배설은 소화나 호흡 못지 않게 중요한 신체의 기능이다. 콩팥의 다양한 기능을 중심으로 배설의 중요성을 알아보자.

(그림1) 사람의 배설기관

인간의 신장(콩팥)은 두개로 강낭콩 모양의 기관인데 크기는 주먹만하다. 이들은 등쪽 척추 양쪽 체벽에 위치하고 있다. 오른쪽 신장의 상부에는 간이 있기 때문에 그 위치가 왼쪽 신장보다 조금 낮다. 신장의 무게는 체중의 0.5%(신장 1개의 무게는 1백50g 정도, 길이는 약 11cm, 폭은 5cm)에 불과하나, 매분 심장에서 방출되는 혈액의 20-25%가 신장을 지나게 된다.

콩팥은 태어날 때까지 전신 중신 후신의 순서로 만들어진다. 최초에 나타나는 전신은 1주일 정도에서 퇴화하며 대신 중신이 발달한다. 중신도 후신의 발달에 따라 퇴화해 간다.

신장의 구조는 바깥층인 과립상의 피질과 내층인 수질로 구성되어 있다. 신장의 기능적 최소 단위인 네프론(nephron)은 피질로부터 수질쪽으로 배열돼 있다. 한쪽신장은 약 1백만 개, 양쪽에 2백만 개의 네프론으로 구성돼 있다. 네프론은 신소체(말피기소체라고도 한다)와 세뇨관으로 되어 있으며, 신소체는 사구체(모세 혈관 덩어리)와 보먼주머니로 이루어져 있다.

(그림2) 단일 네프론의 구조

신장 통과 혈류량은 안정시 총심박출량의 1/4(1천2백ml/분)정도가 흐르는데, 이 사실은 4~5분에 한번씩 온몸을 순환한 혈액이 신장을 통과함을 뜻한다.

신장의 사구체에서 보먼주머니로 여과되는 혈액의 양은 하루에 약1백60ℓ나 된다. 그런데 오줌으로 나오는 양은 하루에 1~1.5ℓ 이므로 상당량의 물(99% )이 세뇨관에서 재흡수되는 것을 알 수 있다. 이때 포도당 아미노산 아스코르빈산 등의 물질도 재흡수되고 나머지가 오줌이 된다.
오줌의 비중은 약 1이고 pH4.8~7.5이며 고형 성분은 하루 배설량 중에 50~70g이 포함되어 있다. 그 속에는 염분 15~20g을 비롯하여 요소 나트륨 칼륨 크레아틴 요산 등 각종 물질이 들어있다.

(그림2) 네프론의 기능

꿈 속에서 시원하게 소변을 보았다면?

방광은 오줌의 저수지 같은 것으로 신장에서 계속 보내오는 오줌을 모았다가 일정량이 되면 배설한다. 방광의 최대 용적은 1ℓ 정도이나 오줌이 2백~3백mℓ가 괴면 오줌을 누고 싶어진다. 방광에 뇨가 차면 배뇨근의 팽창 감응기(stretch receptor)를 자극, 감각 신경을 통해 뇌로 요의를 전달한다. 그러나 오줌이 괴면 곧 배설되는 것은 아니며 일시적으로 배뇨를 참을 수 있다. 그것은 방광의 괄약근이나 요도를 의식적으로 수축시켜 오줌이 통하지 않도록 할 수 있기 때문인데, 이것은 자율신경의 지배를 받는다.

수면시에는 뇌저 신경절의 지배를 받아 교감 신경을 통해 배뇨를 억제하다 소변을 보는 꿈을 꾸게되면 교감신경 활동이 소실되고 뇌교의 조절을 받아 부교감 신경을 통해 배뇨를 시작한다. 그러나 정상인의 경우 소변보기 직전에 잠에서 깨어나게 된다.

방광에서 오줌을 밖으로 내보내는 관을 요도라고 하며 그 길이는 남녀에 따라 다르다. 여자는 3~4cm, 남자는 20cm 가량이다.

