腎解剖学と腎輸送システムのレビュー
腎解剖学と腎上皮細胞輸送システムの知識は、薬物が腎排泄機能にどのように影響するかを理解するための前提条件であるため、腎薬理学のトピックをブローチする前に、腎生理学のこれらの側面をレビューすることは価値がある。 基本的な腎臓の生物学の追加情報のために記事を腎臓の循環を見なさい;糸球体のろ過障壁:分子生物学からの規則のメカニズムへの; 腎カリウム排泄の分子的基礎。
任意の物質について、摂取量と生産速度と除去速度を一致させる能力は、体液組成を厳密な限界内に維持するために不可欠であり、したがって、生存 この作業における腎臓の役割は最も重要です。 腎臓フィルターは、糸球体濾過と呼ばれるプロセスによって、膨大な量の水および溶解した溶質は、濾過されたもののほとんどを再吸収し、まだ後に残し、恒常性を維持するために各物質のちょうど右の量を尿コンパートメントに分泌する。 健康な若年成人では、2つの腎臓が一緒に約120ml分−1の濾液（これは正常な糸球体濾過率（GFR）である）を産生するが、約1ml分−1の尿のみが排泄される。 したがって、濾液容積の99％以上が再吸収される。 このプロセスはエネルギー集約的です; したがって、腎臓は体重のわずか0.5％を占めているにもかかわらず、全身の酸素摂取量の7％を消費します。腎臓の濾過ユニットによって処理される血液は、主要な腎動脈を介して各腎臓に送達され、これは分節動脈に分岐し、さらに小葉間動脈に分岐する。
腎髄質（腎臓の内側部分）と皮質（腎臓の外側部分）の境界では、小葉間動脈が湾曲して弓状の動脈を形成し、小葉間動脈と呼ばれる垂直な枝が芽生えます。 小葉間動脈は腎皮質に入り、求心性細動脈に血液を供給する。 ネフロンは腎臓の尿形成構造であり（ヒトの腎臓には約百万のネフロンが含まれています）、延長された管状構造に接続された腎小体（糸球体を含む）か 単一の求心性細動脈が各糸球体に入り、分岐して糸球体毛細血管を形成する（図2）。 その後、これらの枝は再結合して遠心性細動脈を形成し、糸球体から血液を運びます（図2）。 遠心性細動脈は、次に、腎皮質の管状構造を取り囲む管周囲毛細血管に分岐するか、または髄質に下降して髄質毛細血管に血液を供給する静脈直腸を
図1。 図は、ネフロンの主要な構造とどこで、どのように利尿薬がネフロン機能に影響を与えるかを要約しています。P>
図2。 腎小体には糸球体と呼ばれる毛細血管の束が含まれています。 糸球体は求心性細動脈を介して血液を受け取り、血液は遠心性細動脈を介して糸球体を出る。 限外濾過液は、糸球体の糸球体毛細血管を通ってボーマン空間に押し込まれ、尿を生成するための最終的な処理のために近位尿細管に入る。
糸球体毛細血管では、血漿水は、有窓内皮細胞、非細胞基底膜、および糸球体毛細血管をしっかりと囲むpodocytesと呼ばれる特殊な上皮細胞 糸球体の「孔」の「操作上の」平均直径は、約４ｎｍである。 その結果、有効直径>4nmの分子は、分子の有効直径が増加するにつれてますます保持されます。 したがって、原子と低分子量の分子は、ろ過された水でボーマンの空間に通過します（図2）;一方、健康な腎臓では、血液中の細胞要素と高分子量の高分子は、主にフィルターによって尿室から除外されます。 したがって、濾過された流体は、限外濾過液と呼ばれる。
形成されると、限外濾過液はボーマン空間と隣接する近位尿細管（PT）に流入する（図2）。 PTは、最終的に腎髄質に入る直線部分を形成するまで、腎皮質内で複雑な経路をとる（図1、中央パネル）。 PTは再吸収の大部分に責任があります、例えば、ろ過されたNa+のおよそ65%はここで再吸収されます;PTは水に非常に透過性であるので、水は電解物と共に
次に、PTは形態を変化させ、下降薄い肢（DTL）を形成する。 DTLは髄質に深く潜り、ヘアピンを上向きの薄い肢（ATL）になるために回します。 腎髄質では、ATLは形態を変化させて厚い上行肢（TAL）になる（図1、中央パネル）。 一緒に、PTの直線部分とDTL、ATL、およびTALは、Henleのループと呼ばれるU字型構造を形成します。 TALに大きいreabsorptive容量があり、ろ過されたNa+のおよそ25%を捕獲するために責任がある。
重要なことに、TALは求心性細動脈と遠心性細動脈の間を通過し、理想的にはTALを配置して同じネフロンの求心性細動脈に化学信号を送る（図1および2、中 この点で、黄斑densaと呼ばれるTALの特殊な上皮細胞のプラークは、Henleのループを出るNaClの濃度を監視する。 この濃度が限界を超えると、黄斑密は求心性細動脈に化学信号を送る。 これらの信号は求心性細動脈を収縮させ、それは対応する糸球体の静水圧を低下させ、したがってネフロンが処理しなければならない限外濾過物の負荷を減少させる。 この恒常性のメカニズムはtubuloglomerularフィードバック(TGF)と呼ばれます。 Tgfに加えて、黄斑densaは求心性細動脈の壁に存在する傍糸球体細胞からのレニン放出を調節する（図2）。 黄斑densaへのNaCl送達の増加および減少は、それぞれ、レニンの放出を阻害および刺激する。 レニンはアンジオテンシノーゲンに作用してアンジオテンシンIを生成する。; また、アンジオテンシン変換酵素（ACE）は、アンジオテンシンIをアンジオテンシンIIに変換し、アンジオテンシンIIは心臓血管系、自律神経系、腎系に広範な効果を有するため、黄斑の緻密化機構は恒常性に深く影響を与える可能性がある。
