「日米腎臓内科ネット」活動ブログ

   日本・アメリカそれぞれの話題をお届けします日米腎臓内科ネット
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Renal physiology: Glomerulotubular Balance

前回少し触れましたが、糸球体でろ過された大量の水と物質の大半は再吸収されなければなりません。そして、GFRは毎分毎秒変動します(これについては今度詳細述べたいと思います)。GFRに応じて尿細管で再吸収されるボリュームが微調整されなければ大変なことになります。例えばGFRを100 ml/minとした場合、一日144 Lろ過されることになります。ところが99%近くのボリュームが再吸収されることにより、最終的な尿量は通常1 – 2 L/dayになります。もしもGFRが103 ml/minとわずかに上昇して尿細管再吸収の微調整が起こらなかった場合、一日のGFRは148.3 Lとなるため、尿量は5 – 6 L/dayとなってしまいます。このような劇的な尿量の変化を防ぐためにいくつかのメカニズムがありますが、そのひとつがglomerulotubular balanceです。よくtubuloglomerular feedback (TGF) と混同されがちですが全く別の概念です。
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Glomerulotubular balanceは、GFR の増加/減少とともに近位尿細管での再吸収も増加/減少して、糸球体と尿細管での水分バランスを維持する、というその名の通りの概念です。糸球体でのろ過が増加するほどperitubular capillaryに行く血中の蛋白質が濃縮されますが、それによるcapillary oncotic pressureの上昇がglomerulotubular balanceの主な機序と考えられています。また、capillary oncotic pressureはGFRとrenal plasma flow (RPF)との比(GFR/RPF = filtration fraction)に依存していることが明らかかと思います。このfiltration fractionが上昇するほど尿細管での再吸収が増加します。

例えば、心不全では一般にfiltration fractionが上昇していることが知られています。Renal plasma flowは減少していても(ポンプ不全やカテコラミン上昇などから)、GFRは維持されるためです。塩分過多ではなおさらです。利尿剤を使ってもむくみが取れず、心不全がいっこうに改善しない例がありまずが、その理由のひとつがこのglomerulotubular balanceです。糸球体と近位尿細管の間を過多の水分がずっと再循環しているようなイメージです。

波戸 岳
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Water Homeostasis (MDIBL Renal Physiology Course )

赤血球(RBC)は腎臓髄質の毛細血管など高浸透圧の環境を通過する際、どうやって身を守っているのでしょう?RBCの細胞膜にはアクアポリン(AQP)とよばれる水チャネルがあるため、細胞内外の水の動きを調節できていることが関係しています。現在では多くのAQPチャネルが腎臓を含め体内に広く存在し、水の再吸収およびosmoregulatorとして機能していることはよく知られていますし、この赤血球にある水チャネル(AQP-1)を発見したPeter Agreはノーベル化学賞を受賞しています。
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このモジュールではいくつかのおもしろい実験を行いましたが、今回はRBCがさまざまな浸透圧物質(sucrose、urea、glycerol)によって水がどう移動するかを観察した実験を紹介します。詳細はこのコースのdirectorであるZeidel先生がAgre先生と20年前に行った実験結果 に記されています。
実験方法はStopped-Flow Fluorimeterとよばれる光散乱分析装置(RBCが膨張すると散乱が抑制され、縮小すると散乱が増強される)を使用してRBCを高浸透圧下において水の動きを観察します。最初はsucrose液(高浸透圧)にRBCをいれると予想通り細胞外に水が移動しRBCは縮小します。次にsucroseではなくureaやglycerolを使用して同様の浸透圧を作ると水の動きはあまりありません。ところが、RBCを1M urea(1100 mOsm)でincubateしたのち、0.5M urea + NaCl (1100 mOsm)下におくと、RBCは縮小します。 そしてphloretin(Urea transport 阻害)やHg2+(AQP阻害)下では細胞外への水の動きは遅延します。これからわかることは、1)RBCはUrea透過性であること 2)transporterはphloretinやHg2+で阻害可能であること 3)Ureaやglycerolは有効な浸透圧物質ではないことがわかります。
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AQPが水透過性であることはXenopus Oocytes(カエルの卵母細胞)を使用した実験でもよくわかります。この細胞はAQPがなく、水透過性がありません。ところが、AQPのRNAを卵母細胞に注入すると、細胞膜にAQPが発現し、水透過性が増加します。
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Toad bladderはAQPが発現しているため、この膀胱を水で満たし、さまざまな浸透圧の溶媒に入れて、ADHを投与することによりその膀胱容量を観察する実験も行われました。

