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26 the urinary system; functional anatomy and urine formation by the kidneys

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O
Osamu Yamaguchi

Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Edition

Health & Medicine
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26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 26 泌尿器系: 機能的解剖と腎による尿形成
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 代謝廃棄物や外来化学物質の排泄 水,電解質のバランスの調節 体液の滲透圧,電解質濃度の調節 動脈圧の調節 酸塩基平衡の調節 赤血球産生の調節 ホルモンの分泌,代謝,排泄 糖新生 恒常性維持のための腎の機能
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 体が,もはや必要としない代謝産物を排除する 主要な手段 urea(アミノ酸代謝産物) creatinine(筋のcreatineから) uric acid(核酸の代謝産物) hemoglobin崩壊の終末産物(例;bilirubin) 多くのホルモンの代謝産物 毒素,外来化学物質の廃棄 殺虫剤,薬剤,食品添加物 代謝産物,外来化学物質,薬物,ホルモン代謝物質の廃棄
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 恒常性維持のため,摂取量と排泄量は,正確に 一致する必要がある. 水,電解質の摂取は,通常個人の飲食習慣に よって決まり,腎臓は摂取された量に合わせてそ れらを排泄する. 水,電解質のバランス調節
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. Naの摂取量が10倍に増えた場合 ナトリウムの摂取と 排泄 (mEq/日) ナトリウムの摂取と 排泄 (mEq/日) 細胞外液量 (L) 細胞外液量 (L) 排泄 排泄 摂取 摂取 ナトリウム 喪失 ナトリウム 喪失 時間(日) 時間(日) ナトリウム 貯留 ナトリウム 貯留 ナトリウムの摂取と 排泄 (mEq/日) 細胞外液量 (L) 排泄 摂取 ナトリウム 喪失 時間(日) ナトリウム 貯留 • Na摂取が, 30mEq/ 日から急に300mEq/ 日まで増加. • 2,3日以内に腎からの Na排泄量が 300mWq/日まで増 加し,IN/OUTバランス が急速に回復. • 腎が順応するまでの 2,3日はNa蓄積による ECFの増加があり,腎に よるNa排泄増加のた めのホルモンその他の代 償機構を賦活するトリ ガーとなる.
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. Naの摂取量が10倍に増えた場合 ナトリウムの摂取と 排泄 (mEq/日) ナトリウムの摂取と 排泄 (mEq/日) 細胞外液量 (L) 細胞外液量 (L) 排泄 排泄 摂取 摂取 ナトリウム 喪失 ナトリウム 喪失 時間(日) 時間(日) ナトリウム 貯留 ナトリウム 貯留 ナトリウムの摂取と 排泄 (mEq/日) 細胞外液量 (L) 排泄 摂取 ナトリウム 喪失 時間(日) ナトリウム 貯留 • Naの摂取は, 1500mEq/日(正常 の10倍)まで増加, ないし10mEq/日 (<0.1/正常)まで低 下しても,細胞外液 量や血漿Na濃度 の変化は比較的 少ない範囲に収ま る. • 水や,他の電解質 の摂取量変化でも 同様.
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. ⾧期間の血圧調節 Na,水の排泄量調節による. 短期間の血圧調節 ホルモンや血管作働性物質による調節. renin-angiotensin II 動脈圧の調節
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 酸の排泄と,緩衝物質の貯留量を調節 ある種の酸の排泄では,唯一の器官 硫酸 リン酸 酸塩基平衡の調節
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. erythropoietin産生 骨髄の造血幹細胞hematopoietic stem cellに よるRBC産生を刺激. 低酸素が,産生を刺激 重症腎疾患患者,腎摘出後患者で は,erythropoietin産生減少で貧血. 赤血球産生調節
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 1,25-dihydroxyvitaminD3(calcitriol) vitamin Dの活性型 “1”位置が,水酸化され,生理活性が強くなる. calcitriolは,骨へのカルシウム沈着に必須で,消化 管からのカルシウム再吸収にも重要. calcitriolは,カルシウム,リン酸調節上,重要. 1,25-Dihydroxyvitamin D3産生調節
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 飢餓が続くと,アミノ酸などから糖を合成. 肝臓に匹敵する合成能. 糖新生
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 腎臓の生理学的解剖
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 腎臓,尿管の全体的構成 腎臓 腎臓 尿管 尿管 膀胱 膀胱 尿道 尿道 腎臓 尿管 膀胱 尿道 • 腹腔の外側,腹部後壁に 位置. • 約150g,握り拳大. • 内側に,腎門と呼ばれる 腎動静脈,リンパ管,神経 尿管が出入りする部分が ある.
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 腎臓,尿管の全体的構成 小腎杯 小腎杯 大腎杯 大腎杯 乳頭 乳頭 腎皮質 腎皮質 腎盂 腎盂 腎髄質 腎髄質 腎錐体 腎錐体 腎皮膜 腎皮膜 尿管 尿管 ネフロン (拡大) ネフロン (拡大) 小腎杯 大腎杯 乳頭 腎皮質 腎盂 腎髄質 腎錐体 腎皮膜 尿管 ネフロン (拡大) • 外側の皮質と内側の 髄質に分かれる. • 髄質は,8-10個の円 錐状の腎錐体に分か れる. • 腎錐体は,皮質,髄質 の境界からはじまり乳 頭に終わり,腎盂に向 かっている. • 腎盂は,大腎杯に接続. • 腎杯,腎盂,尿管は収 縮繊維をふくみ,尿を 膀胱に推進する.
