[생리학] 17. 신장의 생리학 (1) 신장의 구조와 기능

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17. 신장의 생리학

 

17.1 신장의 구조와 기능

신장은 인체에서 중요한 기관 중 하나로서 여러 가지 기능을 수행하는 중요한 역할을 하는 장기입니다. 신장은 물질대사 조절, 체액 및 전해질 조절, 산-염기 균형 조절, 호르몬 분비, 혈압 조절, 적혈구 생성 지원, 해동 등의 다양한 기능을 가지고 있습니다.

이러한 다양한 기능을 통해 신장은 인체 내부의 환경을 조절하고 유지함으로써 신체 기능을 원활하게 지원합니다. 신장은 신체 내 여러 가지 조절 메커니즘과 긴밀하게 연결되어 있으며, 건강한 신장 기능은 전반적인 건강과 웰빙에 매우 중요한 역할을 합니다.

 

 

(1) 비뇨기계의 구조

비뇨기계는 인체의 노폐물 및 과잉 물질을 제거하여 체액 및 전해질 농도를 조절하고 내부 환경을 유지하는 중요한 역할을 하는 기관의 집합체입니다. 이 시스템은 여러 가지 기관으로 구성되어 있습니다.

① 신장 (kidneys) : 신장은 비뇨기계의 중심에 위치한 콩팥 모양의 기관으로서 혈액 여과 및 체액 균형 조절을 수행합니다. 신장의 기본 기능은 혈액을 여과하여 노폐물과 불필요한 물질을 걸러내고, 필요한 물질을 재흡수하여 체내 환경을 유지합니다.

② 요관 (ureters): 신장에서 생성된 요를 방광으로 운반하는 통로입니다. 요관은 근육으로 둘러싸여 있어 신장 운동의 도움을 받아 요를 방광으로 효율적으로 전달합니다.

③ 방광 (bladder) : 방광은 요를 저장하는 기관으로서 신장에서 생성된 요가 일시적으로 저장되는 곳입니다. 방광 벽은 신장과 달리 근육층을 가지며, 이 근육층은 방광을 비우는 것을 도와줍니다.

④ 요도 (urethra) : 요도는 방광에서 요를 몸 밖으로 배출하는 통로입니다. 남성과 여성의 경우 요도의 길이와 구조가 다를 수 있습니다. 남성의 경우 요도가 음경을 통해 배출되고, 여성의 경우 외음부를 통해 배출됩니다.

이러한 비뇨기계의 기관들은 혈액 여과 및 노폐물 제거, 체액 균형 조절, 혈액압 조절, 뼈 골수에 영향을 주는 호르몬 분비 등과 같은 중요한 생리적 기능을 수행하여 인체 내부 환경을 유지하고 건강을 지원합니다.

 

◎ 배뇨반사

배뇨반사는 방광에 모인 요가 일정량 이상 축적되면 발생하는 생리적 반사입니다. 이 반사는 방광의 근육 벽이 늘어나고 늘어난 근육이 수축하여 요를 배출하는 과정을 조절합니다. 배뇨반사는 방광에 양수된 요의 양을 확인하고, 일정량 이상 쌓이면 방광을 비우는 것을 목표로 합니다.

이러한 배뇨반사는 신경계와 관련이 깊습니다. 뇌에서 방광의 상태를 모니터링하고, 방광 벽의 늘어남과 수축을 조절하는 중추 신경계의 일부인 뇌간의 역할이 큽니다. 뇌간은 또한 방광의 압력과 거리, 배뇨 근육의 조절을 통해 배뇨반사를 조절합니다.

배뇨반사는 일반적으로 우리가 의식적으로 제어하지 않는 반사적인 과정이며, 방광이 충분한 양의 요로 가득 찼을 때 자동으로 작동합니다. 이 때 방광 벽이 늘어나고, 방광 내부 압력이 상승합니다. 이러한 반사적인 반응은 우리가 잠시 참다가 배뇨를 결정할 때 도움이 되는 메커니즘입니다.

