腎臓

9月 27, 2021
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定義

腎臓は、血液から老廃物を取り除き、体内の水分と電解質のレベルを調節する対になる重要な臓器です。 1つしか必要ありませんが、この臓器の重要性から2つあり、1つが停止しても、バックアップがあります。 腎臓には多数のネフロンがあり、血液中の塩分、水分、グルコース、アミノ酸の濃度を調整し、最終的に尿となる血漿濾過系があります。 腎臓はまた、レニンとエリスロポエチンという2つのホルモンを分泌する。

kidney

Kidney Location

腎臓はウエストレベルと腹部の後壁(背中)にある。 肋骨に一部覆われています。 95%の症例では、左の腎臓は右の腎臓より少し高い位置にあります。

各腎は胸郭、腎周囲脂肪、腎被膜、および背部の筋肉によって保護されています。 これらの重要な臓器は腹腔内にはなく、腹膜の後ろに位置しているため、後腹膜にあります。

後腹膜腔 abdomen
The retroperitoneal space

Kidney Anatomy

Kidney anatomyはほぼ常にこれらの臓器を豆状と表現します – これは腎臓豆の名前に由来します;形と色はどちらも似ています。

kidney bean
Named after a vital organ

人間の腎臓は長さ約10センチ、幅約5センチです。

各臓器は腎被膜と呼ばれる丈夫な膜に覆われています。 この膜は、柔らかい内部組織を維持し、さらに保護する層となっている。 この被膜の外側には、腎周囲脂肪被膜という脂肪の層があります。 この脂肪層は腎筋膜で覆われている。

kidney anatomy cortex medulla renal
Cortex, medulla, and pelvis

Kidney anatomy begins at the renal hilus, also called the renal hilum or pedicle…腎臓は皮層から始まる。 これは、豆のような形を作り出すくぼみです。 腎動脈、腎静脈、尿管の中空で筋肉質の管が内部組織にアクセスする場所です。

どんな動物の腎臓でも、垂直に切り取ると、人間の標本で見られるのと同じ基本構造が見られます。 腎丘の近くには白い組織があります。 その周囲を三角形に近い塊が取り囲んでいる。

ヒツジの腎臓の解剖骨盤髄質皮質
ヒツジの腎臓

骨盤

上の画像に見える白い組織は腎盂、腎盂、または腎盂と呼ばれるものである。 骨盤という言葉は盆地という意味で、この場合は体液の集まるところ、排出されるところという意味です。 腎盂は、新しく作られた尿を腎盂から尿管に導く漏斗状の器官である。

Medulla

腎髄質は次の機能領域で、腎錐体の形状で見分けがつく。 ネフロンループ、凸状尿細管の一部、集合管はピラミッドの中に収まっている。 錐体は尿を蔕に排出し、蔕は尿を腎盂に運び、すべての尿は尿管を経由して腎臓から出る。

腎臓髄質皮質骨盤解剖学副腎
ピラミッドの三角形の形に注意

皮質

第三の機能構造は、ボーマン嚢、糸球体(毛細管網)とネフロンの結合管の一部を含む腎臓皮質である。 腎皮質の間質細胞は、エリスロポエチン(EPO)というホルモンを産生する。

レニン産生細胞は、髄質と皮質の両方で、ネフロンに近いところに存在する。

血液の供給

血液は、腹部大動脈(下の図の中央の太い動脈)の枝である左右の腎動脈を通って、それぞれ左腎臓と右腎臓に到達する。 大動脈は、酸素と栄養に富んだ血液を臓器に運びますが、この血液には老廃物も含まれています。

血液供給 腎臓 腎静脈 動脈 大動脈
腎動脈は腹部大動脈の分枝です

腎動脈は丘部で細動脈と無数の毛細管に分かれ、さらにその先の丘部で細動脈は毛細管を形成します。

ネフロン

ネフロンは個々のフィルターシステムであり、平均的な人間の腎臓には20万から250万以上のネフロンがある。 妊娠36週目ごろからは、新しいネフロンは形成されません。

老廃物は、ネフロンの長さを通過する際に、血漿濾液に残ります。 最終的な解決策である尿は、各ピラミッドの基部にある単一の開口部(腎乳頭)に合流する集合管網を通過する。 この乳頭から、尿は腎盂に流れ込む。

