オタ福の語り部屋

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『腎臓の生理学』~腎機能を理解する~

今回は『腎臓の生理学』について説明する。

今回は生理学といってちょっと病気とは話が違う。

生理学とは正常の働きを学ぶ学問である。

こんなもんはもう分かってるぜって次回の『慢性腎臓病』をお楽しみに!!

ところで、

慢性腎臓病は高齢の猫でよく見かける疾患である。もちろん犬でも見られる病気だ。

慢性腎臓病を理解する上で、一番大切なのは『腎臓』という臓器がどのよう役割を担っているかをまず知る必要がある。

今回のブログは次回の慢性腎臓病を話をするために最低限知っておいてほしい腎機能を書いている。

生理学は基礎的な学問であるため、イメージが浮かびにくい。

今回は図を多めにして、説明しているのでなんとなく分かってもらえるのではないか思う。正常を理解した上で、慢性腎臓病の話へ移ろう!!

 

【目次】

 

【腎臓の生理学】 簡単に説明!腎臓の役割とは?

腎臓は多くの機能を持っている。全てを説明したいところではあるが、それをやるとかなりの分量になってしまうので、割愛する。今回は慢性腎臓病を知る上で必要な機能に焦点を絞ってお話ししたい。

老廃物の排泄 腎臓ではBUN・Creを排泄する

BUN、Creというものを知っているだろうか?

腎臓の疾患では必ずといって耳にする言葉である。

BUNとは

BUNについて簡単に説明する。

BUNとは和名は尿素窒素という。

動物の体内ではタンパク質を摂取すると、消化・吸収の過程でアンモニアという物質ができる。

アンモニアは血液中に溶けて肝臓へ運ばれる。

アンモニアは体内に多く存在すると毒性があるので、

肝臓が持つ尿素回路という回路で、尿素に変換される。

尿素は通常、腎臓を通過し、尿中に含まれた状態で排泄される。

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Creとは

Creとはクレアチニンといい、筋肉を動かす時にクレアチンリン酸から出る代謝産物である。

休息時、多くのATP(エネルギー源)が筋肉内に存在している時

クレアチン + ATP → クレアチンリン酸 + ADP

この時、クレアチンキナーゼ(CK)酵素として働く

運動時、ATPが必要になった時

クレアチンリン酸 + ADP → クレアチニン + ATP

こうすることでATPの欠乏を防ぐ

そしてクレアチニンは血中に取り込まれ、腎臓で尿中に排泄される。

つまり、Creは筋肉に多く存在している!!

というなので、筋肉量の多い犬種によっては正常でも高値を示すものがいる。

正常でもCreが高い犬種

・グレイハウンド

・グレートピレニーズ

 

また、Cre(クレアチニン)の最大の特徴腎臓での再吸収を受けないこと!!

である。

 

再吸収を受けないということは糸球体濾過能を比較的忠実に再現しており、良い指標となる。

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電解質の調節

腎臓で重要な電解質とは水素イオン(H+)、重炭酸イオン(HCO3-)ナトリウム(Na)、カリウム(K)、クロロ(Cl)、カルシウム(Ca)、リン(P)のことである。これらは腎臓で緻密に調節されており、微量ながら非常に需要な役割を持っている。

ただ、具体的な変換の機序を説明すれば、生化学の理解が前提になるため割愛する。ここではあくまでも慢性腎不全に繋がる話を中心にしていきたい。

①H+(水素イオン)とHCO3-(重炭酸イオン)

この2つは血液のpHを保つ役割をしている。これを血液の『酸-塩基平衡』という。

【役割】

・H+:増えると血液は酸性に傾く

・HCO3-:増えるとアルカリ性に傾く

 

といった具合である。

腎臓では血液中のH+とHCO3-の濃度をバランス保つために

尿と一緒に排泄したり、尿から血液にそれらを取り戻したりしている。

血液が酸性に傾き、それにより何か症状が出ている場合はアシドーシスといい、

逆にアルカリ性に傾き、何らかの症状が出ている場合をアルカローシスという。

腎臓では重炭酸イオン(HCO3-)の再吸収を行なっている。

 

