尿細管分泌

尿細管分泌とは、傍尿細管血液から尿細管内腔への溶質の移動であり、糸球体で濾過されたものに加えて排出される。これにより、腎臓はタンパク質結合性または濾過されにくい多くの有機酸や有機塩基を含む物質を排泄し、カリウムおよび酸の排泄に寄与する。分泌は、濾過だけでは除去できない溶質を排除するための経路をネフロンに提供する。

Definition

尿細管分泌とは、傍尿細管毛細血管から尿細管上皮を横断して尿細管内腔へ溶質が移動することであり、これにより排泄される量が濾過される量を超える。これは主に近位尿細管の有機アニオントランスポーターおよび有機カチオントランスポーター、ならびに遠位ネフロンのイオン輸送によって媒介される。

Scope

このトピックでは、再吸収の対極としての分泌の原理、近位尿細管における有機アニオンおよび有機カチオンの主要な分泌経路、ならびに遠位ネフロンにおけるカリウムおよびプロトンの分泌について扱う。これは生理学的な参照項目であり、臨床的なガイダンスではない。

Core questions

• 分泌は再吸収とどのように異なり、またどのように補完し合うのか？
• どのトランスポーターが有機アニオンと有機カチオンを分泌するのか？
• 分泌がタンパク質結合性溶質のクリアランスに重要なのはなぜか？
• 遠位セグメントはどのようにカリウムとプロトンを分泌するのか？

Key concepts

• 再吸収の逆としての分泌
• 有機アニオントランスポーター (OATs)
• 有機カチオントランスポーター (OCTs)
• 近位細胞を横断する基底膜側取り込みと頂端側排出
• タンパク質結合性および濾過されにくい溶質のクリアランス
• 遠位カリウム分泌
• プロトン分泌と酸排泄

Mechanisms

ほとんどの能動分泌は近位尿細管で起こる。有機アニオンは、有機アニオントランスポーターによって血液から基底膜を介して取り込まれ、しばしば外向きのジカルボン酸勾配によって駆動され、その後、頂端トランスポーターによって内腔に排出される。有機カチオンは、有機カチオントランスポーターおよび頂端排出キャリアを介して同様の2段階経路をたどる。この方向性のある輸送により、腎臓は、効率的に濾過するにはタンパク質結合性が高すぎる内因性老廃物や多くの異物を排泄することができる。遠位ネフロンでは、主細胞がナトリウム再吸収によって生じる内腔陰性電位に駆動されて頂端チャネルを介してカリウムを分泌し、介在細胞が酸を排泄するためにプロトンを分泌する。

Clinical relevance

分泌トランスポーターは多くの内因性溶質や異物を処理するため、尿細管分泌は腎臓がこれらの物質を排泄する方法や、これらのトランスポーターにおける薬物相互作用の中心となる。この項目は、参照のための正常な分泌生理学を記述するものであり、投薬量や個別化された治療アドバイスを提供するものではない。

Evidence & guidelines

ここに要約されている分泌経路は、腎臓の有機アニオンおよびカチオントランスポーターの輸送生理学と分子特性評価、および遠位イオン分泌の分節的レビュー（引用されているように）に基づいている。

History

初期のクリアランス研究により、一部の物質は濾過されるよりも速く排泄されることが示され、能動的な分泌経路の存在が示唆された。パラアミノ馬尿酸に関する古典的な研究は、近位有機アニオン分泌を確立した。その後、有機アニオンおよび有機カチオントランスポーターファミリーの分子同定により、これらの長らく認識されてきた機能の原因となるキャリアが特定された。

Key figures

• William H. Dantzler
• Stephen H. Wright
• Sanjay K. Nigam

Seminal works

• wright-2004
• nigam-2015

Frequently asked questions

腎臓はすでに血液を濾過しているのに、なぜ尿細管分泌が必要なのですか？

濾過では、血漿タンパク質に結合しているか、その他の理由で濾過されにくい溶質を効率的に除去できません。分泌により、尿細管はこれらの物質を血液から内腔へ能動的に移動させ、排泄することができます。

有機溶質の能動分泌のほとんどはどこで起こりますか？

近位尿細管で起こります。そこでは、有機アニオンおよび有機カチオントランスポーターが血液から溶質を取り込み、頂端キャリアがそれらを尿細管内腔に移動させます。