監修者の序

　このたび，Renal physiology: a clinical approachの翻訳を出版できることを大変に嬉しく思う．この本との出会いは，3年前の米国腎臓学会での書籍展示であった．著者のMark Zeidelが米国で腎臓内科フェロー向けに腎生理の勉強合宿を開催していたこと，また，米国腎臓学会の臨床雑誌であるClinical journal of the American Society of Nephrology誌において “Renal physiology for the clinician” という総説シリーズを始めたことで知っており，そのZeidelの本ということもあって手に取ってみた．腎生理学というと輸送体・チャネルの構造や数式が並ぶ印象があるが，共著者であるDanzigerが気鋭の若手臨床家であることもあるせいか，細かすぎず，しかし臨床医にとってきわめて重要なポイントを押さえた内容となっていることに感銘を受けた．
　日本では基礎医学を学んだあとに臨床医学を学ぶが，臨床を知らない状態で基礎医学を学ぶと，基礎医学は暗記が必要な難解なもので，何故これを学ぶ必要があるのかが理解できないと感じているようである．しかし，臨床を知った後で基礎医学を学ぶとその理解の重要性は火を見るよりも明らかとなり，かつスッと頭に入ってくるものである．特に，臨床家の書いた基礎医学は臨床に不必要な部分に字数を割いていないため，本当に実践的な内容となるものである．本書は正にそのような点で，腎臓の臨床を学んだ後に，是非，手に取ってほしい本である．
　本書はそのような素晴らしい本であるにもかかわらず，毎日の多忙さを理由に翻訳をする勇気を持てずにいた．しかし，私の仲間の若手臨床医の協力を得て，この訳書を日本の多くの臨床家に届けることが出来たことは本当に感慨深いものがある．正直なところ，この訳書は，私でなく，若手の訳者の向学心と努力によって生まれたものである．その意味で，全訳者に本当に感謝しているが，その中でも，上原温子先生は詳細に亘って翻訳の内容を推敲し，統一感のある素晴らしい訳書となることに，きわめて大きな貢献をしてくれたことを強調したい．また，中外医学社の弘津香奈子さんには亀の進みの翻訳作業に根気強く付き合っていただき，感謝申し上げる．
　この本が，少しでも多くの日本の臨床医に手に取っていただき，日常の腎臨床の実践や理解に役立つことを祈念している．

2018年8月
聖マリアンナ医科大学　腎臓・高血圧内科
柴垣有吾




監訳者の序

　本書は，医学生，研修医，医療従事者を対象に著されたRenal physiology: a clinical approachの翻訳である．200ページ程度の本だが，腎臓生理の基礎から応用まで網羅されており，読み応えのある一冊である．腎臓生理学は基礎医学的な内容が多く，特に初学者には敬遠されがちであるが，本書は腎臓生理の基本からstep by stepで詳しく説明しており，読み進めていくうちに深く理解できるように構成されている．私自身も，曖昧な知識を，本書を通して明快に理解できることがしばしばあった．確かに，十分に理解するには何回か読み直さないといけない部分もあったが，大方は著者に導かれるまま読むうちに，自然に知識が補完されていくことを実感した．これは，著者らが腎臓生理のエキスパートであるだけでなく，幅広い読者層にいかに効率よく学習させるかを体得した優れた教育者であることを意味している．彼らは，この本を単なる教科書に終始させず，学習者の興味を増幅させ，腎臓生理学という深遠なアカデミズムに知らぬ間にぐいぐいと引き込む魔法の書の領域まで昇華させている．私は，本書から後進の指導のエッセンスを吸収できたと確信している．
　本書は，詳細な概説にとどまらず，各章に思考のための問題，要点，章末問題を散りばめている．読者は常に“なぜ?”と問いかけられ，常に理解を深めながら読み進めることができる．また，症例問題も豊富で，「ミクロ」の腎臓生理学を見事に「マクロ」な臨床医学と融合させている．この本を読み終えるまでには，読者の臨床知識および病態生理の理解が何倍も深まっていることであろう．
　また，本書の監訳は，多忙な日常業務の合間を縫って各章を翻訳してくださった諸先生の尽力なしには成し得なかった．諸先生方の翻訳の滋味を保ちつつ，全章のバランスを保てるよう監訳したつもりであるが，不備があれば忌憚のないご意見をいただきたい所存である．またこの本の監訳を私に任せてくださり，細部にわたってご指導いただいた聖マリアンナ医科大学腎臓・高血圧内科教授，柴垣有吾先生にこの場を借りて感謝申し上げる．

