腎循環。糸球体濾過。

🧠 腎臓は「濾過のための臓器」であり、その血流量の大きさ自体が機能そのものだと捉える。糸球体濾過glomerular filtration 糸球体濾過（glomerular filtration）glomerular filtration（糸球体濾過） は血漿蛋白 plasma proteins 血漿蛋白（plasma proteins） plasma proteins（血漿蛋白） を除くほぼ全成分を素通しするため、大量の血流（心拍出量の20-25%）がなければアルブミンなどの濾さない成分の濃度（膠質浸透圧oncotic pressure膠質浸透圧（oncotic pressure）oncotic pressure（膠質浸透圧）, oncotic pressure）が急上昇 surge 急上昇（surge） surge（急上昇） し濾過が止まってしまう——「濾過を止めないために大量に流す」という論理を軸に、輸入・輸出細動脈efferent arteriole 輸出細動脈（efferent arteriole）efferent arteriole（輸出細動脈） による2段階の抵抗調節（自己調節autoregulation自己調節（autoregulation）autoregulation（自己調節）・尿細管糸球体フィードバックtubuloglomerular feedback尿細管糸球体フィードバック（tubuloglomerular feedback）tubuloglomerular feedback（尿細管糸球体フィードバック）・交感神経・ANP）をこの上に重ねて理解する。

腎臓の機能

1. 老廃物waste product 老廃物（waste product）waste product（老廃物） の排泄（濾過）
2. 恒常性の維持（水/塩分バランス→EC液量・血液量→血圧、電解質バランス、酸塩基平衡acid-base balance酸塩基平衡（acid-base balance）acid-base balance（酸塩基平衡））
3. ホルモン産生：レニン（それ自体はホルモンでないがANG IをANG IIへ活性化するカスケードを起動）、エリスロポエチンerythropoietin, EPOエリスロポエチン（erythropoietin, EPO）erythropoietin, EPO（エリスロポエチン）（erythropoietin、低酸素で産生、赤血球産生Erythropoiesis 赤血球産生（Erythropoiesis）Erythropoiesis（赤血球産生） を促進）、カルシトリオールcalcitriolカルシトリオール（calcitriol）calcitriol（カルシトリオール）（骨・組織・腸管でのCa²⁺調節）

腎の解剖とネフロン

腎臓は外側の皮質（マルピギー小体Malpighian corpuscle (renal corpuscle)マルピギー小体（Malpighian corpuscle (renal corpuscle)）Malpighian corpuscle (renal corpuscle)（マルピギー小体）・糸球体が存在）と内側の髄質（腎錐体renal pyramid 腎錐体（renal pyramid）renal pyramid（腎錐体） に分かれる）から成る。ネフロンNephron ネフロン（Nephron）Nephron（ネフロン） （機能単位）は腎小体 renal corpuscle 腎小体（renal corpuscle） renal corpuscle（腎小体） （糸球体毛細血管glomerular capillary 糸球体毛細血管（glomerular capillary）glomerular capillary（糸球体毛細血管） ＋Bowman嚢）→近位尿細管 proximal tubule 近位尿細管（proximal tubule） proximal tubule（近位尿細管） →ヘンレループ loop of Henle ヘンレループ（loop of Henle） loop of Henle（ヘンレループ） （loop of Henle、太い・細い上行脚、細い下行脚）→遠位尿細管 distal tubule 遠位尿細管（distal tubule） distal tubule（遠位尿細管） （緻密斑macula densa 緻密斑（macula densa）macula densa（緻密斑） がここで糸球体に接する）→集合管系 collecting duct system 集合管系（collecting duct system） collecting duct system（集合管系） という構造。

腎循環の経路と数値

💡 なぜこれほど大量の血流が必要か。 糸球体毛細血管glomerular capillary 糸球体毛細血管（glomerular capillary）glomerular capillary（糸球体毛細血管） から水・小分子を濾過し続けると、濾されないアルブミンなどの蛋白濃度 protein concentration 蛋白濃度（protein concentration） protein concentration（蛋白濃度） （膠質浸透圧oncotic pressure膠質浸透圧（oncotic pressure）oncotic pressure（膠質浸透圧））が血管内で上昇し、濾過に対抗する力として働いてしまう。十分な濾過を維持するには、この膠質浸透圧 oncotic pressure 膠質浸透圧（oncotic pressure） oncotic pressure（膠質浸透圧） 上昇を抑えるだけの大量の血流が不可欠——腎血流 renal blood flow 腎血流（renal blood flow） renal blood flow（腎血流） の大きさそのものが濾過機能の前提条件になっている。

