Transcript 泌尿生殖系统发生 - 北京大学医学部

第25章
泌尿系统和生殖系统发生
Development of Urogenital System
泌尿系统与生殖系统的结构与功能不同，但两个系统共同起
源于间介中胚层（intermediate mesoderm）
人胚发育第3周末
1. 生肾节的形成：
 胚颈部的间介中胚层
 分节状，称为生肾节（nephrotome）。
 其余不分节，随着胚体侧褶的形成，向
腹侧移动，并与体节分离。
2. 生肾索的形成：
 体节局部的间充质组织增生，在其外侧
形成两条纵行的索状结构，称为生肾索
（nephrogenic cord）。
人胚发育第4周末
3. 尿生殖嵴的形成
 由于生肾索体积不断增大，从胚体后
壁突向体腔（coelom），在背主动脉
两侧形成一对纵行隆起，称为尿生殖
嵴（urogenital ridge）。
 尿生殖嵴是发生肾、生殖腺及生殖管
道的原基（primordium）。
4. 尿生殖嵴的分化
尿生殖嵴中部出现一条纵沟，将其分为：
外侧：
中肾嵴（mesonephric ridge）
将发育分化为泌尿系统。
内侧：
生殖腺嵴（gonadial ridge）
将发育分化为生殖系统。
一、泌尿系统发生
二、生殖系统发生
一、泌尿系统发生
Development of Urinary System
（一）肾和输尿管的发生
（二）膀胱和尿道的发生
（三）泌尿系统常见先天畸形
（一）肾和输尿管的发生
人胚胎发生过程中，先后出现 3 套排泄器官，即前肾，中肾
和后肾。后肾形成了人的永久肾。
1. 前肾（pronephros）的发生
人胚发育第4周初，在第7～14对体节外侧的生肾节处先后发生
7～8对前肾小管（pronephric tubule）。
前肾小管
 一端通向胚内体腔（intraembryonic coelom）。
 另一端弯向尾侧，与邻近的前肾小管相连通，形成一条纵
行的管道，称为前肾管（pronephric duct）。
 前肾小管在发生过程中不同步，即尾端的一对新生前肾小
管出现时，头端的前肾小管已经开始退化。
人胚发育第4周末，最后发生的前肾小管也退化，但前肾管的
大部分保留，并向胚体尾端延伸，成为中肾管。
人胚前肾存在的时间很短，无功能意义。
2. 中肾（mesonephros）的发生
（1）中肾小管（mesonephric tubule）的发生
人胚发育第4周末，前肾小管尚未完全消失时，中肾小管在其后
已开始发生。
由第14对体节外侧的生肾索单层立方上皮构成。
 向胚体尾端的发展增多，
在每对体节相对应的部位
发生2～3对。
 总数可达80对左右。
（2）中肾小管的形态及分化
呈“S”形弯曲。
内侧端：膨大、凹陷，形成肾小囊，或称为Bowman氏囊，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
构成肾小体。
外侧端：与向尾侧延伸的前肾管相吻合。
（3）中肾管的形成
 当中肾小管通入前肾管时，前肾小管
已经大部分退化，这时前肾管改称为
中肾管（mesonephric duct）或称为
吴夫氏管（Wolffian duct）。
 中肾管向胚体尾端继续延伸、直至通
入泄殖腔。
（4）中肾小管的演变
人胚发育至第 8 周
头端的中肾小管→ → →退化。
中肾管
尾端的中肾小管→ → →继续发生。
人胚发育至第 9 周
中肾小管大部分都退化，仅留中肾管及尾端的中肾小管。
未退化的中肾小管：
在男性：形成生殖管道的一部分。
在女性：仅残留一小部分，成为附件。
3. 后肾（metanephros）的发生
人胚发育第5周初，当中肾还在发育时，后肾即开始形成。
后肾起源于中胚层的输尿管芽和生后肾原基。
（1）输尿管芽（ureteric bud）
中肾管末段通入泄殖腔处的管壁向外突出
