Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Edition

1. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.

2. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
27 糸球体濾過,
腎血流とそれらの調節

3. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
糸球体毛細血管は,蛋白に不透過
濾過液は,基本的に蛋白質を含まず,細胞成分は
全く無い.
他の溶質は,塩にしろ有機分子にしろ,血漿と同等.
例外:いくつかの低分子量物質は蛋白と部分的に
結合しているために,糸球体を自由に濾過できない.
血漿カルシウムの1/2は,蛋白と結合
血漿脂肪酸のほとんどは,蛋白と結合
糸球体濾過液の組成

4. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
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濾過のスピードを決めている因子
1. 毛細血管膜を介した,静水圧と膠質浸透圧のバラ
ンス.
2. 毛細血管濾過係数
capillary filtration coefficient (Kf)
=透過性×濾過表面面積
 糸球体毛細血管は,糸球体内の静水圧が高
く,Kfも大きいために,たの毛細血管と比較する
と,はるかに高い濾過率を有する.
腎血流量の約20%相当が
糸球体で濾過される.

5. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
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RPF,GFR,REAB,尿量の平均的値
腎
静脈
腎
静脈
輸出
細動脈
輸出
細動脈
尿細管周囲
毛細血管
尿細管周囲
毛細血管
糸球体毛
細血管
糸球体毛
細血管
Bowman囊
Bowman囊
輸入
細動脈
輸入
細動脈
尿排泄量(1mL/分)
尿排泄量(1mL/分)
腎
静脈
輸出
細動脈
尿細管周囲
毛細血管
糸球体毛
細血管
Bowman囊
輸入
細動脈
尿排泄量(1mL/分)
平均成人の場合
RPF:renal plasma flow
=RBF×(1-hematocrit)
GFR:glomerular filtration rate
REAB:tubular reabsorption
• GFR:約125mL/分,すなわち
180L/日,RPF(625mL/分)
の約20%に相当.
• 尿排泄量は,GFRの1%
未満.
• 濾過された液の99%以
上は,再吸収される.
• filtration
fraction=GFR/RPF

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O.Yamaguchi
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糸球体毛細血管膜
Podobytes
有足突起
近位尿細管
輸入細動脈
輸出細動脈
上皮
基底膜
内皮
有窓
Slit pores
濾過細隙
毛細血管ループ
Bowman腔
Bowman囊
• 他の毛細血管が二層
構造なのにたいして三
層構造を呈する.
1. 内皮
2. 基底膜
3. 上皮細胞(有足突
起)
• 他の毛細血管の数百
倍の水と溶質を濾過で
きる.
• 蛋白濾過量は,ごく少
量.

7. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
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高い濾過率の理由
Podobytes
有足突起
近位尿細管
輸入細動脈
輸出細動脈
上皮
基底膜
内皮
有窓
Slit pores
濾過細隙
毛細血管ループ
Bowman腔
Bowman囊
• fenestrae 有窓という
数千の小さな孔が内
皮に開いている(肝臓
のfenestraeよりは小さ
い).
• fenestraeは,比較的
大きいが,内皮細胞の
蛋白質が陰性に荷電
されていて,血漿蛋白
質の通過を阻害してい
る.

8. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
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高い濾過率の理由
Podobytes
有足突起
近位尿細管
輸入細動脈
輸出細動脈
上皮
基底膜
内皮
有窓
Slit pores
濾過細隙
毛細血管ループ
Bowman腔
Bowman囊
基底膜
• collagenと
proteoglycan線維が
メッシュ状に存在し,大量
の水と小さな溶質を濾過
可能にしている.
• 基底膜は,
proteoglycanが強く陰
性に荷電している事もあ
り,血漿蛋白濾過を阻害
している.

9. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
高い濾過率の理由
Podobytes
有足突起
近位尿細管
輸入細動脈
輸出細動脈
上皮
基底膜
内皮
有窓
Slit pores
濾過細隙
毛細血管ループ
Bowman腔
Bowman囊
上皮細胞(podocytes,有
足突起)
• podocyteは,連続的で
は無く,⾧い足状の突起
を有する.毛細血管の外
側を囲み,足同士は,slit
poreと呼ばれる濾過物
質が出てくる孔で隔てら
れている.
• 上皮細胞も,陰性に荷電
していて蛋白濾過を妨げ
ている.

10. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
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糸球体の毛細血管は,他の部位の毛細血管より膜が
厚いが,多数の孔が開いているために高率に濾過が可
能.
糸球体は,高い濾過率のわりに,選択性を有しており,
溶質の大きさ,荷電状態で決まる.
溶質の大きさと
易濾過性
溶質の易濾過性は,そのサイズと反比例する.
物質 分子量 透過性
水 18 1.0
ナトリウム 23 1.0
ブドウ糖 180 1.0
イヌリン 5500 1.0
ミオグロビン 17,000 0.75
アルブミン 69,000 0.005

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アルブミン分子の径は,約6nm(6*10-9m)
糸球体毛細血管の孔は約8nm
アルブミンは,陰性に荷電しており,糸球体毛細
血管壁のproteoglycanも陰性に荷電しいる
ことから電気的反発を招き,濾過できない.
陰性荷電した大分子量は濾過されにくい

12. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
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デキストランの分子径,荷電状態と,
相対的糸球体濾過率
有効分子径(Å)
相対的濾過率
• Dextranは,中性,
陽性,陰性いずれに
も制作可能な多糖
類.
• 同じサイズなら,陽性
の方が濾過率が高
い.
• 中性は,陰性より濾
過率が高い.
• 基底膜とpodocyte
の陰性荷電が,大き
く,陰性に荷電した
物質の濾過を妨げ
ている.

13. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
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血漿蛋白に対する糸球体の透過性が亢進
光学顕微鏡では,正常に見える.
電顕では,有足細胞の足の部分が基底膜から剥離
して扁平になった有足細胞が観察される(有足細胞
の消失)
免疫異常で,T細胞から異常なcytokine分泌をき
たし,albuminのような小さい蛋白質の透過性を増
す.
蛋白尿,アルブミン尿を呈する.
若年者に発生するが,成人でも,ことに自己免疫疾
患の患者で起こりうる.
Minimal-Change Nephropathy

14. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
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糸球体濾過率の決定因子

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糸球体濾過を起こす力
輸入
細動脈
輸入
細動脈
輸出
細動脈
輸出
細動脈
Bowman
囊
内圧
(18mmHg)
Bowman
囊
内圧
(18mmHg)
糸球体
静水圧
(60mmHg)
糸球体
静水圧
(60mmHg)
糸球体
膠質浸透圧
(32mmHg)
糸球体
膠質浸透圧
(32mmHg)
正味
濾過圧
(10mmHg)
正味
濾過圧
(10mmHg)
糸球体
静水圧
(60mmHg)
糸球体
静水圧
(60mmHg)
Bowman囊
内圧
(18mmHg)
Bowman囊
内圧
(18mmHg)
糸球体
膠質浸透圧
(32mmHg)
糸球体
膠質浸透圧
(32mmHg)
輸入
細動脈
輸出
細動脈
Bowman
囊
内圧
(18mmHg)
糸球体
静水圧
(60mmHg)
糸球体
膠質浸透圧
(32mmHg)
正味
濾過圧
(10mmHg)
糸球体
静水圧
(60mmHg)
Bowman囊
内圧
(18mmHg)
糸球体
膠質浸透圧
(32mmHg)

16. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
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Kf(濾過係数):透水係数と表面積の積だが,直
接測定は不可.
Kf=GFR/net filtration pressure
両腎のGFR:約125mL/分
net filtration pressure 10mmHg
Kf=125/10=12.5mL/分/mmHg
Kfを,/100g腎重量で表すと,腎は150g/個なので
4.2mL/分/mmHg/100g腎重量
他の組織の平均Kf値は,約0.01mL/mmHg/100g
なので,腎のKfは,その約400倍.
濾過係数の上昇が,糸球体濾過率を増す

17. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
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Kf =GFR/net filtration pressure
Kfの増減が,GFRを増減する.
日々のGFR調節は,Kfの変動によるものではない
が,病態によってはKfの影響を受ける.
機能している糸球体毛細血管の減少による表面
積縮小
毛細血管膜の肥厚による透過性低下
–慢性高血圧による糸球体毛細血管の基底膜の
肥厚
毛細血管の著しい損傷から,その機能を障害.
濾過係数の上昇が,糸球体濾過率を増す

18. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
推定約18mmHg.
Bowman囊の静水圧の上昇でGFR低下,静
水圧下降でGFR上昇.
通常,Bowman囊の静水圧は,GFR制御の主
要な因子ではない.
尿路結石などでBowman囊の静水圧が上昇して
GFRを下げ,水腎症Hydronephrosisを招く場合
がある.
Bowman囊の静水圧上昇でGFRが低下

19. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
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糸球体毛細血管膠質浸透圧
濾過率
濾過率
正常
輸入
細動脈端
輸出
細動脈端
糸球体毛細血管
に沿った⾧さ
糸球体
膠質浸透圧
(mmHg)
輸入細動脈から輸出細動脈に至る間に,1/5の液が濾過されるため,濾
過されない蛋白質の濃度は,20%上昇する.

20. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
糸球体毛細血管膠質浸透圧
濾過率
濾過率
正常
輸入
細動脈端
輸出
細動脈端
糸球体毛細血管
に沿った⾧さ
糸球体
膠質浸透圧
(mmHg)
糸球体毛細血管に流入する血漿の膠質浸透圧は28mmHgで,毛細
血管を出るときには36mmHgに至る.

21. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
糸球体毛細血管膠質浸透圧
濾過率
濾過率
正常
輸入
細動脈端
輸出
細動脈端
糸球体毛細血管
に沿った⾧さ
糸球体
膠質浸透圧
(mmHg)
濾過率=GFR/RPFから,GFR上昇あるいはRPF減少で濾過率が上昇
し,血漿蛋白が濃縮し膠質浸透圧を上昇させる.

22. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
糸球体濾過率=糸球体濾過量/腎血漿流量
filtration fraction=GFR/renal plasma flow
腎血漿流量の低下は,濾過率を上昇させ,糸球体毛細
血管の膠質浸透圧の上昇からGFRを減少する.
→腎血流量は,糸球体静水圧とは独立してGFRに影
響する.
腎血流量が増加すると,濾過される血漿量は低下し,浸
透圧の上昇程度は緩やかになり,GFRを減らす程度も
少なくなる.
静水圧が一定でも,糸球体への血流量が多いほど
GFRを増し,少ないほどGFRを減少させる.
腎血流量と糸球体濾過量

23. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
糸球体毛細血管静水圧:
推定正常値60mmHg
毛細血管静水圧が,糸球体濾過量を生理学
的に制御する主要な因子.
静水圧上昇→濾過量増加
静水圧低下→濾過量減少
静水圧を調節する因子
1. 動脈圧
2. 輸入細動脈抵抗
3. 輸出細動脈抵抗
糸球体毛細血管の静水圧上昇が
糸球体濾過量を増す

24. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
輸入細動脈抵抗増加
腎
血流量
RA: afferent arteriolar resistance,輸入細動脈抵抗
PG: glomerular hydrostatic pressure,糸球体静水圧
GFR: glomerular filtration rate,糸球体濾過量

25. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
輸入細動脈抵抗
(×正常)
輸入細動脈抵抗
(×正常)
糸球体
濾過率
糸球体
濾過率
腎
血流量
腎
血流量
正常
正常
糸球体
濾過率(mL/分)
糸球体
濾過率(mL/分)
腎血流量
(mL/分)
腎血流量
(mL/分)
輸入細動脈抵抗
(×正常)
糸球体
濾過率
腎
血流量
正常
糸球体
濾過率(mL/分)
腎血流量
(mL/分)

26. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
輸出細動脈抵抗増加
腎
血流量
RE: efferent arteriolar resistance,輸出細動脈抵抗
PG: glomerular hydrostatic pressure,糸球体静水圧
GFR: glomerular filtration rate,糸球体濾過量

27. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
抵抗増加により腎血流量がさほど低下しない
場合.
静水圧上昇により,GFRは増加
抵抗増加が著明(3倍以上)で,腎血流量が低
下する場合.
濾過率が上昇し,膠質浸透圧が上昇が静水圧の
上昇を上回れば,正味の濾過圧は減少し,GFRは
減少に転じる.
輸出細動脈の抵抗増加の影響は二相性

28. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
輸出細動脈の抵抗増加の影響は二相性
腎
血流量
腎
血流量
正常
正常
糸球体
濾過率
糸球体
濾過率
輸出細動脈抵抗
(×正常)
輸出細動脈抵抗
(×正常)
糸球体
濾過率(mL/分)
糸球体
濾過率(mL/分)
腎血流量
(mL/分)
腎血流量
(mL/分)
腎
血流量
正常
糸球体
濾過率
輸出細動脈抵抗
(×正常)
糸球体
濾過率(mL/分)
腎血流量
(mL/分)

29. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
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著明な抵抗増大と,血漿蛋白質濃度の上昇
Donnan効果による,非線形の膠質浸透圧上
昇;
蛋白濃度が上昇するほど,膠質浸透圧の上昇速度
が速まる.
血漿蛋白と結合するイオンの相互作用
訳注;Donnan効果:膜を通過しない大きな荷電分
子(蛋白質)が膜の片側にあると,膜を通過できる無
機イオン分子(Na+,K+,その他の陽イオン)の総数は,
大きな荷電分子のある側で多くなり,浸透圧が高く
なる.
輸出細動脈の抵抗増加によるGFR減少機序

30. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
物理的決定要因 生理学的,病態生理学的原因
↓Kf → ↓GFR 腎疾患,糖尿病,高血圧,加齢
↑PB → ↓GFR 尿路閉塞(例,腎結石)
↑πG → ↓GFR ↓腎血流量,血漿蛋白質増加
↓PG → ↓GFR↓AP → ↓PG ↓動脈圧(自動調節作用のため影響小)
↓RE → ↓PG ↓Angiotensin II (angiotensin II産生阻害薬)
↑RA → ↓PG
↑交感神経活性,血管収縮ホルモン
(例,ノルエピネフリン,エンドセリン)
糸球体濾過量を減少させる因子
AP, Systemic arterial pressure; GFR, glomerular filtration rate;
Kf, glomerular filtration coefficient; PB, Bowman’s capsule hydrostatic press.;
πG, glomerular capillary colloid osmotic pressure;
PG, glomerular capillary hydrostatic pressure;
RA, afferent arteriolar resistance; RE, efferent arteriolar resistance.

31. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
腎血流量
0.4% ,
22%
.

32. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
1g重量あたり,脳の2倍の酸素を消費.
血流量は,脳の7倍.
動静脈酸素摂取率は,他の組織と比較すると
低い.
酸素消費量が高い原因のかなりの部分は,尿
細管における能動的ナトリウム再吸収活性が
高いことによる.
腎の酸素消費量は,尿細管のナトリウム再吸収
量に比例し,糸球体濾過量GFRやナトリウム濾
過量に比例することになる.
腎血流量と酸素消費量

33. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
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腎の酸素消費量とNa再吸収量
ナトリウム再吸収量
(mEq/分/100g腎重量)
酸素消費量
(mL/分/100g腎重量)
基礎酸素消費量
• ナトリウム再吸収量と
酸素消費量は,正比例.
• 糸球体濾過がなくなり,
ナトリウム再吸収も停
止すると,酸素消費量
は,正常の1/4まで減少
する.
• 残りの酸素消費量が,
腎細胞の基礎的代謝
需要を反映する.
(犬の実験データ)

34. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
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腎血流量=
腎動脈圧 腎静脈圧
腎血管抵抗
腎動脈圧は,概ね体動脈圧に等しい
腎静脈圧は,ほとんどの場合約3~4mmHg
血管抵抗は,動脈,細動脈,毛細血管,静脈等すべ
ての血管の抵抗の合計.
腎血流量の決定因子

35. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
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脈管
脈管内圧(mmHg) 全腎血管抵抗
に占める割合
起始 終端
腎動脈 100 100 ≈0
葉間,弓状,小葉間動脈 ≈100 85 ≈16
輸入細動脈 85 60 ≈26
糸球体毛細血管 60 59 ≈1
輸出細動脈 59 18 ≈43
尿細管周囲毛細血管 18 8 ≈10
葉間,弓状,小葉間静脈 8 4 ≈4
腎静脈 4 ≈4 ≈0
腎臓の血管の圧と抵抗

36. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
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腎血流のほとんどは,皮質を流れる.
髄質を流れる血流は,全体の1~2%
尿細管周囲毛細血管系の特別な部分,直細
血管Vasa Rectaが,髄質を潅流.
Henleの係蹄に沿って髄質を下行したのち上行し
て皮質にもどる.
尿濃縮の上で重要.
髄質の直細血管Vasa Rectaの血流は,
皮質の血流に比べ少ない

37. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
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糸球体濾過と腎血流量の
生理学的調節
,
. , ,
( , ),
feedback .

38. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
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腎の脈管系は,豊富な交感神経支配を受けている.
強い交感神経刺激は,細動脈を収縮して腎血流
量,糸球体濾過量を減少する.
中等度ないし軽度の交感神経系刺激は,腎血流
量,糸球体濾過量にさほど影響しない.
頸動脈洞圧受容体ないし心肺受容体での中等度の
血圧低下は腎血流量,GFRにほとんど影響しない.
軽度の腎交感神経系の賦活化でも,renin分泌を刺激
し尿細管再吸収増加から,水とNaの排泄を減少する.
強い交感神経刺激は,糸球体濾過量を減じる.

39. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
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Hormone or Autacoid GRFにたいする効果
Norepinephrine ↓
Epinephrine ↓
Endothelin ↓
Angiotensin II ↔(阻害↓)
Endothelial-derived nitric oxide ↑
Prostaglandins ↑
ホルモン,オータコイドによる腎循環調節
• NE,EN は輸入細動脈,輸出細動脈ともに収縮してGFR,RBFを
減じる. これらのホルモンの血中濃度は交感神経系の活性と比
例していて,重篤な出血時など交感神経の強い緊張時以外は,腎
の血行動態に及ぼす影響は少ない.

40. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
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Hormone or Autacoid GRFにたいする効果
Norepinephrine ↓
Epinephrine ↓
Endothelin ↓
Angiotensin II ↔(阻害↓)
Endothelial-derived nitric oxide ↑
Prostaglandins ↑
ホルモン,オータコイドによる腎循環調節
• Endothelinは,損傷を受けた腎の血管内皮細胞から放出される
ペプチドで血管収縮作用から止血に貢献し出血量を抑える.
• 妊娠中毒症,急性腎不全,慢性尿毒症などの際の血管損傷時に
血中濃度が上昇.

41. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
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Hormone or Autacoid GRFにたいする効果
Norepinephrine ↓
Epinephrine ↓
Endothelin ↓
Angiotensin II ↔(阻害↓)
Endothelial-derived nitric oxide ↑
Prostaglandins ↑
ホルモン,オータコイドによる腎循環調節
• Angiotensin IIは,局所で産生されるautacoidでparacrine hormone.
• 輸入細動脈は,NOやprostaglandinを放出することにより,angiotensin IIの
血管収縮作用の発現を抑えている.
• 輸出細動脈を優先的に収縮し,糸球体毛細血管の静水圧を上げるが,尿細
管周囲毛細血管の血流量はさげる.

42. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
強力な血管収縮物質.腎で産生される
autacoid ないしparacrine hormone
輸入細動脈では,NO,prostaglandinの放出
より収縮作用の発現が抑制されている.
輸出細動脈は,angiotensin II に敏感に反応
して収縮する.
糸球体静水圧上昇
尿細管周囲毛細血管の血流量減少
Angiotensin IIは,優先的に輸出細動脈を収縮

43. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
Angiotensin IIが増加するのは,低血圧,脱水時
 GFR減少
Angiotensin II の増加は,糸球体静水圧上昇から
GFR減少を防ぐ.
輸出細動脈収縮から,尿細管周囲毛細血管の血流を
減らし,結果的に水とNaの再吸収を増加.
Angiotensin IIは,優先的に輸出細動脈を収縮

44. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
Hormone or Autacoid GRFにたいする効果
Norepinephrine ↓
Epinephrine ↓
Endothelin ↓
Angiotensin II ↔(阻害↓)
Endothelial-derived nitric oxide ↑
Prostaglandins ↑
ホルモン,オータコイドによる腎循環調節
• Endthelial-derived nitric oxideは,全身の血管内皮細胞か
ら分泌されている.
• 腎では,血管拡張,Na,水の排泄上重要.

45. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
Hormone or Autacoid GRFにたいする効果
Norepinephrine ↓
Epinephrine ↓
Endothelin ↓
Angiotensin II ↔(阻害↓)
Endothelial-derived nitric oxide ↑
Prostaglandins ↑
ホルモン,オータコイドによる腎循環調節
• Prostaglandins(PGE2,PGI2)は血管拡張からRBF,GFRを増加.
• 輸入細動脈における交感神経,angiotensin IIの血管収縮作用を
緩和.
• 脱水,術後などにPG合成阻害作用のあるNSAIDs(aspirin等)を使
用すると,GFRを著明に低下させることがある.

46. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
糸球体濾過量と
腎血流量の自動調節
,
,
,
.

47. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
腎血流量と糸球体濾過量
平均動脈圧
(mmHg)
平均動脈圧
(mmHg)
尿量
(mL/分)
尿量
(mL/分)
腎血流量
(mL/分)
腎血流量
(mL/分)
糸球体濾過量
(mL/分)
糸球体濾過量
(mL/分)
腎血流量
腎血流量
糸球体濾過量
糸球体濾過量
平均動脈圧
(mmHg)
尿量
(mL/分)
腎血流量
(mL/分)
糸球体濾過量
(mL/分)
腎血流量
糸球体濾過量
• 腎以外の臓器の血
流の自動調節は,
酸素供給を正常に
保つことが目的.
• 腎臓の血流は,代
謝需要より遙かに
多く,自動調節の主
目的は,糸球体濾
過量を一定に維持
し,水や溶質の排出
を正確に制御する
ため.

48. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
腎血流量と糸球体濾過量
平均動脈圧
(mmHg)
平均動脈圧
(mmHg)
尿量
(mL/分)
尿量
(mL/分)
腎血流量
(mL/分)
腎血流量
(mL/分)
糸球体濾過量
(mL/分)
糸球体濾過量
(mL/分)
腎血流量
腎血流量
糸球体濾過量
糸球体濾過量
平均動脈圧
(mmHg)
尿量
(mL/分)
腎血流量
(mL/分)
糸球体濾過量
(mL/分)
腎血流量
糸球体濾過量
• 体血圧が,通常の生活範
囲内でかなり変動しても,
糸球体濾過量は比較的
一定に維持される.
• MBP70~75から
160~180mmHgまで変
動してもGFRの変化は
10%以内に収まる.
• 腎血流量も糸球体濾過
量と並行して自動調節さ
れるが,糸球体濾過量の
ほうが,より効率的に自動
調節される.

49. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
糸球体濾過量:約180L/日
尿細管再吸収量:178.5L/日
尿量:1.5L/日
糸球体濾過量の自動調節が存在しない場合
血圧のわずかな上昇(100→125mmHg)からGFR
も同様に25%上昇(180→225L/日).
尿細管再吸収量が変わらなければ,尿量は225-
178.5 =46.5L/日(30倍)まで上昇.
全血漿量はわずか3Lなので,血液量が急減してし
まう.
尿量の過大な変化を防ぐうえでGFRの自動調節は重要

50. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
糸球体濾過量の自動調節が存在
血圧の変化は,さほど尿量に影響しない.
1. 自動調節から,GFRの大きな変化を阻止.
2. 尿細管には,GFRが増加すると,再吸収量を増
加させる順応機構がある→
糸球体尿細管平衡
glomerulotubulara balance
 この制御機構があっても,血圧の変化は明らかに
尿量に影響する→
圧利尿pressure diuresis
圧ナトリウム利尿pressure natriuresis
尿量の過大な変化を防ぐうえでGFRの自動調節は重要

51. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
圧利尿,pressure diuresis
平均動脈圧
(mmHg)
平均動脈圧
(mmHg)
尿量
(mL/分)
尿量
(mL/分)
腎血流量
(mL/分)
腎血流量
(mL/分)
糸球体濾過量
(mL/分)
糸球体濾過量
(mL/分)
腎血流量
腎血流量
糸球体濾過量
糸球体濾過量
平均動脈圧
(mmHg)
尿量
(mL/分)
腎血流量
(mL/分)
糸球体濾過量
(mL/分)
腎血流量
糸球体濾過量

52. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
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Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
緻密班macula densaにおけるNaCl濃度によ
り,細動脈の抵抗を調節することと,GFRの自動
調節を関連付ける特別なフィードバック機構を
有する.
遠位尿細管へのNaClの輸送を一定に保つ
腎血流量と糸球体濾過量を平行して自動調節
尿細管糸球体フィードバック

53. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
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Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
糸球体濾過量を調節する2つの成分
1. 輸入細動脈フィードバック機構
2. 輸出細動脈フィードバック機構
いずれも,傍糸球体複合juxtaglomerular
complexの特別な解剖学的配置に依存する.
尿細管糸球体フィードバック

54. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
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Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
傍糸球体装置
糸球体
上皮
糸球体
上皮
傍糸球体細胞
傍糸球体細胞
輸入
細動脈
輸入
細動脈
輸出
細動脈
輸出
細動脈
平滑筋
繊維
平滑筋
繊維 遠位
尿細管
遠位
尿細管
基底膜
基底膜
内側
弾性
層
内側
弾性
層
緻密班
緻密班
糸球体
上皮
傍糸球体細胞
輸入
細動脈
輸出
細動脈
平滑筋
繊維 遠位
尿細管
基底膜
内側
弾性
層
緻密班
• 遠位尿細管の起始部に
ある緻密班細胞macula
densaと,輸入,輸出細動
脈の壁にある傍糸球体細
胞からなる.
• 緻密班は,輸入,輸出細
動脈と密着している遠位
尿細管の特別な上皮細
胞群.
• 細動脈にむけて分泌する
細胞内小器官からなる
Golgi装置を含む.

55. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
緻密班細胞が,遠位尿細管へのNaCl移送の変化
を感知
1. 糸球体濾過量の減少は,Henleの係蹄の流速を減少
2. Henleの係蹄の上行脚のNaClの再吸収を増加
3. 緻密班におけるNaCl濃度が低下.
4. 緻密班からのシグナルを起動.
① 輸入細動脈の抵抗減少,糸球体静水圧上昇から糸
球体濾過量を正常化
② 輸入,輸出細動脈の傍糸球体細胞からのreninの放
出を増加し,angiotensin I産生増加,angiotensin
IIが輸出細動脈を収縮し糸球体の静水圧を上昇し,
糸球体濾過量を正常化.
NaCl濃度低下から輸入細動脈拡張,renin放出

56. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
緻密班macula densaフィードバック機構
• 腎動脈圧低下時の糸
球体静水圧と糸球体濾
過量維持の自動調節.
• 2つの調節機構が同時に
機能することにより,動脈
圧が75から160mmHg
の範囲内では,糸球体濾
過量は,数%以内の変
化に収まる.

57. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
angiotensin IIは,腎臓の潅流圧低下時に,輸出
細動脈を収縮して,糸球体静水圧の低下,糸球体
濾過量低下を防止.
angiotensin-converting enzyme inhibitors
angiotensin II receptor antagonists
いずれも,腎動脈圧低下時に,糸球体濾過量を異常に
低下させる可能性.
腎動脈狭窄による高血圧患者に使用すると,急性腎不
全になる危険を有する.
GFRが著明に低下していないことをモニターしている限
りは,angiotensin II阻害薬は,高血圧,心不全その他
の重要な治療薬.
低血圧時のangiotensin II産生阻害

58. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
RBF,GFRを一定に保つ,個々の血管の機構
動脈圧上昇時,血管壁の張力,伸展に対して血管
平滑筋は収縮する反応を有する.
血管壁の伸展から,細胞外のCa2+を,細胞内に移
動させ血管を収縮させる.
過度の血管壁伸展を防ぎ,血管抵抗を上昇させる
ため,過剰なRBF上昇,GFR上昇を防止.
高血圧による損傷から腎臓を保護する上で重要.
突然の血圧上昇に応答して,輸入細動脈の筋原
性収縮反応は数秒以内におこり,糸球体毛細血
管への圧上昇を弱める.
筋原性自動調節

59. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
 多量の蛋白摂取は,腎血流量,糸球体濾過量を増加.
 高蛋白食(過量の肉など)を⾧期間摂取すると,腎臓の成⾧のせ
いで,RBF,GFRが増加する.
 高蛋白食摂取後,1,2時間後でもGFR,RBRは20~30%増加す
る.
 GFR増加の機序
1. 高蛋白食はアミノ酸を血中に放出.
2. アミノ酸は,近位尿細管で再吸収される.
3. Naとアミノ酸は,共輸送体により一緒に再吸収される.
4. アミノ酸の再吸収増加は,Na再吸収増加につながり,macula
densaのNa濃度を下げる.
5. 尿細管糸球体フィードバック機構から,輸入細動脈の抵抗を下
げ,RBF,GFRが上昇.
6. 蛋白代謝産物のureaの排泄を増加し,Naの排泄量も正常化.
多量の蛋白摂取,高血糖

60. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
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Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
蛋白摂取
アミノ酸
近位尿細管
アミノ酸
再吸収
緻密班NaCl
輸入細動脈
抵抗
緻密班
feedback
近位尿細管
NaCl再吸収
高蛋白食後に糸球体濾
過量が増加することに,
緻密班フィードバック機
構が関与することの仮
説

61. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
高蛋白食と同様のメカニズム
1. グルコースも,近位尿細管でNaとともに再吸収さ
れる.
2. 緻密班におけるNa濃度が低下
3. 尿細管糸球体フィードバック機構により,輸入細動
脈の拡張が活性化.
4. RBF,GFRが増加
高血糖とRBF,GFR増加

62. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
水銀などの重金属,tetracycline過量
近位尿細管のNaCl再吸収障害
大量のNaClが遠位尿細管へ移送
代償がなければ,一気に脱水.
尿細管糸球体フィードバック機構による腎血管収
縮が代償.
尿細管糸球体フィードバック機構は,遠位尿細
管が適切な量のNaCl,その他の溶質,水分量
を受け取るために重要.
近位尿細管の再吸収障害

63. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
生下時のGFR,RBFは低値
2歳で,健康成人レベルに達する.
腎疾患が無ければ,30歳代までは,比較的一定.
その後は,約5~10%/10年の割合でGFRが減
少するが,個人差が大きい.一致するものは
Nitric oxide減少
酸化ストレスの増加
機能ネフロンの減少
いずれも,血圧上昇,代謝障害,加齢による累積的糸
球体損傷をおこすその他の障害等に部分的に関連.
RBF,GFRに影響するその他の因子

64. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
体重で補正しても,男性は女性より高い腎血流
量,糸球体濾過量を持つ.
男性は,閉経前の女性より早くGFRが減少する.
性差のメカニズムは完全には解明されていない.
腎臓にとってestrogenは良い影響を,androgen
は傷害的に作用することが,部分的な説明として示
唆されている.
RBF,GFRの性差

65. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
腎血流量,糸球体濾過量に影響する健康状態
健康状態 RBF GFR
加齢 ↓ ↓
高蛋白食 ↑ ↑
高血糖 ↑ ↑
肥満 ↑ ↑
食塩摂取過多 ↑ ↑
糖質コルチコイド ↑ ↑
発熱,発熱因子 ↑ ↑

66. 27 Glomerular Filtration,Renal Blood Flow,and Their Control 14th
O.Yamaguchi
Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
27 糸球体濾過,
腎血流とそれらの調節