さまざまな方法により水の動きを観察できるよい実験だと感じました。

T.S
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MDIBL Origins of renal physiology (GFR)

The Origins of Renal Physiologyというタイトル通りモジュールによっては古典的なcomparative physiologyに触れることができました。例えば私の参加した時のglomerular filtration rateのモジュールではaglomerular fishで知られる toadfishを用いて尿細管の分泌能などを測定しました。測定する物質によって蛍光顕微鏡や酸化還元反応による試薬の色の変化で濃度を測定したりと、あえて基本的ツールに触れさせようとする心意気を感じました。実験のコンセプトは非常にシンプルです。Aglomerular fishは大量の物質にさらされた際に尿細管のトランスポーターを容易に飽和してしまいそれ以上の排泄ができない、ということを実地体験するというものでした。
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実験の一つとしてphlorizinという19世紀から知られているNa Glucose transporter (SGLT)の阻害剤を使って血中と尿中の糖の値を測定しました。Phlorizinから派生したDapagliflozinという腎尿細管に選択的な薬剤は糖尿病治療薬として数多くの治験が行われており、昨年から次々とフェーズ3臨床治験の結果がでています。さて、SGLT 阻害剤をaglomerular fishであるtoadfishに使うとどうなるか?結果は血糖値が100 mg/dl台から500 mg/dl以上に上昇してしまいました。実はこうなることは1920年代から知られているのですが、この魚のトランスポーターがどこに発現していて極性はどうなっているのか、糖を調整するホルモンはどうなっているのか、などグループ内での議論になりました。

現存しているaglomerular fishはglomerular fishと比べごくわずかです。進化の過程でaglomerular fishはglomerular fishよりも以前に出現したと思われがちですが実際にはglomerular fishが先に出現しその後aglomerular fishが三度出現しています。海水での糸球体の役割は限られています。糸球体が存在していれば心拍出量に応じて大量の水と物質がろ過されるため、それに応じてエネルギーを費やして再吸収しなければいけません。淡水魚の場合、体の浸透圧を維持するために大量の水をろ過排泄し、水と比べればはるかに少量の電解質を再吸収すればよいのでエネルギーの観点から糸球体があるほうが都合が良いわけですが、高浸透圧に住む海水魚ではそれが逆になります。特に淡水と海水を行き来する魚の糸球体機能の変化は興味深いものがあります。

波戸 岳
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運営メンバー会から

先日、所用のため4泊6日の短期日程で日本へ一時帰国しましたが
そのとき、日米腎臓内科ネットの運営メンバーである
長浜正彦先生と今井直彦先生と都内でお会いすることができました。
長浜先生と私は初対面なのですが、このネットワーク、メーリングなどを通して
さまざまなやりとりをしていたためか、初めてあったという感じがしませんでした。
お陰様で楽しい一時を過ごすことができました。
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日米腎臓内科ネットの今後の方向性も話に上がりました。
ウェブの充実により医療の世界も大きく変化してきています。
日米腎臓内科ネットはウェブを通じて日米の腎臓に関する医療や教育システムの違いから学びとれることを情報発信し、
教育的なトピックをブログやメーリングリストでわかり易くOPEN化し共有していくことを目標としています。
ただこうしたことは日々の日常診療や研修をしている上で行っていることですから活動を広げるためにはどうしてもマンパワーが必要となります。
我々の教育方針に賛同していただけて、ぜひともこうした教育活動に加わってみたいというやる気のある方がいらっしゃいましたら
ウェブサイトにあるメールアドレス宛ににメッセージをいただければ幸いです。
これは腎臓内科医に限らず、他科の医師、学生、医師以外の職種の方でも歓迎です。

T.S
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MDIBL Origin of Renal Physiology