形成一个小盲管。
向胚体颅、背侧方向迅速延伸，并长入胚
体尾部生肾索的中胚层组织内。
经过反复分支，演变为输尿管、肾盂、肾
盏和集合小管。
（2）生后肾原基
 当输尿管芽头端形成囊状膨大时，在其诱导下，由生肾索
尾端组织分化而成，又称为生后肾组织（metanephrogenic
tissue）。
 外周部分：
形成肾的被膜及肾内结缔组织。
 内部：
开始→ → →实体的细胞团
以后→ → →逐渐分化成“S”形后
肾小管（metanephric tubule）。
 后肾小管一端不断延长弯曲形成
近端小管、髓袢和远端小管。
（3）后肾小管的分化
近端小管：
末端为盲端。
末端→ →凹陷 → →肾小囊
肾小体
肾动脉→ 分支 →毛细血管球
肾小管→ →逐渐增长→ → → → → →
肾单位
远端小管：
远端小管末端→ → → → →
接通
输尿管芽→ 分化 →集合小管
 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，继续诱
导生后肾原基形成浅表肾单位。
后肾的位置：
 原始位置较低→ →随胚胎腹部生长和输尿管芽的伸展→ →
从第 28 对体节处上升 4 个体节。
 肾门由向腹侧→ →向内侧，固定为永久位置。
（二）膀胱和尿道的发生
膀胱和尿道起源于泄殖腔（cloaca），人胚发育第4～7周时，由
于尿直肠隔（urorectal septum）向尾侧延伸，结果：
腹侧→ → →尿生殖窦
泄殖腔
背侧→ → →肛直肠管
泄殖腔被分隔后，泄殖腔膜也被分隔
腹侧→ → →尿生殖膜
泄殖腔膜
背侧→ → →肛膜
膀胱和尿道由尿生殖窦演变而来。
顶端与尿囊相接
↑
上段→ →膀胱 → →两侧有中肾管的开口
男性→ →尿道前列腺部和膜部
中段
尿生殖窦
（保持管状）
女性→ →尿道
男性→ →尿道海绵体的大部
下段
女性→ →扩大成阴道前庭。
由于肾向颅侧迁移等因素的影响，使输尿管开口移向外上方。
男性→ →下移至尿道前列腺部。
中肾管开口
女性→ →通入尿道的部位退化。
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，成为其后
壁的一部分
输尿管
分别开口于膀胱
中肾管
并入膀胱的中肾管在膀胱壁上形成一个三角区，称为膀胱三角。
从膀胱顶到脐之间的一段尿囊→ 称为 →脐尿管（urachus ）
↓
胎儿出生前退化
↓
纤维索
（称为脐中韧带）
或
（称为脐尿管索）
（三）泌尿系统的常见先天畸形
 泌尿系统的先天畸形较多见。
 3％～4％的人有肾或输尿管的先天畸形。
1、肾发育异常
（1）多囊肾（polycystic kidney）
 是一种常见的先天畸形。
 由于肾单位未与集合小管接通，尿液不能排
出。肾单位因尿液积聚而胀大成囊状。
 多囊肾发生认为有以下的原因：
 常染色体隐性遗传多囊肾
 常染色体显性遗传型
（2）异位肾（ectopic kidney）：
 是由于人胚胎发育时，肾上升的程度和方向发生异常所致。
 位置与形态有很大的差异，分为：
 骨盆肾：是后肾未上升停留在盆腔内，又称为低位肾。
肾功能可完全正常。
 马蹄肾：较常见的一种异
位肾，是两肾下端异常融
合，形成一个马蹄形的大
肾，由此造成肾上升时，
受肠系膜下动脉根部的阻
拦，导致肾的最终位置较
正常低。
 肾缺如：
是由于中肾管未长出输尿管
芽，或输尿管芽未能诱导
生后肾原基分化形成为后
肾。
两侧肾缺如者少见。
单侧肾缺如的发生率占出生
婴儿的1/1 000。
由于功能上的代偿可无任何
症状。
2、输尿管先天发育异常
常见的是双输尿管（double
ureter）和双肾盂（double renal
pelvis）。
由于胚胎发生过程中输尿管芽
发生分支，或同侧发生两个输尿
管芽，形成两条输尿管和两个肾
盂，但它们的肾多半相连。
