ヘンレ係蹄 (太い上行脚)

ヘンレ係蹄の太い上行脚

ヘンレ係蹄の太い上行脚（Thick ascending limb of loop of Henle, TAL）は、腎臓の尿細管系の一部であり、ヘンレ係蹄の細い上行脚の終端から始まり、次のセグメントである遠位尿細管へと移行する領域を指します。この部分は、腎臓の深部に位置する腎髄質と、その外側の腎皮質にまたがって存在するため、腎髄質部太い上行脚と腎皮質部太い上行脚に分けられます。

腎髄質部太い上行脚の機能

腎髄質部太い上行脚は、その生理機能において極めて重要な役割を果たしています。この部位の最大の特徴は、水分に対してほぼ完全に不透過性であることです。つまり、このセグメントを通過する間に、尿細管液から水が外部（腎髄質の間質）へ移動することはありません。

一方で、この部位では溶質、特に電解質の再吸収が非常に活発に行われます。主要な輸送メカニズムとして、管腔側（尿細管内腔に面した側）の細胞膜に存在するナトリウムカリウム塩素共輸送体（Na-K-2Cl symporter, NKCC2）が機能しています。この輸送体は、尿細管液からナトリウムイオン（Na+）、カリウムイオン（K+）、そして2つの塩化物イオン（Cl-）を細胞内に同時に運び込みます。この輸送は、他のポンプの働きによるイオン勾配を利用した二次性能動輸送です。

細胞内に取り込まれたこれらのイオンは、細胞の基底側（間質に面した側）の膜に存在する各種チャネルや輸送体を通じて間質へと排出され、再吸収が完了します。例えば、ナトリウムイオンはナトリウム-カリウムATPase（Na-K-ATPase）によって細胞外へ能動的に汲み出され、塩化物イオンは主に塩化物チャネル（ClC-Kbなど）を通じて受動的に移動します。

興味深いことに、NKCC2によって細胞内に運ばれたカリウムイオンの一部は、管腔側の膜にあるカリウムチャネル（ROMKなど）を通じて再び尿細管腔へと戻ります。このカリウムイオンの「漏出」や「再循環」と呼ばれる現象は、尿細管腔内に正の電位差（およそ+10 mV）を生み出します。この正の電気的勾配は、傍細胞経路（細胞と細胞の間隙）を通じた陽イオンの再吸収を強力に促進します。特に、ナトリウムイオン、マグネシウムイオン（Mg2+）、カルシウムイオン（Ca2+）といった二価の陽イオンの再吸収にとって、この電位差は重要な駆動力となります。これにより、太い上行脚は大量のこれらの陽イオンを再吸収する部位としても知られています。

利尿薬の一種であるループ利尿薬（例：フロセミド）は、このNa-K-2Cl共輸送体（NKCC2）の働きを特異的に阻害することで、太い上行脚におけるイオン再吸収を抑制し、結果として尿量を増加させる作用を発揮します。

また、この部位の細胞は、尿細管間質に存在する高濃度の尿素の影響を受けます。髄質間質に蓄積した尿素は高い浸透圧を持ちますが、太い上行脚が水分に対して不透過性であるため、尿細管液中の水は間質へ移動しません。これにより、間質の高浸透圧が維持され、その後の集合管における水の再吸収を促進する駆動力となります。

太い上行脚を通過する間に、尿細管液からは多くの溶質（イオン）が再吸収されるにもかかわらず、水は全く再吸収されません。このため、尿細管液の浸透圧は徐々に低下し、希釈されていきます。ヘンレ係蹄の下行脚で濃縮された尿細管液は、太い上行脚を通過するにつれて、逆に浸透圧が血漿よりも低い状態（低張液）へと変化していくのです。したがって、この部分は尿の希釈において中心的な役割を担っています。

さらに、腎髄質部太い上行脚の細胞は、タム-ホースフォールタンパク質（Tamm-Horsfall protein, THP）、別名ウロモジュリンを産生・分泌します。このタンパク質の生理機能は完全には解明されていませんが、尿路感染防御や腎結石形成抑制に関与する可能性が示唆されています。また、尿検査で観察される円柱状の構造物である尿円柱の主要な構成成分となることも知られています。

腎皮質部太い上行脚の機能

太い上行脚は腎髄質から皮質へと伸びています。腎皮質部太い上行脚は、髄質部と比較して解剖学的な構造（例えば長さなど）に違いがありますが、機能的には髄質部と同様に水分に対して不透過性であり、Na-K-2Cl共輸送体を介したイオンの再吸収が活発に行われています。したがって、皮質部も尿細管液のさらなる希釈に寄与しています。

最終的に、太い上行脚を通過して希釈された尿細管液は、次の尿細管セグメントである遠位尿細管へと送られます。

全体として、ヘンレ係蹄の太い上行脚は、水分を透過させずに電解質を能動的に再吸収することにより、尿細管液を希釈し、腎髄質の高浸透圧維持に貢献するという、腎臓の濃縮・希釈機構において極めて重要な役割を担っています。

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