jié)締組織、血管和神經(jīng)等構(gòu)成腎間質(zhì)。泌尿小管(uriniferous tubule)是由單層上皮構(gòu)成的管道,包括腎小管和集合小管系兩部分。腎小管是長而不分支的彎曲管道。每條腎小管起始端膨大內(nèi)陷成雙層的囊(腎小囊),并與血管球共同構(gòu)成腎小體,腎小管的末端與集合小管相接。每個腎小體和一條與它相連的腎小管是尿液形成的結(jié)構(gòu)和功能單位,稱腎單位。泌尿小管各段在腎實(shí)質(zhì)內(nèi)的分布是有規(guī)律的,腎小體和蟠曲走行的腎小管位于皮質(zhì)迷路和腎柱內(nèi),腎小管的直行部分與集合小管系共同位于腎錐體和髓放線內(nèi)(表15-1)。
表15-1 泌尿小管組成和各段的位置
腎單位( nephron)是腎成尿液的結(jié)構(gòu)和功能單位,由腎小體和腎小管兩部分組成,每個腎約100萬個以上的腎單位,它與集合小管系共同行使泌尿功能。
腎小體位于皮質(zhì)迷路和腎柱內(nèi),一端與腎小管相連。腎小管的起始段在腎小體附近蟠曲走行,稱近端小管曲部或近曲小管,繼而離開皮質(zhì)迷路入髓放線,從髓放線直行向下進(jìn)入腎錐體,稱近端小管直部。隨后管徑驟然變細(xì),稱為細(xì)段。細(xì)段之后管徑又驟然增粗,并返折向上走行于腎錐體和髓放線內(nèi),稱為遠(yuǎn)端小管直部。近端小管直部、細(xì)段和遠(yuǎn)端小管直部三者構(gòu)成“U”形的袢,稱為髓袢(medullary loop),又稱Henle袢或腎單位袢(nephron loop)。髓袢由皮質(zhì)向髓質(zhì)方向下行的一段稱降支,而由髓質(zhì)向皮質(zhì)方向上行的一段稱升支。髓袢長短不一,長者可達(dá)乳頭部,短者只存在于髓放線中。遠(yuǎn)端小管直部離開髓放線后,在皮質(zhì)迷路內(nèi)蟠曲走行于原腎小體附近,稱為遠(yuǎn)端小管曲部(或稱遠(yuǎn)曲小管),最后匯入集合小管系(圖15-2)。
圖15-2 腎單位和集合小管系模式圖
根據(jù)腎小體在皮質(zhì)中深淺位置不同,可將腎單位分為淺表腎單位和髓旁腎單位兩種(圖15-2)。淺表腎單位(superfacial nephron)又稱皮質(zhì)腎單位(cortical nephron),其腎小體位于皮質(zhì)淺部,腎小體體積較小,髓袢和細(xì)段均較短。淺表腎單位數(shù)量多,約占腎單位總數(shù)的85%,腎小體體積較大,髓袢和細(xì)段均較長。髓旁腎單位數(shù)量較少,約占腎單位總數(shù)的15%,對尿液濃縮具有重要的生理意義。
1.腎小體 腎小體(renal corpuscle)似球形,故又稱腎小球,直徑約200μm,由腎小囊和血管球組成(圖15-3,15-4)。腎小體有兩端或謂兩極,微動脈出入的一端稱血管極,另一端在血管極的對側(cè),腎小囊與近端小管相連接稱尿極。
圖15-3 腎小體與球旁復(fù)合體立體模式圖
圖15-4 腎皮質(zhì)(高倍)
(1)血管球(glomerulus):是包在腎小囊中的一團(tuán)蟠曲的毛細(xì)血管(圖15-3,15-4)。一條入球微動脈從血管極處突入腎小囊內(nèi),分成4~5支,每支再分支形成網(wǎng)狀毛細(xì)血管袢,每個血管袢之間在有血管系膜支持,毛細(xì)血管繼而又匯成一條出球微動脈,從血管極處離開腎小囊。因此,血管球是一種動脈性毛細(xì)血管網(wǎng)。由于入球微動脈管徑較出球微動脈粗,故血管球內(nèi)的血壓較一般毛細(xì)血管的高,當(dāng)血液流經(jīng)血管球時大量水和小分子物質(zhì)易于濾出管壁而入腎小囊內(nèi)。電鏡下,血管球毛細(xì)血管為有孔型(圖15-5,15-6),孔徑50~100nm ,有利于濾過功能。在內(nèi)皮細(xì)胞的腔面覆有一層帶負(fù)電荷的富含唾液酸的糖蛋白(細(xì)胞衣),對血液中的物質(zhì)有選擇性通透作用。內(nèi)皮外面大都有基膜,但在面向血管系膜一側(cè)的內(nèi)皮則無基膜,此處的內(nèi)皮細(xì)胞與系膜直接接觸(圖15-5)。
