본문내용
1. 신장의 구조와 기능
1.1. 신장의 구조
신장은 좌우 1쌍으로 앞면은 후복막으로 덮여 있으며, 제11~12흉추에서 제3요추의 높이에 존재한다."" 오른쪽 신장은 간 바로 아래에 있기 때문에 왼쪽보다 2~3cm 아래쪽에 있다."" 크기는 길이가 약 10cm, 폭이 약 5cm, 두께가 약 3cm이며 하나의 무게는 100~150g 정도이다."" 신장은 강낭콩 모양으로 되어있다."" 신 피막은 신문을 제외한 신장의 외측을 둘러싸고 있는 섬유성 막이다."" 가장 오목한 내측 부분을 신문이라 하며 이곳으로 신혈관, 림프관, 신경, 신우가 통과한다."" 신장은 3개의 중요한 부분인 피질, 수질, 신우로 나뉜다."" 피질은 섬유성 피막 바로 밑에 있으며, 수질에는 집합관이 모여 만든 8~18개의 신피라미드가 있다."" 피라미드의 기저부는 피질과 수질의 경계선상에 위치하고, 피라미드의 첨부는 신우로 연결되어 유두부를 형성한다."" 각 피라미드에는 유두가 8개 이상 있다."" 유두부는 10~25개의 개구부를 통해 소신잔과 대신잔을 거쳐 신우로 요를 배출한다."" 여러개의 소신잔이 모여 대신잔을 형성한다."" 신우는 이행성 상피세포로 덮인 공간이다."" 신우와 신잔을 합친 용량은 대략 10ml다."" 이 용량보다 증가하면 신우가 팽창해 신실질 조직이 손상된다."" 신우는 신물을 통과한 후 요관의 근위부가 된다."" 신장의 기능적 단위는 네프론이다."" 각 신장에는 100만 개 이상의 네프론이 있다."" 네프론은 혈관계인 사구체와 세뇨관계로 구성되어 있다."" 사구체를 싸고 있는 보우만 주머니는 이중벽의 컵 형태로 피질에 위치하며 단순 편평상피세포로 되어 있어 혈액을 쉽게 여과할 수 있다."" 사구체는 구심성 소동맥에서 형성된 일종의 모세혈관 덩어리로, 다시 원심성 소동맥을 형성한다."" 세뇨관계는 근위세뇨관, 헨레고리, 원위세뇨관으로 구성된다."" 근위세뇨관의 내면은 수백만 개의 미세융모로 되어 있어 막 표면을 크게 넓힐 수 있다."" 수질층으로 내려가면서 세뇨관은 급격히 좁아져 하행 헨레고리가 된다."" 그리고 다시 방향을 바꾸어 상행 헨레고리를 형성한다."" 헨레고리는 피질에서 원위세뇨관이 되어 집합관과 합쳐져 유두의 표면과 만난다.
1.2. 신장의 기능
1.2.1. 소변 형성
소변 형성은 사구체에서의 여과, 세뇨관에서의 재흡수와 분비 과정을 거쳐 이루어진다. 사구체에서 여과된 수액을 사구체 여과액이라 하며, 1분에 사구체에서 여과된 양을 사구체 여과율이라 한다. 성인 남성의 사구체 여과율은 대략 1분에 125ml로 하루 24시간 180L이다. 사구체 여과율에 영향을 미치는 요인은 사구체 모세혈관과 보우만 주머니 사이의 정수압 차이, 교질삼투압, 신혈류량, 사구체막의 투과력, 사구체 모세혈관상 면적이다. 사구체 모세혈관압(45mmHg)은 사구체 바깥쪽으로 밀어내 여과하는 힘으로 작용하고, 보우만 주머니의 정수압(10mmHg)과 사구체의 교질삼투압(25mmHg)은 수분을 사구체 쪽으로 당기는 힘으로 작용한다. 그 결과 사구체 여과압은 10mmHg가 된다.
세뇨관 재흡수는 소변 형성에 관여하는 두 번째 과정이다. 신세뇨관에서 여과액의 99%를 체내로 재흡수하고 1일 1~3L의 배뇨를 유지하여 탈수를 예방한다. 근위세뇨관에서 총 사구체 여과액의 65%를 재흡수한다. 수분은 일차적으로 근위세뇨관에서, 다음으로 원위세뇨관과 집합관에서 재흡수된다. 이 과정은 생명 유지에 필수적이며 신장의 소변 농축 또는 희석 능력을 반영한다. 전해질의 재흡수는 선택적이며, 일부 물질은 재흡수되지 않고 배설된다.
세뇨관 분비는 소변 형성의 세 번째 과정으로, 혈액 내 물질이 세뇨관 세포 내로 이동하고 이 세포가 세포 내의 이온을 세뇨관강 내로 분비하여 최종 산물인 소변을 형성한다. 혈청 포타슘치와 신장의 산-염기 균형을 조절하기 위해 포타슘과 수소이온을 세뇨관으로 분비한다.
이러한 여과, 재흡수, 분비 과정의 최종산물로 소변이 만들어진다. 신장은 사구체에서의 여과, 세뇨관에서의 재흡수와 분비 과정을 거쳐 하루 약 1.5L의 소변을 형성한다.
