腎臓を巡る、長く、曲がりくねった物語　その16　腎臓は「洗濯機方式」で血液をクリーニング（糸球体）

 　人体という水中国家で、腎臓の役割は、下水処理場兼浄水施設であり、ゴミ処理場であり、リサイクルセンターであり、実は丞相でもあります。
　

　今回は、下水処理場兼浄水施設の機能を持つ、腎臓の糸球体について検討しましょう。
糸玉のように見える糸球体（『世界一美しい人体の教科書』より）


　下水処理場と浄水施設で行われているのが、沈殿。ゴミを沈めて、水から取り除いています。
下水処理の仕組み（千葉県サイトより）

浄水の仕組み（千葉県サイトより）


　横浜市の下水処理場では、1.5～4時間くらい、沈殿に時間をかけています。ちなみに、下水処理トータルでは11～14時間かかるとのこと。
沈砂池・ポンプ設備　2～5分
最初沈殿池　1.5時間程度
反応タンク　6～8時間
最終沈殿池　3～4時間
消毒設備（接触タンク）　15～30分

　人体という水中国家では、そんなに時間はかけられません。
　ですから、「洗濯機方式」が採用されています。
画像/QREON



　洗濯、つまりクリーニングですが、洗濯機の工程では「洗い→脱水→すすぎ→脱水」というように、脱水が複数行われますよね。
　実は、脱水が重要なのです。
　「洗い」では、汚れた衣類と洗剤が水に入れられて、かき混ぜられます。この段階では、洗剤が衣類から汚れを引きはがし、水に溶け込ませます。
　洗剤と汚れを含んだ水を、衣類から搾り取るのが、脱水です。「洗い」の後に脱水をせずにすすいでも、いつまでも泡が残ってしまい、洗剤と汚れをなかなか取り除けません（経験者語る）。

　洗濯機ではどうやって脱水するのかというと、洗濯槽を回転させて、洗濯物に遠心力をかけ、水分を飛ばしています。
　多くの洗濯槽には、穴が開いています（穴なしは1社くらい？）。

　洗濯物に遠心力をかけると、当然、洗濯物も外側に飛ばされます。洗濯槽は洗濯物を内側にとどめておいて、穴から外へ水分だけが出ていくという仕組みになっています。


　では、腎臓の糸球体ではどうしているのかというと、血圧という力を使って、水分を飛ばしています。
　糸球体は、毛細血管が糸玉のように丸まった組織です。毛細血管には、洗濯槽と同様に、小さな穴が開いています。
　糸球体を構成している毛細血管には、穴が開いています。
糸球体の毛細血管は「有窓型」（Wikipediaより、一部改変）




　そのため、糸球体に強い圧力で血圧を送り込むと、液体成分の血漿が穴から出ていくのです。


腎臓皮質のイメージ（糸球体＝洗濯機が100万個）



　洗濯機の洗濯物に相当するのが、血液のタンパク質や血球です。血球やタンパク質は大きいので、糸球体の毛細血管の穴からは外に出ません。洗濯槽の穴も、毛細血管の穴も、「必要なものは内側に、汚れは外側に」とふるい分けするのに、ちょうどよい大きさなのです。

　では、洗濯槽の穴が、なにかの手違いで大きくなり過ぎたら、どうなるでしょうか。脱水の際に、ハンカチや靴下などは洗濯槽の外側に飛び出していきますよね。
　また、洗濯の際に誤ってクギやネジなどを入れてしまうと、洗濯槽は傷ついて、壊れてしまう可能性が高くなります。
　ちなみに、洗濯機の寿命は、6～7年といわれています。

　毛細血管の穴も同様です。
　毛細血管の場合、362日、24時間、絶えず血圧で押されている状態ですから、穴にも相当な負担がかかります。そのため、血液が血管の壁に当たる時間が長くなるほど、壁が破れて、穴が大きくなるのは、仕方がないことです。穴が大きくなったら、「ふるいがザルになった」状態で、タンパク質や血球が血管の外に出て、尿に混じってしまいます（タンパク尿・血尿）。
　また、血液の中に結晶化した硬い物質が混じっていると、血管の壁が傷ついて、炎症を起こす可能性があるのです。結晶化する代表的な物質がリンとカルシウムで、CPP（リン酸カルシウム結晶を吸着したタンパク質Fetuin-Aの凝集体）が作られます。

　そのようなわけで、糸球体にも寿命があります。
　20代の頃には腎臓1個当たり100万個あった糸球体は、加齢とともに減っていき、個人差もありますが70代で半分になるといわれています。
加齢による腎臓の変化（Adv Chronic Kidney Dis. 2016 January ; 23(1): 19–28.より）




■参考資料
『寿命の9割は「尿」で決まる』   著/堀江重郎 SBクリエイティブ

『図解腎臓が寿命を決める』  著/黒尾　誠 幻冬舎


 ※フリーランスの編集者・ライターである『クラナリ』編集人（バリバリの文系）は、腎臓に関する記事や書籍に携わる機会が多いため、それに関連していろいろと考察しています。素人考えですが。

Leave a Comment

Powered by Blogger.