第二十三章 泌尿系统和生殖系统的发生
泌尿系统和生殖系统在发生上关系密切，它们的主要器官肾及生殖腺均起源于间介中胚层，胚胎期的中肾逐渐衍化为男性的生殖管道。出生后，两系统的解剖关系亦极为密切，男性尿道具有排尿及排精的双重功能，女性尿道及阴道则共同开口于阴道前庭。
胚胎发育第4周，随胚体侧褶的形成，间介中胚层逐渐向腹侧移动，并与体节分离，形成左、右两条纵行的索状结构，称生肾索(nephrogenic cord)。第4周末，生肾索体积不断增大，从胚体后壁突向体腔，在背主动脉两侧形成左右对称的一对纵行隆起，称尿生殖嵴(urogenital ridge)，它是肾、生殖腺及生殖管道发生的原基(图23-1)。
图23-1 生肾索与尿生殖嵴的形成(第4周人胚横切)
尿生殖嵴进一步发育，中部出现一条纵沟，将其分成内、外两部分。外侧部分较长而粗，为中肾嵴(mesonephric ridge)；内侧部分较短而细，为生殖腺嵴(gonadial ridge)(图23-2)。
图23-2 中肾嵴与生殖腺嵴发生(腹面观)
一、泌尿系统的发生
(一)肾和输尿管的发生
人胚肾的发生可分为三个阶段，即从胚体颈部向盆部相继出现的前肾、中肾和后肾。
1.前肾 前肾(pronephros)发生最早，人胚第4周初，位于颈部第7～14体节的外侧，生肾索的头端部分形成数条横行细胞索(前肾小管)，其内侧端开口于胚内体腔，外侧端均向尾部延伸，并互相连接成一条纵行的前肾管(pronephric duct)。前肾在人类无功能意义，于第4周末即退化，但前肾管的大部分保留，向尾部继续延伸，成为中肾管(图23-3)。
图23-3 第5周人胚前、中、后肾的发育
2.中肾 中肾(mesonephros)发生于第4周末。继前肾之后，位于第14～28体节外侧的中肾嵴内，从头至尾相继发生许多横行小管，称中肾小管(mesonephric tubule)。两侧中肾小管共约80对，每个体节相应位置有2～3条。中肾小管呈“S”形弯曲，其内侧端膨大并凹陷成肾小囊，内有从背主动脉分支而来的毛细血管球，即肾小球，两者共同组成肾小体；中肾小管外侧端与向尾延伸的前肾管相吻合，于是前肾管改称为中肾管(mesonephric duct ,又称管Wolff)。中肾管尾端通入泄殖腔(图23-3)。在人类，中肾可能有短暂的功能活动，直至后肾形成。至第2个月末，中肾大部分退化，仅留下中肾管及尾端小部分中肾小管。后者在男性形成生殖管道的一部分，在女性则仅残留一小部分，成为附件。
3.后肾 后肾(metanephros)发育为成体的永久肾。人胚第5周初，当中肾仍在发育中，后肾即开始形成。第11～12周，后肾开始产生尿液，其功能持续于整个胎儿期。尿液排入羊膜腔，组成羊水的主要成分。由于胚胎的代谢产物主要由胎盘排泄，故胎儿期肾的排泄功能极微。后肾起源于生后肾基和输尿管芽两个不同的部分，但均源于中胚层。
(1)输尿管芽：输尿管芽(ureteric bud)是中肾管末端近泄殖腔处向背外侧长出的一个盲管。它向胚体背、颅侧方向延伸，长入中肾嵴尾端的中胚层组织中。输尿管芽反复分支达12级以上，逐渐演变为输尿管、肾盂、肾盏和集合小管。输尿管芽的起始两级分支扩大合并为肾盂，第3～4级分支扩大为肾盏，其余的分支为集合小管。集合小管的末端呈“T”形分支，它的弓形盲端诱导邻近的生后肾原基分化为肾单位(图23-4)。
图23-4 后肾的发生
A第5周人胚尾部侧面观 B第5～8周人胚后肾的发育