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MDIBL Origin of Renal Physiologyというコースに行ってきました。これは2008年から始まった試みで、毎年9月にアメリカMaine州Acadia National ParkにあるMount Desert Island Bio Labで行われる1週間のコースで主に腎臓内科フェローを腎臓生理学に慣れ親しませようというものですが、とても素晴らしかったのでご紹介いたします。
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大自然の中で著名な腎臓生理学者の指導のもと、国内外からのレジデントやフェローとともに、6つのネフロンのセグメント(glomerulus(GFR)、proximal tubule、thick ascending limb、distal tubule、water homeostasis、salt secretion)の中から3つの実験に携わり、基本的なネフロンの仕組みのoriginを学び、かつ新しい発見もしていくというものです。1日目は朝から夜中まで実験を行い、2日目の朝は各グループの実験結果を全体の前でプレゼンテーションをします。午後はみんなで国立公園内をサイクリング、ハイキング、カヤックなどをすることができ国立公園を満喫できます。このサイクルが3回続くので体力的にはきついですが、on/offがあってとても有意義でした。最終日にはMaine州の名物Lobster festがあり、おいしいロブスターをいただけます。
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MDIBLは、1898年に設立された古いLaboratoryで、今でも数々の科学者たちが実験を行うため夏にこのMaineの大自然を訪れます。腎臓生理の父ともいわれるHomer Smithもこのラボで多くの発見をしたのです。Dogfish Sharkのrectal glandにおけるsalt secretionをはじめ、われわれがよく知る腎臓のtransporterやchannelの多くは、魚から学んだことがよくわかります。

ところでこのコースで、インディアナ大学で私と同じ腎臓内科フェローをしている波戸岳先生とお会いしましたので、二人でこのコースから学んだことをこのブログに綴っていこうかなと思っています。今年は多くのグラントがこのコースに充てられたため、フェローは900ドル、レジデントは無料で受講することができました。海外からも参加者がいました。なおレジデント・フェロー以外のポスドクでも参加可能ですので興味ある方はぜひとも来年参加希望をしてみてはいかがでしょうか?ASNも出資していて、このプログラムディレクタであるBI DeaconessのMark Zeidel先生 (ハイキング好き)によるコースの説明も聞けます。

T.S
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アメリカでのフェローシップ統計

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アメリカでは医学部卒業後に全員が初期研修のレジデンシーを受けた後、希望すればその後に専門科のフェローシップのトレーニングを受けることになっている。外国人がアメリカでレジデントのポジションを獲得するのは容易ではなく、USMLEに合格した外国人のマッチ率は40%である(NRMP 2010)。
では、フェローシップはどうかというと、2010年度のNRMP(National Residency Matching Program)の統計によれば、全体で6002のポジションに対して7627人がマッチングにエントリーし、全体のマッチ率は70.1%である。専門科によって競争率の差があるものの、全専門科でアメリカ人のマッチ率は84.4%、外国人のマッチ率は54.7%となっている。
内科で特に競争率の激しいのは循環器内科、消化器内科で外国人のマッチ率は20~30%となる。その他の専門科で外国人のマッチ率は概ね40~60%である。
NRMP 2010

長浜 正彦

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臓器移植の歴史

世界初の腎臓移植はアメリカで1954年に行われたが、そのわずか2年後に日本初の(一時的)腎臓移植が新潟大学で行われている。世界初の心臓移植は南アフリカで1967年に行われ、その翌年に日本初の心臓移植、通称「和田心臓移植」が行われた。
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しかし、この「和田心臓移植」に対しては、密室での脳死移植(脳死判定や患者選定が不透明)に国民の脳死・移植医療への強い不信感が生まれ、このため日本の移植医療は完全に停滞した。そして、当初まで世界と同じスピードで進んでいた日本の移植医療は30年間ストップした。1997年に日本臓器移植ネットワークが発足、臓器移植法が制定されて、脳死下の移植が可能になったが、日本の文化的・社会的背景から死体腎移植数は伸びず、日本の移植件数は世界的に見ても大変少ない状況が続いている。
そして今年、臓器移植法が改正され、家族の承認で臓器提供が可能となった。当初は、移植法改正ではあまり変化がないだろうと言われていた脳死下での移植であるが、マスメディアが報道している通り、それでも少しずつ家族の承認下で脳死からの臓器提供が行われつつある。日本の腎移植件数が少ない原因は、脳死下での移植が極端に少ないことが一因ではあるが、生体腎移植自体、世界的に見てもまだまだ伸びる余地がある。また、日本での腎臓移植は件数が少ないものの、短期・長期予後ともに移植先進国のアメリカを凌駕しており、確立した医療と捉えるのが妥当である。今後、腎臓移植全体に対する啓蒙・教育がさらに必要であろう。

