腎・泌尿器の解剖と生理

今回は腎・泌尿器の解剖と生理について解説します。腎・泌尿器系は、尿を作り、運び、ためて、排出するという一連の流れを担う臓器のまとまりであり、体液量や電解質、酸塩基平衡を保つうえで欠かせない仕組みです。

腎臓の位置と構造

腎臓とは、脊柱の両側に左右1対ある、そら豆型の臓器のことです。腹膜よりも背側にあるため、後腹膜臓器に分類されます。後腹膜臓器には他に尿管、副腎、膵臓、十二指腸、上行結腸・下行結腸、腹部大動脈、下大静脈、直腸下部などがあります。腎臓の位置はおよそ第11胸椎から第3腰椎の高さで、右側には肝臓があるため右腎は左腎より1〜2cmほど低い位置にあります。

腎臓へは腹大動脈から直接分岐した腎動脈が入り、ろ過後の血液は腎静脈となって下大静脈へ合流します。腎臓の機能単位はネフロンと呼ばれ、糸球体とそれに続く尿細管から構成され、片側の腎臓におよそ100万個存在します。腎臓は尿生成のほか、血圧調節に関わるレニン、赤血球産生を促すエリスロポエチン、カルシウム代謝に関わる活性型ビタミンDの産生といった内分泌機能も担っています。

糸球体での濾過

糸球体とは、毛細血管が球状に集まった構造のことで、血液をふるいにかけて原尿を作る場所です。濾過の可否は糸球体基底膜の二つのバリアによって決まります。一つは分子の大きさで通過を制限するサイズバリア、もう一つは陰性電荷によって通過を制限するチャージバリアです。水、電解質、グルコース、アミノ酸、尿素、クレアチニンなどの小さな分子や、ミオグロビンのような低分子蛋白質は自由に濾過されますが、アルブミンより大きな蛋白質やフィブリノゲン、赤血球、血小板などは正常では通過できません。

糸球体が1分間にどれだけの血漿を濾過できるかを示す値を糸球体濾過量(GFR)といい、成人では約100mL/分です。GFRの厳密な測定には、糸球体で完全に濾過されて尿細管で再吸収も分泌もされないイヌリンのクリアランスがゴールドスタンダードとして用いられます。日常臨床では採血のみで算出できるクレアチニンクリアランスや推算GFR(eGFR)が広く利用されます。

尿路の構造と蠕動運動

腎臓で作られた尿は、腎杯から腎盂に集まり、尿管を通って膀胱へ送られます。腎盂と尿管の壁には平滑筋があり、輪状筋と縦走筋が交互に収縮する蠕動運動によって、重力に逆らってでも尿を一方向に送り出すことができます。腎盂・尿管・膀胱の内腔は**移行上皮(尿路上皮)**でおおわれており、尿の貯留に応じて細胞の形を変えながら大きく伸縮し、尿のpHや浸透圧変化から組織を守ります。

膀胱の解剖と蓄尿・排尿

膀胱は、尿を一時的にためる中空の筋性器官で、骨盤底の恥骨結合の背側にあります。男性では直腸の前方、女性では子宮と腟の前方に位置します。成人の膀胱平均容量は約500mLで、150〜250mLで初発尿意、300〜400mLで強い尿意を感じます。1日尿量は成人で1,000〜1,500mLが正常範囲です。1日尿量が400mL以下となった状態を乏尿といい、さらに100mL以下にまで減少した状態を無尿といいます。乏尿・無尿は急性腎障害などで体液量や電解質、酸塩基平衡の異常をきたしうるため、尿量の評価は腎・泌尿器系の重要な観察項目となります。

蓄尿と排尿は自律神経と体性神経の協調によって行われます。蓄尿期は**交感神経(下腹神経、T11〜L2)が優位となり、排尿筋(膀胱平滑筋)が弛緩して容量を広げ、内尿道括約筋が収縮して尿の漏出を防ぎます。排尿期は副交感神経(骨盤神経、S2〜S4)**が優位となり、排尿筋が収縮、内尿道括約筋が弛緩します。外尿道括約筋は横紋筋で、体性神経の陰部神経(S2〜S4)支配の随意筋であり、排尿時には随意的に弛緩させます。排尿中枢は橋(Barrington核)と仙髄にあります。

男性生殖器と尿道

男性では尿道が尿と精液の共通の通路となります。精子は精巣の精細管で作られ、精巣上体で成熟・貯蔵された後、射精時には精管、射精管を通り、最後に尿道を通って体外へ射出されます。精嚢や前立腺は精液成分を分泌する腺で、精子そのものの通り道ではありません。男性尿道は前立腺を貫く前立腺部、尿生殖隔膜を貫く隔膜部、陰茎内を走る海綿体部に分けられます。

尿検査の基礎

尿試験紙による尿潜血検査は、ヘモグロビンのペルオキシダーゼ様作用を利用した酸化反応で発色します。そのため、強い還元作用をもつ**アスコルビン酸(ビタミンC)**を過剰摂取していると、酸化反応が阻害されて偽陰性となることがあります。同様に尿糖やビリルビン、亜硝酸塩の検査もビタミンCの影響を受けやすい点に注意が必要です。

まとめ

腎・泌尿器系は、後腹膜にある腎臓で血液を濾過して原尿を作り、尿細管で調整したのちに腎盂・尿管の蠕動運動で膀胱へ運び、膀胱で蓄尿し、交感神経と副交感神経の協調によって排尿するという流れで成り立っています。糸球体濾過のサイズバリアとチャージバリア、ネフロンの構造、膀胱容量の数値、1日尿量の正常範囲と乏尿・無尿の定義、蓄尿期と排尿期の神経支配、そして移行上皮や後腹膜臓器といった解剖学的特徴は、国試で繰り返し問われる重要事項です。