2018年8月
聖マリアンナ医科大学　腎臓・高血圧内科　
上原温子




原著の序

はじめに
　本書Renal physiology: a clinical approachの目的は，医学生，研修医，看護師，医療関係者を対象に，腎生理の基礎をわかりやすく臨床に沿って説明することである．腎システムと関連のある機能が，腎臓だけにとどまらず他の臓器とも関連しているということを強調するために，生理学を各システムと関連させて説明している．このアプローチ法は，毒性物質の排泄や，体液量だけでなく血圧の微調整に影響を及ぼす臨床的な問題を深く理解するのに重要である．
　本書はIntegrated Physiology Seriesという生理学の専門書シリーズの3冊目である．1冊目はRespiratory physiology: a clinical approachで，呼吸の基本原理を説明している．2冊目はCardiovascular physiology: a clinical approachで，複雑な循環をわかりやすく説明している．各本ともに，後述する学習者のニーズに応えるように工夫されており，同じスタイルを用い，教育的なアイテムを用意している．さらに，シリーズを通して共通の枠組みの構築を試みている．つまり，今日の医学において学習者が学ばなければいけない大量の情報を処理できるような枠組みであり，将来新しい情報を得たときにその枠組みに組み込めるようなものである．例えば，本書であれば，腎システムを，濾過（糸球体で濾過される溶質の量と種類を規定する因子の調整），再吸収（各尿細管における主要な電解質や水の選択的再吸収，場合によっては分泌の規定因子），主要な腎臓-内分泌連関（水の調整や血圧の調整に重要であり，腎臓だけでなく体全体にとって重要である）に大別して説明している．
　シリーズを通して生理学の「統合」に取り組んでおり，臓器ではなくシステムに重点をおき，システム間の相互関係を明確に示している．例えば，血圧のコントロールを理解するには心血管の生理と腎生理に精通する必要がある．酸塩基平衡に異常のある患者の診療を行う際には，どのように呼吸システムと腎システムが連動して酵素が正常に機能するようにpHを維持させるかを説明できなければならない．
　われわれの目的はいくつかある．生理学を臨床に応用できる形で提示すること，生理学とは臓器システムに沿った形での学習が最良であると強調すること，異なったシステムにも共通する原理を提示すること，読者をひきこみ，考えさせるような双方向性のスタイルを利用することである．

レベル
　本書のレベルは，これまで生理学に触れたことのない学生から，現在患者の診療にあたっているが，臨床の現場に即した形で生理学の復習を必要としている研修医まで，幅広いニーズに応えられるように作られている．本書は，これまでわれわれが医学生，初期研修医，後期研修医を長年にわたり教育し，重要な項目についての理解を深め，主要な概念を理解するために提示してきた臨床症例の集大成である．本書は腎臓内科医のための包括的なレビューのための本ではなく，研究志向の内科医に向けて作られた本でもない．それよりも，患者の診療に際して最も重要になるような事柄に焦点をあて，同時に今後新しい情報に触れたときに，吟味し分析できるだけの生理学事項を盛り込んでいる．
　本書で提示しているほとんどの概念は確立されたものであり，引用文献を載せて読者を煩わせるようなことはしていない．しかし，比較的新しく，場合によっては議論の余地がある項目に関しては，重要な一次文献を載せている．