圖15-5 腎血管球毛細(xì)血管、基膜和足細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)模式圖
(1)切面圖 (2)立體示意圖 (3)濾過屏障示意圖
血管系膜(mesangium)又稱球內(nèi)系膜(intraglomerular mesangium),位于血管球毛細(xì)血管之間,鄰接毛細(xì)血管內(nèi)皮或基膜,主要由系膜細(xì)胞和系膜基質(zhì)組成(圖15-5)。系膜細(xì)胞(mesangial cell)形態(tài)不規(guī)則,細(xì)胞突起可伸至內(nèi)皮與基膜之間,或經(jīng)內(nèi)皮細(xì)胞之間伸入毛細(xì)血管腔內(nèi),細(xì)胞核較小,染色較深,胞質(zhì)內(nèi)有較發(fā)達(dá)的粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基復(fù)合體、溶酶體和吞噬泡等,有時還可見有少量分泌顆粒;胞體和突起內(nèi)有微管、微絲和中間絲。目前認(rèn)為系膜細(xì)胞來源于平滑肌細(xì)胞。系膜細(xì)胞能合成基膜和系膜基質(zhì)的成分,還可吞噬和降解沉積在基膜上的免疫復(fù)合物,以維持基膜的通透性。并參與基膜的更新和修復(fù)。細(xì)胞的收縮活動可調(diào)節(jié)毛細(xì)血管的管徑以影響血管球內(nèi)血流量。系膜細(xì)胞還可分泌腎素和酶等生物活性物質(zhì),可能與血管球內(nèi)血流量的局部調(diào)節(jié)有關(guān)。正常情況下的系膜細(xì)胞更新緩慢,但在病理情況下(如腎炎時),細(xì)胞增生活躍,吞噬和清除作用也增強(qiáng)。系膜基質(zhì)填充在系細(xì)胞之間,在血管球內(nèi)起支持和通透作用。血管系膜內(nèi)還可少量巨噬細(xì)胞。
(2)腎小囊(renal capsule)又稱Bowman囊,是腎小管起始部膨大凹陷而成的雙層囊,似杯狀,囊內(nèi)有血管球(圖15-3,15-4)。腎小囊外層(或稱腎小囊壁層)為單層扁平上皮,在腎小體的尿極處與近端小管上皮相連續(xù),在血管極處反折為腎小囊內(nèi)層(或稱腎小囊臟層),兩層上皮之間的狹窄腔隙稱腎小囊腔,與近曲小管腔相通。內(nèi)層細(xì)有胞形態(tài)特殊,有許多大小不等的突起,稱為足細(xì)胞(podocyte)(圖15-5,15-6)。足細(xì)胞體積較大,胞體凸向腎小囊腔,核染色較淺,胞質(zhì)內(nèi)有豐富的細(xì)胞器,在掃描電鏡下,可見從胞體伸出幾個大的初級突起,繼而再分成許多指狀的次級突起,相鄰的次級突起相互穿插成指狀相嵌,形成柵欄狀,緊貼在毛細(xì)血管基膜外面(圖15-7)。突起之間有直徑約25nm的裂隙,稱裂孔(slit pore),孔上覆蓋一層厚4-6nm的裂孔膜(slit membrane)(圖15-5)。突起內(nèi)含較多微絲,微絲收縮可使突起活動而改變裂孔的寬度。足細(xì)胞表面也覆有一層富含唾液酸的糖蛋白。
