네프론의 소변생성 원리 및 세뇨관의 재흡수과정의 이해

네프론의 소변생성 원리 및 세뇨관의 재흡수과정의 이해 신장/담낭/담관/췌장/담석 / 간염/간경화/간암 자료실

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네프론의 소변생성 원리 및 영양소 재흡수과정의 이해

1. 비뇨기계의 구조

신장은 제 11, 12 흉추와 제1,2 요추 사이에 위치하며

강낭콩 모양으로 좌우 한 쌍의 복막후장기이다. (복막 후측에 있다.)

 

신장조직은 크게 두 부분으로 피질, 수질로 구성되어 있다.

수질은 8~15개의 원뿔모양의 신추체로 구성 ⇨ 신수체는 소신배로 돌기를 낸다. ⇨ 소신배 여러 개가 모여 대신배 ⇨ 대신배가 모여신우를 형성 ⇨

신우: 신배에서 소변을 수집 ⇨ 요관 ⇨ 방광 저장 ⇨ 요도를 통해 체외로 배출

 

 

2.네프론의 구조

신장의 구조적·기능적 단위를 이룸, 신소체와 신세뇨관으로 구성되어 있다.

네프론은 사구체의 위치에 따라 피질네프론, 수질옆네프론으로 구분한다.

 

 

 

➊ 신소체 (콩팥소체)

사구체와 이를 둘러싸고 있는 사구체낭(보우만주머니)로 형성되며 신장의 피질층에 위치

사구체 - 수입소동맥 (신장으로 들어가는 동맥)이 보우만 주머니 내에서 20~40개의 고리를 만들어 형성된 모세혈관총

사구체낭 - 사구체를 둘러싸고 있는 주머니

3층의 여과막 형성, 이 막을 통하여 혈장이 여과되어 사구체여과액을 만들어 사구체낭으로 모여 근위세뇨관으로 흘러 들어감. 

 

➋ 신세뇨관

전체길이 4~5cm 근위세뇨관, 헨레고리, 원위세뇨관으로 나뉘어진다.

근위세뇨관 - 굴곡부분, 직선부로 이루어짐, 피질로부터 수질쪽으로 내려가서 헨레고리로 연결, 재흡수에 관여

헨레고리 - U자 모양, 하행각/상행각

■ 소변의 형성

소변의 형성은 결과적으로 혈액의 성상을 항상성으로 유지하도록 변화시키는 방법이다.

 

1. 사구체의 여과

사구체여과는 소변을 만드는 첫 번째 단계이다.

여과: 혈액이 사구체모세혈관으로 들어옴 ⇨ 사구체모세혈관막 ⇨ 사구체낭으로 여과

사구체모세혈관의 내피세포는 창이라고 불리는 큰 구멍을 가짐

지름이 모세혈관 구멍보다 큰 물질 (혈구) 는 여과되지 못하고 그 외의 혈장내의 대부분 용질들은 여과된다.

(1) 사구체초여과

사구체낭에 여과되는 체액은 혈액의 정수압에 의해 형성되기 때문에 사구체초여과라고 부름

사구체와 사구체낭 사이의 여과를 가능하게 만드는 원동력은 다른 모세혈관에서와 마찬가지로 스탈링의 힘 or 스탈링의 압력이다.

 

 

네 개의스탈링의 압력 ★

➊ 사구체의 모세혈관압 (여과촉진)

➋ 사구체의 교질삼투압 (여과방해)

➌ 사구체낭의 정수압

➍ 사구체낭의 교질삼투압 (여과방해)

 

그러나 사구체에서 사구체낭으로 여과되는 단백질의 양은 무시해도 좋은 정도로 작기 때문에 사구체낭의 교질삼투압은 0 이라고 할 수 있다.

