Component： 肾肾肾肾（kidney）：produce urine 输尿管输尿管输尿管输尿管（ureter） 膀胱膀胱膀胱膀胱（bladder） 尿道尿道尿道尿道（urethra）-cavity organs, conduct, store and remove the urineintroductionFunctions：1.elimination of metabolic waste products from the blood and their excretion in urine2. regulation of water content, mineral composition, and acidity of the body3.endocrine function (1) erythropoietin (controls erythrocyte production), (2) renin (generates angiotensin 1 from angiotensinogen and controls blood pressure and sodium balance), (3) 1hydroxylase enzyme (metabolism of vitamin D), (4) prostaglandins (vasodilator effect) (5) 激肽释放酶激肽释放酶激肽释放酶激肽释放酶（kallikrein,KK）、内皮素内皮素内皮素内皮素（endothelin,ET）、 肾髓质血管降压脂肾髓质血管降压脂肾髓质血管降压脂肾髓质血管降压脂（renal medullary vasodepressor lipid）、 血管内皮生长因子血管内皮生长因子血管内皮生长因子血管内皮生长因子（VEGF）kidneybean-shapedhilum：BV, LV, N and ureters enter or outkidneycapsule：DCT（纤维膜）（纤维膜）（纤维膜）（纤维膜）interstitium：少量结缔组织、血管、神经少量结缔组织、血管、神经少量结缔组织、血管、神经少量结缔组织、血管、神经parenchyma： renal cortex：dark stained 皮质迷路皮质迷路皮质迷路皮质迷路（cortical labyrinth） 肾柱肾柱肾柱肾柱（renal columns of Bertin） renal medulla：slight stained 肾锥体肾锥体肾锥体肾锥体（renal or medullary pyramids） 髓放线髓放线髓放线髓放线（medullary ray）kidney肾门肾门肾门肾门（renal hilum）、肾叶肾叶肾叶肾叶（lobe）、肾小叶肾小叶肾小叶肾小叶（lobule）乳头管乳头管乳头管乳头管肾小囊肾小囊肾小囊肾小囊 曲部曲部曲部曲部 直部直部直部直部 近端小管近端小管近端小管近端小管 细段细段细段细段 远远远远端端端端小小小小管管管管 曲部曲部曲部曲部直部直部直部直部肾小体肾小体肾小体肾小体 肾小管肾小管肾小管肾小管 肾单位肾单位肾单位肾单位 集集集集合合合合管管管管系系系系 血管球血管球血管球血管球泌尿小管泌尿小管泌尿小管泌尿小管髓质集髓质集髓质集髓质集合管合管合管合管集合小集合小集合小集合小管管管管髓髓髓髓袢袢袢袢皮质集皮质集皮质集皮质集合管合管合管合管Kidney contains numerous uriniferous tubules, which are composed of nephrons and collecting tubules.parenchyma：泌尿小管泌尿小管泌尿小管泌尿小管（uriniferous tubule） 肾单位肾单位肾单位肾单位（nephrons）生后肾组织生后肾组织生后肾组织生后肾组织 肾小体：血管球肾小体：血管球肾小体：血管球肾小体：血管球 + + 肾小囊肾小囊肾小囊肾小囊 肾小管肾小管肾小管肾小管: : 近端小管：曲部近端小管：曲部近端小管：曲部近端小管：曲部 直部直部直部直部 细段细段细段细段 远端小管：直部远端小管：直部远端小管：直部远端小管：直部 曲部曲部曲部曲部 集合管系集合管系集合管系集合管系（collecting tubules）输尿管芽输尿管芽输尿管芽输尿管芽 集合小管集合小管集合小管集合小管（collecting tubule） 皮质集合管皮质集合管皮质集合管皮质集合管（cortical collecting duct） 髓质集合管髓质集合管髓质集合管髓质集合管（medullary collecting duct）interstitium：CT, BV, N髓袢髓袢髓袢髓袢（medullary loop, Henle loop, nephron loop）肾单位肾单位肾单位肾单位（nephron）根据肾小体在皮质中的位置根据肾小体在皮质中的位置根据肾小体在皮质中的位置根据肾小体在皮质中的位置 髓旁肾单位髓旁肾单位髓旁肾单位髓旁肾单位 （juxtamedullary nephron） 浅表肾单位浅表肾单位浅表肾单位浅表肾单位 （superficial nephron）About 14 million per kidney.The structural and functional unit of kidney.