ネフロンの位置腎髄質
腎臓におけるネフロンの位置

ネフロンは腎小体と腎尿細管の2単位に分けられる。 腎小体は毛細血管群(糸球体)とボーマン嚢を記述している。 これらは、腎皮質の内側に位置している。 ボーマン嚢は、糸球体からの濾液を受動輸送で吸収する。 これが尿生成のろ過段階である。

ネフロン尿細管は、特定の場所でさまざまな小分子やイオンを吸収し、分泌する。 分子がボーマン嚢や間質組織を経由して尿細管に入る作用を吸収という。 また、濾液から間質液に戻る分子を再吸収という。 分泌は、腎臓がpHと電解質レベルを調整するのに役立つ他の生成物を尿細管液に加えることである。 排泄とは、尿の成分である水、イオン、クレアチニン、毒素、尿素を集合管に移すことである。

ネフロン腎臓ろ過ろ過液吸収再吸収排泄分泌
ネフロンでの尿生成

ボーマン嚢は近位回盲管に付着している。 この部分でナトリウムイオン、塩素イオン、水、アミノ酸、グルコース、ビタミン類が血液に再吸収される。 水素イオン、カリウムイオン、リン酸、クエン酸、アンモニア(NH3)、尿素は間質組織から尿細管に吸収されます。

ヘンレの下行・上行ループは腎臓髄質に位置しています。 下行ループは主に水の再吸収を可能にする。 上行ループは、近くにある集合管から塩素イオンやナトリウムイオン、尿素を吸収する。 遠位尿細管は集合管から出て、塩分(NaCl)、カルシウムイオン、水分の再吸収を行う。 尿細管は重炭酸イオン、水素イオン、カリウムイオン、アンモニアを吸収する。 体内のpHを確保するためには、水素と重炭酸のバランスが取れている必要があります。

pH リトマス酸 アルカリ
リトマス紙はpHを示す

吸収と再吸収には受動および能動輸送メカニズムが必要です。

Kidney Function

Kidney Functionは、廃棄物の除去だけではありません(これは非常に重要です)が、この機能もまた、腎臓が担っています。

Glomerulus kidney bowman's capsule capillaries
Glomerulus (capillary network) inside the Bowman’s capsule

Fluid Balance

すでに述べたように、ヘンレループは、体液調節(水分恒常性)には重要であり、このループは、体液の循環を制御しています。 私たちの血液はすべて、平均して1日に15回濾過されます。 脱水状態になると、ヘンレ下行ループは水分の吸収を減らし、水分子を間質組織へ再吸収させるようになります。

尿サンプル 腎臓
さまざまな色合いは、さまざまな濃度を示します

腎臓における水の恒常性は、下垂体から分泌される抗利尿ホルモン(ADH)によって調節されています。 水分が少なくなると、ADHはヘンレ下行ループでの水の再吸収を増加させる。

血圧調節

腎臓は、血圧と体液バランスを制御するレニン-アンジオテンシン-アルドステロン系(RAAS)の一部を構成している。 血圧の調節は体液量と大いに関係がある。しかし、主にADHの影響下にある体液バランスとは異なり、血圧調節は他のホルモンに依存する。

RAAS レニン アンジオテンシン アルドステロン
RAAS

レニンは RAAS系の最初のステップである。 低レベルのナトリウムまたは低血液量は、腎臓の皮質からレニンを放出する引き金となる。 レニンは肝臓でアンジオテンシノーゲンをアンジオテンシンIに変換するのに必要である。さらに、肺でアンジオテンシン変換酵素が生成され、アンジオテンシンIをアンジオテンシンIIに変換する。 アンジオテンシンIIは末梢血管の血管収縮を引き起こし、血圧を上昇させる。

同時に、アンジオテンシンIIは副腎からのアルドステロンの分泌を誘発する。 副腎は腎臓の上に位置していますが、両者は別の臓器です。 アルドステロンは、ナトリウムと水を間質組織に再吸収させ、カリウムを尿中に排泄するようネフロンに指示する。

電解質バランス

スポーツ選手は、電解質を添加した飲料をよく摂取していることが確認されています。 汗をかくと、水に溶けている必須ミネラル(電解質)が排泄されます。 この損失は、嘔吐や下痢の発作の際にも発生します。

sports drink rehydration electrolytes sweat
Sports drinks – rehydration and electrolytes

