第 5 回 泌尿器系 2 尿の生成と排泄

電解質と水バランスの調節

今日の目標

・ 腎機能の検査 クリアランスの計算ができる。

・ 排尿機構について説明できる。

・

・ 体液とは何か説明できる。

・ 浸透圧を説明できる。

・ 膠質浸透圧を説明できる。

・ レニン‐アンギオテンシン‐アルドステロン系による血圧

調節を説明できる。

・ バソプレシンによる尿量調節を説明できる。

１． 腎機能

①糸球体濾過量：

腎臓全体で１分間に作られる原尿の量は成人でおよそ

100～150ｍｌ/分であり、これを糸球体濾過量（GFR：

glomerular filtration rate）と呼ぶ。この量は腎臓へ流入す

る全血漿成分の 20％に相当する。GFR は血圧により変

動する（ただし 80~200mmHg では腎臓の自動調節によ

り GFR はほぼ一定）。原尿は尿細管でその９９％が再吸

収される。

②尿の濃縮と希釈（遠位尿細管と集合管の働き）：

腎臓は生産する尿の量と濃度（浸透圧）を変化させること

により、体液の浸透圧が一定になるように調節している。

糸球体で作られた原尿が遠位尿細管に達する頃には必

要な物質の再吸収が進み、比較的濃度の薄い液体へと

変化している。この液体から、さらに Na イオンを再吸収し

てそのまま排出すれば薄い尿（低張尿）となるし、腎髄質

の浸透圧勾配を利用して水の再吸収を行えば濃い尿

（高張尿）を排出することが出来る。この過程には下垂体

ホルモンのバソプレシンが関わる。

２． 腎機能の検査 クリアランス 腎臓は血中から不要な物質を除去する機能を持つ。こ

の除去能力をクリアランス Cx という数値で表す。「ある物

質を１分間あたり何 ml の血漿から除去したか」と言うこと

を表す数値。単位 ml/min。

Cx =

(Ux: ｘの尿中濃度（ｇ/ml）, V: 尿の生成速度（ml/min）

Px: ｘの血中濃度（ｇ/ml））

あらかじめ特性が判っている特定の物質のクリアランスを

測定することで、腎機能を計測することが出来る。

・イヌリンクリアランス：

GFR を与える。（尿細管では分泌も再吸収もされない）

・内因性クレアチニンクリアランス：GFR の近似値として腎

糸球体濾過機能を把握するのに良く用いられる。

・p-アミノ馬尿酸（p-amino hippuric acid；PAH）

腎血漿流量 Renal plasma flow；RPF（600mL/min）を与

える。腎臓を１回通過することによって，尿細管能動分泌

により，ほぼ１００％尿中排泄されるので，PAH 腎クリアラ

ンスがＲＰＦに相当する．

３．排尿機構

膀胱には排尿筋

交感神経→弛緩 副交感神経→収縮

内尿道口には２つの括約筋

・内尿道括約筋 平滑筋 不随意

交感神経→収縮 副交感神経→弛緩

・外尿道括約筋 横紋筋 随意的 陰部神経支配

膀胱に尿が 150ml～200ml 程度たまると尿意を感ずる。

（A）伸展があまり強くなければ交感神経優位→蓄尿

（B）蓄尿が進むと膀胱伸展の刺激が排尿中枢へ

→排尿反射膀胱収縮と内尿道括約筋の弛緩（強い尿意）

（C）大脳皮質より随意的な排尿指令

→外尿道括約筋の弛緩→排尿

Ux・V Px

電解質と水バランスの調節

４．体液とは

様々なタンパク質や電解質が溶け込んだ生体内の液体

（ヒトの体のおよそ６０％は水分）

細胞内液６７％・細胞外液３３％（血漿＋間質液）

細胞内液と細胞外液の違い

細胞内液 細胞外液（間質液）

Na イオン濃度 14 142

K イオン濃度 5 157 mEq/l

血漿と細胞外液の違い

血漿蛋白の有無（血漿には７％の血漿タンパク質）

タンパク質濃度が高い分、血漿の方が幾分浸透圧は高い

→膠質浸透圧(25mmHg＝1.3mOsm)

