尿はどのようにして作られる？ 腎臓の重要な役割とは？

私たちの体に2つある腎臓は体液濃度の調整などを行い、体の恒常性の維持に多大な貢献をしている。

今回は腎臓について簡単に学んでいくとともに、その重要な機能の1つである尿生成を特に見ていこう。

目次

腎臓の役割

腎臓は血圧の調整や尿生成(老廃物の排出)の役割を担う器官である。

体に不要な物質を血液からこしとって最終的に尿として排出させる一方で、必要な物質は血液中に戻している。

腎臓は豆のような形をしていて、左右に1つずつあり、実は片方が使えなくなっても生きていける。

腎臓から伸びた尿管は文字通り腎臓で生成された尿が通る管であり、尿はこの管を通って膀胱に溜まっていく。

腎臓の構造

では腎臓を拡大して詳しく見てみよう。

腎動脈から入ってきた血液は腎臓の外側(腎盂の先々で部屋のようになっている部分)に流れ込み、腎静脈から出ていく。

そしてその過程で生成された尿は腎盂に集合して尿管を通って出ていく。

※腎動脈・腎静脈＝大動脈・大静脈です。腎臓に直接繋がっている部分なので、特に腎動脈・腎静脈と名前がついています。

今度は腎盂の先々の部屋のようになっている部分を拡大して見てみよう。

上図のような、糸球体〜腎細管までのまとまりをネフロン(腎単位)という。

糸球体＋ボーマンのうを腎小体と呼び、さらに腎小体＋腎細管がネフロンである。

ネフロンは腎臓片方あたり100万個あって、両方を合わせると200万個にも及ぶ。

尿生成

腎臓の重要な機能の1つとして、尿生成がある。

腎臓では、ネフロンの1つ1つがろ過や再吸収などを経て尿を生成し、それが腎盂という一箇所に集められる。

腎動脈から血液が入り、毛細血管がくしゃくしゃになったもの(糸球体)から押し出され、ボーマンのうにキャッチされる。

これが尿のもとになり、腎細管を通って集合管へ行き、尿となっていく。

2つのプロセス

尿生成は、ろ過と再吸収と呼ばれる2つのプロセスを経て完了する。

以下は、最終的に尿となる液体の流れをかなり雑に示したものである。

ろ過とは糸球体からボーマンのうに液体成分(原尿)が押し出されることをいう。

この押し出しは血圧によってなされ、血液中の小さな液体成分だけが押し出される。

毛細血管には小さな穴が空いているから、その穴よりも小さな物質だけが押し出されるよ！

次のプロセスの再吸収は、ボーマンのうを通過した成分が腎細管や集合管を通過する途中で、一部が血液中に戻されることをいう。

糸球体からボーマンのうに押し出された成分の中には、尿として排出してはいけないような大事なものも混ざっている。

そこで、そうした大事なものを再び血液に戻してやるのが再吸収だ。

尿の元になるものを原尿といい、原尿は1日180リットル作られ、そのうち尿として排出されるのが2リットル程度。

腎細管では一部の水分やグルコース(糖)、ナトリウムイオン(塩分)が血中に戻される。

集合管では仕上げとしてまた水分が戻され、これにより原尿から最終的な尿の量が決定する。

腎機能とホルモン

こうした腎機能をコントロールしているのはホルモンである。

ホルモンはホルモン産生細胞という細胞で作られる物質で、体内の状況に応じて分泌される。

例えば鉱質コルチコイドというホルモンが分泌されると、ナトリウムイオンの再吸収が促進される。

また、体内の水分量が少ないときには、体からガンガン水分を出すわけにはいかないので、今度はバソプレシンというホルモンによって集合管における水分再吸収が促進される。

体内成分の測定

当たり前の話だが、体にとって不要なものは排出され、重要なものは体内に残る。

では、実際本当にいらないものは出され、大事なものはちゃんと体内に残されているのだろうか？

実は血しょう(血液)中や原尿、尿の濃度を測定することで、体の状態を知ることが可能だ。

血液中の血しょうから原尿が作られ、そして最終的に尿ができる。

このプロセスにおいて、物質の中には再吸収により戻されるものもあれば、高い濃度に濃縮されて排出されるものもある。

以下の表は、ある物質が、ある段階で、それぞれどれくらいの濃度で存在しているかを示した表である。

※数字は仮のものです。

 

血しょう→原尿→尿になるにつれ、濃度が変わっていないものや0になるもの、高濃度に濃縮されるものがあるのがお分かりだろう。

例えば、タンパク質は血しょう中(血液中)ではある程度の濃度で観測されるが、原尿以降の存在は0となっている。

これはタンパク質が単純に大きな物質であるため、ろ過されないからである。

糸球体は毛細血管だから、毛細血管の小さな穴をタンパク質は通り抜けられないんだよ！

次に尿素を見てみよう。

尿素は何十倍にも濃縮され、全て排出される。

つまり、再吸収はされていないのである。

では最後にグルコースはどうだろうか。

グルコースは、原尿中には存在するが、尿では0である。

これは、通常であればグルコースは全て再吸収され、尿としては排出されないことを示している。

ところで、病気にかかった人は尿検査でグルコースが検出されることがある。

これがいわゆる糖尿病であり、本来体のエネルギー源になるはずのグルコース(糖)が、尿として体外に排出されてしまう病気である。

このように、ある段階で、糖や塩分などの濃度を測り、それがどの程度濃縮され、再吸収・排出されるのかを調べることによって体の健康状態を知ることができ、同時にそれはあらゆる病気の処置の指針となるのだ。

※一番下のイヌリンについて

イヌリンは人体(動物の体)には存在しない物質で、植物由来のものです。注射をするなどして意図的に体に入れない限りは検出されません。イヌリンは人体に全く不要なものなので、濃縮されて全て排出されます。今回は「体に何かが入ってきても、それが体にとって全く不要なものであれば基本的に濃縮されて全て排出される」という例を示すためにあえてイヌリンを書きました。

まとめ

• 腎臓は体の左右に1つずつ合計2つあり、尿を作ったり血圧の調整などをしている。

• 腎臓の働きにより、体にとって不要なものは何倍にも濃縮されて排出され、必要なものは血中に戻される。

• 腎臓は糸球体やボーマンのう、腎細管といった組織から構成されており、これらをまとめてネフロンと呼ぶ。

• 腎臓内ではネフロンが片方あたり100万個、合計200万個存在し、ネフロン1つ1つが尿生成を行っている。

• 尿はろ過と再吸収というプロセスを経て生成される。

• 腎臓の機能はホルモンによってコントロールされている。

• 血液中、原尿中、尿中の成分や濃度を測定することで体の健康状態を知ることができる。