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 腎血流量:COの約22%,1100mL/分. 腎動脈 腎門からは入り,分岐しながら interlobar artery 葉間動脈 interlobular artery 小葉間動脈 afferent arteriole 輸入細動脈 糸球体毛細血管 efferent arteriole 輸出細動脈 尿細管周囲毛細血管 等を,形成. 腎臓の血流支配
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 腎臓の血流支配 腎小葉間 腎小葉間 腎弓状 動静脈 腎弓状 動静脈 腎区動脈 腎区動脈 腎静脈 腎静脈 腎動脈 腎動脈 葉間動静脈 葉間動静脈 動脈,静脈 動脈,静脈 腎小葉間 腎弓状 動静脈 腎区動脈 腎静脈 腎動脈 葉間動静脈 動脈,静脈
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 腎臓の血流支配 弓状 動脈 弓状 動脈 遠位尿細管 遠位尿細管 近位尿細管 近位尿細管 集合管 集合管 弓状 静脈 弓状 静脈 Henleの係 蹄 Henleの係 蹄 尿細管周囲毛 細血管 尿細管周囲毛 細血管 輸入 細動脈 輸入 細動脈 輸出細動脈 輸出細動脈 糸球体 糸球体 皮質 集合管 皮質 集合管 傍糸球体 装置 傍糸球体 装置 Bowman囊 Bowman囊 弓状 動脈 遠位尿細管 近位尿細管 集合管 弓状 静脈 Henleの係 蹄 尿細管周囲毛 細血管 輸入 細動脈 輸出細動脈 糸球体 皮質 集合管 傍糸球体 装置 Bowman囊
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 二つの毛細血管床を持つ. 糸球体毛細血管 尿細管毛細血管 直列に配置され,輸出細動脈で隔てられている. 輸出細動脈が,両方の毛細血管の静水圧を調節. 糸球体毛細血管の高い静水圧(≒60mmHg)は,迅速 な濾過に貢献 尿細管周囲毛細血管の低い静水圧(≒13mmHg)は, 速やかな液の再吸収に貢献. 静水圧を調節することにより,体の恒常性の需要に応じ た糸球体濾過率,尿細管再吸収の調節を行っている. 腎循環の特殊性
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 各々の腎は,80~100万のネフロンを有する. 腎臓は,新たなネフロンを再生できない. 外傷,疾病,加齢で減少. 40歳以降,機能しているネフロンは,約10%/10年減 少. 80歳では,40歳時より40%少ない 数は減少しても,残存ネフロンが,機能的に順応する ので,致命的にならない. ネフロン
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. ネフロン 結合尿細管 結合尿細管 近位尿細管 近位尿細管 Bowman囊 Bowman囊 皮質 集合管 皮質 集合管 遠位尿細管 遠位尿細管 緻密班 緻密班 皮質 皮質 髄質 集合管 髄質 集合管 集合管 集合管 下降脚 下降脚 Henleの係蹄: Henleの係蹄: 太い上行脚 太い上行脚 細い上行脚 細い上行脚 髄質 髄質 結合尿細管 近位尿細管 Bowman囊 皮質 集合管 遠位尿細管 緻密班 皮質 髄質 集合管 集合管 下降脚 Henleの係蹄: 太い上行脚 細い上行脚 髄質 1. 糸球体と呼ばれる,房状 分岐をした毛細血管を 含む.糸球体を通して,大 量の液体が血液から濾 過される. 他の毛細血管より,静水 圧が高く(≒60mmHg) 上皮細胞により覆われて いる. 糸球体全体は, Bowman囊に格納され ている.
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. ネフロン 結合尿細管 結合尿細管 近位尿細管 近位尿細管 Bowman囊 Bowman囊 皮質 集合管 皮質 集合管 遠位尿細管 遠位尿細管 緻密班 緻密班 皮質 皮質 髄質 集合管 髄質 集合管 集合管 集合管 下降脚 下降脚 Henleの係蹄: Henleの係蹄: 太い上行脚 太い上行脚 細い上行脚 細い上行脚 髄質 髄質 結合尿細管 近位尿細管 Bowman囊 皮質 集合管 遠位尿細管 緻密班 皮質 髄質 集合管 集合管 下降脚 Henleの係蹄: 太い上行脚 細い上行脚 髄質 2. 尿細管 • Bowman囊から皮質の近 位尿細管に注ぐ. • その後,腎髄質を旋回する Henleの係蹄loopを通過. • loopは,下行脚,上行脚から なる. • 下行脚と,上行脚の下端は 非常に細く,loopの細い部分 を形成. • 上行脚が皮質に戻ると,壁は 太くなる(太い部分) • 最後に,macula densa 緻密斑から遠位尿細管に至 る.
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. ネフロン 結合尿細管 結合尿細管 近位尿細管 近位尿細管 Bowman囊 Bowman囊 皮質 集合管 皮質 集合管 遠位尿細管 遠位尿細管 緻密班 緻密班 皮質 皮質 髄質 集合管 髄質 集合管 集合管 集合管 下降脚 下降脚 Henleの係蹄: Henleの係蹄: 太い上行脚 太い上行脚 細い上行脚 細い上行脚 髄質 髄質 結合尿細管 近位尿細管 Bowman囊 皮質 集合管 遠位尿細管 緻密班 皮質 髄質 集合管 集合管 下降脚 Henleの係蹄: 太い上行脚 細い上行脚 髄質 3. 集合管 • 遠位尿細管から結合尿細 管を介して,皮質集合管に 至る. • 当初の8~10個の皮質集 合管が結合して,大きな髄 質を下る髄質集合管を形 成. • 各腎臓は,約250の集合管 を持つ. • 集合管一本は,約4000の ネフロンからの尿を集める.
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 皮質ネフロンと傍髄質ネフロン 輸出 細動脈 輸出 細動脈 輸入 細動脈 輸入 細動脈 皮質 ネフロン 皮質 ネフロン 傍髄質 ネフロン 傍髄質 ネフロン 小葉間 動脈 静脈 小葉間 動脈 静脈 皮質 皮質 弓状 動脈 静脈 弓状 動脈 静脈 葉間 動脈 静脈 葉間 動脈 静脈 太いHenleの 係蹄 太いHenleの 係蹄 直細血管 直細血管 集合管 集合管 Bellini管 Bellini管 細いHenleの 係蹄 細いHenleの 係蹄 髄質 髄質 輸出 細動脈 輸入 細動脈 皮質 ネフロン 傍髄質 ネフロン 小葉間 動脈 静脈 皮質 弓状 動脈 静脈 葉間 動脈 静脈 太いHenleの 係蹄 直細血管 集合管 Bellini管 細いHenleの 係蹄 髄質 • 全体の20~30%は, 傍髄質ネフロン. • 皮質ネフロンは,尿細 管全⾧を毛細血管が 取り巻いている. • 傍髄質ネフロンでは,⾧ い輸出細動脈が,髄質 の外側層まで延び,その 後直細血管 vasa rectaと呼ばれる毛細 血管に分岐. • 直細血管は,Henleの 係蹄と共に皮質にもど り,皮質静脈に注ぐ.尿 の濃縮に不可欠.
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 排尿 Micturition
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 膀胱の生理学的解剖 排尿筋 排尿筋 外尿道口 外尿道口 膀胱三角 膀胱三角 前立腺 前立腺 尿道球腺 尿道球腺 尿道 尿道 尿管 開口部 尿管 開口部 尿管 尿管 内括約筋 内括約筋 尿生殖隔膜 尿生殖隔膜 (外括約筋を含む) (外括約筋を含む) 男性 男性 女性 女性 排尿筋 外尿道口 膀胱三角 前立腺 尿道球腺 尿道 尿管 開口部 尿管 内括約筋 尿生殖隔膜 (外括約筋を含む) 男性 女性 • 平滑筋による室 1. 体部;尿を貯留 する主要な部分 2. 頸部;漏斗状の 形状で,泌尿生 殖三角から尿道 に接続. 低い部 分は,後部尿道と も呼ばれる.