圖15-6 腎小體電鏡像 ×14500
PB足細(xì)胞體,PI腎小囊壁層,Lu腎小囊腔,Cap毛細(xì)血管
(白求恩醫(yī)科大學(xué)尹昕、朱秀雄教授供圖)
圖15-7 兔腎小體掃描電鏡像 示足細(xì)胞
PB足細(xì)胞體,PP初級突起,PS次級突起,RBC紅細(xì)胞,
↑基膜(河北醫(yī)學(xué)院電鏡供圖)
(3)血管球基膜(glomerular basement membrane):血管球基膜較厚(成人的基膜厚約330nm),位于足細(xì)胞次級突起與毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞之間或足細(xì)胞次級突起與血管系膜之間,光鏡下基膜為均質(zhì)狀,PAS反應(yīng)陽性。電鏡下可見基膜分三層,中層較厚而致密,內(nèi)、外層較薄而稀疏(圖15-5,15-6);(nèi)主要含有Ⅳ型膠原蛋白、蛋白多糖和層粘連蛋白(laminin),形成以Ⅳ型膠原蛋白為骨架的分子篩(圖15-8),骨架上附有的糖胺多糖是以帶負(fù)電荷的硫酸肝素為主,故基膜對濾液中的大分子物質(zhì)有選擇性通透作用。
腎小體類似一個濾過器,以濾過方式形成濾液。當(dāng)血液流經(jīng)血管球毛細(xì)血管時,管內(nèi)血壓較高,血漿內(nèi)部分物質(zhì)經(jīng)有孔內(nèi)皮、基膜和足細(xì)胞裂孔膜濾入腎小囊腔。這三層結(jié)構(gòu)稱為濾過膜(filtration membrane),或稱濾過屏障(filtration barrier)(圖15-5,15-6,15-8)。濾入腎小囊腔的濾液稱原尿,原尿除不含大分子的蛋白質(zhì)外,其成分與血漿相似。濾過膜的三層結(jié)構(gòu)分別對血漿成分具有選擇性通透作用。
圖15-8 血管球基膜結(jié)構(gòu)示意圖
一般情況下,分子量7萬以下的物質(zhì)可通過濾過膜,如葡萄糖、多肽、尿素、電解質(zhì)和水等;而大分子物質(zhì)則不能通過或被選擇性通透,這取決于被通透物質(zhì)的大小、電荷性質(zhì)和分子形狀等因素。如分子量為69kD的白蛋白可少量濾過,而分子量在150~200kD的免疫球蛋白阻滯在基膜內(nèi)而不能通過。毛細(xì)血管內(nèi)皮表面和足細(xì)胞表面均含有帶負(fù)電荷的唾液酸糖蛋白,基膜內(nèi)還有帶負(fù)電荷的硫酸肝素(圖15-8)。這些負(fù)電荷的成分可排斥血漿內(nèi)帶負(fù)電荷的物質(zhì)通過濾過膜,這對防止血漿蛋白質(zhì)濾出具有重要的生理意義。一些腎病患者的腎濾過膜內(nèi)這些帶負(fù)電荷糖蛋白的喪失,可能是導(dǎo)致蛋白尿的原因之一。另外,被通透物質(zhì)的分子形狀也可影響它的通透性,如橢圓形的蛋白分子比球形的蛋白分子易通過濾過膜,此乃因前者有可能以其較小的半徑處通過濾過膜孔隙。
在成人,一晝夜兩腎可形成原尿約180L(每分鐘125ml )。若濾過膜受損害,則血漿大分子蛋白質(zhì)甚至血細(xì)胞均可通過濾過膜漏出,出現(xiàn)蛋白尿或血尿。當(dāng)系膜細(xì)胞清除了基膜內(nèi)沉積物,內(nèi)皮細(xì)胞和足細(xì)胞再建新的基膜后,濾過膜功能又可恢復(fù)。
2.腎小管 腎小管(renal tubule)是由單層上皮細(xì)胞圍成的小管,上皮外方為基膜及少量結(jié)締組織。腎小管分為近端小管、細(xì)段和遠(yuǎn)端小管三部分,近端小管與腎小囊相連,遠(yuǎn)端小管連接集合小管。腎小管有重吸收原尿中的某些成分和排泌等作用。
