解剖・栄養生理学泌尿器系の解剖と生理参考書: 山本ら第21章香川＆野澤 pp286~295 Mader 第10章この講義で身に付けること • • • • • 腎臓および泌尿器系の解剖について理解する腎臓の生理学的役割を理解する腎機能検査の種類や手法について学ぶ腎疾患の影響についてよる理解する人工透析のしくみについて学ぶ排泄 • • 排泄＝老廃物や毒物を体外に排出すること代表的な老廃物 – CO2(肺から排泄) – 水(腎臓から排泄) • • 尿＝老廃物や毒物を含む液体泌尿器＝尿を生成し排泄する器官 – 腎臓、尿管、膀胱、尿道 http://www.kimono-i.com/wp-content/uploads/2009/06/p1040264.jpg ヒトは毎日約2.6Lの水分を排出する皮膚呼吸器系腎臓消化器系腎臓の役割 • 3つの主要な役割 1) 不要な代謝産物を体外に運ぶ 2) 血液内の水分と電解質バランスを正常範囲内に維持する 3) 同時に酸と塩基バランス(pH)を維持する腎臓の解剖腎臓腎杯腎動脈腎孟腎静脈髄質尿管皮質 http://www.healthline.com/blogs/health_observances/uploaded_images/kidney-713543.jpg ネフロン皮質髄質ボーマン嚢糸球体輸入細動脈輸出細動脈尿管腎盤近位細尿管遠位細尿管集合管ヘンレループ http://kvhs.nbed.nb.ca/gallant/biology/nephron_structure.jpg 腎小体の構造レニンの合成・貯蔵・分泌腎小体糸球体ボーマン嚢輸出細動脈傍糸球体細胞緻密斑細胞近位尿細管原尿Cl-濃度を感知濃度低下プロスタグランジンを分泌輸入細動脈傍糸球体装置 http://legacy.owensboro.kctcs.edu/gcaplan/anat2/notes/Image136.gif 腎臓における経路腎門腎孟 (腎盤) 腎杯の集合体尿管へ腎杯に包まれる腎乳頭腎錐体の先端部腎錐体太い尿細管集合管の集まり腎小体 1)ボーマン嚢 2)糸球体尿細管＋ 1)近位＝ネフロン 2)ヘンレループ 3)遠位腎小体では血圧でろ過が起きるボーマン嚢細動脈圧が高い水分・糖質・イオン尿素・尿酸がろ過されるろ過された液体ろ液(原尿) ～150Ｌ/日分子が大きいタンパク質はろ過されない尿細管では再吸収が起きる尿細管非タンパク質性窒素尿素・尿酸・アンモニアクリアチニンなど薬物などそのまま分泌(排泄) 原尿の約1%(1.5Ｌ) 体内水分・糖質・イオンの殆どが再吸収される物質の輸送速度に担体の数が間に合わない尿に残る (例：糖尿病) 通常の尿中のたんぱく質代謝物質一般値男性非タンパク性窒素尿素窒素尿酸アンモニアクレアチンクレアチニン女性 10～20g/日 10～20g/日 8～17g/日 8～17g/日 0.25～0.75g/日 0.25～0.75g/日 0.4～1.0g/日 0.4～1.0g/日 0～40mg/日 0～100mg/日 1.0～2.0g/日 0.8～1.7g/日膀胱のサイズは尿量による膀胱の平滑筋＝排尿筋交感神経排尿筋の緊張を緩める＆内尿道括約筋を収縮副交感神経逆の働き尿管膀胱尿路＝尿の排出経路腎盤尿管膀胱尿道 (尿量や成分は変化なし) 尿路は3層構造： 1)移行上皮 2)平滑筋 3)結合組織蠕動運動尿路上皮膀胱三角尿道尿道括約筋 http://www.urologyhealth.org/common/images/anatomy_UretersBladder_coronal.jpg 排尿のメカニズム • 膀胱に一定量の尿が溜まる 膀胱壁の伸展が骨盤神経の求心性神経を刺激 交感神経の活動により排尿筋の弛緩＆内尿道括約筋の収縮 • 膀胱壁がさらに伸展すると副交感神経による反射が起きて膀胱の収縮が起きる(排尿) • 排尿中枢は脊髄の下部および脳にある – 損傷は尿閉や尿失禁が起きる尿濃縮に影響を与える因子薬水の摂取量代謝人種加齢食事尿量性別溶質の排泄量電解質の調節 • 腎臓では体内の水と電解質のバランスを調節する役割を担う • Na+、K+、HCO3-、Mg2+が腎臓で調節される重要な電解質 • Na+の再吸収の制御はホルモンによって行われる