糸球体の働き:サイズバリアとチャージバリア

メディカル

引き続き、透析について。
過去のトライアル見直しのときに調べた内容をすこし広げて勉強しました。

一度勉強した内容も、後になってから別のテーマで勉強したこととつながって、理解が深まることがあります。
逆に、理解したつもりでいたことが実はかなり曖昧だったり、腹落ちしていなかったりすることも。。

そんなときはやはり記録が役に立ちます。

糸球体とは

糸球体は、腎臓で尿を作る構造単位であるネフロンを構成しています。

腎臓は握りこぶしほどの大きさで、1つの正常な腎臓には約100万個のネフロンがあります。腎臓は左右に1個ずつありますので、私たちは合計約200万個のネフロンをもっていることになります。

ネフロンはさらに尿を作る糸球体と、作られた尿から水分や体に必要なものを再吸収する尿細管に分けられます。

糸球体は名前の通り、糸が球になったような形をしていて、この糸の球のようにみえるものは毛細血管です。この毛細血管の周りを糸球体ろ過膜が取り巻いて、血液中の老廃物などを排出しています。

サイズバリアとチャージバリア

糸球体の特性として、サイズバリアとチャージバリアの二つのバリア機能があります。

血液の流れにのって運ばれてきた老廃物は、糸球体を形成する毛細血管から基底膜を中心とするろ過膜を通って排出されます。

ろ過膜には細孔とよばれる小さな穴が空いていて、老廃物はその穴を通って尿細管に排出されます。

しかし、タンパク質など、分子量70,000以上の大きな物質は細孔を通ることができません。これがサイズバリアとよばれるもので、ふるいのような役割を果たしています。

ろ過膜には足細胞とよばれるたこ足状の細胞が接続していて、表面は強いマイナス電荷をもつ糖タンパク質で覆われています。 そのため、分子量が70,000以下であっても、マイナスに帯電している血液中のタンパク質は反発して足細胞を通ることができません。
これがチャージバリアです。

糸球体ろ過膜とバリア機能

アルブミンの排出によるネフローゼ症候群

血漿中に最も多く含まれるタンパク質がアルブミンで、分子量は最も小さく約67,000です。

糸球体に何らかの障害が起こるとサイズバリアやチャージバリアの機能が破壊されてアルブミンが糸球体を通過し、尿中に排泄されてしまいます。

その結果、タンパク尿としてアルブミンが検出されます。

このようにして血漿中のアルブミンが減少した状態をネフローゼ症候群といい、浮腫などの症状が出現します。

ろ過膜とクロマトグラフィー

ここまでは糸球体ろ過膜についてのお話ですが、「膜を介して老廃物を除去する」ということは、先日学んだクロマトグラフィーとも共通点があるのではないかと思いました。

ゲルろ過クロマトグラフィーは、物質の分子サイズを利用して分離する方法です。

カラムにつめたビーズ状のゲルには多数の小さな孔が開いていて、試験物質はその分子サイズに応じて孔に入ったり入らなかったりしながら移動していきます。

腹膜も同じ原理で透析膜として利用されていると思います。

人体のしくみって壮大なアートだなあと毎回感動してしまいます。

時々参照しているからだのメカニズムを解説した本がわりと古めでして、特にイラストは妙にリアルで時代を感じるのですが、人体の構造に変わりはないので、、まだまだ活用しますよ。

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