黄斑の遠位にあるだけで、尿細管は再び形態を変化させて遠位の複雑な尿細管（DCT）を形成する（図1、中央のパネル）。 ＴＡＬと同様に、ＤＣＴは、Ｎａｃｌを積極的に輸送するが、水に対して透過性ではない。 これはTALおよびDCTが両方希薄な尿を作り出すようにします。 異なるネフロンからのdctは、接続細管を介して収集ダクトシステムに空になります（図1、中央のパネル）。 複雑なメカニズムの相互作用によって、収集の管はultrafiltrateの構成および容積の精密な調節を提供する。 アルドステロン（副腎ステロイド）とバソプレシン（抗利尿ホルモンとも呼ばれる）がそれぞれ電解質と水分排泄を調節するのはここにあります。
ネフロンの尿細管を覆う上皮細胞は、頂端膜（管状液と接触する）および基底外側膜（間質液と接触する）を有する（図2）。 頂端膜は、一緒に”ブラシ境界”と呼ばれる微絨毛（図2）を示しています。”ブラシのボーダーは非常にultrafiltrateの再吸収の表面積を増加する。 再吸収のプロセスは、アデノシン5’–三リン酸（ATP）を加水分解し、Na+を間質空間に、同時にK+を細胞に輸送するためにこの化学エネルギーを使用する基底膜中のNa+、K+-Atpアーゼ（Na+ポンプとも呼ばれる）によって開始される。 これは、細胞膜を横切るＮ ａ＋の内向き電気化学勾配を生成し、腎臓によるほとんどの輸送は、直接的または間接的に、この勾配によって動力を与えら この点で、Na+勾配のエネルギーは、様々なメカニズムによって、例えば、腎臓上皮細胞への電気化学勾配に対して管状管腔内の溶質を共輸送する頂端輸送体によ これらのcotransportersはsymportersと呼ばれ、プロセスはsymportまたはcotransportと呼ばれます。 重要な例としては、グルコースとNa+、H2PO4−とのNa+、アミノ酸とのNa+、Cl−とのNa+、およびK+とCl−の両方とのNa+を共輸送するsymportersが挙げられる。 Symportersはこうして細胞に管状の内腔からのNa+およびcotransported溶質の動きを仲介する。 Symportersに加えて、頂端膜は、同時に排泄（countertransportまたはantiportとして知られているプロセス）のために管状管腔に標的溶質を移動しながら、細胞内にNa+を運ぶantiportersと呼ばれるcountertransportersを 典型的な例は、複数のアイソフォームが存在するNa+-H+交換体（NHE）であろう。 最後に、内向きｎ ａ＋勾配は、上皮細胞内への内向きｎ ａ＋の拡散を可能にする頂端上皮ｎ ａ＋チャネル（Ｅｎａｃｓ）によって直接利用することができる。 細胞の中で、再吸収されたNa+は間質スペースにbasolateral膜を出ます。 これも主にNa+ポンプによって駆動されますが、ネフロンセグメントに応じて他のタイプの輸送システムを含むこともあります。
頂端膜におけるNa+リンクされたsymportersは、腎上皮細胞におけるそれらの共基質の細胞内濃度を増加させます。
腎上皮細胞におけるそれらの共基質の細胞内濃度を増加させます。 これらの共基質が膜透過性である場合、それらは単に基底外側膜を横切って間質空間に拡散する。 そうでない場合、間質空間へのそれらの動きは、特定のsymporters、antiporters、uniporters（パートナーなしで物質を運ぶ）、またはチャネルを含むことができる媒介輸送を介して起こる。
Na+および他の溶質が間質腔に蓄積すると、上皮細胞を横切って浸透圧勾配が形成され、いくつかの上皮細胞は水に透過性であるため、水は細胞を横切って間質区画（経細胞経路）に拡散する可能性がある。 この点で、水は、頂端および基底外側の細胞膜の両方に位置する特定の水路（アクアポリン–その中には多くの種類がある）を通って移動する。 さらに、いくつかのネフロンセグメントでは、水は上皮細胞（傍細胞経路）の間に拡散する可能性がある。 水が管状管腔から間質区画内に拡散すると、管状流体中に残留する他の溶質の濃度が増加する。 これは、これらの物質が間質空間に拡散するための勾配を提供する。 再度、これはtranscellular（簡単な拡散、symporters、antiporters、uniportersおよびチャネル）およびparacellular細道両方によって起こるかもしれません;但し、ある溶質（例えば、クレアチニン）はtranscellularかparacellular細道をネゴシエートできないし、従って管状の内腔で保たれ、尿で排泄されます。 最後に、間質コンパートメントの水そして溶質の蓄積はボディによって奪還のためのperitubular毛管に再吸収された材料を運転する間質の静水圧を高めます。 腎臓の解剖学および生理学のより詳細なレビューについては、Reilly and Jackson(2011)を参照してください。