近位尿細管

ネフロンのこの部分の上皮細胞の管腔表面は、密に詰まった微絨毛で覆われており、光学顕微鏡で容易に観察できる境界を形成しているため、ブラシ境界細胞という名前が付けられています。微絨毛は細胞の管腔表面積を大幅に増加させ、おそらく再吸収機能と管腔内の流れの感知を促進していると考えられます。^{[ 1 ]}微絨毛は、共焦点顕微鏡を使用して可視化されたアクチンフィラメント束で構成されています。^{[ 2 ]}

細胞の細胞質はミトコンドリアが密集しており、その多くは基底膜のひだの中にある基底領域に存在している。ミトコンドリアの量が多いため、細胞は好酸性を示す。ミトコンドリアは、細胞外へのナトリウムイオンの能動輸送に必要なエネルギーを供給し、細胞内腔側からより多くのナトリウムイオンが細胞内へ流入できる濃度勾配を作り出すために必要である。水は、濃度勾配に沿って受動的にナトリウムイオンとともに細胞外へ移動する。

近位尿細管を覆う立方上皮細胞は、隣接する細胞間に広範な側方相互嵌合構造を有しており、光学顕微鏡で観察すると、明確な細胞境界がないように見える。

尿細管周囲の毛細血管における循環の中断後に起こる近位尿細管内容物の漸進的再吸収は、しばしば近位尿細管細胞の細胞形態の乱れを引き起こし、細胞核が尿細管内腔に放出されるなどの現象が生じる。

このため、一部の観察者は近位尿細管の内腔を閉塞している、あるいは「汚れているように見える」と表現する一方、全く異なる性質を持つ遠位尿細管は「きれいな」外観をしていると述べている。

低倍率での外観に基づいて、近位尿細管は近位曲尿細管（PCT）と近位直尿細管（PST）の2つの部分に分けられます。^{[ 3 ]}これらの部分の間には細胞の輪郭に違いがあり、したがって機能にも違いがあると考えられます。

超微細構造に基づいて、 S1、S2、S3の3つのセグメントに分類できる。

近位尿細管は、尿細管内に水素イオン（酸）を分泌し、濾過された重炭酸塩の約80％を再吸収することにより、濾液のpHを効率的に調節します。^{[ 6 ]}

近位尿細管に流入する濾液中の液体は、尿細管周囲毛細血管に再吸収される。これは、上皮細胞の基底外側膜にあるNa ⁺ /K ⁺ -ATPaseによる、管腔から血液へのナトリウム輸送によって促進される。 ^{[ 6 ]}

ナトリウムの再吸収は主にこのP型ATPaseによって促進され、濾過されたナトリウム負荷の60～70%は能動輸送、溶媒引きずり、傍細胞電気拡散によって近位尿細管で再吸収される。能動輸送は主にナトリウム/水素アンチポーターNHE3を介して行われる。^{[ 6 ] [ 7 ]傍細胞輸送は、再吸収されたNa +}単位あたりの酸素消費量によって決定される輸送効率を高め、腎臓の酸素恒常性の維持に役割を果たしている。^{[ 8 ]}

多くの種類の薬剤は近位尿細管から分泌されます。詳しくは、「腎臓から分泌される薬剤」をご覧ください。

尿中に排泄されるアンモニウムの大部分は、近位尿細管でグルタミンがα-ケトグルタル酸に分解されることによって生成されます。^{[ 13 ]}これは2つのステップで行われ、それぞれがアンモニウムアニオンを生成します。すなわち、グルタミンからグルタミン酸への変換と、グルタミン酸からα-ケトグルタル酸への変換です。^{[ 13 ]}この過程で生成されたα-ケトグルタル酸は、さらに分解されて2つの重炭酸アニオンを形成し、^{[ 13 ]}これらはナトリウムイオンとの共輸送によって尿細管細胞の基底外側部分から排出されます。

腎細胞癌は腎臓癌の中で最も一般的な形態であり、そのほとんどが尿細管から発生する。^{[ 15 ]}

急性尿細管壊死は、 PTECが抗生物質（例：ゲンタマイシン）、色素（例：ミオグロビン）、敗血症（例：グラム陰性菌由来の リポ多糖によるもの）などの毒素によって直接損傷を受けた場合に発生します。腎尿細管性アシドーシス（近位型）（ファンコニ症候群）は、PTECが糸球体濾液を適切に再吸収できず、重炭酸塩、グルコース、アミノ酸、リン酸の喪失が増加した場合発生します。

PTECは、糸球体腎炎、虚血、間質性腎炎、血管障害、糖尿病性腎症による尿細管間質障害の進行にも関与しています。このような状況では、PTECはタンパク質（例：糸球体腎炎におけるタンパク尿）、グルコース（糖尿病）、またはサイトカイン（例：インターフェロンγおよび腫瘍壊死因子）によって直接影響を受ける可能性があります。PTECの反応には、サイトカイン、ケモカイン、コラーゲンの産生、上皮間葉転換、壊死またはアポトーシスなど、いくつかの方法があります。