(2)生后肾原基：生后肾原基(metanephrogenic blastema)是中肾嵴尾端的中胚层组织受输尿管芽的诱导而产生的。中肾嵴的细胞密集并呈帽状包围在尿管芽的末端，即成为生后肾原基。生后肾原基的外周部分演变为肾的被膜，内侧部分形成多个细胞团，附于弓形集合小管末端两侧方。这些上皮细胞团逐渐分化成“S”形弯曲的后肾小管,一端与弓形集合小管的盲端相连,另一端膨大凹陷形成肾小囊,并与伸入囊内的毛细血管球组成肾小体。“S”形小管逐渐增长，分化成肾小管各段，与肾小体共同组成肾单位。每个远端小管曲部与一个弓形集合小管相连接，继而内腔相通连。近髓肾单位发生较早，随着集合小管末端不断向皮质浅层生长并分支，陆续诱导生后肾原基形成浅表肾单位(图23-5)。
图23-5 集合小管与肾单位的发生
由于后肾发生于中肾嵴尾侧，故肾的原始位置较低。随着胚胎腹部生长和输尿管芽的伸展，肾逐渐上升至腰部。
(二)膀胱和尿道的发生
在人胚第4～7周时，尿直肠隔将泄殖腔分隔为背侧的直肠和腹侧的尿生殖窦两个部分。尿生殖窦又分为三段：①上段较大，发育为膀胱，它的顶端与尿囊相接，在胎儿出生前从脐到膀胱顶的尿囊退化成纤维索，称脐中韧带。左、右中肾管分别开口于膀胱。随着膀胱的扩大，输尿管起始部以下的一段中肾管也扩大并渐并入膀胱，成为其背壁的一部分，于是输尿管与中肾管即分别开口于膀胱。②尿生殖窦的中段颇为狭窄，保持管状，在女性形成尿道，在男性成为尿道的前列腺部和膜部。由于肾向头侧迁移及中肾管继续向下生长等因素的影响，使输尿管开口移向外上方，而中肾管的开口在男性下移至尿道前列腺部；在女性，其通入尿道的部位将退化。③下段在男性形成尿道海绵体部，女性则扩大成阴道前庭(图23-6)。
图23-6 泄殖腔的分隔及中肾管和输尿管的位置改变(男性) (人胚第5-8周)
(三)泌尿系统的常见畸形
泌尿系统的畸形较为多见，人群中约有3%～4%的人有肾或输尿管的先天性畸形。
1.多囊肾 多囊肾(polycystic kidney)是一种常见畸形。由于集合小管与远端小管未接通，使肾小管内尿液积聚，肾出现许多大小不等的囊肿(常见于皮质)，致使正常肾组织受压而萎缩，造成肾功能障碍(图23-7)。
2.异位肾 凡肾在上升过程中受阻，使出生后肾未达到正常位置者，均称为异位肾(ectopic kidney)，常见位于骨盆内。单纯异位肾的发生率约为1/800(图23-7)
3.马蹄肾 马蹄肾(horseshoe kidney)是由于两肾的下端异常融合而形成一个马蹄形的大肾，其成因为肾上升时被肠系膜下动脉根部所阻而致。发生率约1/600，男与女的比例为2：1(图23-7)。
4.双输尿管 双输尿管(double ureter)是由于输尿管芽过早分支所致。按其分支的程度不同，可诱导出各种畸形，如分支不完全形成肾输尿管分支及分隔肾，若分支完全则成为双输尿管。
5.脐尿瘘膀胱顶端与脐之间的脐尿管未闭锁，出生后尿液可从脐部漏出，脐尿瘘(urachal fistula)。若仅部分脐尿管残留并扩张，则形成脐尿管囊肿(urachal cyst)(图23-7)。
6.膀胱外翻 在尿生殖窦与表面外胚层之间没有间充质长入，因此在前腹壁无肌肉覆盖膀胱，致使薄的表皮和膀胱前壁破，膀胱粘膜外露，称为膀胱外翻(extrophy of bladder)。该畸形发生率约为1/40000～1/50000，多见于男性。
图23-7 泌尿系统先天性畸形
A多囊肾 B低位肾C马蹄肾 D脐尿瘘
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