第一章 肾脏病基本知识

第一节 肾脏的解剖与功能

【肾脏的解剖】

（一）肾的形态

肾位于腹后壁，脊柱的两侧，左右各一，形似蚕豆，新鲜肾呈红褐色。正常成年男性肾平均长约10cm，宽约5cm，厚约4cm，平均重量为134～148g，一般男性肾略大于女性肾。肾可分上下两端，内、外两侧缘和前、后两面。上端宽而薄，下端窄而厚。肾的前面较凸，朝向前外侧；肾的后面较平，肾贴腹后壁。外侧缘凸隆，内侧缘中部凹陷，是肾的血管、淋巴管、神经和肾盂出入的部位，称肾门。肾门向肾内续于一个较大的腔，称肾窦，由肾实质围成，窦内含有肾动脉、肾静脉的主要分支和属支、肾小盏、肾大盏、肾盂和脂肪组织等。

小儿年龄越小，肾脏相对较大。其长度和重量是：足月儿分别为6cm、24g至成人12cm、150g。小儿肾脏的长度约为：年龄÷2+5。新生儿肾脏表面凹凸不平呈分叶状，至1岁后始渐平，2～4岁时分叶完全消失，若此后继续存在，应视为分叶畸形。

（二）肾的位置与被膜

1．肾的位置

正常成年人的肾位于腹膜后间隙内和脊柱的两旁，贴靠腹后壁的上部。肾的长轴向外下倾斜，男性肾上端距正中线左侧4.2cm，右侧4.0cm，下端距正中线左侧5.5cm，右侧5.7cm；右肾由于肝脏的关系比左肾略低。左肾上端平第11胸椎下缘，下端平第2腰椎下缘；右肾上端平第12胸椎，下端平第3腰椎。第12肋斜过左肾后面的中部，右肾后面的上部。肾门约平第1腰椎，距正中线约5cm。在竖脊肌的外侧缘与第12肋之间的部位称为肾区（脊肋角）。在有些肾疾病患者，叩击或触压此区可引起疼痛。肾的位置存在人体差异，正常的肾脏上下移动在1～2cm，女性一般低于男性，儿童低于成人，婴儿肾脏位置更低，其下极可低至髂嵴以下第4腰椎水平，2岁以后才达髂嵴以上。右肾位置稍低于左肾，2岁以内健康小儿腹部触诊时容易扪及肾脏（尤其是右肾）。

2．肾的毗邻

肾后上1/3借膈与胸膜腔的肋膈隐窝相隔。肾后面下2/3与腹横肌、腰方肌和腰大肌外侧缘相邻。肾前面邻接的器官左右不同（图1-1）：右肾内侧缘接十二指肠降部，外侧接肝右叶和结肠右曲；左肾由上向下分别与胃、胰和空肠相邻接，外侧缘上半接脾，下半接结肠左曲。两肾上端接肾上腺，肾复杂的毗邻关系有重要的临床实际意义。在肾手术和肾穿刺时须注意勿伤周围邻接器官。

3．肾的被膜

肾的表面自内向外有三层被膜包绕。

（1）纤维囊：为贴于肾实质表面的一层结缔组织膜，薄而坚韧，由致密结缔组织和少数弹力纤维构成。在正常状态下，容易与肾实质剥离。但在某些病理情况下，由于与肾实质粘连则不易剥离。

（2）脂肪囊：位于纤维囊的外面，由腹膜外组织发育而来。肾筋膜分前、后两层，包绕肾和肾上腺。向上向外侧两层互相融合，向下两层互相分离，其间有输尿管通过。肾筋膜向内侧，前层延至腹主动脉和下腔静脉的前面，与大血管周围的结缔组织及对侧肾筋膜前层相续连，后层与腰大肌筋膜相融合。自肾筋膜深面还有许多结缔组织小束，穿过脂肪囊连至纤维囊，对肾起固定作用。