内　容
　本書は，初めの2章で腎生理の概要を知ることができるようにした．1章では，地上の生物である人間が立ち向かわなければいけない挑戦，つまり一刻たりとも怠ることなく水を保持し，必要な栄養素や電解質を失うことなく血中から有害な代謝産物を濾過するようなシステムを考案しなければいけないということを説明した．
　2章は体重の約60％を占める体液コンパートメントの説明から始まっている．さらに，各コンパートメント間で水の移動を起こすような力（浸透圧やStarlingの法則）についても説明する．この章は，後に続く章の最重要基礎事項が説明されており，ここで記載されている概念を完全に理解するまで，十分に時間を費やすことをお勧めする．
　3章は，機能的な解剖学に焦点をあて，腎構造の主要な要素（脈管構造と尿細管）とそれぞれの生理学的役割を結びつけた．4章では糸球体，つまり1日に180 Lもの体液を血液から濾過する部位，について説明している．この章では，糸球体濾過量を調整する機構や，低血圧に曝された時でも濾過量を保持しようとする体の防御機構についても詳しく説明する．
人間の体は，毒性代謝物や過剰な水，電解質の排泄という難題に対して，基本的に「すべてを濾過」することで対処しているため，生存に必要な水やブドウ糖，電解質を選択的に再吸収する仕組みを併せもつ必要がある．5章はわれわれを尿細管の旅へといざない，再吸収に必要な輸送体や，各尿細管部位特有の役割について理解を深める．
　6章は腎臓でのNaと水のハンドリングに焦点を当てている．ここでは，肺を水浸しにすることなく血圧を維持し，主要臓器への血流を保持するために必要なホルモンについて説明する．7章，8章では引きつづき，体が水をどのように調整するのかを説明するが，今度は，地上の動物にとって必要不可欠な，尿濃縮の生理学的原理に重点をおいている．
　日々，人間の体は，炭水化物，蛋白質，脂肪の代謝によって数千mmolもの酸を産生する．酸の大半（炭酸）は呼吸器系によって二酸化炭素という形で排泄されるが，腎臓では約70mEqの不揮発性酸を日々排泄しなければならない．9章と10章では正常の代謝で対処しなければならない酸塩基平衡と，臨床で日々遭遇する嘔吐，下痢，脱水における酸塩基平衡異常について説明する．
　最後に，11章では，マラソンランナーの例を通じて，本書で学んできた多くの概念を統合させる．呼吸器系，循環器系の働きについて詳しく学び，運動時の生理学的変化を完全に理解したい読者には，本書の姉妹書，シリーズ1冊目のRespiratory physiology: a clinical approachの9章を読むことをお勧めする．
　本書には，臨床症例が多く盛り込まれている．これにより，概念の理解を深め，また正常な生理学的反応を知ることで，病態生理学の理解を深めることができる．勉強を始めた医学生にとっては本書の内容がいかに充実しているか知ることができるだろう．高学年の医学生や初期研修医にとっては，本書で取り上げた臨床症例によって，目の前の患者の症状や所見，さらに治療についても理解が深まるだろう．

本書の活用法
　Integrated Physiology Seriesはシリーズを通して共通の学習ツールを用意している．

●章の概説：各章の初めに概説を載せて，章の内容を把握し，学習の助けになるようにしている．
●学習目標：各章の初めに学習目標の短いリストを載せている．これにより，最も重要な概念や，その章で説明する生理学的原理に焦点を当てることができる．
●本文：本文は，実際の講義に参加しているかのような雰囲気を作るために，会話形式で書かれている．随所に質問を載せることで，提示した情報をより深く考えるきっかけを作り，自分の知識を新たな状況に統合させたり，応用させることができる．
●見出し：見出しは主要な概念を明確に示すために記載した．各項は簡単な生理からより複雑な生理へと移る際に，消化しやすい量になるよう調整した．
●太文字：各章で重要な用語を初めて紹介する際には，太文字にしている．太文字の用語の定義はすべて，用語解説に記載している．
●思考のための問題：本文中に出てきた重要事項を思考のための問題として提示した．多くは臨床現場に即した形の問題で，本文中の情報を臨床応用できるようになっている．
●編集者のまとめ：本文の随所に概念同士を結びつけるコーナーを用意している．ある臓器に当てはまる概念が，別の臓器においても全く同じまたはきわめて類似した概念が当てはまるということを示している．ここでの情報によって，両方の臓器の知識を深めることができ，生理学が統合されていく様子をみることができる．
●図：生理学で用いる変数の関係性を示したり，主要な概念を例示したり，本文で説明した原理を統合するために図を載せている．
●まとめ：各章の最後に，臨床症例を提示し，身体所見や検査所見，診断，治療に関し，その章で学習した生理学の知識を使って答えられるような質問を載せている．これらの症例は，学習ツールを統合させ，生理学の臨床的な重要性を示し，学習してきたことを新たな状況に応用できるか力試しができるように作られている．
●章末問題と答え：各章の最後の章末問題によって，その章の内容を完全に理解したかどうか確認することができる．解答は本書の最後にあり，選択肢がなぜ正しいのか，それとも誤っているかを詳しく解説している．
●索引：網羅的な索引によって，本章に記載された項目を簡単に見つけることができる．

　結局のところ，多くの人は人間の体の働きを深く知るために生理学を学ぶ．本書の活用によって，読者がそれぞれの学習目標を達成し，著者らを魅了しつづける生理学のおもしろさを感じてもらえれば望外の喜びである．

Richard M. Schwartzstein, MD
Ellen and Melvin Gordon Professor of Medicine and Medical Education Director, Harvard Medical School Academy
Vice President for Education and Director, Carl J. Shapiro Institute for Education Beth Israel Deaconess Medical Center Boston, MA
Integrated Physiology Seriesの編集者

