泌尿系统和生殖系统发生
第25章 泌尿系统和生殖系统的发生,Development of Urinary and Reproductive Systems,概述,泌尿系统和生殖系统的主要器官均起源于胚胎早期的间介中胚层。 人胚第4周初，体节外侧的间介中胚层，逐渐向腹侧移动、并与体节分离，形成两条纵行的细胞索，称生肾索，其头侧呈分节状，称生肾节。第5周时，由于生肾索继续增生，从胚体后壁突向体腔，沿中轴线两侧形成左右对称的一对纵行隆起，称尿生殖嵴，是泌尿、生殖系统发生的原基。以后尿生殖嵴的中部出现一纵沟，将其分成外侧粗而长的中肾嵴和内侧细而短的生殖腺嵴（图25-1）。,一、泌尿系统的发生 （一）肾和输尿管的发生,1前肾 前肾（pronephros）发生于人胚第4周初，第714体节外侧的生肾节形成数条横行的上皮性小管，称前肾小管（pronephric tubule），其内侧端开口于胚内体腔，外侧端向尾部延伸，互相连接形成一条纵行的管道，称前肾管（pronephric duct）。前肾管与前肾小管构成前肾。前肾小管很快退化消失，但前肾管大部分保留，并向尾端延伸，开口于泄殖腔（图25-2）。,2中肾,中肾（mesonephros）发生于第4周末，当前肾小管退化时，中肾开始发生。首先在第14对体节外侧的生肾索和而后形成的中肾嵴内，从头端至尾端先后发生约80对横行小管，称中肾小管（mesonephric tubule）。当尾端的中肾小管形成时，头端的中肾小管已退化，因此任何时候中肾小管只会保持大约30对。中肾小管起初为泡样结构，后演变为“S”形小管，其内侧端膨大并凹陷形成双层杯状的肾小囊，内有从背主动脉分支而来的毛细血管球。肾小囊与毛细血管球共同形成肾小体；中肾小管的外侧端汇入正向尾侧延伸的前肾管，此时原来的前肾管改称中肾管（mesonephric duct）（图25-2，图25-3）。中肾管及与其相连的中肾小管共同形成中肾。人胚的中肾在后肾出现之前可能有短暂的泌尿功能。,3. 后肾,后肾（metanephros）发生于第5周初，起源于输尿管芽及生后肾组织。 （1）输尿管芽 （ureteric bud）是中肾管末端近泄殖腔处发出的一个盲管并向胚体的背外侧和头侧方向伸长，长入中肾嵴尾端的中胚层内。输尿管芽反复分支，其主干部分形成输尿管，各级分支形成肾盂、肾大盏、肾小盏、和集合小管（图25-4）。 （2）生后肾组织（metanephrogenic tissue）中肾嵴尾端的中胚层在输尿管芽的诱导下，形成许多密集的细胞团，呈帽状包围在输尿管芽末端的周围，形成生后肾组织。,肾单位的形成,生后肾组织内部的细胞团在由输尿管芽反复分支形成的集合小管盲端处演化为“S”形肾小管。肾小管一端与集合小管的盲端接通，另一端膨大并凹陷，形成肾小囊，毛细血管伸入囊中形成血管球，肾小囊与血管球共同组成肾小体。 “S”形肾小管逐渐弯曲增长，分化成近端小管、细段和远端小管。肾小管与肾小体共同组成肾单位。 集合小管呈“”形，并不断向皮质浅层生长并分支，陆续诱导生后肾组织不断地形成新的肾单位，因此，髓旁肾单位先发生，表浅肾单位后形成。生后肾组织的外周部分形成肾的被膜。出生后，集合小管停止分支，肾单位不再发生，肾的增大是由于肾单位的生长而不是数目的增多(图25-5)。,（二）膀胱和尿道的发生,人胚第47周时，泄殖腔被尿直肠隔分隔为两部分：背侧的直肠和腹侧的尿生殖窦。膀胱和尿道均由尿生殖窦演变而来。尿生殖窦分为三段：上段：较大，发育为膀胱，其顶端与尿囊相连，位于膀胱与脐之间的尿囊部分缩窄，称脐尿管（urachus），胎儿出生前，脐尿管闭锁成纤维索，称脐中韧带。随着膀胱的扩大，输尿管起始部以下的一段中肾管逐渐并入膀胱，于是输尿管与中肾管分别开口于膀胱（图25-4）。由于膀胱各部发育速度的差异，致使中肾管的开口下移到尿道起始部。中段：保持管状，在女性形成尿道的大部分，在男性形成尿道前列腺部和尿道膜部。下段：在女性形成尿道下段和阴道前庭，在男性则形成尿道海绵体部。