肾小体肾小体肾小体肾小体（renal corpuscle）肾小管肾小管肾小管肾小管（renal tubule）juxtamedullary nephron superficial nephron 发生早发生早发生早发生早 发生晚发生晚发生晚发生晚 靠近肾锥体靠近肾锥体靠近肾锥体靠近肾锥体 位于皮质浅层位于皮质浅层位于皮质浅层位于皮质浅层 体积大体积大体积大体积大 体积小体积小体积小体积小 数量少，占数量少，占数量少，占数量少，占 1515% 数量多，占数量多，占数量多，占数量多，占 8585% 髓袢长髓袢长髓袢长髓袢长 髓袢短髓袢短髓袢短髓袢短 与尿液浓缩密切相关与尿液浓缩密切相关与尿液浓缩密切相关与尿液浓缩密切相关 在尿液形成起重要作用在尿液形成起重要作用在尿液形成起重要作用在尿液形成起重要作用development of the renal corpusclerenal corpuscleAfferent arterioleDistalConvolutedTubuleEfferent arterioleProximal ConvolutedTubuleRENAL CORPUSCLE: Glomerulus + Bowmans Capsule URINARY POLEVASCULAR POLE血管极血管极血管极血管极（vascular pole） where the afferent arteriole enters and thinnerefferent arteriole leaves renal corpuscle.尿极尿极尿极尿极（urinary pole） where the proximal convoluted tubule begins.血管球血管球血管球血管球（renal glomerulus）肾小囊肾小囊肾小囊肾小囊（renal capsule）renal corpusclespherical, 200 m in diameter The place where the blood is filtered to form pre-urine.renal glomerulusrenal glomerulus特点：特点：特点：特点： 1、the efferent arteriole is thinner than afferent arteriole. 2、fenestrated capillary without diaphragm （孔径50-100nm）renal glomerulusThe glomerulus derived from the afferent arteriole and drained by efferent arteriole.血管系膜血管系膜（mesangium）系膜细胞系膜细胞系膜细胞系膜细胞（mesangial cell） small, irregular, with processes (1)有血管紧张素有血管紧张素有血管紧张素有血管紧张素及心钠素的受体及心钠素的受体及心钠素的受体及心钠素的受体 (2)produce ground substance (3)phagocytosis-参与基膜更新参与基膜更新参与基膜更新参与基膜更新 (4) contract-防止毛细血管因管内静水压较高而扩张防止毛细血管因管内静水压较高而扩张防止毛细血管因管内静水压较高而扩张防止毛细血管因管内静水压较高而扩张 (5) secrete renin and enzymes系膜基质系膜基质系膜基质系膜基质（mesangial matrix） 填充在系膜细胞之间，支持、通透填充在系膜细胞之间，支持、通透填充在系膜细胞之间，支持、通透填充在系膜细胞之间，支持、通透 type IV collagen, glycoprotein, 少量吞噬细胞少量吞噬细胞少量吞噬细胞少量吞噬细胞mesangium又称球内系膜又称球内系膜又称球内系膜又称球内系膜（intraglomerular mesangium）renal capsule（Bowmans capsule）1.double layered capsule2.formed by beginning part of renal tubule which is enlarged and invaginated壁层壁层壁层壁层（parietal layer）：simple squamous epithelium （与近端小管上皮在尿极处相延续）（与近端小管上皮在尿极处相延续）（与近端小管上皮在尿极处相延续）（与近端小管上皮在尿极处相延续）脏层脏层脏层脏层（visceral layer）：足细胞足细胞足细胞足细胞（podocyte） 初级、次级突起初级、次级突起初级、次级突起初级、次级突起（primary and secondary process） 裂孔裂孔裂孔裂孔（slit pore）（宽约宽约宽约宽约25nm） 裂孔膜裂孔膜裂孔膜裂孔膜（slit membrane）（厚厚厚厚4-6nm）肾小囊腔肾小囊腔肾小囊腔肾小囊腔（capsular space）：含原尿含原尿含原尿含原尿renal capsule足细胞的功能足细胞的功能1. 