【肾脏的组织结构】

肾脏外面包有纤维膜，又称被膜，主要由纤维性结缔组织和少量平滑肌组成。被膜包绕肾实质，肾实质可分为皮质和髓质两部分。皮质位于肾的外周，包括肾小球、近曲和远曲小管、集合管；髓质位于皮质的深部，由6～18个肾锥体组成，包含肾小管直部、髓袢、直小血管和远端集合管。锥体底部向肾凸面，尖端向肾门，锥体主要组织为集合管，锥体尖端称肾乳头，每一个乳头有10～20个乳头管，向肾小盏漏斗部开口。在肾窦内有肾小盏，为漏斗形的膜状小管，围绕肾乳头。肾椎体与肾小盏相连接，每肾有7～8个肾小盏，相邻2～3个肾小盏合成一个肾大盏。每肾有2～3个肾大盏，肾大盏汇合成扁漏斗状的肾盂。肾盂出肾门后逐渐缩窄变细，移行为输尿管。

图1-2是左肾额状切面图（后面观）。

1．肾单位

肾单位（图1-3）是肾脏结构和功能的基本单位，每个肾有100～200万个肾单位。每个肾单位由一个肾小体及其连接的肾小管构成。

（1）肾小体（图1-4）：位于皮质和肾柱内，由肾小球和肾小囊组成。横断面呈圆形，直径约200 μm。肾小体的一侧是形成血管球的血管出入处，称血管极，另一侧是肾小囊与肾小管连接处，称尿极。

肾小球：为球形的毛细血管网，周围被肾小囊包裹。由入球小动脉从血管极进入肾小囊内口先分成3～5个小分支，每个分支再分出许多毛细血管袢，形成盘绕曲折的毛细血管球。各小分支的毛细血管分出的侧支之间相互吻合，在出肾小体之前，各小分支汇合成一根出球小动脉，从血管极离开肾小囊。入球小动脉管径较粗且短，从而使血管球内保持较高的血压，管壁内有弹性纤维膜。血管球的毛细血管接近血管极的一侧，称系膜区。由球外系膜细胞组成。血管内皮细胞附着于基膜上，在血液增加时，基膜膨胀变薄利于滤过作用。

肾小囊：又称鲍曼氏囊，是肾小管盲端扩大并凹陷成双层球状囊。外层为壁层，内层为脏层，两层之间的腔隙为肾小球囊腔。壁层由单层扁平上皮细胞组成，与肾小管相连接。脏层紧贴血管球的毛细血管外面，脏层细胞是具有突起的细胞，称足细胞。

（2）肾小管：分为近端小管、细段和远端小管三部分。

近端小管：由近端小管曲部和直部构成。近端小管曲部也称近曲小管，起于肾小体尿极，与肾小囊的壁层上皮连接，在肾小体附近形成弯曲的上皮性管道。近端小管直部构成髓袢第一段，其管壁结构与曲部的相似，仅上皮高度略低，微绒毛和指状交叉侧突不如曲部的发达。线粒体和溶酶体数量较少，说明其重吸收作用较曲部差。近端小管是肾小体滤液重吸收的重要场所。滤液流经近端小管时，其中85%的水分以及营养物质，如葡萄糖、氨基酸等几乎全部被重吸收，无机盐离子也大部分在此被主动吸收。近端小管上皮细胞还有向腔内排出和分泌某些物质如氨、马尿酸和肌酐等的功能。

细段：细段构成髓袢的第二段，大部分在髓袢的降支，小部分在髓袢的升支。其主要功能是减慢原尿流速，是“逆流倍增”的组织基础。

远端小管：由远端小管直部和曲部构成。远端小管直部构成髓袢的第三段。远端小管直部和曲部结构相似，其管径较粗，上皮细胞呈立方形，细胞界限比较清楚。远曲小管可继续重吸收Na+，对水的通透性低。

2．集合管

可分弓状集合小管、直集合小管和乳头管。集合小管与远端小管连接形成一个弓状集合小管，然后转入髓放线，汇合成直集合小管，再继续下行移行为较大的乳头管。集合小管的管径较粗，上皮细胞呈立方形，细胞质透明，细胞排列整齐，分界清楚。集合管能浓缩小管尿液，一部分有用的物质和部分水分又被重吸收入血液循环，同时又收纳肾小管分泌的K+、H+、NH3等，最后形成终尿排出肾小盏。