3、膀胱先天发育异常
（1）膀胱直肠瘘（vesicorectal fistula）：
 是由于直肠与膀胱分隔时，尿直肠隔发育不全导致。
 这种先天畸形常伴有肛门闭锁（anal atresia）。
（2）膀胱外翻（extrophy of bladder）：
 是由于膀胱前方的腹壁发育不全，泄殖腔膜没缩小并破裂
消失，使膀胱黏膜外翻。
4、脐尿瘘（urachal fistula）：
 是由于脐尿管未完全闭锁，胎儿出生后膀胱内的尿液经脐
尿管从脐部流出。
 另外，脐尿管中段未闭锁，囊内上皮分泌的液体在局部形
成了囊肿，称为脐尿管囊肿（urachal cyst）。
二、生殖系统发生
Development of Reproductive System
 生殖系统的发生有明显的性别差异。
 胚胎的性别（genetic sex）虽在受精时就已决定，但在生殖腺
开始分化前，男性和女性的生殖系统的发生是相似的，故称
为生殖器官未分化期。
 人胚发育第7周，性腺开始
分化，而外生殖器的性别特
征至人胚发育第9周，才能
辨认。
 生殖系统的发生过程分为：
 性未分化期
（sexual undifferentiation）
 性分化期
（sexual differentiation）
（一）生殖腺的发生和分化
（二）生殖管道的发生和演变
（三）外生殖器的发生和演变
（四）生殖系统的常见先天畸形
（一）生殖腺的发生和分化
尿生殖腺嵴表面上皮
生殖腺
尿生殖腺嵴间充质
原始生殖细胞
表面上皮：
又称为生殖上皮 （germinal
epithelium）。
为人胚发育到第 5 周时，尿
生殖腺嵴出现的增厚的体腔上
皮。
1. 未分化性腺的发生
2. 睾丸的发生
3. 卵巢的发生
4. 睾丸和卵巢的下降
1. 未分化性腺的发生
人胚发育第4周
卵黄囊壁近尿囊处中胚层出现原始生殖细胞
人胚发育第5周时
生殖腺嵴
↓ 表面上皮增生
间充质组织→ → → 初级性索
（primary sex cord）
人胚发育第6周
原始生殖细胞（primordial germ cell，PGC）
↓ 沿背侧肠系膜向
生殖腺嵴迁移→→1周内完成 →→散在分布于初级性索
2. 睾丸的发生
未分化性腺
↓胚胎细胞性染色体（sex chromosome）为XY时
睾丸（testis）
原因：Y染色体短臂上有睾丸决定因子（testicular determinative
factor，TDF），在TDF的作用下：
初级性索
↓增殖
↓表面上皮分离
↓向生殖腺嵴深部生长，分化
生精小管（seminiferous tubule）
↓末端汇合
形成睾丸网（rete testis）。
人胚发育第8周时
表面上皮下方的间充质
↓
白膜（albuginea）
白膜的形成是生殖腺分化为睾丸的指征。
生精小管之间的间充质
↓
睾丸间质细胞（Leydig cell），并分泌雄激素。
支持细胞
胚胎时期的生精小管为实心细胞索
精原细胞
胚胎的生精小管中大部分是支持细胞（Sertoli’s cell，SC） ，这
种结构状态持续至青春期前。
3. 卵巢的发生
未分化性腺
↓性染色体为XX时（没有TDF）
卵巢（形成比睾丸晚）
人胚胎发育第10周后
初级性索→ → → →
↓向深部生长
被血管和基质所替代
退化→ → → → → → → 卵巢髓质
卵巢网（rete ovarii）
此后
向深层间充质组织
内生长，内含许多
原始生殖细胞
生殖腺表面上皮→ → → → → →次级性索（secondary sex cord）
或称为皮质索（cortical cord）。
随着次级性索的生长发育，皮质部分逐渐增大，在次级性索中
原始生殖细胞→ → → →卵原细胞（oogonium）
↓分裂增殖，分化
初级卵母细胞
人胚胎发育第16周
断裂，形成孤立的细胞团