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 膀胱の生理学的解剖 排尿筋 排尿筋 外尿道口 外尿道口 膀胱三角 膀胱三角 前立腺 前立腺 尿道球腺 尿道球腺 尿道 尿道 尿管 開口部 尿管 開口部 尿管 尿管 内括約筋 内括約筋 尿生殖隔膜 尿生殖隔膜 (外括約筋を含む) (外括約筋を含む) 男性 男性 女性 女性 排尿筋 外尿道口 膀胱三角 前立腺 尿道球腺 尿道 尿管 開口部 尿管 内括約筋 尿生殖隔膜 (外括約筋を含む) 男性 女性 • 排尿筋(=平滑筋) • 全ての方向に伸び ていて,収縮時には 膀胱内圧を40- 60mmHgまで上 昇し,排尿を促す. • 隣接する排尿筋は， 癒合しており活動 電位の拡散が容易 で,一気に膀胱を収 縮できる.
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 膀胱の生理学的解剖 排尿筋 排尿筋 外尿道口 外尿道口 膀胱三角 膀胱三角 前立腺 前立腺 尿道球腺 尿道球腺 尿道 尿道 尿管 開口部 尿管 開口部 尿管 尿管 内括約筋 内括約筋 尿生殖隔膜 尿生殖隔膜 (外括約筋を含む) (外括約筋を含む) 男性 男性 女性 女性 排尿筋 外尿道口 膀胱三角 前立腺 尿道球腺 尿道 尿管 開口部 尿管 内括約筋 尿生殖隔膜 (外括約筋を含む) 男性 女性 • 膀胱三角 trigone:下端 は,後部尿道に, 両上端は,尿管 開口部.他の部 分の粘膜が皺を 形成しているのに 対して平滑なの が特徴.
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 膀胱の生理学的解剖 排尿筋 排尿筋 外尿道口 外尿道口 膀胱三角 膀胱三角 前立腺 前立腺 尿道球腺 尿道球腺 尿道 尿道 尿管 開口部 尿管 開口部 尿管 尿管 内括約筋 内括約筋 尿生殖隔膜 尿生殖隔膜 (外括約筋を含む) (外括約筋を含む) 男性 男性 女性 女性 排尿筋 外尿道口 膀胱三角 前立腺 尿道球腺 尿道 尿管 開口部 尿管 内括約筋 尿生殖隔膜 (外括約筋を含む) 男性 女性 • 内括約筋:通常から 緊張していて膀胱から の漏れを防ぐ.平滑筋 と弾性線維からなる. • 外括約筋:神経支配 を受ける随意の骨格 筋.意識的に排尿を 避けるときに緊張.
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 膀胱の神経支配 尿管 尿管 体部 体部 三角 三角 膀胱頚部 膀胱頚部 (後部尿道) (後部尿道) 外括約筋 外括約筋 交感神経 交感神経 副交感神経 副交感神経 外陰部 外陰部 尿管 体部 三角 膀胱頚部 (後部尿道) 外括約筋 交感神経 副交感神経 外陰部 • 仙骨神経叢を介して脊髄と骨盤神経とが接続されている. • 知覚神経が,膀胱壁の伸展度を知覚.後部尿道の伸展シグナルが 殊に強力.
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 膀胱の神経支配 尿管 尿管 体部 体部 三角 三角 膀胱頚部 膀胱頚部 (後部尿道) (後部尿道) 外括約筋 外括約筋 交感神経 交感神経 副交感神経 副交感神経 外陰部 外陰部 尿管 体部 三角 膀胱頚部 (後部尿道) 外括約筋 交感神経 副交感神経 外陰部 • 運動神経は,副交感神経で膀胱壁内の神経節細胞に終わる • 節後神経は,排尿筋に接続.
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 膀胱の神経支配 尿管 尿管 体部 体部 三角 三角 膀胱頚部 膀胱頚部 (後部尿道) (後部尿道) 外括約筋 外括約筋 交感神経 交感神経 副交感神経 副交感神経 外陰部 外陰部 尿管 体部 三角 膀胱頚部 (後部尿道) 外括約筋 交感神経 副交感神経 外陰部 • 外膀胱括約筋を支配する陰部神経という骨格筋運動線維が重要.体性神経線 維で,括約筋を随意的に調節. • 下腹神経(L2 seg.)から交感神経支配を受ける. 痛み,充満度を感知する知覚 神経も,交感神経を介する.
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 1. 集合管から腎杯への尿の移動が,腎杯を拡張 し固有のpacemaker活動を増す. 2. 腎盂,尿管に沿った蠕動運動を促し,尿を膀胱 へと移動する. 成人の尿管は,25~35cm 尿管は,平滑筋を含み,交感神経,副交感神経 支配を受け,同時に壁内の神経叢を持つ. 蠕動は,副交感神経により刺激され,交感神経 により抑制される. 腎,尿管,膀胱への尿の移送
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 3. 尿管は,膀胱三角内の排尿筋を貫通する. 4. 尿管は,膀胱壁内を数cm斜めに通る. 5. 膀胱内圧が,壁内の尿管を圧迫して,尿の逆 流を防いでいる. 6. 尿管の蠕動運動が,尿管内圧を上昇させ尿を 膀胱内に移動させる. 患者によっては,壁内を貫通する尿管が短く,排 尿時の膀胱収縮による尿管閉塞が不十分とな り,膀胱尿管逆流 vesicoureteral reflexをお こす場合がある. 腎,尿管,膀胱への尿の移送
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 尿管は,強力な痛覚神経支配を受けている. 尿管に障害(尿路結石など)が生じると,強い反 射的収縮を生じ,激しい痛みをともなう. 痛みは,交感神経刺激から腎の細動脈を収縮 し,尿量を減少する-ureterorenal reflex 尿管の痛覚と尿管腎反射
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 膀胱の充満と壁の緊張 the Cystometrogram 膀胱内圧 (cm/H 2 O) 膀胱内圧 (cm/H 2 O) 排尿収縮 排尿収縮 内容量(mL) 内容量(mL) 膀胱内圧 (cm/H 2 O) 排尿収縮 内容量(mL) • 200- 300mL程度 までは,圧の 上昇がわずか. • 300- 400mLを超 えると,圧の上 昇は急峻にな る.
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 排尿反射 膀胱内圧 (cm/H 2 O) 膀胱内圧 (cm/H 2 O) 排尿収縮 排尿収縮 内容量(mL) 内容量(mL) 膀胱内圧 (cm/H 2 O) 排尿収縮 内容量(mL) • 尿貯留に伴い, 赤い点線の排 尿収縮がおこる. • 膀胱壁の知覚 伸展受容体の 反射(後部尿道 が重要) • 尿の充満が部 分的であれば,こ の収縮は,自然 に1分程度で弛 緩する.
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 排尿反射 膀胱内圧 (cm/H 2 O) 膀胱内圧 (cm/H 2 O) 排尿収縮 排尿収縮 内容量(mL) 内容量(mL) 膀胱内圧 (cm/H 2 O) 排尿収縮 内容量(mL) • 排尿反射は,自 動的に繰り返さ れる. • 充満されるに 従って,反射は 頻回かつ強力に なる. • 反射が,十分強 力になると陰部 神経を介して外 括約筋を抑制し て排尿がおこる.
