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1. 신장의 구조와 기능
1.1. 신장의 위치 및 구조
신장은 좌, 우에 하나씩 두 개(각각 약 100~130g 정도)가 있으며 피질과 수질로 구성되어있고, 등쪽 갈비뼈의 가장 밑부분에 싸여서 척추의 양 옆으로 위치한다. 크기는 자기 주먹만 하다.
신장의 기본 단위는 신원(nephron)이라하며, 한 쪽 신장에 약 100만개의 네프론이 들어있다. 네프론은 사구체와 보먼주머니로 구성된 신소체로 되어있다.
1.2. 신장의 주요 기능
1.2.1. 노폐물 제거
신장은 체내 대사과정에서 발생한 요소(urea), 요산(uric acid), 크레아티닌(creatinine) 등의 노폐물을 소변으로 배출하는 중요한 기능을 담당한다. 신장의 기본 단위인 신원(nephron)은 사구체(glomerulus)와 세뇨관(renal tubule)으로 구성되어 있으며, 여과와 분비, 재흡수의 과정을 거쳐 노폐물을 제거한다.
사구체에서는 혈액으로부터 수분, 전해질, 노폐물 등이 여과되어 초여과액이 형성된다. 이후 근위세뇨관, 헨레고리, 원위세뇨관을 거치면서 필요한 물질은 재흡수되고, 불필요한 노폐물은 배설된다. 이러한 과정을 통해 최종적으로 요소, 요산, 크레아티닌 등의 노폐물이 소변으로 배출된다.
신장은 또한 독성 물질이나 약물 대사산물도 배설함으로써 체내 환경을 정상으로 유지한다. 신장에서의 노폐물 배출은 여과(filtration), 분비(secretion), 재흡수(reabsorption) 등의 과정을 통해 이루어지며, 이 중 여과가 가장 중요한 역할을 담당한다. 신장의 여과 기능을 나타내는 지표로 사구체 여과율(GFR, Glomerular Filtration Rate)이 사용된다.
이처럼 신장은 노폐물 제거를 통해 체내 항상성 유지에 필수적인 역할을 하며, 만성신부전 등의 질환으로 신장 기능이 저하되면 노폐물이 축적되어 요독증(uremia)이 발생하게 된다.
1.2.2. 체액 및 전해질 균형 조절
신장은 체액 및 전해질 균형 조절의 주요 기능을 담당한다. 신장은 소변을 만들어 내는 주된 기관으로, 체내의 수분과 전해질 농도를 정상적으로 유지하는 데 핵심적인 역할을 한다.
신장은 사구체와 세뇨관으로 이루어진 기본 단위인 네프론을 통해 물, 전해질 및 다양한 용질을 여과하고 재흡수, 분비함으로써 체내 항상성을 유지한다. 사구체 여과 과정에서 물과 소량의 용질이 사구체막을 통해 여과되며, 이후 세뇨관에서 필요한 물과 전해질은 선별적으로 재흡수되고 불필요한 물질은 소변으로 배출된다.
이 과정에서 신장은 나트륨, 칼륨, 칼슘, 마그네슘 등의 전해질 농도를 엄밀히 조절한다. 또한 수분 섭취량과 배설량의 균형을 유지함으로써 체액의 양과 삼투압을 적절한 수준으로 유지한다. 이를 통해 세포 내외액의 pH와 삼투압을 일정하게 유지하여 세포 기능이 정상적으로 작동할 수 있도록 한다.
한편 신장은 레닌-안지오텐신-알도스테론 시스템을 조절함으로써 혈압 조절에도 관여한다. 신장에서 분비되는 레닌은 혈액 내 안지오텐신 전환효소(ACE)를 활성화시켜 혈압을 상승시키는 안지오텐신II를 생성한다. 이와 동시에 알도스테론 분비를 자극하여 나트륨과 체액 저류를 유도하여 혈압을 높인다.
이처럼 신장은 다양한 기전을 통해 체내 수분과 전해질의 균형을 유지하여 세포와 조직의 정상적인 기능을 보장한다. 따라서 신장 기능이 저하되면 체액량과 전해질 imbalance가 발생하여 부종, 고혈압, 전해질 이상 등의 문제가 유발될 수 있다.
1.2.3. 호르몬 분비
신장은 혈액 속의 다양한 호르몬을 분비하여 우리 몸의 정상적인 기능 유지에 중요한 역할을 담당한다.
