肾集合系统主要是指肾盏、肾盂这些位置[1]，肾产生尿液以后，逐渐往肾中部汇集，先汇集到肾盏。肾盏收集通过乳头孔渗出的尿液，就像漏斗一样将尿液汇集输送到肾盂，再通过输尿管排到膀胱里[2]。肾集合系统在各哺乳动物之间不尽相同。狗、猫、绵羊和山羊的集合系统中都有肾盂，肾盂是肾嵴周围的共同腔体，多个隐窝附着在公共腔的侧面[3]；马的肾盂是一个相对较小的近中心空间，有两个终隐窝延伸到肾的两极[4]。人[5]、猪[6]和牛[7]的肾集合系统中都有肾盏，而其他常见哺乳动物(马、羊、犬、猫、兔和鼠)却没有[8-10]。人[5]和猪[6]的肾小盏一端包围着肾乳头，另一端连接肾大盏，肾大盏汇合形成肾盂。Pereira-Sampaio等[7]指出黄牛的肾盂分为未扩张型(75.7%)和扩张型(24.3%)两种类型，这与很多资料中牛没有肾盂的记载不一致[3-4]。在众多哺乳动物肾集合系统解剖学资料中，迄今还没有牦牛(青藏高原地区特有的、不可替代的牛种[11])的相关记录。
管道铸型技术是一种传统而经典的解剖学研究方法，用于观察整体或局部的解剖结构及毗邻关系，具有立体直观、形象生动、可长期保存等优点，为临床、科研、教学和科普宣传提供了真实的形态学资料[12-14]。有关肾内血管系统和集合系统结构的研究，很多学者选择管道铸型的方法[7-10, 15]。因此，本研究也选用管道铸型技术，以ABS为填充剂，盐酸为腐蚀剂，制作牦牛肾集合系统铸型标本，观察研究其特点。研究结果为牦牛肾解剖结构的研究提供基础，也丰富相近动物比较解剖学资料，同时对于保护和利用我国牦牛资源有较重要的意义。
1 材料与方法 1.1 试验动物从临夏市清源屠宰场采集24个健康成年牦牛肾，不分性别，所有牦牛均为颈动脉放血处死。
1.2 试剂及灌注液配制所用试剂主要有丙酮、丁酮、ABS和盐酸。溶剂为丙酮与丁酮体积比1:1的混合溶液，溶质为ABS。将15 g ABS加入100 mL溶剂中，置于摇床上充分溶解，配制成浓度为15%的ABS灌注液。
1.3 三联管制作三联管是由一次性注射器(去掉针头的金属部分)、橡胶管和兽用不锈钢针头(尖端打磨钝圆)连接而成的，接口用棉线绳结扎。连接不锈钢针头的一侧在灌注时与输尿管结扎，注射器一侧吸取ABS灌注液，并借橡胶管注入输尿管。
1.4 铸型过程插管：取新鲜肾，找出输尿管，把预先准备好的三联管与输尿管连接，棉线结扎。
灌注：将肾置于水中灌注，手动控制压力，注入15%的ABS溶液。肾集合系统的灌注很容易冲破实质，填充剂漏到被膜与实质的间隙，有外漏时立即停止灌注，放置数小时后再补灌，整个过程需补灌2~3次。
硬化：将灌注好的肾置于流水中3~4 d，丙酮和丁酮的混合溶液挥发后，管道中的ABS树脂完全凝固。
腐蚀：将硬化好的肾小心撕掉被膜，然后移入质量分数为37%的盐酸中腐蚀，持续2~3 d。
冲洗：将腐蚀好的铸型标本从盐酸中取出，用细水流冲洗干净。
2 结果 2.1 集合系统形态用24个标本(左15个，右9个)观察记录牦牛集合系统的解剖结构。牦牛的集合系统形态多种多样，呈细长、不规则形状，也不对称。集合系统尺寸测量值：长为79.2~115.3 mm，厚为20.5~38.9 mm，左、右肾集合系统的宽度差异显著(P=0.018 6)，左肾宽为28.5~42.9 mm，右肾宽为33.2~56.7 mm，这些测量的算术平均值在表 1中给出。
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表 1 牦牛肾集合系统尺寸测量数据 Table 1 Measurement data of yak kidney collection system |
在24个肾集合系统铸型标本中，有10个(10/24 [41.7%])输尿管近端扩张(图 1A)，其中8个(8/15 [53.3%])来自左肾，2个(2/9 [22.2%])来自右肾。左肾中扩张型肾盂和未扩张型出现频率基本一致，右肾中扩张型的比未扩张的肾盂少见。扩张肾盂的外侧边界略微鼓起，或接近线型，或略微凹入，其特征是在输尿管近端有一个较大的漏斗形腔。其余的14个(58.3%)标本(7个右肾，7个左肾)输尿管近端扩张不明显，呈叉状结构(图 1B)。未扩张型肾盂较多见，尤其在右肾中(7/9 [77.8%])，特点是在两个肾大盏的交界处呈叉状，凹陷比扩张型深。因此，所有肾集合系统铸型中都存在肾盂，分为两种类型：未扩张型和扩张型。