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②Na・K・Cl

これもH+とHCO3-の話と同様に血液中のこれらのバランスを保つために腎臓で調節を行なっている。

【役割】

・Na+:浸透圧の維持、水分量の調整に関与

・K+:神経伝達、筋肉や心臓の収縮に関与

・Cl-:Na+やHCO3-とのバランス、胃酸の分泌に関与

 

ミネラル成分としてのNaの再吸収は主に近位尿細管で行なっており、アンジオテンシンによって再吸収が促進される。

尿に含まれるKやClは血液中のNaと交換して血液に再吸収されることがほとんどである。ミネラルの移動はNaが中心となっている。

 

 ③Ca(カルシウム)の再吸収とP(リン)の排泄

腎臓ではカルシウムの再吸収リンの排泄ビタミンDの活性化(後述する)を行う。

【役割】

・Ca:神経伝達、筋肉収縮、骨や歯を作る、血液凝固に関与

・P:DNAを作る、リン酸化に関与

 

活性化したビタミンDは腸管や尿細管からのCaの吸収を促進するのに必要である。

腎臓では尿中に出て行ったCaを再吸収することで血中Ca濃度を保っている。

そしてもう1つがPの排泄である。なぜ、CaとPを同項で説明しているかというと、これら2つは血液中で互いにバランスを取り合っているためである。つまり、Caが増えれば、Pが減る。Caが減れば、Pが増える。

お互いに反作用的な動態をとり、

血中濃度『 Ca × P= 70mg/dL 』になるように保っている。

 

水分量の調節 アルドステロンとバソプレシン

Naは浸透圧(水分を血管内に引っ張る力)を強める作用があるため、尿の水分量調節の大部分を担う集合管においても尿と血液を行き来する。この時はアルドステロンというホルモンによって再吸収が促進される。

そのほか、下垂体後葉から分泌されるバソプレッシンという抗利尿ホルモンによっても水が尿から再吸収される。

 

ホルモンの生成

レニンの分泌

役割としてレニン-アンジオテンシン-アルドステロン系(RAAS)というシステムの最初を担っている。

【RAASの役割】

・Naの再吸収を利用し、血液の水分量を増やす

・血管を収縮させる

・飲水中枢を刺激し、水を飲ませる

これらの作用により、血圧をあげる目的がある

 

遠位尿細管にある緻密斑と呼ばれる細胞群には尿細管(腎臓を出るまでの間、尿が流れている管)を流れている尿のNaCl濃度を感知し、輸入細動脈(腎臓の糸球体に流れている動脈)にある傍糸球体細胞とい細胞からレニンを分泌する

 

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エリスロポエチンの産生

腎臓の間質にエリスロポエチン産生細胞が存在する。

エリスロポエチンは造血に大きく関与するホルモンである。

腎尿細管・間質細胞の酸素分圧の変化をキャッチし、赤血球を増やすべきかを検討し、必要に応じて骨髄内の前赤芽球系造血幹細胞に分化・増殖を促す。

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ビタミンD3の活性化

ホルモンとは少々異なるが、腎臓ではビタミンD3の活性化を行なっている。

【活性化したビタミンD3の役割】

・腎臓でのCaの再吸収を促進する

・腸管でのCaの吸収を促進する

・骨へのカルシウムの沈着を促進する(骨を丈夫にする)

上皮小体ホルモン(PTH:パラソルモン)(血中のCa↑、P↓を行うホルモン)の産生・分泌の抑制を行う

 

PTH(パラソルモン)とは血中Ca濃度が低下すると、上皮小体から分泌されるホルモンである。パラソルモンは骨からCaを取ってきて、血液中のCa濃度を保とうとする作用がある。慢性腎臓病の末期症状で必要になるので、ぜひ覚えていて欲しい。

これらはCaの血中濃度に大きく関与する大切な作用である。

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【さいごに】

今回は腎臓の正常な働きを中心に説明した。

病気を知る上で正常を知ることはとても大切なことである。

また、覚えていて欲しいのは腎臓の役割はこれだけではないということだ。

あくまで、次回の『慢性腎臓病』の話をする上で知っていてほしいことをピックアップして書いたので、多少割愛している。

動物の体は非常に高尚で洗練されており、奥が深い。

生理学の理解は病気の理解に直結するため、また別の臓器でもこういった生理学のことを書いていけたらと思う。