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1. 신장(Kidney)의 해부·생리
1.1. 구조
신장은 한 쌍의 후복막장기로서 제 12흉추에서 제 3요추에 걸쳐 척추 좌우에 위치하는 완두콩 모양의 장기이다. 우신이 간 옆에 있어서 좌신보다 약간 낮게 위치하고 있으며 12번째 늑골의 높이에 있다. 각 신장의 무게는 115-175g 정도이다. 신장의 크기는 길이가 약 12cm, 폭이 5-7.5cm, 두께가 약 2.5cm 된다.
각 신장 주변에는 지방과 결합조직이 있어서 신장을 지지하고 외부충격을 흡수해 신장을 보호한다. 신장 내측에 움푹 들어간 곳을 신문(hilus)이라 하며, 이 곳으로 요관, 신장동맥, 신장정맥, 림프관과 신경 등이 통과한다.
1.2. 신장피질과 신장 수질
신장피질과 신장 수질은 신장의 구조와 기능을 이해하는 데 있어 매우 중요한 부분이다. 신장피질과 신장 수질은 해부학적으로 구분되며, 각각 고유한 기능을 수행한다.
신장피질은 신장의 가장 바깥부분에 위치하고 있으며, 적갈색으로 보이는 부분이다. 신장피질은 신사구체와 근위세뇨관, 원위세뇨관이 주로 분포하고 있어 여과와 재흡수, 분비 등의 기능을 수행한다. 신사구체에서 여과된 1차 소변이 근위세뇨관을 거치면서 여러 가지 물질이 재흡수되고, 원위세뇨관에서 최종적으로 조절된 소변이 신장수질로 이동하게 된다.
반면 신장수질은 신장의 내측에 위치한 적색 부분으로, 약 8~18개의 피라밋(모양)으로 이루어져 있다. 이 피라밋의 기저부는 신장피질을 향해 있고 정점은 유두(papilla)로서 소변이 작은 신배(minor calyx)에 돌출되어 있다. 피라밋의 표면에는 집합관과 헨레고리, 그리고 곧은 혈관들이 많이 분포하고 있다. 소변은 작은 신배를 통과하여 대신배를 거쳐 신우로 간다. 신장수질의 기능은 소변 농축과 요소 및 암모니아의 생성 등이 주요하다.
이와 같이 신장피질과 신장수질은 구조와 기능의 차이가 있다. 신장피질은 여과와 재흡수, 분비 등의 주요 기능을 담당하고, 신장수질은 소변 농축과 요소 등의 생성 기능을 수행한다. 이러한 구조와 기능의 차이는 신장의 항상성 조절 능력을 높이는 데 기여한다.
1.3. 미세구조
신장의 미세구조는 신원(nephron)이라고 불리는 가장 기본적인 구조로 이루어져 있다. 신원은 소변을 형성하는 기능적 단위로서, 인간의 한 쪽 신장에는 약 100~125만 개가 존재한다.
신원은 크게 신소체와 근위세뇨관, 헨레고리, 원위세뇨관 및 집합관의 다섯 부분으로 구성되어 있다. 신소체는 사구체 장벽과 요세관으로 이루어져 있다. 사구체 장벽은 내피세포, 기저막, 겁먹이세포(족세포)로 이루어져 있으며, 이 장벽을 통해 혈장의 물과 용질이 여과된다. 근위세뇨관은 사구체에서 여과된 1차 소변을 받아 대부분의 수분과 여러 가지 양분 및 전해질이 재흡수되는 부위이다. 헨레고리는 신피질과 신수질에 걸쳐 위치하며, 농축 작용을 통해 소변의 농도를 높인다. 원위세뇨관은 다시 재흡수와 분비 작용을 통해 소변의 성분을 조절한다. 집합관은 여러 개의 세뇨관에서 모여 신우로 연결되는 부위이다.
이와 같은 신원의 미세구조는 신장의 여과, 재흡수, 분비 등 복잡한 기능을 가능하게 한다. 특히 사구체 장벽의 선택적 투과성과 세뇨관의 재흡수 및 분비 능력을 통해 체내 항상성 유지에 필수적인 역할을 담당한다. 따라서 신원의 구조적 손상은 곧바로 신장 기능의 저하를 초래하므로, 신장 질환 진단과 치료 시 신원의 미세구조 변화에 주목하게 된다.
1.4. 순환혈관 분포
신장의 순환혈관 분포는 다음과 같다.
신장에 혈액을 공급하는 신장동맥은 복대동맥에서 직접 나와 신문을 통과한 후, 여러 가지로 나뉘어 수입소동맥을 이룬다. 이 수입소동맥은 다시 사구체를 형성한다. 사구체에서 나온 수출소동맥은 곧 모세혈관 그물을 형성하여 근위세뇨관, 원위세뇨관, 헨레고리 및 집합관을 둘러싸고 있다. 이렇게 형성된 모세혈관 그물은 결국 정맥계로 유입되어 신정맥이 되며 하대정맥으로 들어간다. 하루에 신장을 통해 흐르는 혈액량은 약 1,500리터이며, 이 중 소변으로 나가는 양은 약 1.5리터이다. 따라서 신장에는 막대한 양의 혈액이 순환하고 있음을 알 수 있다. 이처럼 신장은 풍부한 혈액 공급을 받아 다양한 기능을 수행할 수 있게 된다.이와 같이 신장에는 복잡한 혈관 분포가 존재한다. 신장동맥에서 분지된 수입소동맥이 사구체를 형성하고, 사구체에서 유래한 수출소동맥이 모세혈관 그물을 이루어 신장 조직을 둘러싸고 있다. 이 모세혈관 그물에서 흘러나온 혈액은 신정맥을 거쳐 하대정맥으로 유입된다. 이처럼 신장에는 매우 발달된 혈관 구조가 존재하여 대량의 혈액을 공급받고 있으며, 이를 통해 신장의 다양한 기능 수행이 가능해진다. 특히 하루 1,500리터에 달하는 혈액 순환량은 신장의 높은 대사 활동을 뒷받침하는 중요한 요인이라고 할 수 있다.
