비뇨계

4.6 비뇨계

비뇨계(Urinary System)는 체내의 노폐물을 제거하고, 수분과 전해질의 균형을 유지하며, 혈압과 산-염기 균형을 조절하는 중요한 시스템입니다. 주요 구성 기관은 신장(Kidney), 요관(Ureter), 방광(Bladder), 그리고 요도(Urethra)입니다.

4.6.1 신장의 구조와 기능

1. 신장의 구조

신장은 척추 양옆에 위치한 강낭콩 모양의 기관으로, 약 10-12cm 길이, 5-6cm 너비, 150g 정도의 무게를 가집니다.

1. 외부 구조
   • 신장피막(Renal Capsule): 신장을 보호하는 얇은 결합조직의 막.
   • 신장문(Hilum): 신동맥, 신정맥, 요관이 연결되는 부위.
2. 내부 구조
   • 신피질(Cortex): 신장의 바깥층으로, 네프론의 일부(사구체와 보먼주머니)가 위치.
   • 신수질(Medulla): 신장의 안쪽 층으로, 네프론의 세뇨관과 집합관이 위치.
   • 신우(Renal Pelvis): 소변이 모여 요관으로 배출되기 전 저장되는 공간.
3. 네프론(Nephron)
   • 신장의 기본 기능 단위로, 약 100만 개 존재.
   • 네프론은 사구체(Glomerulus)와 세뇨관(Tubule)으로 구성됩니다.
     • 사구체: 모세혈관 덩어리로, 혈액을 여과.
     • 보먼주머니(Bowman’s Capsule): 사구체를 둘러싸며, 여과된 물질을 받아들임.
     • 근위세뇨관(Proximal Tubule), 헨레고리(Loop of Henle), 원위세뇨관(Distal Tubule), 집합관(Collecting Duct): 여과된 물질을 재흡수하거나 분비하여 소변 형성.

2. 신장의 기능

1. 체내 항상성 유지
   • 체액의 양, 전해질 농도, 혈압을 조절하여 신체의 항상성을 유지.
2. 노폐물 배출
   • 단백질 대사 과정에서 생성된 요소(Urea), 크레아티닌(Creatinine) 등 노폐물을 제거.
3. 혈압 조절
   • 신장은 레닌(Renin) 분비를 통해 혈압을 조절.
4. 산-염기 균형 조절
   • 수소 이온(H⁺)과 중탄산 이온(HCO₃⁻)을 조절하여 체내 산도를 조절.
5. 호르몬 분비
   • 에리트로포이에틴(Erythropoietin): 적혈구 생성을 촉진.
   • 칼시트리올(Calcitriol): 활성형 비타민 D로, 칼슘 흡수 촉진.

4.6.2 소변 생성 과정

소변 생성은 네프론에서 이루어지며, 세 단계로 나뉩니다: 여과(Filtration), 재흡수(Reabsorption), 분비(Secretion).

1. 여과(Filtration)

1. 과정
   • 신동맥을 통해 신장으로 들어온 혈액은 사구체에서 여과됩니다.
   • 사구체의 높은 혈압에 의해 물, 포도당, 아미노산, 전해질, 요소 등이 보먼주머니로 이동.
   • 혈액 세포와 큰 단백질은 여과되지 않고 혈액으로 남음.
2. 결과
   • 보먼주머니에 형성된 여과액(Filtrate)은 하루 약 180리터 생성.
   • 이 중 대부분은 재흡수되며, 최종적으로 약 1.5리터가 소변으로 배출.

2. 재흡수(Reabsorption)

1. 과정
   • 여과액은 근위세뇨관, 헨레고리, 원위세뇨관, 집합관을 거치며 필요한 물질이 혈액으로 재흡수됩니다.
   • 포도당, 아미노산, 나트륨, 칼슘 등 유용한 물질과 물이 재흡수.
   • 재흡수는 주로 근위세뇨관에서 이루어지며, 헨레고리는 물과 나트륨의 균형을 조절.
2. 결과
   • 체내 필요한 물질이 보존되고, 소변의 농도가 조절됩니다.

3. 분비(Secretion)

1. 과정
   • 혈액에서 불필요한 물질이 원위세뇨관과 집합관으로 분비.
   • 수소 이온(H⁺), 칼륨 이온(K⁺), 암모니아(NH₃) 등이 분비되어 체내 균형 유지.
2. 결과
   • 분비 과정을 통해 최종 소변이 형성됩니다.

4. 최종 소변 배출

1. 집합관에서 배출
   • 집합관에서 형성된 소변은 신우로 이동.
2. 요관(Ureter)
   • 소변은 요관을 통해 방광으로 이동.
3. 방광(Bladder)
   • 소변이 저장되며, 일정량 이상이 되면 배뇨 반사에 의해 소변이 배출.
4. 요도(Urethra)
   • 방광에서 소변이 배출되는 최종 경로.

결론

비뇨계는 체내 노폐물 배출과 수분, 전해질 균형 유지에 중요한 역할을 합니다. 신장은 소변 생성의 핵심 기관으로, 여과, 재흡수, 분비 과정을 통해 불필요한 물질을 제거하고, 체내 항상성을 유지합니다. 이러한 과정의 이해는 신장 질환 예방과 치료, 체내 수분 및 전해질 균형 유지에 필수적입니다.