1.参与血管球基膜参与血管球基膜参与血管球基膜参与血管球基膜（GBM）的形成和更新的形成和更新的形成和更新的形成和更新2. 2.活跃的胞吞活动活跃的胞吞活动活跃的胞吞活动活跃的胞吞活动3. 3.对血管球毛细血管的支持作用对血管球毛细血管的支持作用对血管球毛细血管的支持作用对血管球毛细血管的支持作用4. 4.调节血管球的滤过率调节血管球的滤过率调节血管球的滤过率调节血管球的滤过率5. 5.免疫学功能免疫学功能免疫学功能免疫学功能Glomerular Filtration Barrier Has Three LevelsEn = endothelial fenestraeGBM = glomerular basement membranefp = foot processesCap = capillaryUS = urinary spaceLRI = lamina rara internaLD = lamina densaLRE = lamina rara externaTEM x 80,000 Y.S. Kenwar, Lab Invest 51:7, 1984-Filtration slitsMW 70 70kD 物质可通过物质可通过物质可通过物质可通过MW69kD 白蛋白少量通过白蛋白少量通过白蛋白少量通过白蛋白少量通过150-200kD Ig不能通过不能通过不能通过不能通过1. 1.fenestrated endothelium（negative ions）2. 2.基膜基膜基膜基膜（basement membrane） EM：内疏层内疏层内疏层内疏层（lamina rara interna） 致密层致密层致密层致密层（lamina densa） 外疏层外疏层外疏层外疏层（lamina rara externa） 由由由由、型胶原蛋白、硫酸乙酰肝素蛋白多糖和型胶原蛋白、硫酸乙酰肝素蛋白多糖和型胶原蛋白、硫酸乙酰肝素蛋白多糖和型胶原蛋白、硫酸乙酰肝素蛋白多糖和 糖蛋白（层粘连蛋白、巢蛋白、纤连蛋白）共同形成糖蛋白（层粘连蛋白、巢蛋白、纤连蛋白）共同形成糖蛋白（层粘连蛋白、巢蛋白、纤连蛋白）共同形成糖蛋白（层粘连蛋白、巢蛋白、纤连蛋白）共同形成 有有有有4-84-8nm 孔径的分子筛孔径的分子筛孔径的分子筛孔径的分子筛（laminin-negative ions）3 3. .slit membrane（negative ions）滤过膜滤过膜滤过膜滤过膜（filtration membrane）（滤过屏障滤过屏障滤过屏障滤过屏障 filtration barrier）由由 单单 层层 上上 皮皮 围围 成成 的的 小小 管管renal tubuleproximal convoluted tubuleHenles loop proximal straight portion thin segment distal straight portiondistal convoluted tubulerenal tubule近端小管近端小管（proximal tubule）proximal tubuleproximal convoluted tubulestructure： LM EM1.simple cuboidal or pyramidal2.no clear boundary lateral process3.eosinophilic4.free surface：brush border microvilli apical canaliculi5.basal region：longitudinal striation plasma membrane infolding （mitochondria） （rich in Na+-K+ ATPase） proximal convoluted tubulefunction： 1. 1.reabsorption：全部葡萄糖、小分子蛋白质、：全部葡萄糖、小分子蛋白质、：全部葡萄糖、小分子蛋白质、：全部葡萄糖、小分子蛋白质、 多肽、氨基酸，多肽、氨基酸，多肽、氨基酸，多肽、氨基酸，85%85% 的的的的NaNa+ +和水，和水，和水，和水，50%50%碳酸碳酸碳酸碳酸 氢盐、磷酸盐，以及维生素氢盐、磷酸盐，以及维生素氢盐、磷酸盐，以及维生素氢盐、磷酸盐，以及维生素 2. 