腎循環の調節（5つの目的）

①糸球体毛細血管 glomerular capillary 糸球体毛細血管（glomerular capillary） glomerular capillary（糸球体毛細血管） を過度の高血圧から保護し、過剰な血流・GFRGFR（glomerular filtration rate）を防ぐ ②個々のネフロン Nephron ネフロン（Nephron） Nephron（ネフロン） へ均等な血流供給 ③Na⁺欠乏時にはNa⁺温存を促進 ④重篤な緊急時には腎血流 renal blood flow 腎血流（renal blood flow） renal blood flow（腎血流） を減らし生命維持に重要な臓器への血流を確保 ⑤Na⁺過剰/体液量body fluid volume 体液量（body fluid volume）body fluid volume（体液量） 増大時にはナトリウム利尿 natriuresis ナトリウム利尿（natriuresis） natriuresis（ナトリウム利尿） に寄与する血行動態変化 hypovolemia / hemodynamic change 血行動態変化（hypovolemia / hemodynamic change） hypovolemia / hemodynamic change（血行動態変化） を起こす。

1. 自己調節

輸入・輸出細動脈efferent arteriole 輸出細動脈（efferent arteriole）efferent arteriole（輸出細動脈） が腎血管抵抗の主体。

筋原性myogenic 筋原性（myogenic）myogenic（筋原性） 機構（myogenic mechanism、Bayliss効果）： 輸入細動脈afferent arteriole 輸入細動脈（afferent arteriole）afferent arteriole（輸入細動脈） のみで働く（輸出細動脈efferent arteriole 輸出細動脈（efferent arteriole）efferent arteriole（輸出細動脈） でも起これば毛細血管内 Endocapillary 毛細血管内（Endocapillary） Endocapillary（毛細血管内） 圧がさらに上昇してしまう）。伸展活性化陽イオンチャネル cation channel 陽イオンチャネル（cation channel） cation channel（陽イオンチャネル） →脱分極→Ca²⁺流入→収縮、という機序でRBFとGFRを90〜180mmHgという広い圧範囲でほぼ一定に保つ（2-09-local-control-of-circulation-myogenic-humoral-control-mechanisms-functional-and参照）。

xychart-beta
    title "腎血流量とGFRの自己調節（模式図）"
    x-axis "平均動脈圧（mmHg）" 60 --> 210
    y-axis "基準値に対する割合（%）" 0 --> 130
    line "腎血流量" [58, 78, 100, 101, 100, 100, 101, 100, 98, 112, 125]
    line "GFR" [55, 75, 100, 100, 101, 100, 100, 99, 97, 108, 118]

90〜180 mmHgでは、平均動脈圧mean arterial pressure, MAP 平均動脈圧（mean arterial pressure, MAP）mean arterial pressure, MAP（平均動脈圧） が変わってもRBFとGFRはほぼ平坦に保たれる。範囲の外では自己調節 autoregulation 自己調節（autoregulation） autoregulation（自己調節） が破綻し、圧依存性が強くなる。上図は健常腎の制御範囲を示す相対値の模式図で、実測値や個人の安全域 safety margin 安全域（safety margin） safety margin（安全域） ではない。重症疾患、腎障害、交感神経緊張sympathetic tone交感神経緊張（sympathetic tone）sympathetic tone（交感神経緊張）、薬剤により平坦部は変化する。

尿細管糸球体フィードバックtubuloglomerular feedback 尿細管糸球体フィードバック（tubuloglomerular feedback）tubuloglomerular feedback（尿細管糸球体フィードバック） ： ヘンレループloop of Henle ヘンレループ（loop of Henle）loop of Henle（ヘンレループ） 内の[NaCl]に依存する機構。

flowchart TD
  A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='glomerular filtration rate'>GFR</span>上昇（<span class='jp-term jp-term-diagram' title='elevated blood pressure'>血圧上昇</span>/Na+過剰）"] --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='loop of Henle'>ヘンレループ</span>内[NaCl]上昇"]
  B --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='macula densa'>緻密斑</span>細胞へのNaCl流入増加"]
  C --> D["ATP・アデノシン産生↑"]
  D --> E["アデノシンがA1受容体(Gi)を介し<span class='jp-term jp-term-diagram' title='afferent arteriole'>輸入細動脈</span>平滑筋を収縮"]
  E --> F["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='glomerular filtration rate'>GFR</span>低下（元に戻す）"]

