“100万个以上的肾单位可以组成人体肾脏,一般在出生后数月内数量逐渐增加,等到成年后停止。”这是对肾脏结构与功能基本单位(肾单位)的简单描述。接下来本文将以肾单位结构为研究对象,带你走进肾脏的微观世界。
通常所说的肾单位一般由肾小体和肾小管组成。肾小体的中央部分是毛细血管组成的肾小球,外面包裹着肾小囊。肾小体直径约200um,有两个极,小动脉出入肾小体的区域为血管极,对侧与肾小管相连接的是尿极。
肾小球毛细血管壁由内皮细胞、基底膜和上皮细胞组成。扁平的内皮细胞被覆于毛细血管腔侧,细胞体布满直径70-100nm的小孔,称为窗孔,窗孔总面积约占肾小球滤过面积的60%,窗孔上有一层很薄的隔膜,由内皮细胞外层延续而来。内皮细胞表面被覆富含唾液酸蛋白的多阴离子表面糖蛋白,厚约15nm,所以内皮细胞带有丰富的负电荷。内皮细胞构成了肾小不少地方毛细血管壁的第一道屏障,使血细胞及一些大分子物质受到阻拦而不被滤出。
肾小球毛细血管基底膜由中间的致密层和两侧的电子密度较低的内外疏松层组成。成人基底膜厚度约为300nm,男性较女性略厚,儿童较成人薄,为110nm。基底膜三层结构的厚度约为:内疏松层80nm,致密层120nm,外疏松层100nm。基底膜的致密层中分布着5-7nm的细纤维和无定形基质,内外疏松层中则可见3-7nm的与致密层垂直分布的纤维,埋藏于凝胶物质中,形成2-8nm的孔隙。
脏层上皮细胞贴伏于肾小球基底膜外侧,从细胞体伸出几个大的突起,再分为次级突起,有的还分出三级突起。足突之间的空隙称为裂孔,直径约为40nm,裂接近于基底膜处有一层薄膜。上皮细胞胞体及足突表面被覆一层带负电荷的物质,厚20-60nm,主要由唾液酸蛋白组成。
肾小囊是肾小管盲端扩大并内陷所构成的双层球状囊,囊的外层为壁层,内层为脏层,两层之间的裂隙为肾小囊腔。脏层即肾小球的脏层上皮细胞,壁层由肾小囊基底膜和壁层上皮细胞组成。肾小囊基底膜在肾小体的尿极移行为近端肾小管基底膜,在血管极与出入球小动脉及肾小球毛细血管基底膜相移行。壁层上皮细胞在肾小体尿极与近端肾小管上皮细胞相延续,在血管极与脏层上皮细胞相连。
肾小管是肾单位的另一个重要组成部分与肾小体构成一个密不可分的结构和功能单位,所以肾小球和肾小管的病变是相互影响的。肾小管上皮细胞有强大的吸收功能,可重吸收99%的肾小球滤液,肾小管分为近端小管、髓袢和远端小管。
近端肾小管紧接肾球囊的尿极,占肾单位总长度的一半左右,第一段为近端小管曲部,是肾小管中最长(14mm)、最粗(60 um)和最弯曲的(占肾上管上皮细胞总面积的87.5%)的一段,第二段为近端小管直部,它构成髓袢降支的第一段。近曲小管直部与曲部的小管结构相似,仅其上皮细胞高度略低,微绒毛和指状交叉侧突不如曲部发达,线粒体和溶酶体数目均较少,说明其重吸收作用较曲部差。
近端小管在髓质外带管径突然变窄(从60um变为15um),立方上皮细胞突然变为扁平,刷状缘也突然终止。表浅肾单位的细段极短,甚或缺如。髓旁肾单位中细段以不等部距离向下伸入髓质,甚至伸入乳头。细段大部分在髓袢降支侧,长达4.5-10mm,小部分在髓袢升支侧。上皮细胞为扁平形,细胞核突向管腔,细胞质染色浅,线粒体少,物质;转运功能很差。
远端肾小管由直部和曲部三部分组成。直部为髓袢升支厚壁段,始于髓质外带内层,平均长9mm,管径约为30um。上皮细胞呈立方形,细胞器丰富,有许多长杆状的线粒体。基部的胞质膜形成浅的内褶。升支最后过渡成为远曲小管,走向肾皮质表面。远曲小管长4.6-5.2mm,管径为20-50um,上皮细胞结构类似于直部。
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