2.excretion：氢，氨，肌酐，马尿酸：氢，氨，肌酐，马尿酸：氢，氨，肌酐，马尿酸：氢，氨，肌酐，马尿酸 3. 3.transfer：酚红、青霉素等：酚红、青霉素等：酚红、青霉素等：酚红、青霉素等1.simple squamous epithelium 2.facilitate the passage of water and ions细段细段细段细段（thin segment）远端小管远端小管（distal tubule）distal convoluted tubule直部直部直部直部（distal straight portion） LM：1. 1.上皮细胞立方形，分界清，着色浅，核圆居中上皮细胞立方形，分界清，着色浅，核圆居中上皮细胞立方形，分界清，着色浅，核圆居中上皮细胞立方形，分界清，着色浅，核圆居中 2. 2.细胞表面无刷状缘，基底可见纵纹细胞表面无刷状缘，基底可见纵纹细胞表面无刷状缘，基底可见纵纹细胞表面无刷状缘，基底可见纵纹 EM：游离面：少量微绒毛：游离面：少量微绒毛：游离面：少量微绒毛：游离面：少量微绒毛 基部：质膜内褶发达（线粒体、钠泵）基部：质膜内褶发达（线粒体、钠泵）基部：质膜内褶发达（线粒体、钠泵）基部：质膜内褶发达（线粒体、钠泵）曲部曲部曲部曲部（distal convoluted tubule） 保钠、排钾、泌氢、泌氨保钠、排钾、泌氢、泌氨保钠、排钾、泌氢、泌氨保钠、排钾、泌氢、泌氨离子交换、维持酸碱平衡离子交换、维持酸碱平衡离子交换、维持酸碱平衡离子交换、维持酸碱平衡 受受受受醛固酮醛固酮醛固酮醛固酮 aldosterone、抗利尿激素、抗利尿激素、抗利尿激素、抗利尿激素 antidiuretic hormone（ADH）的调节的调节的调节的调节浓缩尿液浓缩尿液浓缩尿液浓缩尿液distal tubulecollecting tubules and ductscollecting tubules and ducts集合管集合管（collecting duct）结构：结构：结构：结构：LM：simple columnar, distinct boundary, clear cytoplasm 主细胞主细胞主细胞主细胞（principle cell） 闰细胞闰细胞闰细胞闰细胞（intercalated cell） EM：少量微绒毛、少量侧突、短小质膜内褶：少量微绒毛、少量侧突、短小质膜内褶：少量微绒毛、少量侧突、短小质膜内褶：少量微绒毛、少量侧突、短小质膜内褶功能：进一步重吸收水、交换离子，使功能：进一步重吸收水、交换离子，使功能：进一步重吸收水、交换离子，使功能：进一步重吸收水、交换离子，使原尿进一步浓缩原尿进一步浓缩原尿进一步浓缩原尿进一步浓缩。 受受受受醛固酮、抗利尿激素、心房钠尿肽醛固酮、抗利尿激素、心房钠尿肽醛固酮、抗利尿激素、心房钠尿肽醛固酮、抗利尿激素、心房钠尿肽调节。调节。调节。调节。集合小管、皮质集合管、髓质集合管集合小管、皮质集合管、髓质集合管集合小管、皮质集合管、髓质集合管集合小管、皮质集合管、髓质集合管肾小体形成的原尿在流经肾小管各段和集合管时，其中葡萄糖等成肾小体形成的原尿在流经肾小管各段和集合管时，其中葡萄糖等成肾小体形成的原尿在流经肾小管各段和集合管时，其中葡萄糖等成肾小体形成的原尿在流经肾小管各段和集合管时，其中葡萄糖等成分和分和分和分和99%99%的水均被重吸收，同时由小管上皮细胞分泌部分物质，最的水均被重吸收，同时由小管上皮细胞分泌部分物质，最的水均被重吸收，同时由小管上皮细胞分泌部分物质，最的水均被重吸收，同时由小管上皮细胞分泌部分物质，最终仅终仅终仅终仅1%1%左右的原尿作为终尿（约左右的原尿作为终尿（约左右的原尿作为终尿（约左右的原尿作为终尿（约1-21-2L/ / / /天）排出体外。天）排出体外。天）排出体外。天）排出体外。远端小管直部远端小管直部远端小管直部远端小管直部T-H蛋白蛋白蛋白蛋白不透水不透水不透水不透水球旁复合体球旁复合体球旁复合体球旁复合体（juxtaglomerular complex）（肾小球旁器肾小球旁器肾小球旁器肾小球旁器 juxtaglomerular apparatus）球旁细胞球旁细胞球旁细胞球旁细胞致密斑致密斑致密斑致密斑极垫细胞极垫细胞极垫细胞极垫细胞极周细胞极周细胞极周细胞极周细胞Locate at vascular poles.