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 排尿反射は,自律的な脊髄反射だが,脳により制 御可能. 1. ponsにある強力な促進,抑制中枢. 2. 皮質にある複数の抑制的に作用する中枢(一部興奮 性).  排尿反射は,排尿の基本的原因ではあるが,高 次中枢が最終的な排尿制御を行っている. 1. 排尿したいとき以外は,高次中枢が反射を部分的に 抑制 2. 排尿反射が起きても,高次中枢は外括約筋を収縮し て排尿を阻止して,時間を稼ぐ. 3. 排尿時には,仙骨排尿中枢を刺激し,排尿反射を開 始,外括約筋を抑制して利尿を可能にする. 脳による排尿の促進,抑制.
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 1. 腹筋を緊張させて,膀胱内圧を高める. 2. 膀胱頸部,後部尿道に尿が入り,壁内の受容 体を伸展する. 3. 排尿反射を誘発,外括約筋の収縮を弱める. 4. 通常,全量が排出されるが,まれに5-10mL以 上が膀胱内に残ることもある. 随意的排尿
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 膀胱から脊髄への知覚神経路が障害されると,伸 展シグナルの伝搬が阻害され排尿反射はおこらな い. 脊髄からの遠心性線維が正常でも,膀胱のコントロー ルが不可能となる. 定期的に空にする代わりに,容量いっぱいまで充満し,尿 道から数滴あふれ出る-溢水性尿失禁. 弛緩膀胱 脊髄仙骨部分にたいする挫傷. 梅毒による,脊髄後根の収縮性繊維化 tabes dorsalis, tabetic bladder 弛緩膀胱と尿失禁
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 仙骨部神経叢が維持される上位の脊髄損傷 の場合. 排尿反射は,維持される. 脳による制御は,喪失. 当初の数日から数週間の間は,上位中枢からの促 進信号が急に消失するため排尿反射は抑制される. 定期的に,膀胱をカテーテルで空にすると,排尿反射 は回復する. 仙骨部より上位の脊損による自動膀胱
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 頻尿,かつ制御不可の排尿 脊髄の部分的障害ないし脳幹がほとんどの抑制信 号を阻止してしまうような病態で発生. 促進信号が,持続的に脊髄を下行し,仙骨の排尿 中枢を刺激. 少量の尿貯留でも,制御不可能な排尿反射を起こ し,頻尿となる. 非抑制性神経因性膀胱
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 糸球体濾過,尿細管再吸収,尿細 管分泌の結果としての尿形成
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 尿の組成を決定する基本過程 輸入細動脈 輸入細動脈 輸出細動脈 輸出細動脈 1,濾過 2,再吸収 3,分泌 4,排泄 1,濾過 2,再吸収 3,分泌 4,排泄 尿細管周囲 毛細血管 尿細管周囲 毛細血管 腎静脈 腎静脈 糸球体 毛細血管 糸球体 毛細血管 Bowman囊 Bowman囊 尿排泄 尿排泄 排泄量=濾過量-再吸収量-分泌量 排泄量=濾過量-再吸収量-分泌量 輸入細動脈 輸出細動脈 1,濾過 2,再吸収 3,分泌 4,排泄 尿細管周囲 毛細血管 腎静脈 糸球体 毛細血管 Bowman囊 尿排泄 排泄量=濾過量-再吸収量-分泌量
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 濾過のみうける物質A A 濾過のみ A 濾過のみ A 濾過のみ • 糸球体で自由に濾過さ れる. • 尿細管で,再吸収や分 泌がなされない. • 排泄量と濾過量が同一. • 生体ではcreatineがこ れに相当.
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 濾過と部分的再吸収を受ける物質B B 濾過と部分的 再吸収 B 濾過と部分的 再吸収 B 濾過と部分的 再吸収 • 自由に濾過されるが,一 部尿細管から再吸収さ れ血中にもどる. • 尿中排泄量は,糸球体 濾過量より少ない. • 排泄量=濾過量-再吸 収量 • Na,Clなど,多くの電解質 の典型例.
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 濾過されるが,全量が再吸収される物質C C 濾過と完全な 再吸収 C 濾過と完全な 再吸収 C 濾過と完全な 再吸収 • 自由に濾過される. • 全量が,再吸収され尿中 に排泄されない. • ある種の栄養素でおこる. • アミノ酸 • ブドウ糖 体液に保持される.
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 濾過と分泌がなされる物質D D 濾過と分泌 D 濾過と分泌 D 濾過と分泌 • 糸球体で,自由に濾過される. • 再吸収は,されない. • 尿細管周囲毛細血管から, 尿細管に分泌される. • 有機酸や有機塩基でおこる. • 体内から浄化され,尿中に大 量に排泄される. • 排泄量=濾過量+分泌量
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 再吸収のほうが,分泌より量的には重要. K+,H+などでは,分泌量が重要. 体から排除すべき物質,すなわち尿素,クレアチニン, 尿酸,尿酸塩などの代謝産物は,ほとんど再吸収さ れずに大量に尿中に排泄される. 外来物質や薬剤はほとんど再吸収されない上に, 血中から尿細管に分泌されため,排泄率が高い. Na+,Cl-,HCO3 -などは,再吸収が多く,ほんの少量 が尿中に排泄される. アミノ酸やブドウ糖などの栄養素は,尿細管から完 全に再吸収され,大量に濾過されたとしても尿中に 現れない. 濾過,再吸収,分泌
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. ほとんどの物質で,濾過量や再吸収量のほうが, 排泄量よりはるかに多い. わずかな濾過量,再吸収量の変化が,比較的 大きな排泄量変化につながる. 糸球体濾過率(GFR)のわずか10%増加(180から 198L/日)は,尿細管再吸収量が不変であれば,尿 量を13倍(1.5L/日から19.5L/日)まで増加. 糸球体濾過量と尿細管再吸収量は,協調して必要 な腎排泄量の変化に対応している. 濾過,再吸収,分泌
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. GRFが高いと,代謝産物の廃棄が迅速に行える. 廃棄物の多くは,尿細管で再吸収されないため,高い濾 過率が効果的除去に有効 GFRが高いと,体液は,一日に何度も腎による濾過 を受けられる. 人の全血漿量はわずか3L. GFRは,180L/日 全血漿が,約60回の濾過を受けることが可能. 高いGFRで,腎臓は体液量,組成を正確かつ迅速に調 節することが可能. なぜ大量の溶質を濾過し,その後再吸収するのか?
26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 26 泌尿器系: 機能的解剖と腎による尿形成

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  • 1. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed.
