B. 기능
■ 요의 형성 (The Formation of Urine)
정상 뇨는 보통 리트머스 시험에 약한 산성을 나타내며 비중(gravity)은 1015~1025이다. 배설 양은 하루 1-2L이지만 체액 흡수 양과 피부에서 분비하는 땀의 양에 의해 달라진다. 뇨의 주요 성분비는 물이 96%, 요소가 2%, 그 밖의 고형물질(주로 염)이 2%이다. 뇨에서 단백질(알부민), 혈구, 글루코즈, 아세톤, 담즙 같은 비정상적 물질의 유무는 특정 질환의 진단에 매우 중요하다.
매번 심박동시, 좌심실 혈액 방출의 약 1/4이 여과를 위해 신동맥을 경유하여 신장으로 보내지는데 신장을 통과하는 동안 4가지의 과정을 거치게 된다.
4가지 과정 이라고 하는 것은
1. 여과
2. 분비
3. 재흡수
4. 합성을 말한다.
1. 여과(filtration)
혈액은 압력을 받으며 사구체를 순환한다. 수출세동맥이 수입세동맥보다 좁기 때문에 정상적인 모세혈관에서의 압력보다 높아진다. 이런 과정을 통해 물과 용해되지 않은 물질이 모세혈관 내피세포(endothelium)를 통해 보우만 주머니 내의 강(cavity)으로 보내어지도록 한다. 이 과정은 비선택적이다. 모세혈관 내피세포층을 충분히 통과할 수 있는 작은 분자 (예: 물, 당, 염, 아미노산, 비타민 C 등)는 여과되고 혈액 세포와 혈장 단백질 같은 큰 분자는 세포막을 통과하기에는 너무 커서 혈관에 남아있게 된다. 하루에 사구체에서 총 여과 되는 양은 약 170L이지만 그 중 단지 1-2L정도만 뇨로 배출된다.(매분당 약 1ml)
2. 분비(Secretion)
분비는 세뇨관의 세포에 의해 수행된다. 혈액의 농도가 정상 한계량을 초과했을 때 세뇨관세포는 혈액으로부터 정상적 물질과 비정상 물질을 선별하고, 비정상 물질을 세뇨관 강으로 보낸다. 세뇨관에서 배출되는 주 배설물은 요소, 요산, 크레아티닌(creatinine)이다.
3. 재흡수(Reabsorption)
여과액이 세뇨관을 통과하는 동안, 대부분의 물과 그 속에 용해되어 있는 많은 물질이 내층세포를 거쳐 두번째 네트워크인 모세혈관 속으로 재흡수 된다. 이 과정은 매우 선택적이다. 여과의 과정 중 우리 몸에 필요한 99%의 물과 당과 염, 특히 나트륨이나 칼륨같은 이온들은 재 흡수되는데 물의 재흡수는 뇌하수체 후엽에서 분비되는 항이뇨호르몬(anti-diuretic hormone:ADH)에 의해 좌우되고 염의 재흡수는 부신피질 호르몬, 특히 알도스테론(aldosterone)에 의해 조절된다. 호르몬의 생성량은 인체에서 물이나 염과 전해질의 필요량에 따라 증가 또는 감소한다. 여과 과정 중 대부분은 재흡수 되기 때문에 실제로 뇨로 배설되는 량은 1.5리터 정도이며 2%의 요소가 함유되어 약산성을 나타내며 재흡수 과정을 통해 산이 배설됨으로 혈장과 조직의 pH가 약 알칼리를 유지할 수 있게 된다.
4. 합성(Synthesis)
신장조직은 독성물질을 비활성 물질로 합성하여 해독작용을 하는 간의 역활을 보조한다.
■ 산-염기 평형(Acid-Base balance)
혈장과 체액의 전체 삼투압(혈장 단백질만으로 약 150배)을 일정하게 유지하기 위해 신장에서는 독자적으로 물과 전해질의 배설을 통해 일정하게 조절한다. 또 신장은 혈액과 조직의 산도를 유지하기 위해 다양한 양의 산과 알칼리(potassium phosphate, Sodium phosphate)를 배설한다. 신장은 아미노산으로 암모니아를 합성할 수 있어 염기성(Na)물질을 유지하게 되며 잉여 염기성 물질은 중탄산염(bicarbonate)의 형태로로 배설된다.
■ 요관(Ureters)
길고 좁은 근육관으로 신장과 방광을 연결시켜준다. 평활근 막의 느린 연동파적 수축 (10초에 한번)의해 뇨가 관을 따라 통과하며 방광으로 매분 1-5회 분출된다.
■ 방광(Bladder)
소변을 저장하는 속이 비어있는 근육 기관이다. 방광의 크기와 위치는 매시간 저장된 뇨 양에 따라 달라진다. 평활근 막은 그 속에 있는 뇨에 의해 팽창하고 방출을 위해 주기적으로 수축한다. 내부의 평활근으로 된 괄약근은 뇨가 방광에서 요도로 방출되는 것을 억제한다. 외부의 괄약근은 골격근으로 되어 있으며 이것은 자발적 조절에 의해 작동한다.
■ 요도(Urethra)
막으로 형성된 관으로 길이는 여성은 2.5-4cm, 남성은 18-23cm이며 뇨를 외부로 나른다. 뇨를 외부로 배출하는 과정을 배뇨라고 하며 배뇨는 척수신경의 반사 중추를 통해 일어나는 반사작용이다. 유아나 하등 동물에서는 방광이 가득 찼을 때 척추신경에서 운동세포에 지시를 하여 괄약근을 이완시키고 방광을 수축시키는 반사운동에 의해 배뇨를 하게 된다. 그러나 성인의 경우 사람의 의지에 의해 괄약근이 조절 된다.