腎臓の構造

腎臓の構造。腎臓の実質は断面が均一ではなく、厚さ0.4～0.7cmの表層と、厚さ2～2.5cmのピラミッド型の領域で表された深層から構成されています。表層は腎皮質を形成し、暗赤色で、腎小体とネフロンの近位尿細管および遠位尿細管で構成されています。腎臓の深層はより淡く赤みを帯びており、髄質と呼ばれています。髄質には、尿細管（ネフロン）の下行部と上行部、集合尿細管、乳頭尿細管が含まれています。

腎皮質（cortex renalis）は腎表面層を形成し、均一ではなく、明るい部分と暗い部分が交互に現れます。明るい部分は円錐状で、髄質から皮質へと放射状に伸びています。髄質の放射状部分（radii medullaris）は放射部（pars radiata）を形成し、ここには腎髄質へと続く直尿細管と集合管の始端部分が含まれます。腎皮質の暗い部分は曲部（pars convoliita）と呼ばれ、ここには腎小体、曲尿細管の近位部と遠位部が含まれます。

腎髄質（medulla renalis）は皮質とは異なり、連続した層を形成しませんが、臓器の前面部では腎柱によって互いに分離された独立した三角形のセクションのように見えます。腎柱（columnae renalis）は、血管が通過する狭い部分で、結合組織（葉間動脈と静脈）に囲まれています。髄質の三角形のセクションは腎錐体（pyramides renales）と呼ばれ、腎臓には10〜15個あります。各腎錐体には、皮質に面した底部（basis pyramidis）と、腎洞に向けられた腎乳頭（papilla renalis）の形をした頂点があります。腎錐体は、ネフロンのループを形成する直細管と、髄質を通過する集合管で構成されています。これらの管は徐々に合流し、腎乳頭領域に15～20本の短い乳頭管（ductus papillares）を形成します。これらの乳頭管は、乳頭開口部（foramina papillaria）を介して乳頭表面の小さな腎杯に開口します。これらの開口部の存在により、腎乳頭の上部は一種の格子構造を呈し、篩骨部（area cribrosa）と呼ばれます。

腎臓とその血管の構造的特徴により、腎実質は5つの区域に分けられます。上部（上区域）、上部前部（上区域前）、下部前部（下区域前）、下部（下区域）、および後部（後区域）です。各区域は2～3個の腎小葉を結合しています。1つの腎小葉（腎小葉）には、腎錐体と隣接する腎皮質が含まれ、腎柱に位置する小葉間動脈と静脈によって区切られます。腎小葉には約600個の皮質小葉があります。皮質小葉（皮質小葉）は、折り畳まれた部分に囲まれた1つの放射状部分で構成され、隣接する小葉間動脈と静脈によって区切られます。

腎臓の構造的・機能的単位はネフロンです。ネフロンとは、二重壁の杯状の形をした糸球体被膜（糸球体被膜；シュムリャンスキー・ボーマン嚢）と尿細管から構成されています。被膜は糸球体の毛細血管網を包み込み、腎小体（マルピーギ小体）を形成します。糸球体被膜は近位曲尿細管（近位曲尿細管）へと続き、下行部と上行部を持つネフロンループ（ヘンレループ）へと続きます。ネフロンループは遠位曲尿細管（遠位曲尿細管）へと続き、遠位曲尿細管は集合管（腎小管）へと流れ込みます。集合管は乳頭管へと続きます。ネフロンの尿細管は全長にわたって、隣接する毛細血管に囲まれています。

ネフロンの約80%は、皮質に位置する腎小体と、髄質の外側部にのみ下降する比較的短いループを有しています。約1%のネフロンは、完全に腎皮質に位置しています。これらはすべて皮質ネフロンです。残りの20%のネフロンは、腎小体と、髄質との境界に位置する近位および遠位の尿細管を有し、長いループが髄質に下降します。これらは髄周（傍髄質）ネフロンです。

腎臓には約100万個のネフロンがあります。1つのネフロンの尿細管の長さは20～50mmで、2つの腎臓にあるすべての尿細管の合計長さは約100kmです。

ネフロンの構造は複雑です。ネフロンはその始まりをネフロン被膜で囲み、その外壁と内壁の間にネフロン被膜の空洞があります。被膜の内側には、50本以上の毛細血管から構成される糸球体毛細血管網（血管糸球体）があります。ネフロン被膜は血管糸球体とともに、直径約20μmの腎小体を形成します。血管糸球体の毛細血管の内皮には、最大0.1μmの窓があります。内皮の外側には基底膜があります。その外側には、ネフロン被膜の内葉の上皮があります。この葉の上皮細胞は大きく（最大30μm）、形が不規則で、有足細胞と呼ばれます。突起（細胞足）はポドサイトから伸び、基底膜に付着しています。細胞足の間には、基底膜へのアクセスを可能にする細いスリット（孔）があります。ネフロン被膜の外層は、基底膜上に位置する単層の立方上皮で表されます。毛細血管の上皮、被膜内層のポドサイト、そしてそれらに共通する基底膜が腎臓の濾過装置を形成します。これを通して、血液は被膜腔に濾過され、一次尿（1日100リットル以上）が生成されます。