,（三）泌尿系统的先天性畸形（1）,1. 多囊肾 主要成因是集合小管未能与远端小管接通，或者是由于集合小管发育异常，管腔阻塞，致使肾单位产生的尿液不能排出，肾内出现大小不等的囊泡（图25-6A）。 2. 异位肾 是肾上升过程受阻所致。出生后的肾未达到正常位置者，均称异位肾。异位肾多是位于骨盆腔内，也有位于腹腔低位处（图25-6B）。 3. 马蹄肾 是由于左右肾的下端互相愈合所致，呈马蹄形。由于肾上升时被肠系膜下动脉根部所阻，故肾的位置常常较正常为低。由于两侧输尿管受压，易发生尿路阻塞及感染（图25-6C）。,（三）泌尿系统的先天性畸形（2）,4. 肾缺如（renal agenesis）成因是中肾管未长出输尿管芽，或者输尿管芽未能诱导生后肾原基分化出后肾。单侧肾缺如发生率占出生婴儿的1/1000，两侧肾缺如者少见。 5. 双输尿管（double ureters）是由于在同一侧发生两个输尿管芽或一个输尿管芽过早分支所致。此时一侧肾有两个肾盂，各连一条输尿管，两条输尿管分别开口于膀胱，或两条输尿管合并后开口于膀胱。,（三）泌尿系统的先天性畸形（3）,6. 脐尿管相关畸形 (1)脐尿瘘 （urachal fistula） 成因是膀胱顶端与脐之间的脐尿管未闭锁，出生后腹压增高时，膀胱内的尿液可经此瘘从脐部漏出。 (2)脐尿囊肿 （urachal cyst） 是由于脐尿管中段局部未闭锁并扩张所致，囊内有上皮分泌的液体。 (3)脐尿憩室 （urachal diverticulum） 是脐尿管连于膀胱根部未闭锁所形成的一个盲管，开口于膀胱。,（三）泌尿系统的先天性畸形（4）,7. 膀胱外翻 (exstrophy of bladder) 主要是由于尿生殖窦与表面外胚层之间没有间充质长入，膀胱前壁与脐下腹壁之间无肌组织发生，致使腹壁和膀胱前壁变薄而破裂，膀胱黏膜外露。多见于男性。,二、生殖系统的发生,人胚的遗传性别虽在受精时就已确定，但直至胚胎第7周，生殖腺才能分辨出性别，而外生殖器性别至第12周才能分辨。因此，生殖腺、生殖管道和外生殖器的发生过程可分为性未分化期和性分化期两个阶段。,（一）生殖腺的发生,1. 未分化期 人胚第5周时，生殖腺嵴表面上皮长入其下方的间充质，形成许多不规则的上皮细胞索，称初级性索 ( primary sex cord)。人胚第34周，在靠近尿囊根部的卵黄囊内胚层内，出现大而圆的细胞，称原始生殖细胞(primordial germ cell)。第6周时，原始生殖细胞沿着后肠的背系膜迁入生殖腺嵴的初级性索（图25-7）。此时的生殖腺尚无性别分化，称未分化性腺。,2. 睾丸的发生,性腺的分化决定于迁入的原始生殖细胞是否含有XY染色体。Y染色体的短臂上有性别决定的基因，称Y性别决定区(SRY)，而SRY基因的产物为睾丸决定因子(TDF)。人胚第7周时，在TDF的影响下，初级性索进一步向生殖腺嵴深部增殖，并与表面上皮分离，发育为睾丸索， 并由此分化为细长弯曲的袢状生精小管。此时的生精小管为实心细胞索，内含两种细胞，即由原始生殖细胞分化来的精原细胞和初级性索分化来的支持细胞。其末端断裂吻合成睾丸网。第8周时，表面上皮下方的间充质分化为一层较厚的致密结缔组织，即白膜。生精小管之间的间充质分化为睾丸的间质和间质细胞，后者分泌雄激素。生精小管的这种结构状态持续至青春期前（图25-8）。,3. 卵巢的发生,人胚第10周后，深入未分化性腺的初级性索退化，被基质和血管代替，成为卵巢髓质。此后，未分化性腺的表面上皮又一次向深层增殖形成新的细胞索，称次级性索(secondary sex cord)或皮质索(cortical cord)。皮质索继续增殖扩大并与上皮分离，构成卵巢的皮质。表面上皮下方的间充质形成白膜。 人胚第16周时，次级性索开始断裂，形成许多孤立的细胞团，其中央是一个由原始生殖细胞分化而来的卵原细胞，周围是一层由皮质索细胞分化而来的小而扁平的卵泡细胞，二者构成原始卵泡。