3．肾小球旁器

近血管球旁细胞、致密斑和球外系膜细胞所组成。上述三种成分均位于肾小体血管极处的小三角区。

（1）球旁细胞：在入球小动脉血管极处，其血管壁的平滑肌变为上皮样细胞，称为球旁细胞。球旁细胞可能还产生肾性促红细胞生成因子，是调节骨髓生成红细胞的一种重要物质。

（2）致密斑：远端小管曲部在肾小体血管极紧贴入球小动脉，该处的上皮细胞与其他部位不同，靠近血管极一侧的上皮细胞矮小且排列紧密，称致密斑。致密斑的功能目前不十分清楚，一般认为是一个化学感受器，对肾小管中Na+浓度变化非常敏感，由其发出信号，调节近血管球细胞分泌肾素。

（3）球外系膜细胞：位于入球小动脉、出球小动脉与致密斑之间三角地带内的一群细胞，与肾小球系膜细胞相连，可能和肾素的合成与分泌有一定关系。

4．肾间质

位于肾单位和集合管之间的间叶组织称为肾间质。具有合成和分泌细胞外基质和纤维成分的功能，并有分泌前列腺素和其他降压物质的功能。

5．肾盏、肾盂

肾盏和肾乳头表面有单层立方上皮细胞被覆，肾盂及向下伸延至尿道起始部被覆移行上皮。

【肾脏的生理功能】

肾脏是维持机体内环境相对稳定最重要的器官之一。首先通过泌尿活动，一方面排除代谢产物如尿酸、有机酸等；另一方面又能调控体液中大多数晶体成分的浓度，调节渗透压，维持酸碱平衡。此外，肾脏还能产生多种生物活性物质，如促红细胞生成素、1,25（OH）2D3、前列腺素、肾利钠肽等，参与机体功能的调控。小儿肾脏虽具备大部分成人的功能，但由于发育尚未成熟，整个机体和肾脏的调节能力较弱，肾功能仅能满足健康状况下的需要而缺乏储备。一般1～1.5岁时才达到成人水平。

1．胎儿肾功能

胚胎12周时已有尿液生成，但肾脏与肺、肠同属“休眠”器官，肾功能由胎盘替代。胎儿尿液为羊水的主要来源，胎儿无肾、肾发育不良或泌尿道梗阻者，羊水量即显著减少。

2．肾小球滤过率（GFR）

新生儿出生时GFR平均为20ml/（min·1.73m2），早产儿更低。出生一周时为成人的1/4,3～6个月为成人的1/2,6～12个月为成人的3/4,1～2岁时才达到成人水平。肾血流量极大约为全身血流量的20%～25%，肾脏一天的滤过率相当于人体总体液量的4倍。低GFR使小儿不能排除过多的液体和溶质，影响小儿GFR低下的因素有：① 皮质表层小球发育不成熟，肾滤过功能仅由近髓小球承担。② 入球与出球小动脉阻力高，毛细血管内压低。③ 肾小球毛细血管通透性低。④ 滤过面积较成人小。⑤ 心搏出量低，肾血流量少。

3．肾小管重吸收及排泄功能

新生儿葡萄糖肾阈较成人低，静脉输入或大量口服葡萄糖时易出现糖尿。氨基酸和磷的肾阈也较成人低。新生儿血浆中醛固酮浓度较高，但新生儿近端肾小管回吸收钠较少，远端肾小管回吸收钠相应增加，生后数周近端肾小管功能发育成熟，大部分钠在近端肾小管回吸收，此时醛固酮分泌也相应减少。新生儿排钠能力较差，如输入过多钠，容易发生钠潴留和水肿。低体重儿排钠较多，如输入不足，可出现钠负平衡而致低钠血症。生后头10天的新生儿，钾排泄能力较差，故血钾偏高。

4．浓缩及稀释功能

新生儿及幼婴由于髓袢短，尿素形成量少（婴儿蛋白合成代谢旺盛）以及抗利尿激素分泌不足，使浓缩尿液功能不足，在应激状态下保留水分的能力低于年长儿和成人。婴儿每由尿中排出1mmol溶质时需水分1.4～2.4ml，成人仅需0.7ml。脱水时幼婴尿渗透压最高不超过700mmol/L，而成人可达1400mmol/L，故入量不足时易发生脱水甚至诱发急性肾功能不全。新生儿及幼婴尿稀释功能接近成人，可将尿稀释至40mmol/L，但因GFR较低，大量水负荷或输液过快时易出现水肿。