浸透圧：濃度が違う２種類の溶液が隣り合っていると、その溶液はお互いの濃

度が均一になる方向に拡散する性質がある。この二つの溶液を、溶質の通過

を制限する「半透膜」によって隔てると、濃度の薄い溶液から濃い溶液に向か

って水が流れ込み、濃度の濃い溶液の水面が徐々に上昇して行く。半透膜

を超えて流れ込もうとするこの水の圧力を浸透圧という。１モル濃度の溶液が

持つ浸透圧を１オスモル Osm といい、通常はミリオスモル mOsm の単位が使

われる。浸透圧は溶質の総和によって決まり、純粋に対するヒトの細胞外液で

はおよそ２８５ｍＯｓｍ／ＫｇＨ２Ｏである。この浸透圧の大部分は細胞外液に

含まれるナトリウムイオンによって作り出されている。この浸透圧は水を体の中

に保持し体外にしみ出すことを防いでいる。

５．水バランス

水バランスがとれているときは体内の水の出納は等しい

供給 経口摂取＋代謝水

排出 尿・糞便・不感蒸泄・発汗等

一日の出納量は約２．５ｌ

６．電解質のバランス

電解質は浸透圧を作り、体内から水が出て行くのを押さえ

るとともに、細胞内外とのやりとりにおいて、このバランスは

極めて重要である。細胞外液の浸透圧はおよそ一定の正

常範囲内（２７５～２９５ｍＯｓｍ／ＫｇＨ２Ｏ）に保たれてる。

その為、体内での電解質バランス常に一定になる様第一

に調節される。

浸透圧形成に最も関係するのが Na イオン

→電解質バランスの調節≒Na イオン濃度調節

７．ホルモンによる体液調節

ａ． 抗利尿ホルモン（ADH，Vasopressinバソプレッシン）

脳の視床下部に体液の浸透圧受容器

浸透圧が上昇→口渇感，下垂体後葉より ADH 分泌

ADH は腎臓に作用して尿の生産量を減少

水を保持し浸透圧を低下

機序：ADH は腎臓の集合管での水の再吸収を促進し

（水チャンネル；アクアポリンが出現）、水分の喪失量を減ら

し体内水分の量を確保する。

（浸透圧が低下→ADH の分泌減少→腎臓での水の再

吸収抑制→多量の尿

ｂ．レニン・アンギオテンシン・アルドステロン系

（RAA 系：Rennin-Angiotensin-Aldosterone System，）

３種類のホルモンが関係

働き：血圧上昇，循環血量の保持

水を失い細胞外液量が減少→循環血量の減少

→血圧低下，腎臓での尿生産量減少（GFR の低下）

腎糸球体血圧の低下→傍糸球体装置よりレニン分泌

レニンは血中タンパクのアンギオテンシノーゲンを分解

し最終的に血管収縮作用のあるアンギオテンシン II を作り

血圧を上昇させる。一方、アンギオテンシン II は副腎皮質

に作用しアルドステロン（鉱質コルチコイド）の分泌を促進

する。アルドステロンは腎臓の集合管や汗腺に作用しナトリ

ウムイオンの再吸収とカリウムイオンの排出を促進し、結果

的に水の再吸収を促し体液量を増加させる。

この系は血圧低下によって誘導され、浸透圧は関係しな

い。

ｃ． 心房性ナトリウム利尿ペプチド(ANP)

水バランスが正になった場合、循環血漿量が増加し血圧

は上昇する。血圧の上昇は心臓からの心房性ナトリウム利

尿ペプチド(ANP) の分泌を促す。ANP は心房壁の拡張が

刺激となり分泌されるペプチドホルモンで、それ自身が血

管を拡張する作用があり血圧を低下させる。一方、腎臓に

対してはナトリウムイオンの排出とそれに続く利尿作用を持

ち、水バランスを整える。

７．酸・塩基平衡

体液のｐH は 7.35~7.45

体液のｐH がこれより下がるとアシドーシス

上がるとアルカローシス

（6.8 以下,7.8 以上で極めて危険）

体液の緩衝作用と調節

・ 緩衝作用：炭酸・ヘモグロビン・（血漿タンパク・リン酸）

H+A- ＋ NaHCO3 ←→ H2CO3 ＋ Na・A

B+OH- ＋ H2CO3 ←→ H2O ＋ BHCO3

・ 調節（生理的緩衝作用）

呼吸（炭酸の量）＋腎（尿生産：不揮発性酸の排出）

CO２ ＋ H2O ←→ H2CO3 ←→ H+＋ BHCO3

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