(1)近端小管(proximal tubule):是腎小管中最長最粗的一段,管徑50~60μm ,長約14mm,,約占腎小管總長的一半。近端小管分曲部和直部兩段。
近端小管曲部:簡稱近曲小管(proximal convoluted tubule),位于皮質(zhì)內(nèi),起于腎小體尿極,迂曲蟠行于腎小體附近(圖15-2,15-9)。生理情況下,原尿不斷進(jìn)入近曲小管內(nèi),故管腔呈擴(kuò)張狀態(tài),若因血流受阻等病變而致原尿生成減少時,管腔縮小甚至閉合。曲部管壁上皮細(xì)胞為立方形或錐體形,胞體較大,細(xì)胞分界不清,胞質(zhì)嗜酸性,胞核呈球形,位于近基部。上皮細(xì)胞腔面有緊密排列的刷狀緣,細(xì)胞基部有縱紋(圖15-4,15-9)。電鏡下可見刷狀緣由大量密集而排列整齊的微絨毛組成(圖15-9,15-10),每μm 2約有150根,使細(xì)胞游離面的表面積大為擴(kuò)大(兩腎近曲小管表面積總計可達(dá)50~60m2)。刷狀緣處有豐富的堿性磷酸酶和ATP酶等,此酶與細(xì)胞的重吸收功能有關(guān)。微絨毛基部之間細(xì)胞膜內(nèi)陷形成頂小管和頂小泡(圖15-9,15-10),若從血管內(nèi)注入示蹤物――辣根過氧化酶,可迅速濾入原尿,繼而出現(xiàn)在近端小管上皮細(xì)胞的頂小管和頂小泡內(nèi),這提示小管上皮細(xì)胞可以胞飲方式重吸收原尿內(nèi)的蛋白質(zhì)等較大分子物質(zhì)。上皮細(xì)胞的側(cè)面有許多側(cè)突(圖15-10),相鄰細(xì)胞的側(cè)突相互嵌合,或伸入相鄰細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)褶的空隙內(nèi),兩者構(gòu)成廣泛的彎曲復(fù)雜的細(xì)胞間迷路,故光鏡下細(xì)胞分界不清。細(xì)胞基部胞膜內(nèi)陷成發(fā)達(dá)的質(zhì)膜內(nèi)褶,內(nèi)褶之間有許多縱向排列的桿狀線粒體(圖15-9,15-10),形成光鏡下的縱紋,側(cè)突和質(zhì)膜內(nèi)褶使細(xì)胞側(cè)面及基面與間質(zhì)之間的物質(zhì)交換面積增大。在細(xì)胞基部的質(zhì)膜上有豐富的Na+、K+、ATP酶(鈉泵),可將細(xì)胞內(nèi)鈉離子泵入細(xì)胞間質(zhì)。
圖15-9 泌尿小管各段上皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)模式圖
近端小管直部:是曲部的延續(xù),直行于髓放線和錐體內(nèi),其結(jié)構(gòu)與曲部基本相似,但上皮細(xì)胞較矮,微絨毛、側(cè)突和質(zhì)膜內(nèi)褶等不如曲部發(fā)達(dá)(圖15-9)。
15-10近曲小管上皮細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)立體模式圖
近端小管的上述結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其具有良好的吸收功能,它是原尿重吸收的主要場所,原尿中幾乎全部葡萄糖、氨基酸和蛋白質(zhì)以及大部分水、離子和尿素等均在此重吸收。此外,近端小管還向腔內(nèi)分泌氫離子、氨、肌酐和馬尿酸等,還能轉(zhuǎn)運(yùn)和排出血液中的酚紅和青霉素等藥物。臨床利用馬尿酸或酚紅排泄試驗(yàn),來檢測近端小管的功能狀態(tài)。