 

GFR = Kf [(Pgc-Pbs) - πgc] / 사구체 여과율 mL/min)

 

Kf = 여과계수(mL/min)

Pgc = 사구체 모세혈관압 50mmHg

⟶ 여과를 촉진시키는 압력

⟶ 수축기 80~180mmHg가 유지되어야만 50mmHg를 유지함

 

Pbs = 사구체낭의 정수압 (10mmHg) ⟶ 여과 방해압력

πgc = 사구체의 교질삼투압 (30mmHg) ⟶ 여과 방해압력

<여과초기>

  사구체 모세혈관압 (50mmHg)

- 사구체 교질삼투압 (30mmHg)

- 사구체낭의 정수압 (10mmHg)

────────────────

여과압력               10mmHg

⟶ 사구체의 모세혈관압이 더 높기 때문에 여과가 이루어짐

 

<여과말기>

  사구체 모세혈관압 (50mmHg)

- 사구체 교질삼투압 (40mmHg)

- 사구체낭의 정수압 (10mmHg)

────────────────

여과압력                 0mmHg

⟶ 여과압력이 0이어서 여과가 이루어지지 않음 (소변X 무뇨증)

⟶ 사구체 교질삼투압이 높아짐! (삼투압-짠 음식 섭취 시 물마시지 않으면 소변의양↓)

(2) 사구체의 여과율의 조절

사구체여과율에 영향을 미치는 것 - 수입소동맥의 혈관 확장과 수축

수입소동맥의 지름의 변화는 외인성(교감신경) 과 내인성(혈압) 조절에 의해서 나타남

교감신경의 흥분(혈압 증가)은 수입소동맥 수축 촉진 ⇨ GFR (사구체 여과율) 감소 ⇨ 소변생성 감소

응급상황이 발생하여 혈압의 저하가 나타날 시 혈압의 저하를 보충, 혈액을 중요기관으로 전환되는 계기를 마련

전신의 동맥혈압 80mmHg로 떨어지면 수입소동맥 이완, 혈압이 증가 시 수입소동맥이 수축

(3) 사구체여과율

좌·우 양쪽 신장의 모든 네프론에서의 1분 동안 사구체 여과액의 총량

남성: 125mL/min

여성: 110mL/min

1일 사구체여과액 (평균)은 180L [125mL x 60분 x 24시간]

총 혈장량: 약 3L, 신장에서 1일 60여 회가 걸러지게 된다.

2. 세뇨관 재흡수

세뇨관의 기능은 선택성이 커서 인체에 필요한 것은 재흡수하고 쓸모 없는 물질은 재흡수 하지 않는다.

 

세뇨관에서 재흡수 정도는 물질의 종류, 체내상태에 따라 다르다.

100% 재흡수: 포도당(glucose), 아미노산 등과 같은 물질은 근위세뇨관에서 재흡수

90% 재흡수: Na+, K+

조절: 수분, Nacl (염화나트륨), HCO3-(중탄산염) 등 체내 상태에 따라 재흡수율 조절

(수분은 Na+이 재흡수되면서 같이 재흡수, 항이뇨호르몬 작용에 의해 원위세뇨관, 집합관에서 재흡수)

 

* 정상적으로 사구체로 여과된 포도당은 세뇨관에서 100% 흡수되어 오줌으로 포도당이 빠져나가지 않는다.

* 혈중 포도당 수치가 375mg% 이상 되면 세뇨관에서 포도당을 재흡수하기 위한 운반체의 포화상태로 인해 더 이상 재흡수가 이루어지지 못해

  오줌으로 포도당이 빠져나가게 된다.

* 오줌으로 포도당이 배설 될 경우 오줌의 삼투압이 상승하여 다뇨가 생긴다.

3. 혈장청소율

- 혈장청소율이란 1분 동안에 한 물질이 소변으로 완전히 배설되는 혈장량

- 제거되는 물질을 기준으로 그 물질이 몇 % 제거되었다고 하지 않고 매분 소변으로 배설되는 X물질량이 혈장 몇 mL에 포함된 양과 같은지를 나타냄