逆にGFR低下/Na⁺欠乏時は緻密斑 macula densa 緻密斑（macula densa） macula densa（緻密斑） への[NaCl]流入が減り、アデノシン産生が低下→顆粒細胞 granule cell 顆粒細胞（granule cell） granule cell（顆粒細胞） （granular cell、傍糸球体細胞juxtaglomerular cells傍糸球体細胞（juxtaglomerular cells）juxtaglomerular cells（傍糸球体細胞））でcAMPcAMP（cyclic adenosine monophosphate）・PGE₂↑→レニン分泌renin secretion レニン分泌（renin secretion）renin secretion（レニン分泌） ↑→ANG I→ANG II↑→輸出細動脈efferent arteriole輸出細動脈（efferent arteriole）efferent arteriole（輸出細動脈）の収縮とNa⁺温存（血圧上昇elevated blood pressure血圧上昇（elevated blood pressure）elevated blood pressure（血圧上昇））へつながる。

⭐ アデノシンは骨格筋・心臓では血管拡張薬 vasodilator 血管拡張薬（vasodilator） vasodilator（血管拡張薬） だが、腎輸入細動脈afferent arteriole 腎輸入細動脈（afferent arteriole）afferent arteriole（腎輸入細動脈） では血管収縮薬 vasoconstrictor 血管収縮薬（vasoconstrictor） vasoconstrictor（血管収縮薬） として働く。 同じ物質が臓器によって正反対の効果を持つ好例——受容体分布・下流シグナルdownstream signal 下流シグナル（downstream signal）downstream signal（下流シグナル） （Gi→cAMP↓→平滑筋弛緩ではなくここでは収縮）の違いを反映する。

2. 交感神経

重度の血圧低下（出血など）時に発動。

顆粒細胞granule cell 顆粒細胞（granule cell）granule cell（顆粒細胞） のレニン分泌 renin secretion レニン分泌（renin secretion） renin secretion（レニン分泌） は①低血圧の直接感知②交感神経活性化 sympathetic activation 交感神経活性化（sympathetic activation） sympathetic activation（交感神経活性化） ③緻密斑 macula densa 緻密斑（macula densa） macula densa（緻密斑） シグナルの3経路で促進される——重要臓器への血流再分配のため、RBF・GFRともに低下する。

3. 心房性ナトリウム利尿ペプチド

Na⁺過剰/体液量body fluid volume 体液量（body fluid volume）body fluid volume（体液量） 増大を心房・大静脈の低圧受容器 baroreceptor 圧受容器（baroreceptor） baroreceptor（圧受容器） （容量受容器volume receptor容量受容器（volume receptor）volume receptor（容量受容器）, volume receptor）が検知し分泌される。cGMP依存性に輸入細動脈 afferent arteriole 輸入細動脈（afferent arteriole） afferent arteriole（輸入細動脈） を拡張し、糸球体毛細血管glomerular capillary 糸球体毛細血管（glomerular capillary）glomerular capillary（糸球体毛細血管） 圧を上昇させ濾過・Na⁺/Cl⁻排泄を増加させる。

輸入・輸出細動脈の収縮/拡張が及ぼす効果の整理

糸球体濾過

⭐ GFR・FFが全身の毛細血管濾過よりはるかに大きい理由は2つ： ①糸球体毛細血管 glomerular capillary 糸球体毛細血管（glomerular capillary） glomerular capillary（糸球体毛細血管） 圧が体循環毛細血管の約2倍 ②濾過係数（透過性×濾過面積）が体循環毛細血管の約100倍。

💡 「125 mL/分」は若年健常者を代表する1点にすぎず、実際のGFRは年齢・性で大きく変わる。 生体腎移植ドナーliving kidney donor 生体腎移植ドナー（living kidney donor）living kidney donor（生体腎移植ドナー） 候補1,057例（ヒト、放射性同位体radioisotope (radioactive isotope) 放射性同位体（radioisotope (radioactive isotope)）radioisotope (radioactive isotope)（放射性同位体） イオタラマートクリアランスで実測）の検討では、女性は体表面積 body surface area, BSA 体表面積（body surface area, BSA） body surface area, BSA（体表面積） 補正後で男性よりわずかに高いGFRを示し、45歳以上の女性・40歳以上の男性では正常下限 lower limit of normal 正常下限（lower limit of normal） lower limit of normal（正常下限） （5パーセンタイル percentileパーセンタイル（percentile） percentile（パーセンタイル））が体表面積 body surface area, BSA 体表面積（body surface area, BSA） body surface area, BSA（体表面積） 補正後125 mL/分を下回り、年代が進むごとに体表面積 body surface area, BSA 体表面積（body surface area, BSA） body surface area, BSA（体表面積） 補正後GFRが10年あたり平均1.49 mL/分低下したと報告されている——教科書の単一値は加齢による低下を織り込んでいない¹。

濾過障壁の3層構造

濾過の一般則： 分子が大きいほど、また負電荷が強いほど通過しにくい——結果として水と小分子は濾過されるが、蛋白質・血球は濾過されない。

腎クリアランス

単位時間あたり、ある物質を完全に除去するのに必要な血漿量 plasma volume 血漿量（plasma volume） plasma volume（血漿量） （mL/分）。$C_x$と表記。