体内で最も一般的な電解質は、ナトリウム、塩素、カリウム、マグネシウム、リン酸、および重炭酸塩です。 これらのミネラルは、それぞれ複数の重要な役割を持っています。

ナトリウムと塩化物は水と強い親和性があり、健康な腎臓は体から過剰な塩分を取り除くのに非常に優れています。 塩分の多い食事をすると、のどが渇き、短時間のうちにトイレに行きたくなることがあります。 これは、腎臓が塩分の成分を排泄し、塩分が大量の水分を連れてくるからです。 余分な水分が膀胱を満たし、再吸収された水分が不足することで抗利尿ホルモンの分泌が促され、喉の渇きを感じるようになります。

塩辛い食べ物ハンバーガーファーストフード高血圧
塩辛い食べ物を常食すると、高血圧になる

<9810>ナトリウムと塩素も細胞シグナルと筋肉収縮に不可欠です。 ナトリウムとカリウムは相反する作用があり、バランスが悪いと心血管疾患に関連します。 リン酸塩は、骨、歯、神経、筋肉に重要なミネラルです。 マグネシウムは、体内で300以上の異なる生化学反応に関連しています。

重炭酸塩は、体内のpHを調整するのに役立つ天然のアルカリです。 二酸化炭素と水素イオンは酸性です。私たちは二酸化炭素を吐き出すことができますが、他の酸は中和または除去する必要があります。 アルカリ性の重炭酸イオンと酸性の水素イオンが、体内のpH恒常性の基礎を形成します。これらは尿に吸収されたり、尿から再吸収されたりします。

bicarbonate buffer pH nephron
Bicarbonate is a strong alkali

Toxin removal

腎臓は肝臓とともに毒素から我々を守るために全力を挙げて働いています。 毒蛇に噛まれると血液が凝固し、その凝固成分が腎臓の集合管に集まってきます。 速やかに治療しても、中毒は急性腎障害や永久的な腎不全につながる可能性があります。

ヘビにかまれた毒素毒素腎不全
軽度の毒ヘビでも腎障害を起こすことがあります

毒素には小、中、大きな分子がある。 大きな分子とほとんどの細胞は、健康なボーマン嚢を通過するには大きすぎ、その代わりに血液中にとどまる。 肝臓はこれらの分子をより小さな分子に分解する。

毒素はあらゆる廃棄物、たとえば分解された死んだ細胞や細胞呼吸の副産物になりうる。

損傷したネフロンは非常に透過性が高く、アルブミンや赤血球のような大きなタンパク質分子が尿中に現れると、片方または両方の腎臓が損傷していることがよくわかります。

エリスロポエチン生成

エリスロポエチンまたはEPOは、赤血球生成を増加するホルモンです。

high altitude EPO erthyropoeitin kidney oxygen hemoglobin red blood cell
High altitudes = lower oxygen levels

体内の酸素濃度の低下を感知すると、より多くの赤血球が生成されて利用できる酸素を組織へ輸送するようにします。 海面では空気中の酸素は約21%ですが、標高6,000フィートではわずか9.5%まで低下してしまいます。 高地に住む人々は、より多くの赤血球を持っています。

一部のプロスポーツ選手は、筋肉への酸素供給を増やすために違法にEPOを使用しています。 2009年、モロッコのランナー、マリエム・アラウイ・セルズーリは、EPOを摂取していたため、2年間のスポーツ禁止処分を受けました。 また、イタリアのマラソンランナー、ロベルト・バルビは、2001年と2008年にEPOの陽性反応が出たため、永久追放となった。

selsouli mariem EPO doping
Selsouli 左から2番目

ビタミンDの活性化

ビタミンDの活性化経路では腎臓は必須の役割を担っている。 食事から、あるいは日光を浴びた後、ビタミンDは肝臓に運ばれ、そこでカルシジオールに変換される。 健康な腎臓にはカルシジオールに対する多くの受容体があり、カルシトリオールと呼ばれる活性で使用可能なビタミンDに変換します。

カルシトリオール 腎臓活性化活性ビタミンD
活性化ビタミンD

カルシトリオットは骨の健康、カルシウム吸収、細胞の増殖、筋肉機能および免疫に必須です。 慢性腎臓病の人は、カルシトリオールの補給が必要になることがあります。不活性型ビタミンDを活性型に変えるのは腎臓なので、不活性型を与えても意味がありません。