レニンーアンギオテンシノゲンーアルドステロンシステムレニンーアンギオテンシノゲンーアルドステロンシステム http://protecs.web.infoseek.co.jp/images/Fluid9.gif レニンーアンギオテンシノゲンーアルドステロンシステム • Na+の量が少なくなると血圧が低下 傍糸球体装置のJG細胞からレニン(酵素)が輸入細動脈中に分泌 アンギオテンシノゲン(肝臓で作られる血漿タンパク質)をアンギオテンシンＩ（ANGＩ）に変換 ANGＩがアンギオテンシン変換酵素(ACE)の働きでアンギオテンシンＩＩ(ANGＩＩ)に変換される(：主に肺の毛細血管で) ANGＩＩは血管を収縮し、副腎皮質からアルドステロン分泌を促進  Na+の再吸収↑水の再吸収↑血圧↑ 尿量の調節 ADHとANP 体内の水分が増加血液中の浸透圧↓ 心房筋が伸展心房細胞心房性ナトリウム利尿ホルモン (ＡNP)分泌↑ 視床下部浸透圧受容ニューロン下垂体後葉抗利尿ホルモン (ＡＤＨバソプレシン) 分泌抑制水の再吸収抑制 →尿量増加(希釈尿) レニン＆アルドステロン分泌抑制 →Na＋の排泄を促進 →水分の排泄↑ →尿量増加 pHの維持 • 肺と腎臓がpHを維持する機能を持つ H+ + HCO3• • • • H2CO3 H2O + CO2 基本ルール：HCO3-を再吸収してH+を排泄血液が酸性の状況ではH+を排泄血液が塩基性の状況ではHCO3-（炭酸水素イオン）の再吸収＆H+の排泄が起きないアンモニアやリン酸はH+を緩衝する働きを持つ様々な腎機能検査が存在する • • • • • • • RBF (Renal Blood Flow):腎血流量 – (650～1100mL/分) http://www.naoru.com/kensa2c.htmlより RPF (Renal Plasma Flow):腎血漿流量 – 400~650mL/分 GFR (Glomerular Filtration Rate): 糸球体ろ過速 – 70～130mL/分 FF (Filtration Fractionation): ろ過率 – FF = GFR/RPF, 0.2~0.22 クリアランス濃縮・希釈試験血中尿素： 9~20mg/dL クリアランス • • 腎機能検査の一つ手順： – 1分間の尿量(V)を計測する(1時間の尿量 /60) – 特定の物質の濃度(U)を計測する – V x Uで物質の1分間の尿中排出量が算出できる – 血漿中の物質濃度（P)で割ることでクリアランスを算出できるクリアランス値(mL/分) = (U x V)/P • 計測する物質によって意味合いが変わるイヌリンクリアランス • • GFRのゴールドスタンダード糸球体ろ過液中のイヌリン濃度は血漿中の濃度と等しいため GFR(mL/分) = (U x V)/Pとなる • 実測ではなくクリアチニンクリアランスからGFR 値を推定することも可能 – eGFR (mL/min/1.73m2) = 0.741 x 175 x Age-0.203 x Cr-1.154 – 女性では上記の後に0.742をかける (i.e. x 0.742) クリアチニンクリアランスからの腎機能分類腎機能正常腎機能軽度低下腎機能中等度低下腎機能高度低下腎不全期尿毒症期 • Ccr 91ml/min以上 Ccr 71～90ml/min以上 Ccr 51～70ml/min以上 Ccr 31～50ml/min以上 Ccr 11～30ml/min以上 Ccr 10ml/min以上－透析前慢性腎不全にいたる経過はSeldinらの考え方を基本に4期に分類される – 腎予備機能低下、腎機能障害期、腎不全期、尿毒症期 • 臨床では軽度の腎機能低下をさらに細かく分類している検査項目と関連部位 http://www.medic-grp.co.jp/kensa/medical/pdf/07a.pdf 腎機能と輸液 • • • • 輸液：体が必要な水分と電解質を補う体内に水を蓄えるためには浸透圧などを考慮する必要があるためナトリウムなどの電解質の必要量を把握する必要がある輸液量は腎機能(尿濃縮力や尿希釈力)を考慮する必要がある対象の健康状態や年齢によって腎機能が違う – 