解剖・栄養生理学

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1 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

2 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

3 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 CO 2 ( 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

4 ヒトは毎日体重の約 4% の水分を 入れ替える 皮膚 呼吸器系 腎臓 消化器系 電解質や水分が不足すると数日で死に至る 食事からは全体の水分摂取量の約 2 割が摂取 日本では摂取基準値が報告されていない

5 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

6 腎臓の解剖 腎臓 腎杯 腎動脈 腎静脈 尿管 腎孟 髄質 皮質

7 皮質髄質 ネフロン ボーマン嚢 糸球体 輸入細動脈 尿管腎盤 近位細尿管 輸出細動脈 遠位細尿管集合管 ヘンレループ

8 腎小体の構造 糸球体 腎小体 ボーマン嚢 レニンの合成 貯蔵 分泌 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 傍糸球体装置 輸入細動脈

9 腎臓における経路 腎門 腎孟 ( 腎盤 ) 腎杯の集合体 腎杯に包まれる 腎乳頭腎錐体の先端部 尿管へ 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 2) ヘンレループ 3) 遠位 = ネフロン

10 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

11 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 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 そのまま分泌 ( 排泄 ) 原尿の約 1%(1.5L) 尿に残る ( 例 : 糖尿病 )

12 通常の尿中のたんぱく質代謝物質 一般値男性女性 非タンパク性窒素 10~20g/ 日 10~20g/ 日尿素窒素 8~17g/ 日 8~17g/ 日 尿酸 0.25~0.75g/ 日 0.25~0.75g/ 日 アンモニア 0.4~1.0g/ 日 0.4~1.0g/ 日 クレアチン 0~40mg/ 日 0~100mg/ 日 クレアチニン 1.0~2.0g/ 日 0.8~1.7g/ 日

13 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

14 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

15 尿濃縮に影響を与える因子 水の摂取量 薬 人種 代謝 加齢 食事 性別 尿量 溶質の排泄量

16 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 + HCO 3- Mg 2+ 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

17 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

18 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

19 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 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 心房細胞 心房性ナトリウム利尿ホルモン (ANP) 分泌 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

20 ph の維持 肺と腎臓が ph を維持する機能を持つ H + + HCO 3 - H 2 CO 3 H 2 O + CO 2 基本ルール :HCO 3- 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 HCO 3- ( 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

21 様々な腎機能検査が存在する RBF (Renal Blood Flow): 腎血流量 (650~1100mL/ 分 ) 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

22 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

23 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/1.73m 2 ) = x 175 x Age x Cr 女性では上記の後に をかける (i.e. x 0.742)

24 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 クリアチニンクリアランス からの腎機能分類 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

25 検査項目 と 関連部位

26 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

27 腎機能正常者における輸液の安全域 y (L/ 日 ) GFR = 100L/ 日尿最大希釈能 50mOsm/kg H 2 O 尿最大濃縮能 1,000mOsm/kg H 2 O 輸液量 10 5 C y = x 輸液の安全域 900 D y = 1,000 - x B xy = 1,360 0 A xy = 17 x 500 1,000 輸液浸透圧濃度 (mosm/kg H 2 O)

28 高齢者における輸液の安全域 y (L/ 日 ) 10 GFR = 50L/ 日尿最大希釈能 200mOsm/kg H 2 O 尿最大濃縮能 700mOsm/kg H 2 O 輸液量 5 C y = x D y = x B xy = 680 A xy = ,000 x 輸液浸透圧濃度 (mosm/kg H 2 O)

29 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

30 腎不全 種類 急性腎不全 慢性腎不全 特徴ネフロンのGFR 低下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

31 GFR による腎不全の判定基準 病期ステージ 重症度の説明 ハイリスク群 進行度による分類 GFR(mL/ 分 ) 90 1 腎障害が存在するが GFR 正常 ~ 亢進 90 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

32 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

33 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 (E UA ) 尿酸クリアランス (C UA ) 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

34 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

35 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

36 人工腎臓と人工透析

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40 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 )

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