1.2.2. 수분과 전해질의 조절
신장의 수분과 전해질의 조절은 네프론의 희석기전과 농축기전을 통해 이루어진다. 체액량은 신혈류량이 적절하면 네프론의 희석기전과 농축기전을 통해 조절된다. 소변의 희석은 수분은 제외하고 용질만 재흡수함으로써 일어난다. 반면에 고삼투성 소변을 형성하는 과정을 역류기전이라 하는데 헨레고리와 세뇨관 모세혈관에서 일어난다. 헨레고리의 하행각에서 물을 재흡수하여 삼투질 농도가 올라가고, 헨레고리의 상행각은 수분에 불투과성이므로 빠져나온 수분은 상행각에서 흡수되지 않는다. 이러한 과정을 거쳐 형성된 삼투질 농도의 차이로 소변이 농축된다. 이러한 과정이 없으면 소변은 매우 희석된 상태로 배설된다.
근위세뇨관의 재흡수는 ADH의 작용이 필요없지만 원위세뇨관과 집합관에서는 ADH가 활성화되어야 수분이 막을 통과할 수 있다. ADH의 작용으로 수분이 재흡수되면 원위세뇨관에 도달했을 때 저장성이던 용액은 간질강과 동등한 등장성 용액이 되어 유두에 도달한다. 이러한 방식으로 재흡수된 체액은 세뇨관 주변 모세혈관으로 확산되고 신순환을 통해 전신순환으로 보내진다.
신장의 전해질 배설은 정수압, 삼투압, 순환 알도스테론, 부신피질 호르몬 등 다양한 인자에 의해 영향을 받는다. 소듐의 이동도 여러 다른 전해질 농도 조절에 영향을 준다. 예를 들어 소듐의 능동적인 재흡수는 염소와 중탄산염의 수동적인 재흡수를 일으킨다. 포타슘의 재흡수는 소듐의 재흡수를 감소시키며, 과다한 포타슘은 세뇨관 내로 분비된다.
따라서 신장은 체액량과 전해질 균형을 조절하는 핵심적인 역할을 한다고 볼 수 있다.
1.2.3. 산-염기 균형
신장은 산-염기 균형을 조절하는 중요한 기능을 담당한다. 정상적으로 신세뇨관은 같은 양의 수소와 중탄산이온을 분비한다. 산성 상태에서 과다한 수소이온은 근위 세뇨관, 원위세뇨관, 집합관으로 분비되어 소변으로 배설된다. 수소이온은 중탄산이온과 반응하여 이산화탄소와 물을 형성한다. 이산화탄소는 세뇨관으로 재흡수되어 폐를 통해 배설되고 수분은 소변으로 배설된다. 또한 수소이온은 이염기성 인산과 반응하여 단일염기성 인산을 형성하며 암모니아(NH3+)와 반응하여 암모늄이온을 형성한다. 이들 화합물의 생성으로 더 많은 수소이온이 분비되고 과다한 산은 소변으로 배설된다. 세뇨관 세포 내에서 carbonic anhydrase의 존재하에 CO2와 H2O가 H+과 HCO3-으로 변하고 H+이 세뇨관 내강으로 배설된 후 HCO3-,Cl 교환을 통하여 HCO3-는 혈중으로 재생된다. 결과적으로 산(H+)배설은 동량의 알칼리(HCO3-)을 체내에 회수하는 것이다. 알칼리성 상태에서는 수소이온의 배설을 중지하고 중탄산이온을 소변으로 배설해 체내 산도를 조절한다. 이처럼 신장은 산-염기 불균형 상태에서 수소이온이나 중탄산이온을 배출하여 균형을 유지하는 중요한 역할을 한다.
1.2.4. 혈압 조절
신장은 혈압을 조절하는 중요한 기능을 담당한다. 혈압은 신장에서 생성되는 호르몬인 레닌-앤지오텐신 체계에 의해 조절된다. 동맥압이 낮아지면 신장의 사구체 옆세포(juxtaglomerular cell)에서 레닌이 분비되고, 이 레닌은 간에서 생성된 앤지오텐시노겐을 앤지오텐신 I로 전환시킨다. 앤지오텐신 I는 다시 폐를 거치면서 앤지오텐신 전환효소(ACE)에 의해 강력한 혈관수축제인 앤지오텐신 II로 전환된다. 앤지오텐신 II는 혈관을 수축시켜 말초저항을 증가시키고, 부신에서 알도스테론 분비를 자극하여 소디움과 수분의 재흡수를 촉진함으로써 혈압을 상승시킨다. 반대로 혈압이 높아지면 레닌 분비가 억제되어 앤지오텐신 II 농도가 낮아지고, 이에 따라 혈압이 떨어지게 된다. 이처럼 신장은 혈압 조절을 위한 핵심적인 역할을 담당하며, 신장 기능 저하 시 고혈압이 발생할 수 있다."
1.2.5. 대사 및 내분비 기능
신장의 대사 및 내분비 기능은 다음과 같다.
신장은 레닌 생성 이외에도 활성비타민 D 합성, 적혈구조혈인자 생성, 인슐린 분해, prostaglandin 합성, 에너지 저장의 기능이 있다.""
활성비타민 D는 신장에서 활성화되는 비타민 D로 장의 칼슘 흡수를 자극하고 부갑상샘호르몬과 함께 파골작용을 하여 체내 칼슘의 항상성을 유지한다.""
적혈구 조혈 인자는 신장에서 생성되는 당단백으로 적혈구 생성에 영향을 미친다. 또한 골수와 비장에서 새로운 적혈구의 생성과 방출을 자극한다.""
신장은 인슐린을 분해하고 배설한다. 인슐린을 분해, 배설하지 못하면 혈중 인슐린 농도가 ...
