[腎臓・尿路・男性性器の構造とはたらき]

■腎臓の構造とはたらき
□位置と構造
 腎臓の大きさはちょうどにぎりこぶしほどといわれており、かたちはソラマメによくたとえられます。腎臓の位置は腰のあたりよりすこし高い背中側にあり、左右一対となっています。重さは、大人では片方の腎臓が100~150gくらいです。腎臓の縦断面をみると、皮質、髄質、腎杯、腎盂(じんう)からなっています。腎盂に尿が出て、それが尿管へと流れ込んでいきます。
 腎臓は、ほかの臓器と同じように心臓から血液の供給を受けていますが、ほかの臓器と異なる点は、心臓が送り出している血液量全体の約4分の1を両方の腎臓であわせて受け取っていることです。血液は心臓から大動脈と腎動脈を経由して腎臓に至ります。腎動脈は腎臓の中に入るといくつかの血管を経て、糸球体にたどりつきます。糸球体は毛細血管が糸玉のようになって形成されている部分です。この糸球体という部位に入る血管(輸入細動脈)と出ていく血管(輸出細動脈)が収縮・拡張することにより、糸球体内部の圧がおもに決定されます。

 
□はたらき
[濾過・再吸収]
 腎臓の重要なはたらきは体内の不要物の除去です。糸球体は内部の圧を利用した濾過(ろか)により、この除去をおこないます。糸球体には細かい穴があり、からだに必要な赤血球や白血球、また、たんぱく質のような大きな物質はこの穴を通過できませんが、それ以外のおもに水と電解質(ナトリウム、カリウム、カルシウムなど)は糸球体内部から濾(こ)し出され尿細管に流されます。糸球体と尿細管をあわせたものをネフロンといい、片方の腎臓におよそ100万個あります。

 尿細管では、再吸収と尿の濃縮がおこなわれます。再吸収というのは、一度糸球体で濾過したもののうち、必要な物質を体内にふたたび取り込む作業です。
 尿細管には大きく分けて4つの部位がありますが、まず近位尿細管では、おもに濾過により送り出された水とナトリウムが再吸収され、ついでヘンレ係蹄(けいてい)ではおもに尿の濃縮が、遠位尿細管ではナトリウム、カリウムの再吸収が、さらに最後の集合管では水の再吸収がおこなわれます。
このようにして、糸球体で濾過されたもののうち99%近くが再度体内へ戻っていきます。腎臓では糸球体を通して1分間におよそ100mLの水分が濾過されていきますが、そのほとんどが再吸収され、実際に尿として体外へ排出されるのは1日で1000~1500mLにしかすぎません。また、尿細管では体内の水分の量を一定に保つように再吸収をたえず調節しています。
 次に、腎臓の大切な仕事はたんぱく質の代謝です。たんぱく質はからだの中で使われたあと、アミノ酸を含む多くの小分子に分解され、糸球体を通して濾過・排泄(はいせつ)されます。アミノ酸の種類によって再吸収される割合が異なっていますが、多くのアミノ酸は体外へと排泄されていきます。

[重要な生理活性物質の産生]
 腎臓は濾過(ろか)・再吸収以外に、さまざまな生理活性物質(からだのはたらきを調節する役割をもつ物質)を産生しています。そのなかでも、レニンという酵素、エリスロポエチンというホルモンと、活性型ビタミンD3というホルモンは特に重要なはたらきをしています。
・レニン
 レニンは、肝臓でつくられる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という物質をつくります。アンジオテンシンIは、さらにアンジオテンシン変換酵素(ACE)によりアンジオテンシンⅡに変換されます。このアンジオテンシンⅡは、生体内では非常に多岐にわたる作用を有していますが、もっとも重要な作用は血管を収縮させることと、副腎という臓器でつくり出されるアルドステロンというホルモンの調節です。
 この血管収縮は両刃(もろは)の剣です。血圧が低下して腎臓に供給される血液の量が減ると、腎臓はレニンを分泌して血管を収縮させます。その結果、血管の容積が減るのでそのぶん、血液は腎臓などの臓器に届きやすくなります。これは血管収縮のよい面ですが、その半面、血管が収縮して容積が減少すれば血管壁が血液から受ける圧力(血圧)は高くなります(血圧上昇)。
 アルドステロンは、尿細管におけるナトリウムの再吸収をうながします。アンジオテンシンⅡにも同様のはたらきがあります。血中のナトリウムが多すぎると、ナトリウムが水分の吸収をうながすため血液の量がふえ、血管壁に与える血液の圧力は高まります(血圧上昇)。
 このようにアンジオテンシンⅡは、血圧や水・電解質の調節に重要なはたらきをしています。
・エリスロポエチン
 エリスロポエチンは、おもに赤血球をつくり出すのに重要なはたらきをしています。したがって、腎機能が落ちてくると赤血球の産生が低下し、貧血となります。
・ビタミンD3
 ビタミンD3というホルモンは骨のカルシウム吸収を助けたり、また腸管や腎臓にはたらいてカルシウムとリンの代謝を調節しています。ビタミンD3のもとは肝臓でつくられ、皮膚で紫外線によりビタミンD2に変換され、腎臓で活性を有するビタミンD3に変換されます。腎機能が低下してビタミンD3が不足すると、骨はカルシウムを吸収できないだけでなく、血中カルシウム濃度が低下するので骨からカルシウムが溶け出します。