球旁细胞球旁细胞球旁细胞球旁细胞（juxtaglomerular cell）juxtaglomerular cell1. Derive from the smooth muscle fibers in the wall of afferent arteriole.2. Cells are cuboidal and slight basophilic, and contain rich secretory granules.3. The secretory granules in cytoplasm contain renin（肾肾肾肾 素素素素）, a hormone and also a kind of enzyme, which can regulate aldosterone release and can activate the angiotensin system to elevate the blood pressure. .reninAngiotensinogen angiotensin I angiotensin II转换酶转换酶转换酶转换酶contraction of smooth muscle of blood vessel blood pressure 肾上腺皮质球状带产生醛固酮肾上腺皮质球状带产生醛固酮肾上腺皮质球状带产生醛固酮肾上腺皮质球状带产生醛固酮远曲小管、集合管远曲小管、集合管远曲小管、集合管远曲小管、集合管保钠排钾保钠排钾保钠排钾保钠排钾renin-angiotensin-aldosterone system 致密斑致密斑致密斑致密斑（macula densa）macula densamacula densa1.a group of cells derived from epithelium of distal tubule2.Cells of macula densa are columnar and have nuclei in their apex of cytoplasm, and their basal laminae are incomplete. Cells have processes connecting with other cells.3.功能功能功能功能：Na+离子感受器离子感受器离子感受器离子感受器 Sensitive to mineral level. Send signals to the adjacent juxtaglomerular cells to facilitate the renin release when Na+ level in urine decreases.Renin/Angiotensin CascadeConverting EnzymeReninAngiotensin IAngiotensinogenAngiotensin IIAdrenal CortexAldosteroneDistal Conv. Tub.Coll DuctNa ion retainedIncreased BPIncr. Na+ in Dist. TubuleLow BPin Aff.Arteriole; Decreased Filtration PressureLungsEfferent arteriole SM contractionH2O retainedBloodLiverJGACNSIncreased thirst; ADH secretion失血，缺钠，血压失血，缺钠，血压失血，缺钠，血压失血，缺钠，血压肾小体滤过肾小体滤过肾小体滤过肾小体滤过 ，尿，尿，尿，尿 NaNa+ + 致密斑致密斑致密斑致密斑球旁细胞球旁细胞球旁细胞球旁细胞肾素肾素肾素肾素 AngAng1 1 AngAng2 2醛固酮醛固酮醛固酮醛固酮 肾重吸收水、肾重吸收水、肾重吸收水、肾重吸收水、NaNa+ + + +，排，排，排，排 K K+ + + + 血容量、血压、钠血容量、血压、钠血容量、血压、钠血容量、血压、钠 球外系膜细胞球外系膜细胞球外系膜细胞球外系膜细胞（extraglomerular cells）extraglomerular cells（极垫细胞极垫细胞极垫细胞极垫细胞 polar cushion cell） 部位：部位：部位：部位：入、出球微动脉与致密斑之间三角区内入、出球微动脉与致密斑之间三角区内入、出球微动脉与致密斑之间三角区内入、出球微动脉与致密斑之间三角区内 与球内系膜相连接与球内系膜相连接与球内系膜相连接与球内系膜相连接 形态结构：短小突起、分泌颗粒形态结构：短小突起、分泌颗粒形态结构：短小突起、分泌颗粒形态结构：短小突起、分泌颗粒 功能：功能：功能：功能：transfer the information极周细胞极周细胞极周细胞极周细胞（peripolar cell） 部位：肾小囊脏层和壁层上皮移行处，包绕血管极部位：肾小囊脏层和壁层上皮移行处，包绕血管极部位：肾小囊脏层和壁层上皮移行处，包绕血管极部位：肾小囊脏层和壁层上皮移行处，包绕血管极 形态结构：体积大，有分泌颗粒形态结构：体积大，有分泌颗粒形态结构：体积大，有分泌颗粒形态结构：体积大，有分泌颗粒 功能：功能：功能：功能：regulate the reabsorption and secretion of renal tubule肾间质肾间质肾间质肾间质（renal interstitium）位于泌尿小管之间的结缔组织，分布不均，从皮位于泌尿小管之间的结缔组织，分布不均，从皮位于泌尿小管之间的结缔组织，分布不均，从皮位于泌尿小管之间的结缔组织，分布不均，从皮质到乳头逐渐增多。