まず心臓から腎動脈を通って流れ込んできた血液が、徐々に細くなる血管をたどって「糸球体」という場所に運ばれます。糸球体は毛細血管のかたまりで、その名の通り糸をくしゃくしゃに丸めたような形です。この血管には強い圧力がかかっているので、血液をセロハンからにじみ出させるようにして、水分や老廃物を血管壁の外側に押しだすことができます。きれいになった血液は、腎静脈からまた全身に運ばれるわけです。
こうやって糸球体でろ過された尿(原尿)は1日に約170リットルですが、それを全部排出するわけではありません。この段階だと、蛋白質は分子が大きいから残りますが、必要な電解質等が一様に出ていってしまうのですね。

ー170リットルも排出してしまうと、干からびてしまいますね。

そこで行われるのが再吸収です。糸球体でろ過された原尿は、尿細管というところを通ってまた元の糸球体に戻ってくるのですが、その途中でからだに必要なアミノ酸やブドウ糖などの成分が再び血管に戻ります。ベルトコンベアのように、尿細管を通るあいだに「これは要る。これも要る。これは要らない」という感じで査定しているのです。このループ状の構造のことをネフロン(※2)と呼んでいます。
そして、最後に残った老廃物が、尿として排出されます。実際の尿は1日に1.5リットル程度なので、およそ100分の1にまで量が減るわけです。腎臓は、このようなしくみで血液をろ過して不要な水分や老廃物を尿として排出しているのです。

※2　ネフロン
腎小体(糸球体とそれを包むボーマン嚢)および尿細管からなるループ状の構造。腎臓の基本的な機能単位でもある。ひとつの腎臓に100万個、左右計200万個ほど存在する。

ー他にはどのような役割があるのでしょうか？

腎臓には、大きく分けて３つの役割があります。
まずは、先ほど説明した血液のろ過・尿の排出の一環としておこなわれる「水分と電解質のバランス維持」。人間のからだは約6割が水分でできていますが、その水分は単なる水ではなく、薄い海水のようにいろいろな成分が溶け込んでいます。体内の水分(細胞内液・細胞外液・血液など)にはナトリウム、カリウム、クロール、あとカルシウムやリン、マグネシウムなどが溶け込んでいて、それらを電解質と呼んでいます。電解質の濃度は、細胞が元気でいるためにはとても重要な要素です(※3)。食事をしたり汗をかいたりしても、腎臓が尿の量や濃度を調整することで電解質バランスを常に一定に保ってくれます。
身近な例でいうと、塩辛いものを食べるとのどが渇くでしょう？これは、水分をとることで体内の電解質の濃度を薄める必要があるからです。腎臓に何らかの障害が発生して、余分な水分や老廃物を排出できなくなってしまうと、それが体内に残ってむくんでしまうわけです。むくみは、腎臓の機能に問題がある場合の代表的な症状です(※4)。

※3　電解質異常
例えば、ナトリウムやクロールは体内の水分量やｐH(酸性・アルカリ性)を一定に保つよう調節し、カリウムは心臓や神経、筋肉に関係するはたらきをしている。これらの濃度に異常が発生した場合、むくみや高血圧などの症状をもたらす可能性がある。特に高カリウム血症は命に関わるため非常に危険。

※4　むくみの原因について
「少しややこしいのは、電解質だけではなくて蛋白もむくみの原因になるんですよ。蛋白質は血液の濃さとも関係していて、蛋白質が薄くなると細胞の外に水分が出ていく。だからからだの表面に水が溜まって押したらへこむようになるんです。あとは心臓の機能低下の問題もあるけどね」(木戸口先生の補足)

ーなるほど

次に「造血ホルモンの分泌」。ご存知かと思いますが、赤血球は肺で酸素を受け取ってからだ全体に供給してくれる細胞です。そして腎臓では、エリスロポエチン(※5)という赤血球の生産を促進するホルモンを作りだしています。「この頃、血液中の酸素が少ないぞ」というサインが出ると、腎臓がそれを察知してエリスロポエチンを分泌するという流れですね。
また、ホルモンではありませんが、骨を丈夫にするためにビタミンDを活性化(※6)させてカルシウムの再吸収を促す働きをしています。
3つ目は「血圧のコントロール」です。基本的に、腎臓は毎日けなげに血液を浄化してくれています。しかし、なにかの原因で糸球体で血液をろ過するときに「どうも血液を押し出す力が弱くなったな」と感じたとします。すると腎臓は「血圧120では弱いから、140にしよう」というように、レニン(※7)という血圧上昇のために最初に作用する重要な物質を分泌します。
糸球体で血液をろ過するパワーを維持したいがために、血圧を上昇させるというわけです。

※5　エリスロポエチン
腎臓でつくられ、骨髄の幹細胞に作用して赤血球の産生をうながすホルモン。腎臓の機能が低下すると、このホルモンの分泌が不十分となり腎性貧血を起こすケースがある。

※6　ビタミンDの活性化
食物などから取り込んだビタミンDは、肝臓と腎臓で活性型に変化させることで作用できるようになる。ビタミンDは骨を強くするカルシウムの吸収に関与しており、腎臓の機能が低下すると骨がもろくなるケースがある(くる病)。

※7　レニン
腎臓から分泌される酵素の一種で、血液中のたんぱく質にはたらきかけて血管収縮・循環血液量増加などの作用を持つホルモンをつくりだす。

ー小さい臓器なのに、尿をつくることに加えてそんなにたくさんの仕事をしてくれていたんですね。

そうですね。これを機械でやろうと思うと血液透析になります。透析も実際の腎臓としくみとしては同じで、透析膜の片方(血液)に圧力をかけて押し出す「限外ろ過」という方法をとっています。ただ、再吸収まではできませんから、足りなくなった電解質等を補うために補液で調整をしないといけません。やっぱり機械ではまだまだ不完全で、不要なものは排出できても必要なものを残しておくことができないのですね。加えて造血ホルモンの分泌も低下しているので、腎性貧血になることもあります。
透析には腹膜を使って自宅でろ過する方法(※8)もありますが、血液透析と比べて長所も短所もあるので、医師に相談して選択するのがよいでしょう。

※8　CAPD
腹部に透析液を注入し、血液と透析液の浸透圧の差により腹膜を通して出てくる水分・老廃物を除去する腹膜透析のひとつ。腹部に留置できるカテーテルを使って透析液を自分で交換することで、自宅で透析をおこなうことが可能。メリットとしては通院がほとんど不要であること、デメリットは患者自身で処置が可能な人に限られることやつねに腹膜炎の危険があることなどが挙げられる。なお、専用の装置を用いて睡眠時に自動で透析をおこなうAPDもある。

ー腎臓の状態(異常)を調べるための検査(別表)としては、どのようなものがありますか？

2020.02