  • 2. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 26 泌尿器系: 機能的解剖と腎による尿形成
  • 3. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 代謝廃棄物や外来化学物質の排泄 水,電解質のバランスの調節 体液の滲透圧,電解質濃度の調節 動脈圧の調節 酸塩基平衡の調節 赤血球産生の調節 ホルモンの分泌,代謝,排泄 糖新生 恒常性維持のための腎の機能
  • 4. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 体が,もはや必要としない代謝産物を排除する 主要な手段 urea(アミノ酸代謝産物) creatinine(筋のcreatineから) uric acid(核酸の代謝産物) hemoglobin崩壊の終末産物(例;bilirubin) 多くのホルモンの代謝産物 毒素,外来化学物質の廃棄 殺虫剤,薬剤,食品添加物 代謝産物,外来化学物質,薬物,ホルモン代謝物質の廃棄
  • 5. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 恒常性維持のため,摂取量と排泄量は,正確に 一致する必要がある. 水,電解質の摂取は,通常個人の飲食習慣に よって決まり,腎臓は摂取された量に合わせてそ れらを排泄する. 水,電解質のバランス調節
  • 6. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. Naの摂取量が10倍に増えた場合 ナトリウムの摂取と 排泄 (mEq/日) ナトリウムの摂取と 排泄 (mEq/日) 細胞外液量 (L) 細胞外液量 (L) 排泄 排泄 摂取 摂取 ナトリウム 喪失 ナトリウム 喪失 時間(日) 時間(日) ナトリウム 貯留 ナトリウム 貯留 ナトリウムの摂取と 排泄 (mEq/日) 細胞外液量 (L) 排泄 摂取 ナトリウム 喪失 時間(日) ナトリウム 貯留 • Na摂取が, 30mEq/ 日から急に300mEq/ 日まで増加. • 2,3日以内に腎からの Na排泄量が 300mWq/日まで増 加し,IN/OUTバランス が急速に回復. • 腎が順応するまでの 2,3日はNa蓄積による ECFの増加があり,腎に よるNa排泄増加のた めのホルモンその他の代 償機構を賦活するトリ ガーとなる.
  • 7. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. Naの摂取量が10倍に増えた場合 ナトリウムの摂取と 排泄 (mEq/日) ナトリウムの摂取と 排泄 (mEq/日) 細胞外液量 (L) 細胞外液量 (L) 排泄 排泄 摂取 摂取 ナトリウム 喪失 ナトリウム 喪失 時間(日) 時間(日) ナトリウム 貯留 ナトリウム 貯留 ナトリウムの摂取と 排泄 (mEq/日) 細胞外液量 (L) 排泄 摂取 ナトリウム 喪失 時間(日) ナトリウム 貯留 • Naの摂取は, 1500mEq/日(正常 の10倍)まで増加, ないし10mEq/日 (<0.1/正常)まで低 下しても,細胞外液 量や血漿Na濃度 の変化は比較的 少ない範囲に収ま る. • 水や,他の電解質 の摂取量変化でも 同様.
  • 8. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. ⾧期間の血圧調節 Na,水の排泄量調節による. 短期間の血圧調節 ホルモンや血管作働性物質による調節. renin-angiotensin II 動脈圧の調節
  • 9. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 酸の排泄と,緩衝物質の貯留量を調節 ある種の酸の排泄では,唯一の器官 硫酸 リン酸 酸塩基平衡の調節
  • 10. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. erythropoietin産生 骨髄の造血幹細胞hematopoietic stem cellに よるRBC産生を刺激. 低酸素が,産生を刺激 重症腎疾患患者,腎摘出後患者で は,erythropoietin産生減少で貧血. 赤血球産生調節
  • 11. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 1,25-dihydroxyvitaminD3(calcitriol) vitamin Dの活性型 “1”位置が,水酸化され,生理活性が強くなる. calcitriolは,骨へのカルシウム沈着に必須で,消化 管からのカルシウム再吸収にも重要. calcitriolは,カルシウム,リン酸調節上,重要. 1,25-Dihydroxyvitamin D3産生調節
  • 12. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 飢餓が続くと,アミノ酸などから糖を合成. 肝臓に匹敵する合成能. 糖新生
  • 13. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 腎臓の生理学的解剖
  • 14. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 腎臓,尿管の全体的構成 腎臓 腎臓 尿管 尿管 膀胱 膀胱 尿道 尿道 腎臓 尿管 膀胱 尿道 • 腹腔の外側,腹部後壁に 位置. • 約150g,握り拳大. • 内側に,腎門と呼ばれる 腎動静脈,リンパ管,神経 尿管が出入りする部分が ある.
  • 15. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 腎臓,尿管の全体的構成 小腎杯 小腎杯 大腎杯 大腎杯 乳頭 乳頭 腎皮質 腎皮質 腎盂 腎盂 腎髄質 腎髄質 腎錐体 腎錐体 腎皮膜 腎皮膜 尿管 尿管 ネフロン (拡大) ネフロン (拡大) 小腎杯 大腎杯 乳頭 腎皮質 腎盂 腎髄質 腎錐体 腎皮膜 尿管 ネフロン (拡大) • 外側の皮質と内側の 髄質に分かれる. • 髄質は,8-10個の円 錐状の腎錐体に分か れる. • 腎錐体は,皮質,髄質 の境界からはじまり乳 頭に終わり,腎盂に向 かっている. • 腎盂は,大腎杯に接続. • 腎杯,腎盂,尿管は収 縮繊維をふくみ,尿を 膀胱に推進する.
