신장의 가장 주요한 기능 2가지는 ‘오줌 생성(Uropoiesis)’과 ‘내분비/대사 기능’입니다.
오줌을 생성하는 것은 항상성을 유지하는 동시에 정제하는 과정입니다.
이는 크게 두 가지 과정으로 구분되는데,
첫 번째는 비교적 비선택적 과정인 ‘사구체 여과’,
두 번째는 원위부로 갈수록 점점 더 선택적으로 수행되는 ‘세뇨관 재흡수 및 분비’ 과정입니다.
각각의 과정에 대해 조금 더 자세히 살펴보겠습니다.
# 사구체 여과
세뇨관 내강으로 진입하기 전 사구체 여과 과정에서는 3개의 장막을 통과합니다.
- 창모세혈관(fenestrated capillaries)
모세혈관 내피에는 작은 구멍들이 있습니다. 혈장 내 대부분의 구성성분이 통과할 수 있을 정도로 크지만, 혈구 세포는 유출은 막을 수 있는 크기의 구멍입니다. 이 장벽에서 발견되는 음전하 단백질은 혈장사이 단백질을 밀어냅니다. 또한, 사구체 혈관 사이 세포들은 액틴 필라멘트(actin filaments)를 닮은 세포질 돌출물이 있으며, 세포를 부착시키고 모세혈관을 통한 흐름을 증가시키도록 돕습니다.
- 기저층 (basal lamina)
음전하 당단백질과 혈장으로부터 통과된 대부분의 단백질에 굵은 ‘체’처럼 작용하는 콜라겐 유사물질로 구성되어 있습니다.
- 보우만주머니(Bowman’s capsule)
발세포(podocyte)라는 특수한 세포로 구성되어 있습니다. 발세포의 발돌기(pedicles)라는 긴 세포질 확장물 사이 공간이 여과 틈새로 큰 분자가 통과하는 것을 막습니다.
사구체 여과는 정수압과 삼투압에 의해 결정됩니다(Starling’s force). 사구체 정수압은 체액을 투과성 내피를 통해 보우만 주머니로 밀어 넣어지며, 혈장에서 세뇨관으로 빠르게 여과됩니다.
# 세뇨관 재흡수 및 분비
사구체 여과액은 캡슐의 공간을 통해 사구체를 지나 근위세뇨관으로 이어집니다. 캡슐을 지난 후에는 재흡수와 분비에 의해 조절됩니다. 세뇨관의 길이를 따라, ‘양적인 재흡수’에 이어 ‘질적으로 선택적인 재흡수/분비’가 발생합니다. 이 과정을 거쳐 최종적인 소변의 양과 구성물이 결정됩니다.
재흡수는 여과액 내에 존재하는 물질들의 세뇨관 내강으로부터 세뇨관 주변 모세혈관으로의 이동을 뜻합니다. 대부분의 세뇨관 과정은 압력에 의해 수동적으로 발생하는 사구체 여과와는 달리, 많은 에너지를 필요하는 필요로 하는 능동적인 과정입니다.
근위세뇨관에서는 물, 나트륨, 칼륨, 영화물, 중탄산염, 수소이온 등 원소로 구성된 여과액의 85% 재흡수 됩니다. 헨리고리 내림가지(descending branch)는 물에는 투과성이 높지만 요소와 염화나트륨에는 거의 투과성이 없기 때문에 역류(countercurrent flow)에 에 의한 소변의 농축이 일어납니다.
헨리고리 오름가지(ascending branch)에서는 나트륨과 요소가 수동적으로 투과적이지만 물은 투과가 불가능합니다. 헨리고리에서 재흡수된 용질은 물보다 높고, 여과액은 혈장에 비해 저삼투성이 됩니다.
분비는 선택적인 과정을 통해 특정 분자를 제거해내는 것을 말합니다. 사구체 모세관의 많은 노폐물과 이물질은 혈액으로부터 충분히 여과되지 못합니다. 하지만 신체에서는 이런 물질의 제거가 필요하기 때문에, 이 세뇨관 주위 모세혈관에서 간질로, 간질에서 세뇨관 상피로, 세뇨관 내에서 세뇨관 여과액으로 이동시킵니다. 수소, 칼륨, 암모니아는 분비에 의해 제거되는 가장 대표적인 물질들입니다.
마지막으로 집합관은 원위세뇨관과 콩팥깔때기를 이어주는 기관으로, ADH, 알도스테론, 삼투경사에 민감하게 반응합니다. 이곳에서 물, 이온, 수소이온의 완전한 제거가 이루어지며 소변이 생성됩니다.
신장의 가장 주요한 기능 2가지 중 ‘오줌 생성(Uropoiesis)’에 대해 알아보았습니다. 다음 목요일 벳플레터에서는 신장 기본생리학 2탄, 신장 주요기능 중 ‘내분비/대사 기능’에 대해 살펴보겠습니다. | 
