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漿膜は膀胱表面の一部のみを被覆している。漿膜については膀胱表面の観察の項ですでに記述した。
筋層は平滑筋で構成されている。筋層は内側と外側の縦走筋層、およびその間の輪走筋層からなるが、これらの層は部分的に互いに入り混じっている。
a) 外層（図268(男性の膀胱筋、269(収縮した膀胱壁の断面図)、1、3、5）は膀胱の前面と後面で最も明確に識別できる。この層は男女ともに前方では膀胱頚部と恥骨、および恥骨前立腺靱帯（恥骨膀胱靱帯）から始まり、膀胱前面に沿って頂部まで達する。そこから後面を経て膀胱底を通り、前立腺の膀胱面に至る。女性の場合は膣前壁まで続く。膀胱側面では表層の線維はやや斜めに走行し（図268(男性の膀胱筋、269(収縮した膀胱壁の断面図) 4）、一部は互いに交錯し、男性では前立腺に達する。膀胱頂部では筋束があらゆる方向から尿膜管索に連続し、一部はこれを輪状に取り巻いている。女性では平滑筋束が膀胱外側の縦走筋層を子宮および直腸の筋肉と連結している。これを直腸子宮筋Mm. rectouteriniと呼び、腹膜のヒダ内に存在する。
b) 中層（図268(男性の膀胱筋、269(収縮した膀胱壁の断面図)、6）は薄く、やや不規則な網状の層をなし、膀胱全体に広がっている。この層の発達程度には個体差がある。筋線維束は一般に横走しているが、膀胱上部ではむしろ斜めの方向をとり、互いに交差している。膀胱底では横走する線維が広がりを増し、よく発達した比較的規則正しい層となっている。膀胱出口の直近では（男性の場合、前立腺体と直接つながっているが）、この層は固く幅広い輪状をなし、開口部を取り囲んでいる。この輪状の線維は膀胱括約筋M. sphincter vesicaeと呼ばれ、他の輪走する線維と直接つながっている。
R. Heiss, Über den Sphincter vesicae internus. Arch. Anat. Phys.1915.
c) 内層は粘膜下筋層とも呼ばれ、薄いが膀胱壁全体に広がっている。内層も膀胱底で特によく発達しており、特に後述する膀胱三角部で顕著である。ここでは内層が強靱結合組織を介して粘膜と密接につながっている。左右の尿管開口部周囲では、内層の縦走線維が閉じた係蹄状をなしている。
筋層は収縮した膀胱では全体として極めて厚いが、強く拡張すると特に側方部では粘膜を外から容易に認識できるほど薄くなる。
粘膜と粘膜下組織（図268(男性の膀胱筋、269(収縮した膀胱壁の断面図)）。粘膜は発達した粘膜下組織によって筋層と緩くつながっており、膀胱が空虚で収縮しているときには大小のひだを形成する（図267(男性の膀胱の内面（強度収縮時）と尿道)）。このひだには内層の縦走筋線維が一部伴っている。尿道への移行部近くと膀胱三角では筋層との結合が密で、粘膜のひだが少ないか全く欠如している。膀胱が徐々に膨張するとすべてのひだが消失する。粘膜は柔らかく平滑で、赤みを帯びている。尿管開口部周囲では小さな乳頭状の隆起をなし、移行上皮で覆われている。この上皮の性状は尿管のものと一致する。粘膜内には小さい管状の粘液腺があり、これを膀胱三角腺Glandulae trigonalesという。また膀胱リンパ小節Lymphonoduri vesicaeが散在している。
尿管開口部と内尿道口では粘膜が直接尿管と尿道の粘膜に連続している。膀胱底の前部には周囲より隆起した二等辺三角形の平滑な面があり、その頂点を前方に向けている。この部分では粘膜が発達した内層の縦走線維としっかりと結合しており、膀胱が収縮していてもこの部分には通常粘膜のひだができない。この部分を膀胱三角Trigonum vescicae、Blasendreieckと呼ぶ（図267(男性の膀胱の内面（強度収縮時）と尿道)）。膀胱三角の底の両隅には尿管ヒダPlicae uretericae、Ureterwülsteがある。これは尿管が膀胱に入ってくるためにできたものである。このヒダ上に尿管口Orificium ureterisが細長い円形の裂け目として開いている。膀胱三角の前端は不対の縦の隆起を成し、これを膀胱垂Uvula vesicaeという。膀胱垂は尿道に向かって様々な長さに伸び、時に尿道後壁に達する。後者を尿道稜Crista urethralisという（図267(男性の膀胱の内面（強度収縮時）と尿道)）。
通常の発達では、この膀胱垂が内尿道口の完全な閉鎖に寄与している。女性の膀胱三角はより小さく、膀胱垂の隆起はわずかである。
膀胱内面を被う移行上皮は、腎盂や尿管の上皮と同じ細胞形態を示している。
[図268]男性の膀胱筋（1/3倍） 1, 3, 5 外側縦走層、2 尿膜管、4 外層斜走線維、6 中層（外層の一部を除去して露出）、7 尿管、8 前立腺、9 精嚢、10 精管
[図269]収縮した膀胱壁の断面図 壁全体の厚さの内側1/5のみを表示。
[図270]男性の膀胱、尿管、精嚢、前立腺、尿道：後方からの図（9/10）。