학문
신장 콩팥의 네프론에서 혈액이 재흡수 및 분비되어 오줌이 되는 원리가 궁금해요
혈액 속 노폐물을 걸러내는 신장의 기본 단위인 네프론에서 사구체 여과, 보우만주머니, 세뇨관의 재흡수 및 분비 과정이 궁금합니다. 포도당이나 아미노산 같은 유용한 물질이 100% 재흡수되고 항이뇨호르몬(ADH)이 수분을 조절하는 기작이 알고 싶어요.
3개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 신장의 네프론은 혈액에서 필요한 물질과 노폐물을 구분해 최종적으로 오줌을 만드는 아주 정교한 여과·재흡수 시스템입니다. 핵심은 사구체에서 일단 많은 양의 혈액 성분을 여과한 뒤, 세뇨관에서 몸에 필요한 물질은 다시 혈액으로 돌려보내고 필요 없는 물질은 분비하여 최종적인 오줌을 만든다는 것입니다.
먼저 혈액은 수입세동맥을 통해 사구체로 들어가며, 이때 사구체는 모세혈관이 실타래처럼 뭉쳐 있는 구조로, 혈압에 의해 혈액 속 물과 작은 용질들이 모세혈관 벽을 통과합니다. 이때 혈구와 대부분의 큰 단백질은 통과하지 못하고 혈액에 남습니다. 이렇게 사구체에서 혈액으로부터 빠져나온 여과액이 보우만주머니에 모이는데, 이를 사구체 여과라고 합니다. 따라서 보우만주머니가 노폐물을 능동적으로 골라내는 것이라기보다는 사구체에서 만들어진 여과액을 받아주는 구조라고 보시면 됩니다.
여과액은 이후 근위세뇨관으로 이동하는데요, 여기서 신장의 중요한 작업인 재흡수가 활발하게 일어납니다. 포도당, 아미노산, 나트륨과 같은 몸에 필요한 물질과 상당량의 물이 세뇨관에서 다시 주변 모세혈관으로 이동합니다. 특히 정상적인 혈당 범위에서는 포도당과 아미노산은 대부분, 사실상 거의 전부 재흡수되므로 정상적인 오줌에는 매우 적은 양만 존재합니다. 다만 포도당의 재흡수에는 한계가 있기 때문에 혈액 속 포도당 농도가 지나치게 높아지면 운반체가 포화되어 포도당이 소변으로 배출될 수 있습니다. 반대로 분비는 혈액에서 세뇨관 쪽으로 물질을 추가로 보내는 과정입니다. 예를 들어 수소 이온, 칼륨 이온, 일부 약물과 유기산 등은 세뇨관으로 분비될 수 있는데요, 따라서 오줌의 성분은 단순히 사구체에서 처음 걸러진 물질만으로 결정되는 것이 아니며, 여과된 뒤 다시 필요한 것을 가져가고, 필요 없는 물질을 추가로 버리는 과정을 거쳐 최종적인 소변이 만들어지는 것입니다. 특히 물의 양을 조절하는 데 중요한 역할을 하는 것이 항이뇨호르몬인 ADH입니다. 몸속 수분이 부족해 혈액의 삼투농도가 높아지면 뇌의 시상하부가 이를 감지하고 뇌하수체 후엽에서 ADH가 분비됩니다. ADH는 주로 신장의 집합관에 작용하여 물 통로인 아쿠아포린이 세포막에 더 많이 배치되도록 합니다. 그러면 집합관을 지나던 물이 주변의 고삼투성 환경을 따라 혈액으로 더 많이 재흡수됩니다. 결과적으로 물이 부족한 상황에서는 소변의 양이 줄어들고 상대적으로 농축된 소변이 만들어집니다. 반대로 물을 많이 마셔 혈액의 삼투농도가 낮아지면 ADH 분비가 감소하고 집합관의 물 투과성이 낮아집니다. 물의 재흡수가 줄어들면서 묽고 많은 소변이 배출됩니다. 감사합니다.
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채택된 답변말씀하신 것처럼 네프론은 신장의 기본 단위로 여과, 재흡수, 분비 과정을 통해 오줌을 만듭니다.
먼저 사구체의 높은 혈압 차이로 물과 포도당, 아미노산, 요소 등 작은 물질이 보우만주머니로 걸러지게 됩니다. 하지만, 크기가 큰 적혈구나 백혈구, 단백질 등은 통과하지 못하고 혈액에 그대로 남습니다.
그리고 여과된 원뇨 속에는 몸에 필요한 영양소와 수분이 포함되어 있어 원뇨가 세뇨관을 지나 모세혈관으로 이동하면서 필수 물질들이 다시 혈액 속으로 흡수됩니다.
그리고 포도당과 아미노산 등은 근위세뇨관에서 ATP 에너지를 사용하는 능동수송으로 전량 재흡수되며, 나트륨 등의 삼투 현상과 능동수송에 의해 수분과 무기염류도 99% 이상 재흡수됩니다.
이후 사구체에서 미처 걸러지지 않은 혈액 속 노폐물은 모세혈관에서 세뇨관으로 직접 추가 분비됩니다.
또한 체내 수분이 부족하면 ADH가 분비되어 집수관의 수분 재흡수를 촉진하기도 합니다. 다만, ADH 작용 시 수분이 몸으로 돌아가면서 오줌의 양이 줄고 진해지게 되죠. 반대로 수분이 충분하면 ADH 분비가 줄어 묽은 오줌을 배출합니다.
이 모든 조절 과정을 거친 액체가 집수관과 방광을 거쳐 오줌으로 배출되어 체내 항상성을 유지하는 것입니다.
안녕하세요. 임형준 수의사입니다.
네프론에서는 사구체가 혈액을 여과해 보우만 주머니로 보내고, 세뇨관에서 포도당,아미노산 이온 물 등을 선택적으로 재흡수 합니다. 일부 노폐물과 이온은 세뇨관으로 분비되며 ADH는 집합관의 수분 재흡수를 늘려 소변 농도를 조절합니다.