問1 腎臓の細尿管を取り巻く間質部分では皮質と髄質どちらが浸透圧が高いか?その浸透圧差を維持するしくみは?





髄質のほうが高浸透圧
細尿管の上行脚(遠位細尿管)にナトリウムポンプが存在し、能動輸送で細尿管から間質側にNa+を排出し、間質の高浸透圧を維持する。

問2 そのしくみの役割は?




答 髄質において間質側を高浸透圧に保つことによって、細尿管から間質側に水移動を促進し、それが間質側にある毛細血管に吸収される。したがって、細尿管→毛細血管への水の再吸収を促進する。





 図で説明します。細尿管は皮質にあるボーマンのう(腎小体)を起点とするが、一旦髄質側に潜った上で、また一旦皮質側に行く。前半の細尿管を腎小体に近い側なので「近位細尿管」、あるいは原尿の流れが下向きなので「下行脚」という。
 一方、後半は腎小体から遠い側なので「遠位細尿管」、あるいは原尿の流れが上向きなので「上行脚」という。下行脚と上行脚の転換点は少し管が細くなっているループでヘンレループという。
 上行脚にナトリウムポンプ(能動輸送)が、下部ほど多く配置されている。図ではオレンジ玉で表現した。これにより髄質側の間質は下部ほど高浸透圧に保たれる。図ではナトリウムの動きをオレンジ→で示した。
 髄質の間質は高Na+なので、下行脚にもNa+が少し移動してしまうが、ヘンレループを経るとすぐに上行脚のナトリウムポンプで排出される。
 このようにNa+を髄質側で高濃度に保つことによって髄質で、水が細尿管→間質に移動しやすくなり、結果的に間質にある毛細血管への再吸収が促進される。
 下行脚の原尿の流れと、上行脚の流れが反対向きになる部分でのしくみなので対向流理論(countercurrent theory)といい、腎臓の発展問題で出題される。