腎臓の構造と機能
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腎臓の構造と機能

▼概要

腎臓の形はよくソラマメに例えられます。
腎臓は2つありますが、それぞれ左右の肋骨の下の背中側あります。

腎臓の役割は尿を作ることです。
尿を作る理由は、体内の恒常性を維持するためです。

体内の恒常性といってもピンと来ないかもしれませんが、たとえば、 浸透圧で考えてみます。

血液の浸透圧が高くなるような状況下では腎臓は濃い尿を作り、 逆に血液の浸透圧が下がるようであれば尿は薄い尿を作ります。
その結果、尿の浸透圧は50〜1200mOsm/lで変動しますが、 血液の浸透圧は285〜295mOsm/lと一定の値に維持されます。一定の状態で維持されることを 恒常性といいます。

同じように、血液中の電解質であるNa(ナトリウム)、K(カリウム)、P(リン)、Ca(カルシウム)の値もほぼ 一定の値となりますが、腎臓は重要な役割を果たしています。

▼濾過と再吸収

腎臓の機能で重要なのが、濾過と再吸収です。

腎臓のミクロな構造の基本単位をネフロンといいますが、ネフロンは、 濾過を行う腎小体(糸球体とボウマン(Bowman)嚢)再吸収を行う尿細管より構成されます。

腎小体(糸球体とボウマン(Bowman)嚢)は下図のようになっています。
腎小体(糸球体とボウマン(Bowman)嚢)

血液が糸球体を流れていると、血漿の一部はボウマン嚢へと移動し尿細管へと送られます。
これを濾過といい、ボウマン嚢へと移動した血漿は原尿といいます。
模式的に書くと下図のようになります。
糸球体と濾過

腎臓の機能を考える際には、腎血漿流量(RPF)糸球体濾過量(GFR) が重要です。
腎臓中を流れる血漿量がRPFで、実際に濾過されて原尿となった量がGFRです。

血液は血漿と血球に分かれますが、原則血球は濾過されないので(濾過されたら血尿となる)、 血液量よりも血漿量で考えるようです。

ちなみに、正常であれば、循環血液量は通常5L/分くらいで、その20%が腎血流量になるので腎血流量1L/分くらいです。
腎血漿流量はヘマトクリットを50%とすると500mL/分くらいになります。
その内の20%が濾過されるのでGFRは100mL/分くらいになります。

なお、RPFはPAHクリアランス、GFRはクレアチニンクリアランス(他にイヌリン、チオ硫酸ナトリウム) より求めます。

▼再吸収

再吸収は、尿細管とそれと伴走する血管との間で行われます。
濾過の逆のような感じで、原尿中にある必要な成分(アミノ酸、ブドウ糖、電解質、蛋白など)を再び血液中に回収する 作業です。
下図は近位尿細管での再吸収の模式図です。

尿細管での再吸収

尿細管は、近位尿細管、Henleループ、遠位尿細管、集合管に分かれます。それぞれ再吸収を行う物質やメカニズムが 違うので、それぞれを理解する必要があります。

近位尿細管では、ブドウ糖やアミノ酸に加え、β2ミクログロブリンなどの小分子蛋白質も吸収されます。 電解質では、HCO3-、Naなどの再吸収を行っています。
アンモニアを分泌していることも重要です。

Henleループでは、ループ利尿薬の作用点であるNa-K-2Clポンプが重要です。またKを排出してCaやMgを 再吸収しています。

遠位尿細管は、サイアザイド系利尿薬の作用点であるNa-Cl共輸送体が重要です。

集合管ではアルドステロンが作用するNa-K-ATPaseと抗利尿ホルモンが作用する水チャネル(アクアポリン)が重要です。

▼医師国家試験問題(第101回B38)

腎臓の構造と機能で正しいのはどれか。2つ選べ。
a 糸球体は皮質と髄質とに分布している。
b 抗利尿ホルモンによって尿は濃縮される。
c エリスロポエチンは腎臓から分泌される。
d アルドステロンはカリウム再吸収を増加させる。
e 糸球体で濾過されたナトリウムの約10%が再吸収される。

下垂体後葉から分泌された抗利尿ホルモン(バソプレッシン)は、集合尿細管に作用して水を再吸収するために 尿は濃縮されます。
エリスロポエチンは腎臓から分泌され赤血球の産生を促すので、bとcが正解です。