  • 16. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 腎血流量:COの約22%,1100mL/分. 腎動脈 腎門からは入り,分岐しながら interlobar artery 葉間動脈 interlobular artery 小葉間動脈 afferent arteriole 輸入細動脈 糸球体毛細血管 efferent arteriole 輸出細動脈 尿細管周囲毛細血管 等を,形成. 腎臓の血流支配
  • 17. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 腎臓の血流支配 腎小葉間 腎小葉間 腎弓状 動静脈 腎弓状 動静脈 腎区動脈 腎区動脈 腎静脈 腎静脈 腎動脈 腎動脈 葉間動静脈 葉間動静脈 動脈,静脈 動脈,静脈 腎小葉間 腎弓状 動静脈 腎区動脈 腎静脈 腎動脈 葉間動静脈 動脈,静脈
  • 18. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 腎臓の血流支配 弓状 動脈 弓状 動脈 遠位尿細管 遠位尿細管 近位尿細管 近位尿細管 集合管 集合管 弓状 静脈 弓状 静脈 Henleの係 蹄 Henleの係 蹄 尿細管周囲毛 細血管 尿細管周囲毛 細血管 輸入 細動脈 輸入 細動脈 輸出細動脈 輸出細動脈 糸球体 糸球体 皮質 集合管 皮質 集合管 傍糸球体 装置 傍糸球体 装置 Bowman囊 Bowman囊 弓状 動脈 遠位尿細管 近位尿細管 集合管 弓状 静脈 Henleの係 蹄 尿細管周囲毛 細血管 輸入 細動脈 輸出細動脈 糸球体 皮質 集合管 傍糸球体 装置 Bowman囊
  • 19. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 二つの毛細血管床を持つ. 糸球体毛細血管 尿細管毛細血管 直列に配置され,輸出細動脈で隔てられている. 輸出細動脈が,両方の毛細血管の静水圧を調節. 糸球体毛細血管の高い静水圧(≒60mmHg)は,迅速 な濾過に貢献 尿細管周囲毛細血管の低い静水圧(≒13mmHg)は, 速やかな液の再吸収に貢献. 静水圧を調節することにより,体の恒常性の需要に応じ た糸球体濾過率,尿細管再吸収の調節を行っている. 腎循環の特殊性
  • 20. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 各々の腎は,80~100万のネフロンを有する. 腎臓は,新たなネフロンを再生できない. 外傷,疾病,加齢で減少. 40歳以降,機能しているネフロンは,約10%/10年減 少. 80歳では,40歳時より40%少ない 数は減少しても,残存ネフロンが,機能的に順応する ので,致命的にならない. ネフロン
  • 21. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. ネフロン 結合尿細管 結合尿細管 近位尿細管 近位尿細管 Bowman囊 Bowman囊 皮質 集合管 皮質 集合管 遠位尿細管 遠位尿細管 緻密班 緻密班 皮質 皮質 髄質 集合管 髄質 集合管 集合管 集合管 下降脚 下降脚 Henleの係蹄: Henleの係蹄: 太い上行脚 太い上行脚 細い上行脚 細い上行脚 髄質 髄質 結合尿細管 近位尿細管 Bowman囊 皮質 集合管 遠位尿細管 緻密班 皮質 髄質 集合管 集合管 下降脚 Henleの係蹄: 太い上行脚 細い上行脚 髄質 1. 糸球体と呼ばれる,房状 分岐をした毛細血管を 含む.糸球体を通して,大 量の液体が血液から濾 過される. 他の毛細血管より,静水 圧が高く(≒60mmHg) 上皮細胞により覆われて いる. 糸球体全体は, Bowman囊に格納され ている.
  • 22. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. ネフロン 結合尿細管 結合尿細管 近位尿細管 近位尿細管 Bowman囊 Bowman囊 皮質 集合管 皮質 集合管 遠位尿細管 遠位尿細管 緻密班 緻密班 皮質 皮質 髄質 集合管 髄質 集合管 集合管 集合管 下降脚 下降脚 Henleの係蹄: Henleの係蹄: 太い上行脚 太い上行脚 細い上行脚 細い上行脚 髄質 髄質 結合尿細管 近位尿細管 Bowman囊 皮質 集合管 遠位尿細管 緻密班 皮質 髄質 集合管 集合管 下降脚 Henleの係蹄: 太い上行脚 細い上行脚 髄質 2. 尿細管 • Bowman囊から皮質の近 位尿細管に注ぐ. • その後,腎髄質を旋回する Henleの係蹄loopを通過. • loopは,下行脚,上行脚から なる. • 下行脚と,上行脚の下端は 非常に細く,loopの細い部分 を形成. • 上行脚が皮質に戻ると,壁は 太くなる(太い部分) • 最後に,macula densa 緻密斑から遠位尿細管に至 る.
  • 23. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. ネフロン 結合尿細管 結合尿細管 近位尿細管 近位尿細管 Bowman囊 Bowman囊 皮質 集合管 皮質 集合管 遠位尿細管 遠位尿細管 緻密班 緻密班 皮質 皮質 髄質 集合管 髄質 集合管 集合管 集合管 下降脚 下降脚 Henleの係蹄: Henleの係蹄: 太い上行脚 太い上行脚 細い上行脚 細い上行脚 髄質 髄質 結合尿細管 近位尿細管 Bowman囊 皮質 集合管 遠位尿細管 緻密班 皮質 髄質 集合管 集合管 下降脚 Henleの係蹄: 太い上行脚 細い上行脚 髄質 3. 集合管 • 遠位尿細管から結合尿細 管を介して,皮質集合管に 至る. • 当初の8~10個の皮質集 合管が結合して,大きな髄 質を下る髄質集合管を形 成. • 各腎臓は,約250の集合管 を持つ. • 集合管一本は,約4000の ネフロンからの尿を集める.
  • 24. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 皮質ネフロンと傍髄質ネフロン 輸出 細動脈 輸出 細動脈 輸入 細動脈 輸入 細動脈 皮質 ネフロン 皮質 ネフロン 傍髄質 ネフロン 傍髄質 ネフロン 小葉間 動脈 静脈 小葉間 動脈 静脈 皮質 皮質 弓状 動脈 静脈 弓状 動脈 静脈 葉間 動脈 静脈 葉間 動脈 静脈 太いHenleの 係蹄 太いHenleの 係蹄 直細血管 直細血管 集合管 集合管 Bellini管 Bellini管 細いHenleの 係蹄 細いHenleの 係蹄 髄質 髄質 輸出 細動脈 輸入 細動脈 皮質 ネフロン 傍髄質 ネフロン 小葉間 動脈 静脈 皮質 弓状 動脈 静脈 葉間 動脈 静脈 太いHenleの 係蹄 直細血管 集合管 Bellini管 細いHenleの 係蹄 髄質 • 全体の20~30%は, 傍髄質ネフロン. • 皮質ネフロンは,尿細 管全⾧を毛細血管が 取り巻いている. • 傍髄質ネフロンでは,⾧ い輸出細動脈が,髄質 の外側層まで延び,その 後直細血管 vasa rectaと呼ばれる毛細 血管に分岐. • 直細血管は,Henleの 係蹄と共に皮質にもど り,皮質静脈に注ぐ.尿 の濃縮に不可欠.
  • 25. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 排尿 Micturition
  • 26. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 膀胱の生理学的解剖 排尿筋 排尿筋 外尿道口 外尿道口 膀胱三角 膀胱三角 前立腺 前立腺 尿道球腺 尿道球腺 尿道 尿道 尿管 開口部 尿管 開口部 尿管 尿管 内括約筋 内括約筋 尿生殖隔膜 尿生殖隔膜 (外括約筋を含む) (外括約筋を含む) 男性 男性 女性 女性 排尿筋 外尿道口 膀胱三角 前立腺 尿道球腺 尿道 尿管 開口部 尿管 内括約筋 尿生殖隔膜 (外括約筋を含む) 男性 女性 • 平滑筋による室 1. 体部;尿を貯留 する主要な部分 2. 頸部;漏斗状の 形状で,泌尿生 殖三角から尿道 に接続. 低い部 分は,後部尿道と も呼ばれる.