(2)細(xì)段(thin segment ):位于髓放線和腎錐體內(nèi)。淺表腎單位的細(xì)段較短,主要位于髓袢降支,髓旁腎單位細(xì)段長,由降支再返折上行,又參與構(gòu)成升支。細(xì)段管徑細(xì),直徑10~15μm,管壁為單層扁平上皮(圖15-9,15-11),細(xì)胞含核部分突向管腔,胞質(zhì)著色較淺,無刷狀緣。電鏡下,上皮細(xì)胞游離面有少量短微絨毛,基底面有少量內(nèi)褶。細(xì)段上皮甚薄,有利水和離子通透。
圖15-11 腎髓質(zhì)(高倍)
(3)遠(yuǎn)端小管(distal tubule):包括遠(yuǎn)端小管直部和曲部。管腔較大而規(guī)則,管壁上皮細(xì)胞呈立方形,細(xì)胞體積較近端小管的小,著色淺,細(xì)胞分界較清楚,核位于中央,游離面無刷狀緣,基部縱紋較明顯(圖15-4,15-11)。
遠(yuǎn)端小管直部:經(jīng)錐體和髓放線上行至皮質(zhì),是髓袢升支的重要組成部分。管徑約30μm,長約9mm.電鏡下,細(xì)胞表面有少量短而小的微絨毛,基部質(zhì)膜內(nèi)褶發(fā)達(dá),長的內(nèi)褶可伸達(dá)細(xì)胞頂部,質(zhì)膜的內(nèi)褶間的線粒體細(xì)長(圖15-9,15-12),基部質(zhì)膜上有豐富的Na+、K+-ATP酶,能主動向間質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)Na+,細(xì)胞膜還可能有一種呈凝狀不通透水的酸性糖蛋白,致使水不能通過,因此造成從腎錐體底至腎乳頭的間質(zhì)內(nèi)的滲透壓逐步增高,有利于集合小系對水的重吸收。
圖15-12 小鼠腎遠(yuǎn)端小管上皮細(xì)胞基部電鏡像×20000
TB小管基膜,Mi線粒體,N細(xì)胞核,↑質(zhì)膜內(nèi)褶
(白求恩醫(yī)科大學(xué)尹昕、朱秀雄教授供圖)
遠(yuǎn)端小管曲部:簡稱遠(yuǎn)曲小管(distal convoluted tubule)位于皮質(zhì)內(nèi),直徑35~45μm,長4.6~5.2mm,其超微結(jié)構(gòu)與直部相似,但質(zhì)膜內(nèi)褶和線粒體不如直部發(fā)達(dá)(圖15-9)。遠(yuǎn)曲小管是離子交換的重要部位,細(xì)胞有吸收水、Na+和排出K+、H+、NH3等作用,對維持體液的酸堿平衡起重要作用。腎上腺皮質(zhì)分泌的醛固酮能促進(jìn)此段重吸收Na+,排出K+,垂體后葉抗利尿激素能促進(jìn)此段對水的重吸收,使尿液濃縮,尿量減少。
集合小管系(collecting tubule system )全長20~38mm ,可分為弓形集合小管、皮質(zhì)集合小管三段(圖15-2)。弓形集合小管很短,位于皮質(zhì)迷路內(nèi),一端連接遠(yuǎn)曲小管,呈弧形彎入髓放線,與皮質(zhì)集合小管相連。皮質(zhì)集合小管沿髓放線直行向下達(dá)腎錐體,髓質(zhì)集合小管在腎錐體內(nèi)下行至腎錐體乳頭,改稱乳頭管,開口于腎小盞。集合小管下行時沿途有許多遠(yuǎn)端小管曲部匯入。集合小管系的管徑由細(xì)(直徑40μm)逐漸變粗(直徑200~300μm),隨管徑的增粗,管壁上皮由單層立方逐漸增高為單層柱狀(圖15-11),至乳頭管處成為高柱狀上皮。集合小管上皮細(xì)胞胞質(zhì)色淡而明亮,細(xì)胞分界清楚,核圓形,位于中央,著色較深。細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)比遠(yuǎn)端小管簡單,細(xì)胞器少,細(xì)胞離面亦有少量短微絨毛,也可見少量側(cè)突和短小的質(zhì)膜內(nèi)褶(圖15-9)。但也有部分細(xì)胞的細(xì)胞器較多,胞質(zhì)內(nèi)有碳酸酐酶,它與細(xì)胞分泌H+或HCO3-的功能有關(guān)。集合小管能進(jìn)一步重吸收水和交換離子,使原尿進(jìn)一步濃縮,并與遠(yuǎn)端小管曲部一樣也受醛固酮和抗利尿激素的調(diào)節(jié)。