요양은 수분섭취량 체질 운동 기온 습관 등에 따라 달라지므로 개인차가 크다. 배뇨 횟수도 1일 1~10회는 정상적인 범주에 속하지만 빈뇨(1일 10회 이상)가 2~3일 이상 지속되거나 요가 잘 나오지 않으면 주시할 필요가 있다.

(그림4) 요와 관련된 신경시스템

다양한 신장 이상 증상

신장의 중요한 기능은 한시도 쉬지않고 수행되고 있기 때문에 잠깐이라도 방해가 있을 땐 치명적인 결과가 나타난다.

■ 단백뇨가 있는 경우

신장에 고장이 생기면 대개 오줌이 뿌옇게 되는데, 이것을 단백뇨라 한다. 뿌연 오줌이 나온다고 해서 반드시 신장병은 아니다. 건강한 사람도 정신적 흥분이나 육체적 과로, 혹은 냉수욕 뒤에 나타나는 경우도 있고 때로는 기립성 단백이라 하여 오래 서 있게 되면 혈액 순환이 나빠져서 단백질이 오줌에 섞여 나오기도 한다.

■ 급성 사구체 신염

이것은 신장의 사구체에 병이 일어나는 것으로 동시에 세뇨관으로 침범되는 것이 보통이다. 원인으로는 납중독 급성편도선염 성홍열 전염성피부염 외상을 들 수 있다. 또 감기에서 오는 일도 있으며 원인 불명인 경우도 적지않다. 발병하면 열이 오르고 신장에 통증이 오며 피오줌을 누게된다. 대개는 몇주일 지나면 낫지만, 어린애의 경우 낫기가 힘들고 또 만성으로 되기도 한다.

■ 신석증

신장에 돌이 생기는 것이 신석이다. 특징으로는 통증과 피오줌을 누게 된다. 이 돌을 없애는 방법은 외과 수술 밖에 없다.

어떻게 치료하나

■ 인공신장

환자가 신장병에서 회복하면 신장도 질병 전과 같이 기능은 회복하나 어떤 경우는 신장 기능이 비가역적으로 악화되는 점진적인 퇴행의 변화가 일어난다. 이것에 대비하여 인공신장이 연구되어 왔는데, 원리는 투석(dialysis)이다. 인공신장 기계는 항응고제인 헤파린으로 처리하여 혈액이 셀로판막을 지나도록 장치한 후 그 막의 다른 쪽에서 인공 제조한 용액이 지나도록 되어 있는 장치다.

만일 이 용액이 물이라면 혈액 속의 모든 분자나 이온을 분별없이 빼내버릴 것이다. 그러나 적당히 내용물을 조합하면 오직 요소만을 천연 신장보다도 효과적으로 혈액에서 빼낼 수 있다.

인공 신장은 신장병을 심하게 앓고 있는 환자가 그 병으로부터 회복될 때까지 적용하는데, 지속적으로 생존하기 위해서는 일주일에 6시간 이상씩 3회에 걸쳐 실시하므로 시간과 돈, 그리고 심리적으로 극심한 피해를 보게 된다. 그러므로 고질적인 신장병을 개선하는 방법은 역시 신장 이식 수술이다.

(그림3) 인공신장 투석 메커니즘

■ 신장 이식 수술

신장 이식 수술은 대단히 간단하다. 공급된 신장을 복강 내부에 이식하고 동맥과 정맥을 이어주면 된다. 그리고 수뇨관을 방광에 연결시켜 준다.

신장 이식의 어려운 점은 면역 거부 반응의 문제인데 일란성 쌍생아의 신장이 아니면 면역계는 이식 신장을 외부 이상 물질로 알고 파괴시킨다. 최근에는 이런 거부현상을 극복하는 의약품이 개발돼 이 문제가 해결되고 있다.

또 다른 문제는 이식에 필요한 신장의 공급이다. 최근 뇌사의 인정으로 장기 제공의 기회가 많아지고 있는 실정이나 공급이 절대 부족한 상황이다. 그렇다고 하여 장기의 매매 행위를 허용해서는 절대 안된다.

(그림6) 신장이식 과정^질환이 있는 신장은 제거하고 신장 동맥과 정맥은 부신에 연결된 것을 제외하고는 봉합시켜 버린다.