첫째, 신장에서는 레닌이라는 호르몬을 분비한다. 레닌은 콩팥의 곁사구체장치에서 만들어져 혈액량과 혈압을 조절하는데 기여한다. 체내 혈압이 떨어지거나 체액량이 부족해지면 레닌이 분비되어 이를 보상하고자 한다. 레닌은 안지오텐신 전환 효소를 활성화시켜 안지오텐신 Ⅱ를 생성하게 하고, 이는 혈관을 수축시켜 혈압을 올리는 역할을 한다.
둘째, 신장에서는 에리스로포이에틴(EPO)이라는 호르몬을 분비한다. EPO는 적혈구 생성을 촉진하여 빈혈을 예방하는 기능을 한다. 신장의 간질 세포에서 생산되는 EPO는 골수에 작용하여 적혈구 생성을 자극한다. 만성신부전 환자의 경우 신장에서 EPO 분비가 감소하여 빈혈이 발생하게 되므로, 이런 경우 외부에서 EPO를 투여하여 빈혈을 치료한다.
셋째, 신장은 비타민 D의 활성화에도 관여한다. 비타민 D는 다양한 경로를 통해 흡수, 합성된 후 최종적으로 콩팥에서 활성화된다. 활성화된 비타민 D는 체내 칼슘, 인의 균형 및 뼈 건강 유지에 중요한 역할을 한다. 만성신부전 환자의 경우 신장의 비타민 D 활성화 기능이 감소하여 이차성 부갑상선 기능 항진증이 발생할 수 있다.
종합하면, 신장은 레닌, 에리스로포이에틴, 비타민 D의 활성화 등 다양한 호르몬 분비 기능을 통해 우리 몸의 혈압, 적혈구 생성, 무기질 대사 등 생명유지에 필수적인 과정을 조절하는 중요한 역할을 담당한다고 할 수 있다."
2. 신부전의 병태생리
2.1. 만성신부전의 정의 및 원인
만성신부전은 3개월 이상 지속되는 신장기능의 저하 상태로, 점진적이며 비가역적으로 신장기능이 상실되는 것을 의미한다. 만성신부전의 가장 큰 원인은 당뇨병과 고혈압이며, 그 외에도 사구체신염, 낭포신, 요로감염 등이 원인이 될 수 있다.
당뇨신장병증은 만성신부전의 가장 주요한 원인으로, 초기에는 글로메룰루스 과여과 현상으로 인한 단백뇨가 나타나고, 이후 기저막 비후와 경화로 인해 사구체의 점진적인 파괴가 일어나 신기능 저하로 이어진다.
고혈압신장병증은 오랜 기간 지속된 고혈압으로 인해 신혈관과 세뇨관이 손상되면서 발생하게 된다. 신동맥과 소동맥의 경화 및 협착으로 혈류 감소, 허혈, 그리고 세뇨관과 주변 모세혈관의 폐쇄와 손상이 초래된다.
만성 사구체신염은 원인 불명의 만성 신장 염증으로, 신장 실질 조직의 점진적인 파괴가 일어나 신기능 저하를 유발한다. 다낭신은 유전성 질환으로 신장에 다수의 낭이 생겨 정상 신장조직을 압박하고 손상시켜 신기능 저하를 초래한다.
이처럼 다양한 원인에 의해 발생한 만성신부전은 신장기능의 점진적인 손상과 감소로 인해 발생하며, 궁극적으로는 말기 신부전 상태에 이르게 된다.
2.2. 만성신부전의 병태생리
만성신부전의 병태생리는 다음과 같다.
먼저, 신장 이전의 문제로 인한 신부전이 발생할 수 있다. 심한 탈수 등으로 몸의 전체 혈액량이 감소하거나, 다른 원인으로 인해 쇼크 상태에서 혈압이 떨어지거나 심장 기능이 나쁜 경우 신장으로 가는 혈류량이 줄어들어 신부전이 발생할 수 있다.
다음으로, 신장 자체의 병변으로 인한 신부전증이 있다. 사구체 질환, 신장 세뇨관 질환, 신혈관 질환, 신장 간질성 질환 등이 원인이 될 수 있다.
마지막으로, 신장 이후의 문제로 인한 신부전이 있다. 요로폐...