綜上所述,腎小體形成的濾液,經(jīng)過腎小管和段和集合小管后,原尿中絕大部分水、營養(yǎng)物質(zhì)和無機(jī)鹽等又被重吸收入血,部分離子也在此進(jìn)行交換;小管上皮細(xì)胞還分泌排出機(jī)體部分代謝產(chǎn)物。濾液經(jīng)遠(yuǎn)曲小管和集合小管時又進(jìn)一步濃縮,最終形成終尿經(jīng)乳頭管排入腎小盞,其量為每天1~2升,僅占腎小體濾液的1%左右。因此,腎在泌尿過程中不僅排出了機(jī)體的代謝產(chǎn)物,而且對維持機(jī)體水鹽平衡和內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定起重要作用。
球旁復(fù)合體(juxtaglomerular complex)也稱腎小球旁器(juxtaglomerular apparatus)由球旁細(xì)胞、致密斑和球外系膜細(xì)m.bhskgw.cn胞組成。它位于腎小體的血管極處,大致呈三角形,致密斑為三角形的底,入球微脈和出球微動脈分別形成三角形的兩個側(cè)邊,球外系膜細(xì)胞則位三角區(qū)的中心(圖15-3,15-13)。
1.球旁細(xì)胞入球微動脈行至近腎小體血管極處,其血管壁中膜的平滑肌細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)樯掀蛹?xì)胞,稱為球旁細(xì)胞(juxtaglomerular cell)(圖15-13)。細(xì)胞體積較大,呈立方形,核大而圓,胞質(zhì)呈弱嗜堿性,胞質(zhì)內(nèi)有豐富的分泌顆粒,顆粒呈PAS反應(yīng)陽性。電鏡下,細(xì)胞內(nèi)肌絲少,粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和核糖體多,高爾基復(fù)合體發(fā)達(dá),顆粒大小不等,多數(shù)呈均質(zhì)狀,用免疫組織化學(xué)法證明顆粒內(nèi)含有腎素(renin)。在球旁細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞之間無內(nèi)彈性膜和基膜相隔,故其分泌物易釋放入血,促使血管收縮,血壓升高。
腎素是一種蛋白水解酶,它能使血漿中的血管緊張素原變成血管緊張素Ⅰ。后者在血管內(nèi)皮細(xì)胞分泌的轉(zhuǎn)換酶作用下轉(zhuǎn)變?yōu)檠芫o張素Ⅱ。兩者均可使血管平滑肌收縮,血壓升高,增強(qiáng)腎小體濾過作用,血管緊張素Ⅱ的作用較血管緊張素Ⅰ更強(qiáng)。腎素還可以促進(jìn)腎上腺皮質(zhì)分泌醛固酮,促進(jìn)腎遠(yuǎn)曲小管和集合小管吸收Na+和排出K+,同時伴有水的進(jìn)一步重吸收,導(dǎo)致血容量增大,血壓升高。此外,球旁細(xì)胞還可能生成促紅細(xì)胞生成因子,但亦有實(shí)驗(yàn)認(rèn)為促紅細(xì)胞生成因子存在于足細(xì)胞內(nèi)或毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi),故促紅細(xì)胞生成因子的腎內(nèi)形成部位尚待進(jìn)一步證實(shí)。