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A.一标本的背面观，显示扩张型肾盂；B.另一标本的腹面观，显示未扩张型肾盂；C.一标本的腹面观；D.另一标本的后面观。U.输尿管；RP.肾盂；Cr.前；Ca.后；MC.肾小盏；灰色长剪头指示肾乳头管；黑色小三角指连接4个肾小盏的漏斗状结构；灰色粗箭头指连接2个肾小盏的漏斗状结构；白色箭头指连接1个肾小盏的漏斗状结构 A. A dorsal view of the cast showing dilated renal pelvis; B. A ventral view of another cast showing nondilated renal pelvis; C. Ventral view of the cast; D. Posterior view of another cast. U. Ureter; RP. Renal pelvis; Cr. Cranial; Ca. Caudal; MC. Minor renal calyces; Long grey arrows indicate renal papillary ducts; Black triangle indicates infundibulum which connect 4 minor renal calyces; Bold grey arrows indicate infundibulum which connect 2 minor renal calyces; White arrow indicates infundibulum which connect 1 minor renal calyces 图 1 牦牛肾集合系统铸型标本 Fig. 1 Polyester resin corrosion endocasts of yak kidney collection system |
所有标本中，不管是输尿管近端有无扩张，都有两个延伸方向相反的肾大盏，一个朝向肾前端，另一个朝向后端。前肾大盏的长度在37.9~73.7 mm，平均值为(46.03±0.92)mm；后肾大盏的长度在40.6~61.8 mm，平均值为(49.11±0.63)mm (表 1)。
肾小盏通过漏斗状结构与肾大盏相连，或直接与肾盂相连，每个漏斗状结构连接1~5个肾小盏(图 1C、D)。本研究对肾前、后区和整个肾中每个漏斗状结构连接的肾小盏数进行了统计(图 2)，发现无论在左肾还是右肾中，连接两个肾小盏的漏斗状结构最常见。肾小盏数在11~21不等，前后差异极显著(P = 0.000 4)，前部的平均数为6.7±1.65，后部的为8.8±2.02；左、右肾集合系统肾小盏平均数为16.6±2.66，两侧差异不显著(P=0.394 4)。
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A.左肾；B.右肾。横坐标1、2、3、4表示1个漏斗状结构连接肾小盏数；只有1个漏斗状结构连接5个肾小盏，图中没有列出 A. Left kidney; B. Right kidney. 1, 2, 3, and 4 in the abscissa indicate the number of minor renal calyces per infundibulum; Only one infundibulum connects 5 minor renal calyces, not listed in the picture 图 2 肾前、后区和整个肾中每个漏斗状结构连接的肾小盏数 Fig. 2 The number of minor renal calyces per infundibulum in the cranial pole and caudal pole in the right kidney, left kidney, and both kidneys |
根据肾前后区域和中间区域尿液收集引流的特点把肾集合系统分成两大类。A类占70.8%(左肾10个，右肾7个)，其特点是：肾中部尿液的收集引流依赖前、后肾盏组(包括前、后肾大盏以及与其相连的肾小盏)，分3种形式：只依赖前肾盏组，只依赖后肾盏组(图 3A)，或者同时依赖前、后肾盏组。B类占29.2%(左肾5个，右肾2个)，其特点：肾中部实质尿液的收集引流独立于前肾盏组和后肾盏组，由连接肾盂的肾小盏直接注入肾盂(图 3B)。