長浜 正彦
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AST Fellows Symposium 2010@Dallas

インディアナ大学で腎臓移植フェローをされていた鈴木倫子先生に紹介していただいた、AST(米国移植学会)主催の Fellows Symposiumに行ってきました。評判通りとてもよいシンポジウムで、参加する価値のある講義内容だと思いました。
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場所はダラス空港付近のヒルトンホテルで3日にわたって移植に関するさまざまな講義が行われます。内容はClinical track とBasic research trackに分かれていてどちらに参加してもよいようになっています。また膵・腎移植のみならず、心移植、肺移植、肝移植の各分野に分かれて講義も行われます。私はClinical trackに参加しましたが移植全般の統計学的なことから免疫応答・寛容、HLA、薬剤、移植後の管理、臓器allocation、移植感染症、clinical trial、journal clubなど話題満載でした。海外からの参加者もいらして、日本人もトロント大学で肺移植外科のフェローをされて現在リサーチを行っている先生2人が参加されていました。
このシンポジウムのよいところは(早い者勝ちですが)、ほとんどの参加者にtravel grantが与えられることで、ホテル代、食事代は込みで、航空券も330ドルまでカバーされます。今年は150人近くの参加者がいて、多くのフェローや著名な移植医と知り合えるとてもよい機会だと感じました。ちなみにフェローシンポジウムといっても、フェロー以外のレジデントでもポスドクでも参加可能です。
いかにもアメリカだなと感じたのは、講義の後はみんなでスポーツを楽しんだり、バーべキュー、ダンスパーティーがあって、とにかく充実した楽しい3日間でした。学んだ話題をまた今度ブログでも紹介できればと思っています。
来年も同時期にダラスで行われるはずですので、興味ある方は参加してみてはいかがでしょうか?

T.S
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アメリカでのレジデンシー統計

アメリカでレジデンシーを受けている外国人は多く、レジデントの約四分の一は外国人と言われている。最近、日本でもアメリカでレジンシーを受けようとする人が増えてきている。2010年度のNRMP(National Residency Matching Program)の統計によると、全米の(1年目向け)レジデントポジションは全科で22809あり、これに対して30543人の応募があり、全体でのマッチ率は79.8%である。
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外国人医師の統計を見ると、7246人が応募し、そのうち2881人がマッチングを経てポジションを得ている。つまり、マッチ率は40%である(アメリカ人のマッチ率は93.3%)。このように外国人はUSMLEなどの試験に合格しても、約半分以上は就職できないのが現状である。この傾向はかなり以前から変わっておらず、今後も変わらないだろう。ちなみに2010年度の外国人医師の出願数は前年より238人減少したそうで、これは2002年以来、初めての減少だ。
また、私がここで使用している「外国人医師」とは、「外国人のアメリカ国外医学部卒業生:Non-U.S. citizen IMG (International Medical Graduates)」ということである。実はアメリカ人でありながらアメリカ国外の医学部を卒業した人達もおり、そういう人達は「アメリカ人のアメリカ国外医学部卒業生:U.S. citizen IMG」として、統計ではきちんと「外国人医師」とは分けている。「U.S. citizen IMG」のマッチ率は47%である。NRMP 2010

長浜 正彦
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日米比較:日本にいない医者:D.O. vs M.D.

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アメリカにいるとドクターの白衣や名札で、名前の最後に「M.D.」でなく「D.O.」という略称を見かける時がある。D.O.はDOCTOR OF OSTEOPATHIC MEDICINEの略で、無理やり訳すと「整骨療法医」ということになる。アメリカではM.D.と同じ「医師」である。ただ、彼らは一般の医学部ではなく整骨療法医学部の卒業である。この学部ではカリキュラム自体は骨学を中心に医学部とほぼ同様の教育をしている。卒業後はM.D.と同じ医師国家試験に合格すれば、M.D.と同じ「医師」として働くことができる。大半がその後の専門科のトレーニングを受けずに、一般家庭医になることが多いようである。
そもそもD.O.は僻地医療の補充要因として1874年に新設された医学校で、現在は全米で20校ほど存在する。医師数では全米の約5%程であるが、アメリカの軍医の約20%がD.O.である。公にはM.D.と同等の医師として扱われるが、差別されることもある。

長浜 正彦

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