□浸透圧と酸塩基平衡の調節
 腎臓では、血液の浸透圧(しんとうあつ)の調節を尿細管での水の再吸収を介しておこなっています。腎臓に障害が生じたりすると、尿を濃縮できなくなります。また、酸塩基平衡(さんえんきへいこう)も尿細管での水やナトリウム、カリウムの再吸収を介して調節しています。

■腎臓・尿路の構造とはたらき
 腎臓と尿路(尿が通る道)を形成する一連の臓器・器官を泌尿器と総称します。尿は腎臓で血液を濾過(ろか)してつくられ、腎臓の中の腎盂(じんう)という部分で集められてから、尿管という約20cmの細い管を通って、下腹部にある膀胱(ぼうこう)まで達します。尿をするときには、尿は膀胱から尿道への入口(内尿道口)を通って尿道に入ります。男性の尿道は、前立腺の中、外尿道括約筋(かつやくきん)の中、そしてペニスの尿道海綿体の中を通って出口(外尿道口)で外に出ます。この間の尿道の長さは約20cmとなります。女性は前立腺やペニスがないので、尿道長は約3cmと短いです。
 泌尿器のはたらきは、腎臓でつくられた尿を体外に排出することです。人では社会的要請により尿をする場所は限られていますので、「社会的に適切な時と場所で」体外に排出するというのが正しいでしょう。膀胱に尿をためている間は、膀胱はゆるみ外尿道括約筋が閉じているので尿は漏れません。尿がある程度までたまると尿意が起こります。排尿をするときは、尿道括約筋がゆるんで尿の通り道を開くとともに、膀胱の筋肉が収縮して膀胱内の圧力を上げて尿を出します。
 なお、腎臓の上方には副腎があり、各種のホルモンを分泌しています。副腎は泌尿器ではありませんが、位置的な関係から副腎の手術の多くは泌尿器科でおこなわれています(副腎の病気 )。


■男性性器の構造とはたらき
 男性性器には精巣(せいそう)、精巣上体、精管、射精管、前立腺、精嚢(せいのう)、尿道、ペニス・陰茎(いんけい)、陰嚢(いんのう)があります。
 精巣は男性ホルモン(テストステロン)を分泌し、精子もつくっています。精巣上体は、精巣の上に帽子のようにのった器官で、精巣から送り出された精子を通す管が複雑に屈曲して中に入っています。精巣上体は精管へとつながり、精管は鼠径(そけい)部を通り骨盤の中に入り、精嚢まで続いています。この中を精子が運ばれていきます。精子は精嚢で成熟し、射精時に射精管から尿道内に射出され、外尿道口から体外に出ます。ペニスは左右一対の陰茎海綿体と尿道海綿体からなります。尿道海綿体は、その中を尿道が通っており、先端部は亀頭になっています。小児では包皮が亀頭を包んでいます。陰嚢には精巣と精巣上体が入っています。
 男性性器のはたらきは、男性ホルモンの生成・分泌と受精、および性交です。ホルモンは精巣でつくられます。受精には、精子の形成、搬送、および射精が必要となります。前立腺は前立腺液を分泌し、それを精子とともに射出します。性交には陰茎の勃起が重要で、勃起には海綿体に流入する血液量がふえることが必要です。