腎臓は「尿をつくるだけ」じゃない―産生臓器で整理するレニンとエリスロポエチン
第104回医師国家試験 E問題 第27問
国試問題にチャレンジ
主に腎で産生される液性因子はどれか。2つ選べ。
- a.レニン
- b.カルシトニン
- c.アルドステロン
- d.エリスロポエチン
- e.アンジオテンシノゲン
対話形式の解説
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医学生
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医学生まとめ
腎臓は排泄臓器であると同時に内分泌臓器でもあり、主に産生する液性因子として、傍糸球体細胞のレニン、尿細管周囲間質細胞のエリスロポエチン、近位尿細管で1α水酸化される活性型ビタミンDが挙げられます。RAA系では、アンジオテンシノゲンは肝、ACEは主に肺血管内皮、アルドステロンは副腎皮質球状層で作られ、腎で作られるのはレニンだけです。カルシトニンは甲状腺C細胞由来で、アルドステロンと同様に腎は作用部位であって産生臓器ではありません。慢性腎臓病ではエリスロポエチン低下による腎性貧血や、活性型ビタミンD低下によるCKD-MBDが生じるため、腎の内分泌機能の理解は臨床にも直結します。「どこで作られ、どこに働くか」を分けて整理することが、ホルモンの問題を確実に解く基本です。
解答・解説
正解はa, dです
テーマ
腎臓は尿を作る排泄臓器であると同時に、内分泌臓器としても働いている。本問は、選択肢に挙げられた液性因子それぞれの「主な産生臓器・産生細胞」を正確に覚えているかを問う。 液性因子(humoral factor)とは、血液などの体液を介して離れた部位に運ばれて作用する物質の総称で、ホルモンのほか、サイトカインなどの免疫関連物質も含む。
考え方
腎臓で主に産生される代表的な液性因子は、レニン(傍糸球体細胞)、エリスロポエチン(腎皮質の尿細管周囲間質細胞)、活性型ビタミンD〔1,25-(OH)2D3、近位尿細管で1α位が水酸化される〕の3つである。このほかプロスタグランジンやカリクレイン(キニン系)なども腎で作られる。 一方、レニン-アンジオテンシン-アルドステロン系(RAA系)に登場する物質は、レニンが腎、アンジオテンシノゲンが肝、アンジオテンシン変換酵素(ACE)が主に肺の血管内皮、アルドステロンが副腎皮質と、産生臓器がそれぞれ異なる。この系の流れを産生臓器とセットで整理しておけば、レニンとエリスロポエチンの2つを選べる。
選択肢考察
- ○a. レニン
レニンは、傍糸球体装置を構成する傍糸球体細胞(輸入細動脈壁の平滑筋が分化した顆粒細胞)から分泌される蛋白分解酵素である。腎灌流圧の低下(輸入細動脈の圧受容)、緻密斑でのNaCl到達量の減少、交感神経β1刺激によって分泌が増える。血中でアンジオテンシノゲンを切断してアンジオテンシンⅠを生成し、最終的にアンジオテンシンⅡやアルドステロンを介して血圧・循環血液量を上昇させる。主に腎で産生されるので正しい。
- ×b. カルシトニン
カルシトニンは甲状腺の傍濾胞細胞(C細胞)から分泌されるペプチドホルモンである。破骨細胞の骨吸収を抑えて、骨から血中へのCaの移行を減らし、血清Ca濃度を低下させる方向に働く。腎は作用部位の一つではあるが産生臓器ではない。なお、甲状腺髄様癌(C細胞由来)では腫瘍マーカーとなる。
- ×c. アルドステロン
アルドステロンは副腎皮質の球状層で産生される鉱質コルチコイドである。主に集合管(遠位尿細管後半〜集合管)の主細胞に作用し、Na+の再吸収(それに伴う水の再吸収)とK+の排泄を促す。また間在細胞からのH+分泌も促進する。分泌の主な刺激はアンジオテンシンⅡと血清K+の上昇である。腎は標的臓器であって産生臓器ではない。
- ○d. エリスロポエチン
エリスロポエチン(EPO)は成人では約90%が腎で産生される糖蛋白ホルモンで、腎皮質〜髄質外層の尿細管周囲の間質細胞(線維芽細胞様細胞)が主な産生細胞である。組織の酸素分圧低下を低酸素誘導因子(HIF)が感知して産生が増える。骨髄の赤芽球系前駆細胞に作用して分化・増殖を促し、赤血球産生を高める。残りの一部は肝で作られ、胎児期は肝が主な産生臓器である。慢性腎臓病で腎性貧血が起こるのはこの産生低下による。
- ×e. アンジオテンシノゲン
アンジオテンシノゲンは主に肝臓で合成され血中に分泌される蛋白質で、レニンの基質である。レニンによってアンジオテンシンⅠとなり、さらにACEによってアンジオテンシンⅡに変換される。腎局所でもわずかに作られるが、主な産生臓器は肝であり誤り。
腎臓の内分泌機能
・レニン:傍糸球体細胞。RAA系を起動し血圧・体液量を維持する。 ・エリスロポエチン:尿細管周囲間質細胞。赤血球産生を促進。低下すると腎性貧血(正球性正色素性貧血)。治療には赤血球造血刺激因子製剤(ESA)やHIF-PH阻害薬が用いられる。 ・活性型ビタミンD:肝で25位、腎の近位尿細管で1α位が水酸化されて1,25-(OH)2D3となる。腸管からのCa・P吸収を促す。低下すると低Ca血症、二次性副甲状腺機能亢進症、骨病変(CKD-MBD)につながる。 ・その他:プロスタグランジン(腎血流維持)、カリクレイン-キニン系など。
RAA系の流れと産生部位
アンジオテンシノゲン(肝)→〔レニン(腎)〕→アンジオテンシンⅠ→〔ACE(主に肺血管内皮)〕→アンジオテンシンⅡ→血管収縮、副腎皮質球状層からのアルドステロン分泌(Na再吸収・K排泄)、口渇・ADH分泌促進など。
腎が標的となる主なホルモン
アルドステロン(集合管)、ADH(バソプレシン、集合管の水再吸収)、PTH(近位尿細管でのP排泄と1α水酸化促進、遠位尿細管でのCa再吸収)、心房性ナトリウム利尿ペプチド(ANP)など。産生臓器と作用臓器を混同しないことが大切である。
POINT
・腎で産生される主な液性因子:レニン、エリスロポエチン、活性型ビタミンD。 ・レニン=傍糸球体細胞、EPO=尿細管周囲間質細胞。 ・アンジオテンシノゲン=肝、ACE=主に肺、アルドステロン=副腎皮質球状層、カルシトニン=甲状腺C細胞。 ・CKDでは腎性貧血(EPO低下)と活性型ビタミンD低下が起こる。