次级性索→ → → → → → → →原始卵泡（primordial follicle）
中央→ →初级卵母细胞
原始卵泡
周围→ →次级性索细胞分化的卵泡细胞
之间→ →间充质分化的卵巢基质（stroma ovarii）
足月胎儿的卵巢内有100～400万个原始卵泡。
在母体促性腺激素的刺激下
出生前
少部分原始卵泡→ → → 发育成初级卵泡→ → →很快退化
一直持续至青春期前
大多数原始卵泡→ → → → → → →保持着静止状态
4. 睾丸和卵巢的下降
生殖腺最初位于后腹壁的上
方，随着生殖腺的增大，逐渐
突向腹腔，与后腹壁之间的联
系变成了系膜，以睾丸系膜和
卵巢系膜悬在腹腔。
自生殖腺的尾侧到阴囊或大
阴唇之间，有一条由中胚层形
成的索状引带，它的末端与阴
唇阴囊隆起相连。
随着胚体迅速增长，引带相
对缩短，导致生殖腺随之逐渐
下降。
人胚胎发育第18周时
生殖腺→ → →骨盆边缘
卵巢停留在骨盆边缘稍下方，而睾丸则继续下移。
睾丸的下降
人胎儿发育第6个月时，到达
睾丸→ → → → → → → → →腹股沟管上口。
人胎儿发育第7个月开始，当睾丸通过腹股沟管下降时
腹膜→ 沿腹股沟管向阴囊方向突出形成
→ → → → → → → → → →睾丸鞘突
包在睾丸的周围↓并随其进入阴囊
鞘膜腔形成
人胎儿发育第8个月时
鞘膜腔与腹膜腔之间的通道
渐封闭。
（二）生殖管道的发生和演变
1. 未分化期
2. 男性生殖管道的分化
3.女性生殖管道的分化
1. 未分化期
人胚发育第6周时，男女两性胚胎都发生一对中肾管和一对中肾
旁管，又称为苗勒氏管（Müller ducts），这两对管道将分别发
育成男、女性的生殖管道。
中肾嵴的体腔上皮内陷卷褶
↓
↓
↓
中肾旁管
上端呈漏斗形→ →开口于腹腔
上段→ →中肾管的外侧，两侧相互平行
中段→ →弯向内侧→从中肾管的腹面越过
→→ → →→ → →内侧
下段→→ 左、右中肾旁管在中线合并
下端→ →盲端→ →突入尿生殖窦的背侧壁
中胚层组织增生
末端→ →→
→ →→ → →窦结节，或称为苗勒结节
在窦腔内形成
中肾管→ →→开口于窦结节的两侧。
2. 男性生殖管道的分化
睾丸间质细胞分泌的雄激素将促进中肾管的发育。
与睾丸相邻的十几条中肾小管发育形成附睾的输出小管
头端→ →增长弯曲→ →附睾管
中肾管
中段→ →变直→ → →→输精管
尾端→ → → → → → → 射精管和精囊
同时睾丸支持细胞产生的抗中肾旁管激素（AMH）
↓抑制
中肾旁管的发育，并使其逐渐退化。
3. 女性生殖管道的分化
中肾管：因缺乏雄激素→ → → → → → →逐渐退化
同时，因缺乏睾丸支持细胞分泌的抗中肾旁管激素的抑制
↓ 继续发育
↓
中肾旁管
头段
中段
发育成输卵管
左右合并成一个管道
下段→ → → → → → → → →
管壁增厚，管腔增大
子宫体
子宫底
子宫体颈
阴道穹隆部
突到尿殖窦背侧壁窦结节处的
内胚层
↓ 增生形成
实心结构的阴道板
人胚胎发育第5个月
↓
内端→ →子宫相通
管道
外端→ → 形成薄膜
附着在阴道口 ↓
中心穿孔 ↓
残留在阴道口周边 ↓
处女膜
（hymen）
（二）外生殖器的发生和演变
1. 未分化期
2. 男性外生殖器的分化
3.女性外生殖器的分化
1、未分化期
人胚胎发育第9周前，外生殖器不能分辨性别。
人胚发育第5周初
颅侧形成的突起－生殖结节（genital tubercle）
泄殖腔膜
内侧：较小→ →尿生殖褶
两侧形成两条隆起
外侧：较大→ →阴唇阴囊隆起
或称为生殖隆突
尿生殖褶之间凹陷处（生殖结节尾侧正中线上）→ →尿道沟。
人胚胎发育第9周破裂
沟底为尿生殖膜→ → → → → → → → → →尿生殖孔
人胚发育第7～8周以后，开始向男性或女性方向发育。
人胚胎发育至第10周时，胎儿外生殖器性别才可辨认。
2. 男性外生殖器的分化