배뇨반사는 건강한 방광 기능의 중요한 부분이며, 신경계나 방광 자체의 문제로 인해 이상이 발생할 경우 배뇨 문제를 일으킬 수 있습니다.

 

(2) 신장의 구조

신장은 두 개의 신장이 존재하며, 복부 내에 배치되어 있습니다. 각 신장은 원형에 가까운 형태로, 피라미드 모양의 신장 조직으로 구성되어 있습니다. 신장은 신장혈관이 풍부하게 흐르는 장기로, 혈액 여과 및 처리를 수행합니다.

 

◎ 신혈관

신장은 다양한 혈관으로 이루어진 복잡한 혈관 네트워크에 의해 영양과 혈액을 공급받고, 여과 및 배출 작용을 수행합니다. 신장의 주요 혈관 구조를 알아보겠습니다.

① 신장 동맥 (renal arteries) : 신장 동맥은 신장으로 혈액을 공급하는 혈관입니다. 신장 동맥은 대동맥에서 분기되어 생겨나며, 각 신장에 하나씩 존재합니다. 이 동맥들은 풍부한 혈액 공급을 통해 신장의 혈관 구조에 영양을 공급하고 혈압을 조절하는 역할을 합니다.

② 신장 정맥 (renal veins) : 신장 정맥은 신장 내에서 여과 작용을 거친 혈액을 수거하여 심장으로 다시 보내는 역할을 합니다. 각 신장 동맥과 대응하는 신장 정맥이 있으며, 신장 정맥은 하부 대정맥에 합류하여 심장으로 향하게 됩니다.

③ 신장 조직의 대정맥 (renal medullary veins) : 신장 조직 내에서 생긴 혈액들은 신장 조직의 대정맥으로 흘러갑니다. 이 대정맥들은 혈액을 수거하며, 신장 정맥으로 합류하여 심장으로 향하게 됩니다.

이렇게 신장 내의 혈관 네트워크는 혈액 공급과 여과 작용을 조절하여 체액 및 전해질의 균형을 유지하고, 대사산물을 배출하는 역할을 합니다.

 

◎ 네프로 세뇨관

신장의 기본 기능인 여과, 재흡수 및 배설은 신장 소단위인 신위체 내의 세포들이 위치한 관을 통해 이루어집니다. 이러한 구조를 네프로 세뇨관 (tubule of nephron)이라고 합니다. 네프로 세뇨관은 여러 단계로 나뉘며, 각 단계마다 특정 물질들이 여과되고 재흡수 및 배설되는 역할을 수행합니다.

① 근위곡세뇨관 (proximal convoluted tubule) : 네프로 세뇨관의 첫 번째 부분으로, 여과된 혈액의 대부분의 물질이 재흡수되는 곳입니다. 당, 아미노산, 염 등이 여기서 재흡수되어 체액의 균형을 유지합니다.

② 헨레고리 (loop of Henle) : 근위곡세뇨관 다음으로 오는 부분입니다. 길게 구부러져 있어 두 개의 팔꿈치로 구성되어 있습니다. 헨레고리는 수분과 염의 농도를 조절하는 역할을 수행합니다.

③ 원위곡세뇨관 (distal convoluted tubule) : 헨레고리 다음에 위치하며, 수분과 전해질의 재흡수와 배설이 일어나는 곳입니다. 또한 알도스테론 등의 호르몬에 의해 조절되는 칼륨 및 나트륨의 농도도 조절합니다.

④ 집합관 (collecting duct) : 신장 내의 여러 신위체들이 모여 집합관으로 합류합니다. 이곳에서도 물질의 재흡수와 배설이 이루어지며, 또한 혈액의 산염기 평형을 조절하는 역할도 수행합니다.

신장의 관들은 혈액을 여과하여 노폐물을 배출하고, 필요한 물질은 재흡수하여 체액의 균형을 유지하며 항상성을 조절하는 중요한 역할을 하고 있습니다.