ネフロンの近位曲尿細管は、直径約60μmの狭く不規則な形状の内腔を持つ短い管です。近位曲尿細管の壁は、単層の立方体縁上皮によって形成されています。頂端面の上皮細胞は刷子縁を有し、基底面は横紋構造を特徴としています。上皮細胞の細胞小器官としては、リソソームとミトコンドリアが優勢です。この近位曲尿細管では、一次尿からタンパク質、グルコース、電解質、水が、近位曲尿細管を包む毛細血管へと逆吸収（再吸収）されます。

ネフロンループの下行部は細く（直径約15µm）、扁平上皮細胞で覆われ、細胞質は薄く、細胞小器官は少ない。上行部は太く、直径約30µmで、基底膜上に位置する扁平上皮細胞で覆われている。ネフロンループレベルでは、水、ナトリウム、その他の物質の再吸収が行われる。

遠位曲尿細管は短く、直径は20～50µmです。尿細管の壁は、刷子縁のない単層の立方細胞で構成されています。ほとんどの上皮細胞の細胞膜は、細胞膜下層に位置するミトコンドリアによって折り畳まれています。遠位曲尿細管の壁を通して、血液への大量の水分吸収がさらに起こります。吸収過程は集合管でも継続されます。その結果、最終尿（二次尿）の量は急激に減少します。二次尿中の尿素、尿酸、クレアチン（再吸収されない物質）の濃度は上昇します。

皮質放射部にある集合尿細管は単層の立方上皮で覆われ、下部（腎髄質）は単層の低円柱上皮で覆われている。集合尿細管上皮は明細胞と暗細胞から構成される。明細胞は細胞小器官に乏しく、細胞質は内部にひだを形成している。暗細胞は胃腺の壁細胞と微細構造が類似している。

ピラミッドの頂点にある各腎乳頭は、漏斗状の小腎杯（腎杯小）に囲まれています。時には、複数（2～3個）の腎乳頭が1つの小腎杯に集まっていることもあります。2つまたは3つの小腎杯が融合して、大腎杯（腎杯大）を形成します。2つまたは3つの大腎杯が融合すると、拡張した共通腔、すなわち腎盂（腎盂腎）が形成され、その形状は扁平化した漏斗に似ています。腎盂は徐々に下方に向かって狭くなり、腎門部付近で尿管へと続きます。小腎杯と大腎杯、腎盂、尿管が尿路を構成します。

腎盂形成には、胎生期、胎児期、成熟期の3つの段階があります。第I段階では、大きな腎杯はまだ形成されていないため、小さな腎杯が直接腎盂に流れ込みます。第II段階では、既存の大きな腎杯が尿管に流れ込み、腎盂は形成されません。第III段階では、正常な数の小さな腎杯が形成され、それらは2つの大きな腎杯に流れ込みます。後者は腎盂に流れ込み、そこから尿管が始まります。腎盂の形状は、膨大部状、樹状、混合型のいずれかになります。

腎盂の壁、すなわち大腎盂と小腎盂は、いずれも同じ構造をしています。壁は粘膜、筋膜、外膜（外膜）に分かれています。円蓋（腎盂の始まりの部分）付近にある小腎盂の壁は、平滑筋細胞で構成されており、環状の層（円蓋（腎盂）圧下層）を形成しています。神経線維、血管、リンパ管がこの壁に接しています。これらすべてが腎臓の尿道潅流器官を構成し、尿細管から小腎盂へ排泄される尿の量を調節し、尿の逆流を阻止し、腎盂内圧を維持する役割を果たしています。

腎臓は排泄器官であるだけでなく、内分泌機能も担っています。ネフロンループの上行尿細管から遠位曲尿細管への移行部の壁には、輸入糸球体細動脈と輸出糸球体細動脈の間にあり、基底襞を欠いた背の高い上皮細胞が極めて薄い基底膜上に存在します。遠位尿細管のこの領域は緻密斑と呼ばれています。この領域は尿中のナトリウム濃度の変化を感知し、レニンと腎赤血球造血因子を分泌する傍糸球体細胞に作用すると考えられています。傍糸球体細胞は、緻密斑近傍の輸入糸球体細動脈と輸出糸球体細動脈の壁の内皮下層に存在します。髄質錐体の間質には、プロスタグランジン（降圧作用などの生理活性物質）を産生するいわゆる間質細胞が存在します。腎臓の内分泌複合体は、全身循環と腎循環の調節に関与し、それを通じて尿の生成に影響を与えます。