   ⇨ x물질의 청소율이라함

- 단위는 mL/min

- 신장의 기능을 측정하는 방법

혈장청소율의 비교

구분	특징	물질의 예
사구체 여과 (O) 세뇨관 재흡수 (X)         분비 (X)	배설량 = 사구체여과율 (물질제거율)	인슐린
사구체 여과 (O) 세뇨관 재흡수 (O)         분비 (X)	배설량 = 여과량 - 재흡수량	포도당
사구체 여과 (O) 세뇨관 재흡수 (X)         분비 (O)	배설량 = 여과량 + 분비량	PAH

4. 소변의 농축

반류배가의 원리: 헨레고리의 하행각과 상행각이 머리핀과 같이 근접하게 평행으로 주행하여 두 관내의 흐름이 서로 반대방향으로 상호작용을 하면서 나타나는 원리

삼투압의 원리: 물질의 용도 낮은쪽 ⇨ 높은쪽

고장성: 세포내보다 세포 밖의 물질용도가 높음 - 세포 쭈글쭈글

저장성: 세포내보다 세포 밖의 물질용도가 낮음 - 세포 부품 (용혈)

 

헨레고리 하행각: Nacl 비투과성, 수분 투과성↑

헨레고리 주변의 간질액(용도 높음)이 하행각 내액(용도 낮음)보다 고장성이기 때문에

수분은 삼투에 의해 하행각에서 빠져나가 모세혈관으로 들어가게 되어 하행각의 회전부에서의 농도가 증가된다.

⇨ 헨리고리 주변의 간질액과 삼투적 평형을 이루게 된다.

⇨ 근위세뇨관에서 등장성 용액, 300mOsm/L 상태의 수분이 헨레고리의 하행각을 따라 내려갈수록 수분의 투과가 이루어져

   헨레고리의 회전부에서는 1,200mOsm/L로 된다.

 

헨레고리 상행각: Nacl 투과성↑ , 수분 비투과성

헨레고리 상행각은 수분에 대한 투과성이 없기 때문에 수질내 헨레고리 주변이 간질액은 점점 농축되고 수분이 헨레고리의 상행각을 지나는 동안 이곳의 수분은 점점 희석되어 삼투질 농도가 100mOsm/L의 저장액이 되어서 원위세뇨관에 도달

 

원위세뇨관에서 Na+의 재흡수가 계속되기 때문에 여과액의 농도는 더욱 더 낮아진다.

따라서 수분은 Na+과 동반하여 세뇨관의 밖으로 빠져 나가려고 하는데, 이때 세뇨관벽의 수분투과도는 뇌하수체 후엽에서 분비되는 항이뇨호르몬에 의해 결정된다.

■ 소변의 배출

집합관 ⇨ 신우 ⇨ 요관 ⇨ 방광에 모임

요관- 평활근(민무늬근)으로 이루어짐, 2~3cm/sec 속도의 연동운동으로 소변을 이동시킴

방광- 평활근인 배뇨근으로 이루어진 주머니 교감신경, 부교감신경의 지배를 받는다.

부교감 신경 자극 ⟶ 내요도괄약근(속요도조임근)이 이완 ⟶ 소변 배출

 

방광에 모인 소변의 양이 점차 증가 ⇨ 방광내압기 15~20cmH2O 이상, 방광의 내용물이 400mL이름 ⇨ 방광벽에 있는 신전수용기 자극 받음 ⇨ 신전수용기는 골반신경을 통하여 천수에 들어가 배뇨반사를 일으킴 ⇨ 배뇨근 수축 ⇨ 내요도괄약근 이완 ⇨ 척수반사와 동시에 촉진중추, 억제중추에 영향 미침

 

배뇨반사 촉진 중추 - 시상하부와 뇌교에 위치

배뇨반사 억제 중추 - 대뇌피질과 중뇌에 위치

대뇌피질에 있는 억제중추가 가장 강력하게 배뇨에 관계

대뇌의 발달이 불충분한 소아나 뇌출혈 환자는 중추적 억제 되지 않아 반사적으로 배뇨

배뇨중추 마비 - 요실금 / 뇌질환으로 중추의 억제 풀림 - 요실금, 야뇨증

[출처] 네프론의 소변생성 원리 및 세뇨관의 재흡수과정의 이해|작성자 기도하는 마음