  • 27. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 膀胱の生理学的解剖 排尿筋 排尿筋 外尿道口 外尿道口 膀胱三角 膀胱三角 前立腺 前立腺 尿道球腺 尿道球腺 尿道 尿道 尿管 開口部 尿管 開口部 尿管 尿管 内括約筋 内括約筋 尿生殖隔膜 尿生殖隔膜 (外括約筋を含む) (外括約筋を含む) 男性 男性 女性 女性 排尿筋 外尿道口 膀胱三角 前立腺 尿道球腺 尿道 尿管 開口部 尿管 内括約筋 尿生殖隔膜 (外括約筋を含む) 男性 女性 • 排尿筋(=平滑筋) • 全ての方向に伸び ていて,収縮時には 膀胱内圧を40- 60mmHgまで上 昇し,排尿を促す. • 隣接する排尿筋は， 癒合しており活動 電位の拡散が容易 で,一気に膀胱を収 縮できる.
  • 28. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 膀胱の生理学的解剖 排尿筋 排尿筋 外尿道口 外尿道口 膀胱三角 膀胱三角 前立腺 前立腺 尿道球腺 尿道球腺 尿道 尿道 尿管 開口部 尿管 開口部 尿管 尿管 内括約筋 内括約筋 尿生殖隔膜 尿生殖隔膜 (外括約筋を含む) (外括約筋を含む) 男性 男性 女性 女性 排尿筋 外尿道口 膀胱三角 前立腺 尿道球腺 尿道 尿管 開口部 尿管 内括約筋 尿生殖隔膜 (外括約筋を含む) 男性 女性 • 膀胱三角 trigone:下端 は,後部尿道に, 両上端は,尿管 開口部.他の部 分の粘膜が皺を 形成しているのに 対して平滑なの が特徴.
  • 29. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 膀胱の生理学的解剖 排尿筋 排尿筋 外尿道口 外尿道口 膀胱三角 膀胱三角 前立腺 前立腺 尿道球腺 尿道球腺 尿道 尿道 尿管 開口部 尿管 開口部 尿管 尿管 内括約筋 内括約筋 尿生殖隔膜 尿生殖隔膜 (外括約筋を含む) (外括約筋を含む) 男性 男性 女性 女性 排尿筋 外尿道口 膀胱三角 前立腺 尿道球腺 尿道 尿管 開口部 尿管 内括約筋 尿生殖隔膜 (外括約筋を含む) 男性 女性 • 内括約筋:通常から 緊張していて膀胱から の漏れを防ぐ.平滑筋 と弾性線維からなる. • 外括約筋:神経支配 を受ける随意の骨格 筋.意識的に排尿を 避けるときに緊張.
  • 30. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 膀胱の神経支配 尿管 尿管 体部 体部 三角 三角 膀胱頚部 膀胱頚部 (後部尿道) (後部尿道) 外括約筋 外括約筋 交感神経 交感神経 副交感神経 副交感神経 外陰部 外陰部 尿管 体部 三角 膀胱頚部 (後部尿道) 外括約筋 交感神経 副交感神経 外陰部 • 仙骨神経叢を介して脊髄と骨盤神経とが接続されている. • 知覚神経が,膀胱壁の伸展度を知覚.後部尿道の伸展シグナルが 殊に強力.
  • 31. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 膀胱の神経支配 尿管 尿管 体部 体部 三角 三角 膀胱頚部 膀胱頚部 (後部尿道) (後部尿道) 外括約筋 外括約筋 交感神経 交感神経 副交感神経 副交感神経 外陰部 外陰部 尿管 体部 三角 膀胱頚部 (後部尿道) 外括約筋 交感神経 副交感神経 外陰部 • 運動神経は,副交感神経で膀胱壁内の神経節細胞に終わる • 節後神経は,排尿筋に接続.
  • 32. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 膀胱の神経支配 尿管 尿管 体部 体部 三角 三角 膀胱頚部 膀胱頚部 (後部尿道) (後部尿道) 外括約筋 外括約筋 交感神経 交感神経 副交感神経 副交感神経 外陰部 外陰部 尿管 体部 三角 膀胱頚部 (後部尿道) 外括約筋 交感神経 副交感神経 外陰部 • 外膀胱括約筋を支配する陰部神経という骨格筋運動線維が重要.体性神経線 維で,括約筋を随意的に調節. • 下腹神経(L2 seg.)から交感神経支配を受ける. 痛み,充満度を感知する知覚 神経も,交感神経を介する.
  • 33. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 1. 集合管から腎杯への尿の移動が,腎杯を拡張 し固有のpacemaker活動を増す. 2. 腎盂,尿管に沿った蠕動運動を促し,尿を膀胱 へと移動する. 成人の尿管は,25~35cm 尿管は,平滑筋を含み,交感神経,副交感神経 支配を受け,同時に壁内の神経叢を持つ. 蠕動は,副交感神経により刺激され,交感神経 により抑制される. 腎,尿管,膀胱への尿の移送
  • 34. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 3. 尿管は,膀胱三角内の排尿筋を貫通する. 4. 尿管は,膀胱壁内を数cm斜めに通る. 5. 膀胱内圧が,壁内の尿管を圧迫して,尿の逆 流を防いでいる. 6. 尿管の蠕動運動が,尿管内圧を上昇させ尿を 膀胱内に移動させる. 患者によっては,壁内を貫通する尿管が短く,排 尿時の膀胱収縮による尿管閉塞が不十分とな り,膀胱尿管逆流 vesicoureteral reflexをお こす場合がある. 腎,尿管,膀胱への尿の移送
  • 35. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 尿管は,強力な痛覚神経支配を受けている. 尿管に障害(尿路結石など)が生じると,強い反 射的収縮を生じ,激しい痛みをともなう. 痛みは,交感神経刺激から腎の細動脈を収縮 し,尿量を減少する-ureterorenal reflex 尿管の痛覚と尿管腎反射
  • 36. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 膀胱の充満と壁の緊張 the Cystometrogram 膀胱内圧 (cm/H 2 O) 膀胱内圧 (cm/H 2 O) 排尿収縮 排尿収縮 内容量(mL) 内容量(mL) 膀胱内圧 (cm/H 2 O) 排尿収縮 内容量(mL) • 200- 300mL程度 までは,圧の 上昇がわずか. • 300- 400mLを超 えると,圧の上 昇は急峻にな る.
  • 37. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 排尿反射 膀胱内圧 (cm/H 2 O) 膀胱内圧 (cm/H 2 O) 排尿収縮 排尿収縮 内容量(mL) 内容量(mL) 膀胱内圧 (cm/H 2 O) 排尿収縮 内容量(mL) • 尿貯留に伴い, 赤い点線の排 尿収縮がおこる. • 膀胱壁の知覚 伸展受容体の 反射(後部尿道 が重要) • 尿の充満が部 分的であれば,こ の収縮は,自然 に1分程度で弛 緩する.
  • 38. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 排尿反射 膀胱内圧 (cm/H 2 O) 膀胱内圧 (cm/H 2 O) 排尿収縮 排尿収縮 内容量(mL) 内容量(mL) 膀胱内圧 (cm/H 2 O) 排尿収縮 内容量(mL) • 排尿反射は,自 動的に繰り返さ れる. • 充満されるに 従って,反射は 頻回かつ強力に なる. • 反射が,十分強 力になると陰部 神経を介して外 括約筋を抑制し て排尿がおこる.