高齢者や子供ではGFR(糸球体ろ過量)が低い腎機能正常者における輸液の安全域ｙ (L/日） 10 GFR = １００L/日尿最大希釈能 50mOsm/kg ・H2O 尿最大濃縮能 1,000mOsm/kg ・H2O 520 C y = 50 - x D y= 輸液量 900 1,000 - x 輸液の安全域 5 B xy = 1,360 0 A xy = 17 x 500 1,000 輸液浸透圧濃度 (mOsm/kg ・H2O) 高齢者における輸液の安全域ｙ (L/日） GFR = ５０L/日尿最大希釈能 200mOsm/kg ・H2O 尿最大濃縮能 700mOsm/kg ・H2O 10 輸液量 580 C′y = 200 - x 5 780 D′y = 700 - x B′xy = 680 0 A′xy = 17 500 1,000 x 輸液浸透圧濃度 (mOsm/kg ・H2O) 腎疾患 • 遺伝的な疾患＆他の疾患による間接的な疾患 – 糖尿病、尿路感染症、高尿酸血症 • 高尿酸血症：尿酸の血中濃度が7mg/dL以上 (プリン体の過剰生産もしくは排泄低下) – 合併症として痛風や尿酸結石、腎障害、高血圧や動脈硬化があげられる腎不全 • • • 種類特徴急性腎不全ネフロンのGFR低下慢性腎不全機能ネフロン数の減少単一ネフロンのGFRは正常以上腎機能(濃縮力や希釈力)の低下(腎炎は炎症が起きている状況：必ず腎不全になるとは限らない) ろ過量の増加→尿細管流速の増加→ろ過液量が尿細管壁と接触する時間の短縮→Na再吸収の抑制→尿希釈障害・間質浸透圧勾配の低下→尿濃縮障害中枢神経障害、心血管障害、高K血症、高血圧、尿毒症などを引き起こす GFRによる腎不全の判定基準病期ステージ重症度の説明進行度による分類 GFR（mL/分）ハイリスク群 90≦ 腎障害が存在するが１ 90≦ GFR正常～亢進２腎障害が存在 GFR軽度低下 60～89 ３ GFR中等度低下 30～59 ４ GFR高度低下 15～29 ５腎不全＜15 ※ ハイリスク群とは、糖尿病、高血圧、脂質異常症、高尿酸血症、尿路結石、膠原病、肥満、家族にＣＫＤ、60歳以上、感染症、消炎鎮痛剤を常用、喫煙日本腎臓学会編ＣＫＤ診療ガイド http://www.crc-group.co.jp/crc/q_and_a/84.html 高尿酸血症 • • • • • • • 定義：性・年齢を問わず血漿中の尿酸溶解濃度が7mg/ｄLを超える状態男性に多く見られる痛風(尿酸塩結晶沈着症)の基礎疾患心臓・脳血管疾患の発症、肥満や耐糖能異常との関係が示唆・報告されている尿路結石や腎障害長期腎髄質で間質性腎炎痛風腎尿毒症現在では尿毒症の発症例は低下高尿酸血症の診断 • • 1)尿酸産生過剰型、2)尿酸排泄低下型と3)混合型に分類診断：高プリン食制限下絶食飲水負荷時の – 尿酸尿中排泄量(EUA) – 尿酸クリアランス(CUA) – クリアチニンクリアランス(腎機能の補正) 日本通風・核酸代謝学会高尿酸血症・痛風の治療ガイドライン http://www.tufu.or.jp/pdf/guideline_digest.pdf 高尿酸血症の治療方針日本通風・核酸代謝学会高尿酸血症・痛風の治療ガイドライン http://www.tufu.or.jp/pdf/guideline_digest.pdf 人工透析 • • • 腎障害などで腎機能が損なわれると老廃物や代謝産物を排出することができなくなる人工透析＝人工的に腎臓の役割を補う人工透析の役割 – – – – • 血液中の老廃物の排出余分な水分を取り除く電解質の濃度調節血液のpH調節透析液-血液間の物質交換は拡散の原理人工腎臓と人工透析 http://www.jsao.org/public/file/16.jpg http://members.jcom.home.ne.jp/rex-uchida/image1/2_1_1.gif 腎臓病患者に対しての食事管理 • • • 食事制限が必要高カリウムを防ぐため食事から除去する塩分の取りすぎを控える – 高血圧の場合は5g未満が望ましい • • カルシウムや水溶性ビタミンは十分摂取する高尿酸血症による痛風では内臓、飲酒を控える(運動療法と併用)