신장의 풍부한 혈액 공급은 신장 기능 유지에 필수적이다. 신장은 혈액 여과, 대사산물 배출, 수분 및 전해질 균형 조절 등의 핵심 기능을 수행하는데, 이를 위해서는 막대한 양의 혈류가 공급되어야 한다. 만약 신장 혈류가 감소하면 신장 기능이 저하되어 여러 가지 병리적 상태가 초래될 수 있다. 신장 혈류 감소는 신부전, 고혈압, 당뇨병 등의 주요 원인이 되기도 한다.
신장 혈관의 복잡한 구조와 막대한 혈류량은 신장의 중요성을 단적으로 보여준다. 신장은 체내 항상성 유지에 필수적인 기관으로서, 풍부한 혈액 공급을 바탕으로 다양한 대사 활동을 수행한다. 이처럼 신장의 해부학적 구조와 순환 특성은 신장 기능 유지에 매우 중요한 역할을 담당하고 있다.
1.5. 기능
신장의 주요 기능은 혈액을 여과시켜 신체의 내적 항상성을 유지하는 것이다. 여과의 결과로 소변이 생성되며 재흡수와 분비의 복합적인 과정이 포함된다. 또한 체액과 전해질의 균형 유지, 산-염기 균형 조절, 적혈구 형성, 혈압 조절, 칼슘과 인 대사 등의 기능을 수행한다.
구체적으로 살펴보면, 신장은 혈액으로부터 노폐물과 과잉의 수분, 전해질 등을 걸러내어 소변으로 배출함으로써 체내 항상성을 유지한다. 혈액은 신장 내의 사구체에서 여과되어 요관으로 배출되는데, 이때 필요한 성분은 재흡수되고 불필요한 성분은 분비되어 소변으로 배출된다.
신장은 또한 체액 및 전해질 균형 조절에 핵심적인 역할을 한다. 신장은 혈류 속 나트륨, 칼륨, 칼슘 등 전해질 농도를 유지하고, 수분 출입을 조절하여 체내 삼투압과 혈압을 안정화시킨다.
더불어 신장은 산-염기 균형 조절에 관여한다. 신장은 산성 물질이나 알칼리성 물질을 배출하거나 흡수하여 혈액의 pH를 적정 수준으로 유지한다. 이를 통해 신체 대사에 필수적인 산-염기 균형을 조절한다.
신장의 또 다른 주요 기능은 적혈구 생성 촉진이다. 신장은 적혈구 생성을 자극하는 호르몬인 에리스로포이에틴(EPO)을 분비하여 골수에서의 적혈구 생성을 촉진한다. 이를 통해 조직으로의 산소 공급을 원활히 한다.
마지막으로 신장은 혈압 조절, 칼슘과 인 대사 등의 기능을 수행한다. 신장은 레닌-안지오텐신-알도스테론 체계를 활성화하여 혈압을 조절하며, 비타민 D 대사를 통해 칼슘과 인의 균형을 유지한다.
이처럼 신장은 여과, 재흡수, 분비 등의 복잡한 기능을 통해 체내 항상성 유지에 핵심적인 역할을 한다. 신장 기능의 저하는 신체 전반에 걸쳐 심각한 문제를 야기할 수 있다.
2. 만성 신부전증(Chronic Renal Failure-CRF)
2.1. 정의
만성 신부전증은 신기능이 심각하게 저하되어 치료로 회복이 되지 않는 비가역적인 상태를 말한다. 즉, 신장의 정상적인 기능이 점차적으로 상실되어 신네프론이 서서히 파괴되고 기능이 소실되는 것이다. 사구체 여과율과 청소율이 감소됨에 따라 요 농축 능력이 저하되어 다량의 희석된 요가 배출되어 체액이 부족해진다. 이후 신 손상이 더욱 악화되어 기능하는 네프론의 수가 적어지면 사구체 여과율은 더욱 감소되고 물과, 염분, 기타 대사 노폐물을 제거할 수 없게 된다.
2.2. 원인
만성 신부전증의 주요 원인은 당뇨병과 고혈압이다.
당뇨병은 만성 신부전증의 가장 흔한 원인이다. 당뇨병성 신증은 당뇨 환자의 25~40%에서 발생하며, 말기 신부전의 가장 주요한 원인이 된다. 지속적인 고혈당은 사구체 기저막의 비후, 메산지움 세포의 증식, 사구체 여과면적 감소 등의 병리적 변화를 초래하여 점진적인 신기능 악화를 유발한다. 특히 당뇨병이 20년 이상 지속된 경우 거의 대부분에서 당뇨병성 신증이 발생한다.
고혈압 또한 만성 신부전증의 주요 원인 중 하나이다. 고혈압은 신장의 혈관을 손상시켜 사구체 여과율을 감소시키고 단백뇨를 유발한다. 이처럼 신장 내 혈관의 지속적인 손상은 신기능 저하와 신부전을 초래한다. 고혈압이 지속되면 사구체 경화, 동맥경화, 혈관 섬유화 등이 발생하여 신장 기능이 점차 악화된다. 고혈압성 신장병은 말기 신부전의 두 번째 가장 흔한 원인이다.
그 외에도 만성 사구체신염, 다낭성 신질환, 요로감염, 석회화 결석, 요로폐색 등도 만성 신부전증의 주요 원인이 된다. 이러한 질환들은 신장의 구조적, 기능적 손상을 유발하여 진행성 ...