在雄激素作用下，外生殖器→ →男性方向发育。
增长形成
形成
生殖结节→ → → → →阴茎，顶端较大→ → → 阴茎头。
伸入
开口于
构成
尿生殖窦的下段→ → → 阴茎→ → → →尿道沟→ → → 尿道海
绵体部的大部分。
不久
沿阴茎腹侧面
 两侧尿生殖褶→ → → → → →向阴茎头端融合→ →管
 左右尿生殖褶愈合处表面的融合线→ →阴茎缝。
左右阴唇阴囊隆起移向尾侧，并相互靠拢，在中线处愈合成阴
囊，合并后表面的痕迹→ →阴囊缝。
3. 女性外生殖器的发育
女性外生殖器的分化发育比男性稍迟。
因无雄激素的作用，外生殖器自然向女性分化。
人胚胎发育第9～12周
稍增长形成
生殖结节→ → → → → → → → → →阴蒂
不合并
两侧的尿生殖褶→ → → → → → → 小阴唇
左右阴唇阴囊隆起→发育增大
→ → →在阴蒂前方愈合→ → → 阴阜
阴蒂后方→ → → → 大阴唇
（四）生殖系统的常见先天畸形
1. 隐睾
足月儿在生后的6周内，早产儿在生后3个月内，如睾丸未下
降至阴囊，而停留在腹腔或腹股沟等处，称为隐睾。
隐睾可发生在一侧，也可发生在两侧。
双侧隐睾由于腹腔温度较高，生精细胞不能发育成熟，是造
成男性不育的原因之一。
2. 先天性腹股沟疝
多见于男性。
如腹腔与鞘突间的通道没有闭合，当
腹压增大时，部分小肠可突入睾丸鞘膜
腔，形成腹股沟疝。
3. 尿道下裂
因左右尿生殖褶未能或未完全在正中
愈合，造成阴茎腹侧面有尿道开口，称
为尿道下裂。
发病率为1‰～3.3‰。
4. 子宫畸形
未合并→ → →双子宫，常伴有双阴道
两侧中肾旁管下段
头端未合并→ 双角子宫，有时一侧不发育
合并时，管壁未消失→ → →中隔子宫
5. 阴道闭锁（vaginal atresia）
由于窦结节未形成阴道板，或
因阴道板未形成管腔，即上皮增
生将管腔阻塞后未开通所造成。
有的为处女膜未穿通，外观不
见阴道，称为处女膜闭锁。
6. 两性畸形（hermaphrodism）
 俗称为半阴阳，是由于性分化异常导致的性别畸形。患
者外生殖器介于男女两性之间，称为间性（intersex）。
 根据生殖腺的性别可分为两种。
真两性畸形（true hermaphroditism）：
 患者体内同时有睾丸和卵巢
 染色体为46，XX／46，XY嵌合体。
假两性畸形（pseudohermaphroditism）：体内只有一种性腺
 如有睾丸，核型为46，XY，但因雄激素分泌不足，导致
外生殖器呈间性者，称为男性假两性畸形。
 如有卵巢，核型为46，XX，由于肾上腺皮质分泌过多的
雄激素，导致外生殖器呈间性者称为女性假两性畸形。
7. 睾丸女性化综合征（testicular feminization syndrome）
又称为雄激素不敏感综合征（androgen insensitivity syndrome
，AIS）
患者的生殖腺为睾丸，核型为46，XY，能产生正常量的雄激
素，但因靶细胞缺乏雄激素受体，雄激素不能产生效应。
同时睾丸支持细胞产生的中肾旁管抑制激素，使女性生殖管道
也不发育。
因此患者既无健全的男性生殖管道，亦无子宫和输卵管，外阴
则呈女性，并具女性第二性征。
8. 畸胎瘤（teratoma）
又称为皮样囊肿，是一种囊性肿瘤，囊内可有皮肤、毛发、皮
脂腺、牙、软骨等，有时也可见有其它组织或器官。
这种囊肿可发生在身体的任何部位，但最常见的是在卵巢或睾
丸内。
复习思考题
问答题：
1. 试述后肾的发生，并阐明多囊肾形成的原因。
2. 试述中肾管与中肾旁管的来源、演变。
3. 试述睾丸的形成及隐睾形成的原因。
名词解释：
1. Müller管（定义、形成与分化）
2. 生后肾原基（形成、分化）
3. 输尿管芽（形成、分化）
唐军民 教授
北京大学医学部
[email protected]