신부전증 환자들은 인공 신장기를 통해 혈액 속의 노폐물을 제거한다고 하는데요. 투석막을 사이에 두고 혈액과 투석액 사이에서 일어나는 물질 이동의 원리 설명해 주세요.

Question

신부전증 환자들은 인공 신장기를 통해 혈액 속의 노폐물을 제거한다고 하는데요. 투석막을 사이에 두고 혈액과 투석액 사이에서 일어나는 물질 이동의 원리를 확산과 삼투압 관점에서 설명해 주세요.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

신부전증 환자들이 사용하는 인공 신장기(혈액 투석기)는 반투과성 투석막을 사이에 두고 혈액과 투석액을 접촉시켜, 혈액 속 노폐물을 제거하는 원리로 작동합니다.

먼저 확산의 관점에서 보면, 혈액 속에는 요소, 크레아티닌 같은 노폐물이 고농도로 존재합니다. 반면 투석액에는 이러한 물질이 거의 없거나 매우 낮은 농도로 유지됩니다. 따라서 농도 차이에 의해 노폐물은 투석막을 통과해 혈액에서 투석액 쪽으로 이동합니다. 이 과정은 자연스러운 확산 현상으로, 혈액 속의 불필요한 물질을 제거하는 데 핵심적인 역할을 합니다.

다음으로 삼투압의 관점에서 보면, 혈액 속에는 수분이 과다하거나 전해질 농도가 불균형한 경우가 많습니다. 투석액은 삼투압을 조절할 수 있도록 특정한 농도로 설계되어 있어, 혈액 속의 과잉 수분이 투석막을 통해 투석액으로 이동합니다. 이로써 체내 수분과 전해질 균형이 맞춰지고, 부종이나 고혈압 같은 증상을 완화할 수 있습니다.

Answer 2

안녕하세요.

신부전증 환자에게 사용되는 인공 신장기는 혈액과 투석액 사이에 반투과성 막인 투석막을 두고 물질을 교환하는 장치로, 작용하는 원리는 확산과 삼투압입니다.

혈액 속에는 요소, 크레아티닌과 같은 노폐물이 높은 농도로 존재하는데요 반면에 투석액에는 이러한 노폐물이 거의 없는 상태로 조성되어 있습니다. 따라서 농도 차이에 의해 작은 분자들은 투석막을 통해 혈액에서 투석액 쪽으로 이동하게 되며 고농도에서 저농도로 물질이 이동하는 확산에 의해 노폐물이 제거됩니다. 또한 물의 이동은 용질 농도 차이에 의해 결정되는데요, 투석 과정에서는 필요에 따라 투석액의 농도를 조절하여 혈액보다 약간 높은 삼투압을 가지도록 만듭니다. 결과적으로 혈액 속 과잉 수분이 투석막을 통해 투석액 쪽으로 이동하게 되며 신장의 수분 조절 기능을 대신 수행하게 되는 것입니다. 감사합니다.

Answer 3

안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.

아시는데로 심부전 호나자들은 신장에 문제가 있어 혈액속의 노폐물들을 제거하지 못하는 상태 입니다. 그래서 외부에 있는 신장 투석기를 사용하여 채내의 혈액을 투석하여 청소해주지 않으면 생명이 위험하게 됩니다.

혈액이 투석기 속으로 들어가게 되면 확산과 삼투에 의해 물질이 이동을 하게 됩니다.

확산과 삼투는 비슷해 보이지만 물질의 이동이 다른데, 확산의 경우는 고농도에서 저농도로 입자가 이동하는 현상이고 삼투의 경우는 고농도에서 저농도로 물이 이동을 한다는 점에서 차이가 있습니다.

처음 확산의 과정을 통해서는 혈액속의 노폐물들이 제거되는데 투석기 속의 액체와 농도를 비교하여 농도차이에 의해 혈액속의 요소나 크레아틴과 같은 노폐물들이 투석기 속으로 이동을 하면서 이러한 노폐물들을 제거 합니다.

삼투의 과정으로는 심부전 환자의 경우 수분 배출도 원할하지 않기 때문에 투기속의 투석액 농도를 혈액보다 높게 설정을 해놓으면 혈액속의 수분이 투석기 속으로 이동을 하면서 수분 평형이 맞춰지게 됩니다.

그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)