球旁細(xì)胞主要分布在入球微動脈壁中,但也可出現(xiàn)于出球微動脈壁內(nèi),尤其在腎素生成增強(qiáng)時,細(xì)胞內(nèi)顆粒也明顯增多,球旁細(xì)胞數(shù)量增多,甚至可出現(xiàn)在小葉間動脈等處。近年研究發(fā)現(xiàn),體內(nèi)其他臟器和組織亦能產(chǎn)生腎素。
2.致密斑遠(yuǎn)端小管直部靠近腎小體側(cè)的上皮細(xì)胞增高,變窄,形成一個橢圓形斑,稱致密斑(macula densa)。細(xì)胞呈高柱狀,胞質(zhì)色淺,核橢圓形,排列緊密,位近細(xì)胞頂部(圖15-3,15-13)。致密斑基膜常不完整,細(xì)胞基部有細(xì)小而分支的突起,并可與鄰近細(xì)胞的突起鑲嵌,故與鄰近細(xì)胞關(guān)系密切。致密斑細(xì)胞間有細(xì)胞間隙,細(xì)胞表面缺乏酸性糖蛋白,故致密斑是髓袢升支中唯一能通透水的上皮區(qū),使之成為傳遞“信息”的場所。因此,致密斑可視為一種離子感受器,能敏銳地感受遠(yuǎn)端小管內(nèi)濾液的Na+濃度變化。當(dāng)濾液內(nèi)Na+濃度降低時,致密斑細(xì)胞將“信息”傳遞給球旁細(xì)胞和球外系膜細(xì)胞,促進(jìn)球旁細(xì)胞分泌腎素,增強(qiáng)遠(yuǎn)端小管儲Na+排K+作用。
m.bhskgw.cn/zhicheng/3.球外系膜細(xì)胞 球外系膜細(xì)胞(extraglonerular mesangial cell)又稱極墊細(xì)胞(polar cushion cell)。是位于血管極三角區(qū)內(nèi)的一群細(xì)胞,細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)與球內(nèi)系膜細(xì)胞相似,并與球內(nèi)系膜相延續(xù)(圖15-13)。球外系膜細(xì)胞與球旁細(xì)胞、球內(nèi)系膜細(xì)胞之間有縫隙連接,因此認(rèn)為它在球旁復(fù)合體功能活動中,可能起“信息”傳遞作用。
圖15-13 腎小體和球旁復(fù)合體模式圖
腎泌尿小管之間的少量結(jié)締組織為腎間質(zhì)。皮質(zhì)內(nèi)的結(jié)締組織少,愈接近腎乳頭結(jié)締組織愈多。腎間質(zhì)中除一般結(jié)締組織成分外,尚有一種特殊的細(xì)胞,稱為間質(zhì)細(xì)胞(interstitial cell)。細(xì)胞呈星形,有較長突起,胞質(zhì)內(nèi)除含較多的細(xì)胞器外,還有許多嗜鋨顆粒。間質(zhì)細(xì)胞具有分泌前列腺素和形成間質(zhì)內(nèi)的纖維和基質(zhì)的功能,細(xì)胞突起內(nèi)微絲的收縮作用,可促進(jìn)腎間質(zhì)血管內(nèi)的血液流動。
1.腎的血管腎脈直接由腹主動脈分出,經(jīng)腎門入腎后分為數(shù)支葉間動脈,在腎柱內(nèi)上行至皮質(zhì)與髓質(zhì)交界處,橫行分支為弓形動脈。弓形動脈分出若干小葉間動脈,呈放射狀走行于皮質(zhì)迷路內(nèi)(圖15-14)。直達(dá)被膜下形成毛細(xì)血管網(wǎng)。小葉間動脈沿途向兩側(cè)分出許多入球微動脈進(jìn)入腎小體,形成血管球。再匯合成出球微動脈。淺表腎單位的出球微動脈離開腎小體后,又分支形成球后毛細(xì)血管網(wǎng),分布在腎小管周圍。毛細(xì)血管網(wǎng)依次匯合成小葉間靜脈,弓形靜脈和葉間靜脈,它們與相應(yīng)動脈伴行,最后形成腎靜脈出腎。髓旁腎單位的出球微動脈不僅形成球后毛細(xì)血管網(wǎng),而且還發(fā)出若干直小動脈直行降入髓質(zhì),而后在髓質(zhì)的不同深度,又返折直行上升為直小靜脈,構(gòu)成“U”形直血管袢,與腎單位袢伴行(圖15-14),故血管袢與腎單位袢的功能關(guān)系密切(表15-2)。