目　次

1章　さあ始めよう！
　腎生理学へのアプローチ
　　1．はじめに
　　2．老廃物の排泄
　　3．濾過された体液の再吸収
　　4．濾液の微調整（ファイン・チューニング）
　　5．跳躍へのカギ　内容習得のために
　　6．まとめ
　　要点

2章　体液コンパートメント　
　体液の分布
　　1．はじめに
　　2．細胞のバリア（隔壁）
　　3．血管のバリア（隔壁）
　　4．体液コンパートメントの変化
　　5．腎上皮のユニークな生理
　　6．まとめ
　　要点

3章　形態が機能を決定する　
　腎解剖のユニークさ
　　1．はじめに
　　2．基本的な解剖の概要
　　3．腎臓の脈管構造
　　4．糸球体
　　5．尿細管
　　6．恒常性の維持 　 摂取量と排泄量のバランス
　　7．まとめ
　　要点

4章　ごみを捨てる　
　糸球体濾過
　　1．はじめに
　　2．糸球体濾過量
　　3．GFRを規定する因子
　　4．GFRの調節
　　5．GFRの測定
　　6．まとめ
　　要点

5章　必要なものを再吸収する　
　尿細管機能
　　1．はじめに
　　2．尿細管を介した水の移動
　　3．尿細管を介した溶質の移動
　　4．近位尿細管
　　5．ヘンレのループの下行脚
　　6．ヘンレのループの上行脚
　　7．遠位曲尿細管
　　8．集合管
　　9．K恒常性
　　10．まとめ
　　要点

6章　体液量を維持する　
　Naバランス
　　1．はじめに
　　2．体液の内的センサー
　　3．感知された体液量の変化に対する反応
　　4．体液量の維持 　 Na恒常性
　　5．Na恒常性の限界
　　6．Na過剰とNa欠乏の臨床所見
　　7．まとめ
　　要点

7章　尿を濃縮する　
　陸上の生活に適応するために
　　1．溶質バランスに影響を与えずに水を再吸収する
　　2．髄質の濃度勾配を形成する
　　3．髄質の濃度勾配を維持する
　　4．水を再吸収する
　　5．まとめ
　　要点

8章　血漿浸透圧を維持する　
　水バランス
　　1．はじめに
　　2．体液の濃度：浸透圧
　　3．体液の濃度を感知する：浸透圧受容体
　　4．浸透圧受容体によるADH分泌と口渇感の調整
　　5．浸透圧受容体によらないADH分泌と口渇感の調整
　　6．血漿浸透圧
　　7．水バランス調節系の理論の応用
　　8．まとめ
　　要点

9章　血清pHを維持する　
　酸塩基平衡
　　1．はじめに
　　2．血清重炭酸濃度の維持
　　3．酸過剰な状態 　 酸産生増加によるアシドーシス
　　4．まとめ
　　要点

10章　代謝性アルカローシス　
　腎臓における酸塩基調節の別の側面
　　1．はじめに
　　2．アルカローシスを防ぐ
　　3．尿細管における重炭酸ハンドリング
　　4．アルカローシスにおける体液量評価
　　5．胃液喪失による代謝性アルカローシス
　　6．遠位尿細管からの酸排泄による代謝性アルカローシス
　　7．まとめ
　　要点

11章　最終章　
　マラソンランナーのケースから学ぶ
　　1．はじめに
　　2．マラソンランナーのケース
　　3．おわりに

章末問題に対する解答

用語解説

索引

執筆者一覧

柴垣有吾　　　聖マリアンナ医科大学　監修
上原温子　　　聖マリアンナ医科大学　監訳
小板橋賢一郎　聖マリアンナ医科大学 腎臓・高血圧内科　
矢萩浩一　　　聖マリアンナ医科大学横浜市西部病院 腎臓・高血圧内科　
上原圭太　　　那覇市立病院 腎臓内科　
村田真理絵　　順天堂大学医学部附属練馬病院 救急・集中治療科　
角　浩史　　　聖マリアンナ医科大学川崎市立多摩病院 腎臓・高血圧内科　
長谷川正宇　　聖マリアンナ医科大学 腎臓・高血圧内科　
尾関俊和　　　名古屋大学大学院医学系研究科病態内科学講座腎臓内科学　
甲斐恵子　　　牧田総合病院 腎臓内科　
小波津香織　　聖マリアンナ医科大学 腎臓・高血圧内科　
龍華章裕　　　名古屋大学大学院医学系研究科病態内科学講座腎臓内科学　
谷澤雅彦　　　聖マリアンナ医科大学 腎臓・高血圧内科