動脈流入arterial inflow 動脈流入（arterial inflow）arterial inflow（動脈流入） ＝静脈流出 venous outflow 静脈流出（venous outflow） venous outflow（静脈流出） ＋尿中排泄 urinary excretion尿中排泄（urinary excretion） urinary excretion（尿中排泄）（腎動脈renal artery 腎動脈（renal artery）renal artery（腎動脈） が唯一の流入路 inflow tract流入路（inflow tract） inflow tract（流入路）、腎静脈renal vein 腎静脈（renal vein）renal vein（腎静脈） と尿管が2つの流出路）というマスバランスに基づき、濾過・再吸収・分泌という3過程の組み合わせでクリアランスが決まる。

⚠️ 血漿クレアチニン濃度とGFRは反比例に近い関係。 定常状態では「排泄量＝産生量」が一定に保たれるため、GFRが半分になると血漿クレアチニン濃度はおよそ2倍になる——臨床での腎機能スクリーニングの基礎となる関係。

⚠️ クレアチニンは「ほぼ」再吸収・分泌されないだけで、実際は近位尿細管 proximal tubule 近位尿細管（proximal tubule） proximal tubule（近位尿細管） から分泌される分だけ真のGFR（イヌリンinulin イヌリン（inulin）inulin（イヌリン） クリアランス基準）を過大評価する。 糸球体疾患のあるヒト171例でイヌリン inulin イヌリン（inulin） inulin（イヌリン） クリアランスと同時測定したところ、クレアチニンクリアランスcreatinine clearance (CrCl) クレアチニンクリアランス（creatinine clearance (CrCl)）creatinine clearance (CrCl)（クレアチニンクリアランス） はイヌリン inulin イヌリン（inulin） inulin（イヌリン） クリアランスの平均1.64倍（tubular secretionの薬理学的阻害薬シメチジン cimetidine シメチジン（cimetidine） cimetidine（シメチジン） で1に近づく）に達し、この過大評価の割合はGFRが低下するほど大きくなることが確認されている——クレアチニンクリアランス creatinine clearance (CrCl) クレアチニンクリアランス（creatinine clearance (CrCl)） creatinine clearance (CrCl)（クレアチニンクリアランス） を腎機能低下の追跡に使うと、低下が実際より緩やかに見えることがある²。臨床で広く使われる推算式（eGFReGFR, estimated glomerular filtration rate）も同じ限界を抱えていたため、⭐ 2021年に発表されたCKDCKD（chronic kidney disease）-EPI式の改訂版では、それまで組み込まれていた人種係数が「人種はeGFR式において生物学的ではなく社会的 social 社会的（social） social（社会的） な構成概念 construct 構成概念（construct） construct（構成概念） である」という前提のもと除外された（ヒトでの検証研究）³。

まとめ

• 腎血流renal blood flow 腎血流（renal blood flow）renal blood flow（腎血流） （RBF約1200-1300mL/分）は心拍出量の20-25%に達し、この大量の血流が濾過の維持（膠質浸透圧oncotic pressure 膠質浸透圧（oncotic pressure）oncotic pressure（膠質浸透圧） 上昇の抑制）に必須。
• 自己調節autoregulation 自己調節（autoregulation）autoregulation（自己調節） （輸入細動脈afferent arteriole 輸入細動脈（afferent arteriole）afferent arteriole（輸入細動脈） の筋原性 myogenic 筋原性（myogenic） myogenic（筋原性） 反応、90-180mmHgで有効）と尿細管糸球体フィードバック tubuloglomerular feedback 尿細管糸球体フィードバック（tubuloglomerular feedback） tubuloglomerular feedback（尿細管糸球体フィードバック） （緻密斑macula densa 緻密斑（macula densa）macula densa（緻密斑） [NaCl]依存性、アデノシンが輸入細動脈 afferent arteriole 輸入細動脈（afferent arteriole） afferent arteriole（輸入細動脈） 収縮）がGFRを一定に保つ。
• 交感神経（α1=輸入収縮、β1=レニン経由で輸出収縮）とANP（輸入拡張）が状況に応じてGFRを調節する。
• GFR=125mL/分、FF≈20%。イヌリンinulin イヌリン（inulin）inulin（イヌリン） クリアランス=GFR、PAHクリアランス=RPF、クレアチニンは近位尿細管 proximal tubule 近位尿細管（proximal tubule） proximal tubule（近位尿細管） 分泌の分だけ真のGFRを過大評価するが実用的なGFR推定指標。