质到乳头逐渐增多。质到乳头逐渐增多。质到乳头逐渐增多。1. 1.fiber：type ， collagen2. 2.matrix3. 3.cell：（1 1）fibroblast （2 2）macrophage （3 3）lipid-laden interstitial cell（载脂间质细胞）（载脂间质细胞）（载脂间质细胞）（载脂间质细胞） - -stellate cell with processes - -osmiophilic lipid droplets - -function: formation of fiber and matrix secret prostaglandin、肾髓质血管降压脂肾髓质血管降压脂肾髓质血管降压脂肾髓质血管降压脂肾动脉肾动脉肾动脉肾动脉弓形动脉弓形动脉弓形动脉弓形动脉叶间动脉叶间动脉叶间动脉叶间动脉小小小小叶叶叶叶间间间间动动动动脉脉脉脉弓形动脉弓形动脉弓形动脉弓形动脉弓形静脉弓形静脉弓形静脉弓形静脉球后毛细球后毛细球后毛细球后毛细血管网血管网血管网血管网髓袢髓袢髓袢髓袢入球微动脉入球微动脉入球微动脉入球微动脉近曲小管近曲小管近曲小管近曲小管远曲小管远曲小管远曲小管远曲小管血管球血管球血管球血管球小叶间动脉小叶间动脉小叶间动脉小叶间动脉直小静脉直小静脉直小静脉直小静脉肾血循环特点肾血循环特点1. 1.肾动脉直接起于腹主动脉，血流量大（皮质占肾动脉直接起于腹主动脉，血流量大（皮质占肾动脉直接起于腹主动脉，血流量大（皮质占肾动脉直接起于腹主动脉，血流量大（皮质占9090% % % %）2. 2.血管球毛细血管两端皆连于动脉血管球毛细血管两端皆连于动脉血管球毛细血管两端皆连于动脉血管球毛细血管两端皆连于动脉3. 3.入球微入球微入球微入球微A较出球微较出球微较出球微较出球微A粗短，粗短，粗短，粗短，血管球毛细血管压力高，血管球毛细血管压力高，血管球毛细血管压力高，血管球毛细血管压力高， 有利于原尿的滤过有利于原尿的滤过有利于原尿的滤过有利于原尿的滤过4. 4.球后毛细血管胶体渗透压高，有利于水重吸收球后毛细血管胶体渗透压高，有利于水重吸收球后毛细血管胶体渗透压高，有利于水重吸收球后毛细血管胶体渗透压高，有利于水重吸收5. 5.直小动、静脉形成袢状，与髓袢伴行，有利于水重直小动、静脉形成袢状，与髓袢伴行，有利于水重直小动、静脉形成袢状，与髓袢伴行，有利于水重直小动、静脉形成袢状，与髓袢伴行，有利于水重 吸收和尿液浓缩吸收和尿液浓缩吸收和尿液浓缩吸收和尿液浓缩ureterurinary epitheliumbladder（Massons trichrome）Transitional EpitheliumDistendedRelaxedureter1 1、mucosa：transitional epithelium lamina propria2 2、muscularis：内纵、外环内纵、外环内纵、外环内纵、外环3 3、adventitia：CTbladder1 1、mucosa：transitional epithelium lamina propria2 2、muscularis：内纵、中环、外纵内纵、中环、外纵内纵、中环、外纵内纵、中环、外纵3 3、adventitia：CTSummary1.The urinary system comprises the paired kidneys and ureters and the unpaired bladder and urethra.2.Renal filtration barrier is composed of the fenestrated endothelium of the glomerular capillaries, the basal lamina, and the filtration slits with diaphragms between pedicels.3.It permits passage of water, ions, and small molecules from the blood stream into the capsular space but prevents passage of large and/or most negatively charged proteins, thus forming an ultrafiltrate of blood plasma in Bowmans space.4.The principal function of the urinary system is the maintenance of water and electrolyte homeostasis, which requires that any input into the system is balanced by an equivalent output.