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A. A型肾集合系统，中区的尿液回收和引流依赖后肾盏组；B. B型肾集合系统，中区的尿液回收和引流独立于前后肾盏组，由中区的肾小盏直接注入肾盂；Cr.前；Ca.后 A. Type A, the kidney mid-zone drainage is dependent on the caudal polar caliceal groups; B. Type B, which present the kidney mid-zone drainage independent of the polar caliceal groups; Cr. Cranial; Ca. Caudal 图 3 牦牛肾集合系统铸型标本腹面观 Fig. 3 Ventral view of resin casts of yak kidney collection system |
Szymański等[16]记录了猪集合系统的平均尺寸：长(69.2±12.3)mm，厚(15.8±3.5) mm；牦牛肾集合系统的平均尺寸：长为(95.58±0.99)mm，厚为(28.03±0.48)mm，与猪的相比，牦牛的集合系统尺寸较大。
肾盂是肾窦内输尿管近端的扩张，或是由肾大盏合并成的漏斗状扁囊[3, 17]。已证明犬[10, 18]、兔[8]和绵羊[9]肾集合系统没有肾盏，收集系统仅由肾盂构成，肾盂的边缘有多个凹陷，称肾盂隐窝。牦牛肾集合系统与绵羊、犬和兔的不同，有很多肾盏，但没有非常膨大明显的肾盂。人[19]和猪[6]的肾集合系统被详细研究，报告显示既有肾盏也有肾盂。
关于牛肾集合系统中是否存在肾盂有争议，许多作者报告牛的肾中没有肾盂，并指出牛的输尿管是由两条输尿管分支汇合延伸而来[17]，或是由前后两个肾大盏汇合延伸形成[4]。Pereira-sampaio等[7]报告黄牛的集合系统中都有肾盂，并根据输尿管近端有无扩张分为未扩张型(75.7%)和扩张型占(24.3%)两种类型。笔者观察研究24个牦牛肾集合系统铸型标本，发现在输尿管近端有10个(41.7%)是扩张的，其他14个(58.3%)未见明显扩张，这与Pereira sampaio等对黄牛输尿管近端的描述相似。再通过观察人和猪肾集合系统铸型标本图，对比猪[6]和人[19]的肾集合系统的详细评估，发现有一些肾盂扩张不明显，甚至叉状的结构，同牦牛输尿管近端结构相似。因此，本研究认为牦牛集合系统中存在肾盂，并采用Pereira sampaio等对黄牛肾盂的分类依据——输尿管近端有无扩张，将牦牛肾盂也分为两种类型：未扩张型和扩张型(图 1)，其中未扩张型肾盂较常见(14/24 [58.3%])，尤其在右肾中(7/9 [77.8%])。
研究已明确人[5, 20]和猪[6, 16]的肾集合系统中，有2~3个肾大盏与肾盂相连，收集引流肾前部、中部和后部的尿液。前肾大盏和后肾大盏在人和猪的每一个集合系统中都有，Sampaio等[6]记录猪的集合系统中有中部肾大盏的占6%，人比猪中多，占21.5%。Pereira sampaio等[7]报告黄牛的集合系统中也存在前、后肾大盏，但没有提到中部的肾大盏。牦牛的肾大盏数与黄牛的一致，也只有前、后肾大盏，没有观察到中部肾大盏。
肾小盏通过漏斗状结构与肾大盏相连，牦牛肾小盏数为11~21，平均16.6±2.66，并且肾集合系统的前后区域，肾小盏数量差异显著(P＜0.01)，其中肾后部肾小盏数比前部多。在猪中[6]，肾前部和后部肾小盏数正好与牦牛的相反，前部肾小盏数多，后部少，差异显著(P＜0.01)；Gómez等[21]报道猪右肾中肾小盏数为7.75±2.29，左肾的为8.02±2.26，两侧有显著差异( P = 0.0047)。牦牛肾小盏的数大于人和猪肾小盏数，猪[6]肾小盏数为4~19，最常见的是7~13[16]，平均8.2；人[5]的肾小盏数与猪的非常接近，为5~14，平均也是8.2。黄牛[7]肾小盏数比牦牛多，黄牛集合系统中肾小盏数为13~64(平均22.7)，但与牦牛相同的是肾前后区域肾小盏数有显著差异，后部肾小盏数比前部多。
根据肾前后区域和中间区域尿液收集引流的特点，将牦牛肾集合系统分为两种类型：A型和B型，同人[5]和猪[6]集合系统的分类，若肾中部实质尿液的收集和引流依赖前、后肾盏组为A型，独立于前后肾盏组则为B型。猪[6]集合系统中B型(60%)是最常见的模式，其次是A型(40%)；Gómez等[21]记录的猪集合系统中B型比例更高，达到65.7%，A型只有34.3%。在牦牛中，A型是常见模型，占70.8%，其次是B型，占29.2%。在人中，也是A型较多，B型较少，据报道人[5]肾盏特征以A型为特征的发生率为62%，而B型为38%。
4 结论牦牛肾集合系统由1个肾盂，2个肾大盏和多个(11~21)肾小盏组成，根据尿液引流特点分为A、B两种类型，其中，以肾中部实质尿液的收集和引流依赖前、后肾盏组的A型为常见类型。
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