腎臓病

腎臓の病気や障害はよくあります。多くの小さな部品は簡単に損傷し、重要な臓器として血液供給に問題があれば、災害が起きることになります。

腎臓感染症

腎臓感染症は通常、未治療または抵抗性の下部尿路感染症が原因で起こります。 感染症は腎臓の機能を低下させ、強い痛みを引き起こします。 腎臓感染症の治療は、通常、特異的(ナロースペクトル)抗生物質です。

uti urinary tract infection pyelonephritis cystitis kidney bladder ureter Urethre
Kidney infection are very painful

Kidney Stones

Kidney stone or renal calculi is mineral deposit, often when certain foods consumes with too little water or combined with diuretics.The kidney infection is very painful.

Kidney結石または腎結石は、鉱物の沈殿物です。 小さな腎臓結石の症状はほとんどなく、排尿時に排泄されます。 この場合、腎臓結石を排出しても痛みはありません。

排出されないと、さらにミネラル層が増え、腎臓結石の大きさが大きくなることがあります。 症状は、体の片側(患側)の耐え難い背中や脇腹、下腹部の痛みに発展します。 この痛みは、臓器が詰まって高い圧力がかかっているためで、尿の停滞による腎臓の感染症も考えられます。 尿の排泄を妨げる腎臓結石は緊急事態です。

kidney stones nephrolithiasis
音波治療(リソトリプシー)により、結石は小さく砕けます

まさに腎結石の原因、少なくとも最も多い原因は、カルシウム、シュウ酸、尿酸である。 このような場合、水分が不足していると、結晶が結合して腎臓結石となります。 大きな結晶の場合は、音波(砕石)により、より複雑で侵襲的な操作を必要とせずに結晶を破壊する治療が行われます。 これがうまくいかない場合は、手術による摘出が必要です。 手術後、患部の尿管を拡張するために腎臓ステントが挿入されることがあり、将来的に結石が閉塞を引き起こす可能性が低くなります。

腎臓結石の原因となる食品には、コーラ、ナッツ、豆、ビール、チョコレート、内臓肉、鶏肉、濃い葉野菜など、シュウ酸塩やリン酸塩が多く含まれます。

多嚢胞性腎臓病

これらの重要な臓器と関連するもうひとつの病気は多嚢胞性腎臓病(PKD)です。 PKDは常染色体優性遺伝の疾患で、1000人に1人が罹患すると言われています。 多発性嚢胞腎は、腎臓に形成される液体で満たされた嚢胞を指します。 症状としては、慢性的な高血圧や血液中の過剰な老廃物などがあります。 PKDは、腎臓の感染症、損傷、不全、または癌につながる可能性があります。

常染色体優性遺伝
多嚢胞性腎

馬蹄形腎

馬蹄形腎は、腎臓が結合して馬蹄形になったもので、その結果生じるものです。 500人に1人がこの先天性疾患をもって生まれてくるという、比較的一般的な病気です。 馬蹄腎の症状には、腹痛、吐き気、腎臓結石や腎臓感染症のリスクが高くなることなどがあります。 また、馬蹄腎の人は腎臓癌になるリスクが高いと考えられています。

馬蹄腎先天性障害
名称は自明

腎癌

腎癌は比較的よく見られる病気です。 アメリカ癌協会によると、65歳から74歳の間でリスクが高くなるとのことです。 特に喫煙者、肥満者、慢性高血圧症患者は、腎臓がんを発症しやすくなります。

急性腎臓障害

急性腎臓障害は、おそらく外傷や未治療の感染によって急速に発症し、数時間から数日間続きます。 それでも、この間は血液透析によって腎臓のろ過機能を代行する必要があることが多いです。

透析器 腎臓 血液透析 腹膜
透析器は腎機能を模倣する

腎不全

両方の腎臓の腎不全は急性または慢性腎臓病によって引き起こされることがあります。 片方の腎臓だけが故障しても、残りの腎臓は-健康であれば-それ自体ですべての機能を果たすことができます。 両方の腎臓が障害された場合は、血液透析や腹膜透析が必要になります。 健康で組織の一致した腎臓が得られるまでの期間は、約5年です。 この間、定期的な透析(週3回)が必要です。

腎不全症状急性慢性
急性・慢性腎不全

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Bibliography

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