体内環境の維持と免疫（知識）の問題
ヒトの腎臓での尿の生成を調べるため、健康なヒトの血しょう・原尿・尿に含まれる 4 種類の物質 A〜D の濃度を測定した。結果を下の表に示す。なお、このヒトでは原尿が 1 日あたり約 170 L つくられ、尿は 1 日あたり約 1.5 L 排出されていた。
| 物質 | 血しょう中の濃度（mg/mL） | 原尿中の濃度（mg/mL） | 尿中の濃度（mg/mL） |
|---|---|---|---|
| A | 70 | 0 | 0 |
| B | 1.0 | 1.0 | 0 |
| C | 0.3 | 0.3 | 20 |
| D | 3.2 | 3.2 | 3.5 |
この結果から考えられることとして最も適当なものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。
- ア 物質 B は尿中に含まれないことから、糸球体からボーマンのうへろ過されないと考えられる。
- イ 物質 C は原尿中の濃度が血しょう中の濃度と等しいことから、糸球体からボーマンのうへろ過されないと考えられる。
- ウ 物質 A は原尿中に含まれないことから、糸球体からボーマンのうへろ過されないと考えられる。
- エ 物質 D は尿中の濃度が原尿中の濃度とほぼ等しいことから、細尿管（腎細管）や集合管でほとんど再吸収されないと考えられる。
この問題で使うもの
- 腎臓と肝臓のはたらき（説明と入口の問題）
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ヒント
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ヒント 1
糸球体でのろ過と、細尿管（腎細管）・集合管での再吸収という、尿がつくられる 2 つの段階に分けて考えよう。
ヒント 2
原尿中に血しょうと同じ濃度で含まれる物質はろ過されている。原尿中の濃度が 0 の物質はろ過されていない。また、原尿の水の大部分（約 170 L のうち 1.5 L 以外）は再吸収されることに注意しよう。
ヒント 3
物質 B と物質 C はどちらも原尿中に含まれているので、「ろ過されない」とする選択肢は誤り。残る 2 つのうち、水の大部分が再吸収されるのに尿中の濃度が原尿とほぼ同じ物質がどうなっているかを考えよう。
答えと解説
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ウ
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解説を読む
腎臓では、まず糸球体で血しょうがこし出されてボーマンのうに入り、原尿となる（ろ過）。このとき、血球やタンパク質のような大きなものはろ過されないが、それ以外の小さな物質は血しょうとほぼ同じ濃度で原尿に含まれる。次に、原尿が細尿管（腎細管）や集合管を流れる間に、必要な物質や水が毛細血管へ再吸収され、残ったものが尿として排出される。
ウ（正しい）：物質 A は血しょう中に多く含まれるのに原尿中の濃度が 0 なので、糸球体からボーマンのうへろ過されないと考えられる（血しょう中のタンパク質にあたる）。
ア（誤り）：物質 B は原尿中に血しょうと同じ濃度で含まれているので、糸球体でろ過されている。尿中に含まれないのは、糸球体でろ過された B が、細尿管（腎細管）ですべて再吸収されるためである（グルコースにあたる）。「ろ過されない」が誤り。
イ（誤り）：原尿中の濃度が血しょう中の濃度と等しいということは、物質 C が血しょうと同じ割合でろ過されているということである。ろ過されない物質は A のように原尿中の濃度が 0 になる。「ろ過されない」が誤り（C は尿中で大きく濃縮される尿素にあたる）。
エ（誤り）：原尿は 1 日約 170 L つくられるが、尿は約 1.5 L しかなく、原尿中の水の大部分は再吸収されている。もし物質 D がまったく再吸収されなければ、水だけが減るので尿中の D の濃度は原尿中よりはるかに高くなるはずである。実際には尿中の濃度が原尿中とほぼ同じなので、ろ過された D の大部分は水とともに再吸収されていると考えられる（Na⁺ などの無機塩類にあたる）。「ほとんど再吸収されない」が誤り。
よって、答えはウである。
別解
各物質について、ろ過されたか、再吸収されたかを調べる。
・物質A：血しょう中に 70 mg/mL あるが、原尿中は 0 である。そのため糸球体からボーマンのうへろ過されていない（タンパク質のような大きな分子と考えられる）。よってウは正しい。
・物質B：原尿中の濃度は血しょう中と等しく、ろ過されている。尿中は 0 なので、ろ過後に細尿管などで全部再吸収されたと考えられる（グルコースのような物質）。「ろ過されない」とするアは誤り。
・物質C：原尿中の濃度は血しょう中と等しく 0.3 mg/mL であり、ろ過されている。したがって「ろ過されない」とするイは誤り。尿中では 20 mg/mL に濃縮されており、再吸収が少ない（尿素のような物質）。
・物質D：尿中の濃度は原尿中とほぼ等しい。しかし、原尿 170 L が尿 1.5 L になるので、水が約 113 倍に濃縮されている。再吸収されなければ尿中の濃度は 3.2×(170/1.5)≒363 mg/mL になるはずである。実際は 3.5 mg/mL なので、ほとんど再吸収されたのは物質Dのほうである。ろ過量は 3.2×170000 mL=544 g、排出量は 3.5×1500 mL=5.25 g で、約 99% が再吸収されている。したがって「ほとんど再吸収されない」とするエは誤り（水と同じ割合で再吸収された）。
以上より、正しいのはウ。