15-14 腎血液循環(huán)模式圖
表15-2 腎的血循環(huán)
腎血液循環(huán)與腎的泌尿功能密切相關(guān),其特點(diǎn)是①腎動脈直接起于腹主動脈,短而粗,血流量大,約占心輸出量的1/4,即每4~5分鐘人體內(nèi)的血液全部流經(jīng)腎內(nèi)而被濾過。②腎小體血管球的毛細(xì)血管兩端皆為微動脈,入球微動脈管徑比出球微動脈粗,使血管球內(nèi)血流量大,血壓高,有利于濾過。出球微動脈的平滑肌收縮可主動調(diào)節(jié)血管球內(nèi)的血壓。③腎內(nèi)血管通路中出現(xiàn)兩次毛細(xì)血管,即血管球毛細(xì)血管和球后毛細(xì)血管網(wǎng),由于血流經(jīng)血管球時大量水份被濾出,因此分布在腎小管周圍的球后毛細(xì)血管內(nèi)血液的膠體滲透壓甚高,有利于腎小管上皮細(xì)胞重吸收的物質(zhì)進(jìn)入血流。④髓質(zhì)內(nèi)直小血管袢與髓袢伴行,有利于腎小管和集合小管的重吸收和尿液濃縮。⑤腎內(nèi)不同區(qū)域的血流不同,皮質(zhì)血流量大,流速快,髓質(zhì)血流量小,僅占腎血流量的10%,流速亦慢。在急性腎功能衰竭時常由于小葉間動脈發(fā)生痙攣收縮,致使皮質(zhì)淺部供血減少甚至中斷,大量血液流經(jīng)髓質(zhì)直小血管袢短路循環(huán),致使淺表腎單位的腎小體濾過功能嚴(yán)重低下,甚致缺血性壞死,患者出現(xiàn)少尿,甚至無尿等急性腎功能衰竭癥狀。
2.腎的淋巴管和神經(jīng)腎有兩組淋巴叢,即腎內(nèi)淋巴叢和被膜淋巴叢。腎內(nèi)的毛細(xì)淋巴管分布在腎小體和腎小管周圍,沿血管逐級匯成小葉間、弓形和葉間淋巴管,經(jīng)腎門淋巴管出腎。被膜內(nèi)的毛細(xì)淋巴管,匯合而成淋巴管,或與腎內(nèi)淋巴叢吻合,或匯入鄰近器官的淋巴管。
腎的神經(jīng)來自腎叢,包括交感神經(jīng)和副交感神經(jīng),神經(jīng)纖維伴隨腎脈入腎,分布于腎血管、腎間質(zhì)和球旁復(fù)合體。
腎能分泌多種生物活性物質(zhì),這些物質(zhì)對機(jī)體生理活動起重要的調(diào)節(jié)作用。前已述及的腎素-血管緊張素系統(tǒng),對維持機(jī)體正常血及離子交換有重要調(diào)節(jié)作用。腎皮質(zhì)內(nèi)的腎小管上皮可產(chǎn)生激肽釋放酶,集合小管上皮能產(chǎn)生激肽。激肽釋放酶能促使激肽的形成,激肽有利尿、利鉀作用,并能使小動脈舒張,增加腎血流量。腎內(nèi)的激肽釋放酶-激肽系統(tǒng)與腎素-血管緊張素系統(tǒng)及腎間質(zhì)細(xì)胞分泌的前列腺素,三者生理作用有相互關(guān)聯(lián)的復(fù)雜關(guān)系。腎內(nèi)產(chǎn)生的紅細(xì)胞生成因子,能使血液中的紅細(xì)胞生成素原轉(zhuǎn)變?yōu)榧t細(xì)胞生成素,加速紅細(xì)胞生成。腎還有活化維生素D3及滅活甲狀旁腺素、胃泌素和胰島素等作用。