5．酸碱平衡

新生儿及婴幼儿易发生酸中毒，主要原因有：① 肾保留HCO-3的能力差，碳酸氢盐的肾阈低，仅为19～22mmol/L。② 泌NH3和泌H+的能力低。③ 尿中排磷酸盐量少，故排出可滴定酸的能力受限。

6．肾脏内分泌功能

肾脏不仅是生成与排泄尿液的器官，同时也能产生多种激素而表现出内分泌功能，如肾素、激肽释放酶、前列腺素、促红细胞生成素和1,25（OH）2D3等，在调节机体的血压、水电解质、钙磷代谢等方面有重要作用。

（1）肾素：95%以上来自球旁细胞，球旁细胞是肾素合成、贮存、释放场所。另有2%～5%肾素来自致密斑、间质细胞和出球小动脉内皮细胞。它是一种蛋白水解酶，分子量为42000，可使肝脏产生的血管紧张素原的链肽水解，形成血管紧张素Ⅰ，再在肺组织转换酶作用下，转化为血管紧张素Ⅱ，经氨基肽酶水解，继续转化为血管紧张素Ⅲ。血管紧张素Ⅲ亦可由血管紧张素Ⅰ经脱氨基酶、肺转换酶的作用而生成。该肾素—血管紧张素系统的效应主要是调节循环血量、血压及水、电解质的平衡。此外，肾素分泌尚可受血管紧张素、醛固酮和抗利尿激素水平的反馈调节。高血钙、高血镁、低血钾等亦可刺激肾素的分泌。

（2）肾脏激肽释放酶—激肽系统：激肽释放酶有血浆型及腺型两种。肾脏激肽释放酶属于腺型，分子量大，活性强。作用于激肽原后可释放赖氨酸缓激肽与缓激肽，可使肾血管扩张及利尿利钠，故在调节肾血流分布及水盐代谢中起作用。此系统与RAS、PC系统相互作用及制约，它可调节其他血管活性因子的表达及释放。在高血压病人尿激肽酶的排出减少，故有人认为此系统可作为预测小儿高血压的指标。

（3）前列腺素（PG）：是由20个碳原子组成的不饱和脂肪酸，称为前列腺烷酸，具有很强的扩血管效应，对血压和体液调节起重要作用，亦可刺激环磷酸腺苷的形成，对抗ADH，引起利钠排水，使动脉压下降。缓激肽可直接刺激肾髓质乳头间质胺、血管紧张素亦可促进PG分泌。PG因具利钠排水、扩血管作用，在肾脏降压机制中占有关键性地位。

（4）内皮素与一氧化氮：内皮素可在身体许多组织中合成，肾小球毛细血管是其合成的一个重要场所。它可使肾血管收缩、减少肾血流量及GPR，且可刺激产生心房肽，在急性缺血性肾衰竭及慢性肾功能不全时内皮素产生明显增多。与内皮素相反的内皮源性血管舒张因子——一氧化氮（NO），可在细胞因子的诱导下产生于近曲小管上皮细胞及内髓集合管细胞。它们参与调节肾血流量、GPR及肾小管对钠的重吸收。

（5）促红细胞生成素（erythropoietin, EPO）是一种调节红细胞生成的多肽类激素，90%由肾脏产生，约10%在肝、脾等产生。肾脏毛细血管丛、肾小球旁器、肾皮质、髓质均能产生促红细胞因子，作用于促红细胞生成素原的产物，它是一种糖蛋白，定向与红系祖细胞的特殊受体相结合，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。EPO的合成与分泌主要受组织氧的供求比例来调节，故氧供减少或组织耗氧增加均可促进EPO的生成。由于肾脏有EPO的生成与调节的双重作用，一旦肾EPO分泌功能异常，将导致红细胞生成的异常。

近年来有人发现慢性肾脏疾病引起的贫血除与EPO产生能力降低外，还与其血清中存在有由肾脏产生的红细胞生成抑制因子，对抗EPO的作用。进一步研究表明，这种红细胞生成抑制因子在新生儿生后4天血中浓度最高，这可能是新生儿溶血的重要原因之一。

此外，肾脏也是肾外分泌的促胃液素、抗利尿激素、降钙素等作用的重要靶器官，以及促胃液素、胰岛素、胰高血糖素等肾外激素降解的主要场所。