  • 39. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 排尿反射は,自律的な脊髄反射だが,脳により制 御可能. 1. ponsにある強力な促進,抑制中枢. 2. 皮質にある複数の抑制的に作用する中枢(一部興奮 性).  排尿反射は,排尿の基本的原因ではあるが,高 次中枢が最終的な排尿制御を行っている. 1. 排尿したいとき以外は,高次中枢が反射を部分的に 抑制 2. 排尿反射が起きても,高次中枢は外括約筋を収縮し て排尿を阻止して,時間を稼ぐ. 3. 排尿時には,仙骨排尿中枢を刺激し,排尿反射を開 始,外括約筋を抑制して利尿を可能にする. 脳による排尿の促進,抑制.
  • 40. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 1. 腹筋を緊張させて,膀胱内圧を高める. 2. 膀胱頸部,後部尿道に尿が入り,壁内の受容 体を伸展する. 3. 排尿反射を誘発,外括約筋の収縮を弱める. 4. 通常,全量が排出されるが,まれに5-10mL以 上が膀胱内に残ることもある. 随意的排尿
  • 41. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 膀胱から脊髄への知覚神経路が障害されると,伸 展シグナルの伝搬が阻害され排尿反射はおこらな い. 脊髄からの遠心性線維が正常でも,膀胱のコントロー ルが不可能となる. 定期的に空にする代わりに,容量いっぱいまで充満し,尿 道から数滴あふれ出る-溢水性尿失禁. 弛緩膀胱 脊髄仙骨部分にたいする挫傷. 梅毒による,脊髄後根の収縮性繊維化 tabes dorsalis, tabetic bladder 弛緩膀胱と尿失禁
  • 42. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 仙骨部神経叢が維持される上位の脊髄損傷 の場合. 排尿反射は,維持される. 脳による制御は,喪失. 当初の数日から数週間の間は,上位中枢からの促 進信号が急に消失するため排尿反射は抑制される. 定期的に,膀胱をカテーテルで空にすると,排尿反射 は回復する. 仙骨部より上位の脊損による自動膀胱
  • 43. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 頻尿,かつ制御不可の排尿 脊髄の部分的障害ないし脳幹がほとんどの抑制信 号を阻止してしまうような病態で発生. 促進信号が,持続的に脊髄を下行し,仙骨の排尿 中枢を刺激. 少量の尿貯留でも,制御不可能な排尿反射を起こ し,頻尿となる. 非抑制性神経因性膀胱
  • 44. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 糸球体濾過,尿細管再吸収,尿細 管分泌の結果としての尿形成
  • 45. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 尿の組成を決定する基本過程 輸入細動脈 輸入細動脈 輸出細動脈 輸出細動脈 1,濾過 2,再吸収 3,分泌 4,排泄 1,濾過 2,再吸収 3,分泌 4,排泄 尿細管周囲 毛細血管 尿細管周囲 毛細血管 腎静脈 腎静脈 糸球体 毛細血管 糸球体 毛細血管 Bowman囊 Bowman囊 尿排泄 尿排泄 排泄量=濾過量-再吸収量-分泌量 排泄量=濾過量-再吸収量-分泌量 輸入細動脈 輸出細動脈 1,濾過 2,再吸収 3,分泌 4,排泄 尿細管周囲 毛細血管 腎静脈 糸球体 毛細血管 Bowman囊 尿排泄 排泄量=濾過量-再吸収量-分泌量
  • 46. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 濾過のみうける物質A A 濾過のみ A 濾過のみ A 濾過のみ • 糸球体で自由に濾過さ れる. • 尿細管で,再吸収や分 泌がなされない. • 排泄量と濾過量が同一. • 生体ではcreatineがこ れに相当.
  • 47. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 濾過と部分的再吸収を受ける物質B B 濾過と部分的 再吸収 B 濾過と部分的 再吸収 B 濾過と部分的 再吸収 • 自由に濾過されるが,一 部尿細管から再吸収さ れ血中にもどる. • 尿中排泄量は,糸球体 濾過量より少ない. • 排泄量=濾過量-再吸 収量 • Na,Clなど,多くの電解質 の典型例.
  • 48. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 濾過されるが,全量が再吸収される物質C C 濾過と完全な 再吸収 C 濾過と完全な 再吸収 C 濾過と完全な 再吸収 • 自由に濾過される. • 全量が,再吸収され尿中 に排泄されない. • ある種の栄養素でおこる. • アミノ酸 • ブドウ糖 体液に保持される.
  • 49. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 濾過と分泌がなされる物質D D 濾過と分泌 D 濾過と分泌 D 濾過と分泌 • 糸球体で,自由に濾過される. • 再吸収は,されない. • 尿細管周囲毛細血管から, 尿細管に分泌される. • 有機酸や有機塩基でおこる. • 体内から浄化され,尿中に大 量に排泄される. • 排泄量=濾過量+分泌量
  • 50. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 再吸収のほうが,分泌より量的には重要. K+,H+などでは,分泌量が重要. 体から排除すべき物質,すなわち尿素,クレアチニン, 尿酸,尿酸塩などの代謝産物は,ほとんど再吸収さ れずに大量に尿中に排泄される. 外来物質や薬剤はほとんど再吸収されない上に, 血中から尿細管に分泌されため,排泄率が高い. Na+,Cl-,HCO3 -などは,再吸収が多く,ほんの少量 が尿中に排泄される. アミノ酸やブドウ糖などの栄養素は,尿細管から完 全に再吸収され,大量に濾過されたとしても尿中に 現れない. 濾過,再吸収,分泌
  • 51. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. ほとんどの物質で,濾過量や再吸収量のほうが, 排泄量よりはるかに多い. わずかな濾過量,再吸収量の変化が,比較的 大きな排泄量変化につながる. 糸球体濾過率(GFR)のわずか10%増加(180から 198L/日)は,尿細管再吸収量が不変であれば,尿 量を13倍(1.5L/日から19.5L/日)まで増加. 糸球体濾過量と尿細管再吸収量は,協調して必要 な腎排泄量の変化に対応している. 濾過,再吸収,分泌
  • 52. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. GRFが高いと,代謝産物の廃棄が迅速に行える. 廃棄物の多くは,尿細管で再吸収されないため,高い濾 過率が効果的除去に有効 GFRが高いと,体液は,一日に何度も腎による濾過 を受けられる. 人の全血漿量はわずか3L. GFRは,180L/日 全血漿が,約60回の濾過を受けることが可能. 高いGFRで,腎臓は体液量,組成を正確かつ迅速に調 節することが可能. なぜ大量の溶質を濾過し,その後再吸収するのか?
  • 53. 26 The Urinary System: Functional Anatomy and Urine Formation by the Kidneys O.Yamaguchi Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology 14th Ed. 26 泌尿器系: 機能的解剖と腎による尿形成