其中的卵原细胞分裂为初级卵母细胞，并停止在第一次成熟分裂前期（图25-8）。,4. 睾丸和卵巢的下降,生殖腺最初位于后腹壁的上部，随着生殖腺增大，逐渐突向腹腔，以系膜悬于腹腔。自生殖腺尾端到阴囊或大阴唇之间，有一条由中胚层形成的索状结构，称为引带(gubernaculum)。随着胚体逐渐长大，引带相对缩短，导致生殖腺下降。第3个月时，卵巢停留在骨盆缘下方，睾丸则继续下降，于胚胎第78个月时抵达阴囊。当睾丸下降通过腹股沟管时，腹膜沿腹股沟管向阴囊方向突出形成一盲囊，称睾丸鞘突。鞘突包在睾丸的周围，并随同睾丸进入阴囊，形成鞘膜腔。睾丸降入阴囊后，腹膜腔与鞘膜腔之间的通道逐渐闭锁。,(二) 生殖管道的发生和分化 1. 未分化期,人胚第6周时，男女两性胚胎均具有两套生殖管道，一对中肾管和一对中肾旁管。中肾旁管(paramesonephric duct)又称Müller管，由体腔上皮先凹陷形成纵沟，然后沟缘闭合成管。其头端呈漏斗形，开口于腹腔；上段纵行于中肾管的外侧；中段弯曲向内，越过中肾管的腹侧；下段与对侧中肾旁管在中线合并；尾端为盲端，突入尿生殖窦的背侧壁，在窦腔内形成一小隆起，称窦结节(sinus tubercle)，又称Müller结节。（图25-9）。,2. 男性生殖管道的分化,如果生殖腺分化为睾丸，支持细胞产生中肾旁管抑制物质(Müllerian inhibiting subsance, MIS)，又称抗中肾旁管激素，抑制中肾旁管的发育，使其退化。同时睾丸间质细胞分泌雄激素，促进中肾管发育，其头端增长弯曲成为附睾管，中段形成输精管，尾段形成射精管和精囊（图25-9）。 中肾小管大多退化，与睾丸相邻的中肾小管发育为附睾的输出小管。,3. 女性生殖管道的分化,如果生殖腺分化为卵巢，由于缺乏雄激素，中肾管退化。由于没有中肾旁管抑制物质的抑制作用，中肾旁管则发育。其上段和中段演变成输卵管，左右中肾旁管的下段在中线合并形成子宫及阴道穹隆部(图25-9，图25-10)。窦结节增生形成阴道板(vaginal plate)，阴道板起初为实心结构，在胚胎第5个月时，演变成管状，形成阴道。其内端与子宫相通，外端与尿生殖窦之间有处女膜（hymen）相隔。,(三) 外生殖器的发生 1. 未分化期,胚胎第9周前，外生殖器不能分辨男、女性别。胚胎第4周初，在尿生殖窦膜的头侧间充质增生形成一个隆起，称生殖结节(genital tubercle)，在尿生殖窦膜的两侧间充质增生，又形成两对隆起，内侧的较小，为尿生殖褶(urogenital fold)；外侧的较大，为阴唇阴囊隆起(labioscrotal swelling)。尿生殖褶之间凹陷，为尿道沟，沟底为尿生殖窦膜（图25-11）。,2. 男性外生殖器的分化,在睾丸产生的雄激素作用下，生殖结节伸长形成阴茎；两侧尿生殖褶随生殖结节伸长向前生长，并在中线愈合，形成尿道海绵体部。两侧阴唇阴囊隆起相互靠拢并在中线愈合形成阴囊（图25-11）。,3. 女性外生殖器的分化,因无雄激素的作用，外生殖器便分化为女性。生殖结节略增大，形成阴蒂。两侧的尿生殖褶不合并，形成小阴唇。两侧阴唇阴囊隆起形成大阴唇，并在阴蒂前方愈合，形成阴阜，后方愈合形成阴唇后联合（图25-11）；尿道沟扩展，并与尿生殖窦下段共同形成阴道前庭。,（四）生殖系统的先天性畸形 1. 隐睾,睾丸未降入到阴囊，称隐睾(cryptorchidism)。未降的睾丸多停在腹腔内或腹股沟管等处。隐睾可发生在一侧或双侧，双侧隐睾由于腹腔内温度高于阴囊，生精细胞不能发育成熟，可造成男性不育。,2. 先天性腹股沟疝,若腹膜腔与鞘膜腔之间的通道没有闭合或闭合不全，当腹压增大时，部分小肠可突入鞘膜腔内，导致先天性腹股沟疝( congenital inguinal hernia)（图25-12）。,3. 子宫畸形,多由左右中肾旁管的下段合并异常所致，常形成以下畸形：双子宫(double uterus) ：
