콩팥을 구성하는 토리와 요세관의 구조, 기능

우리 몸을 구성하는 체액의 용량, 삼투압, 세포 내액과 세포외액의 양을 일정하기 유지하기 위해서 외부의 섭취량에 따라 적절한 양을 배설하는 것은 매우 중요한 일입니다. 오늘은 이러한 중요한 역할을 담당하고 있는 콩팥의 구조에 대해서 알아보겠습니다.

 

 

콩팥의 위치와 콩팥단위(nephron)

콩팥은 우리 몸 좌우에 1개씩 존재하고, 11~12번 흉추에서 3번 요추 높이 사이에 위치하고 있습니다. 오른쪽 콩팥은 간과 가까이 위치하여 왼쪽 콩팥보다 조금 아래에 있고, 콩팥의 앞면은 후복막으로 덮여있습니다. 콩팥의 크기는 대략 길이가 10cm, 폭이 5cm, 두께는 3cm 정도입니다. 콩팥에는 좌우에 연결된 콩팥동맥을 통해서 혈액이 공급되고 있는데, 보통 심박출량의 20%에 해당하는 혈액이 보내집니다.

콩팥단위(nephron)는 콩팥을 구성하고 있는 최소 기능 단위입니다. 한 개의 콩팥에는 100만 개의 콩팥단위가 있습니다. 콩팥단위는 콩팥소체와 요세관으로 이루어져 있습니다. 콩팥소체는 토리와 보먼주머니(Bowman)로 구성되어 있습니다. 요세관은 근위요세관, 헨레고리(Henle' loop), 원위요세관, 집합관으로 이루어져 있습니다. 기능을 간단히 설명하면 토리에서는 혈장을 여과하고, 여과된 것은 요세관을 통과하여 소변으로 배출되게 됩니다. 콩팥단위는 위치에 따라 2종류로 구분할 수 있습니다. 콩팥의 표층에 존재하는 것은 겉질콩팥단위(cortical nephron)라고 하고, 수질과의 경계부에 존재하는 것은 속질콩팥단위(juxtamedullary nephron)라고 합니다.

 

토리(glomerulus)

토리는 사구체라고도 하며 콩팥소체를 구성하는 미세한 혈관 실뭉치 같은 덩어리입니다. 이 혈관은 모두 동맥으로 이루어져 있습니다. 수입세동맥(afferent arteriole)으로 들어와 여기에서 5~7개의 가지로 나뉘어 그물 모양을 이루었다가 loop 모양으로 회전한 후 다시 하나로 모여 수출세동맥(efferent arteriole)이 됩니다. 하나의 loop를 토리 고리(glomerular loop)라고 합니다.

토리 고리는 내피세포(endothelium), 바닥막(basement membrane), 상피세포(epithelium)로 구성되어 있습니다. 내피세포에는 직경 50~100nm 정도의 미세한 틈이 있습니다. 이 틈새로 혈관 속의 혈장 성분이 통과합니다. 내피세포 바깥쪽을 둘러싸고 있는 바닥막은 두께 300nm의 막으로 음성 전하를 띠고 있습니다. 바닥막의 구멍 크기와 전하의 차이로 인해 바닥막에서는 선택적인 여과가 일어나고 있습니다. 예를 들면 알부민의 분자량은 6.8만이기 때문에 크기로는 바닥막을 통과할 수 있습니다. 하지만 알부민도 음성 전하를 띠고 있기 때문에 전기적으로 서로 밀어내어 결과적으로는 바닥막을 통과할 수 없습니다. 내피세포를 통과한 혈장이 바닥막을 통과하면 보먼주머니로 모였다가 요세관으로 흘러가게 됩니다.

토리 고리가 흩어지지 않도록 세포 사이사이를 채우고 있는 것은 토리사이질(mesangium)이라고 합니다. 토리사이질은 혈관사이세포(mesangial cell)와 혈관사이기질(mesangial matrix)로 이루어져 있습니다. 혈관사이세포는 수축과 이완을 통해 토리 속의 표면적을 증가시키거나 감소시켜서 토리의 여과량을 조절하는 역할을 합니다. 혈관사이기질은 콜라겐, 피브로넥틴 등 당단백과 프로테오글리칸으로 이루어져 있고, 혈관사이세포의 이동, 증식, 분화 등을 조절하는 것으로 알려져 있습니다.

 

요세관(renal tubule)

요세관은 근위요세관, 헨레고리(Henle's loop), 원위요세관, 집합관으로 이루어져 있습니다. 근위요세관은 보먼주머니에서 나와 속질쪽으로 내려가다가 헨레고리로 이어집니다. 헨레고리는 더 아래쪽으로 내려가다가 어느 깊이로 내려가면 방향이 반대로 꺾어져서 다시 위로 올라옵니다. 내려가는 부분은 내림다리(descending limb)라고 하고, 올라가는 부분은 오름다리(ascending limb)라고 부릅니다. 오름다리는 조금 더 위로 올라와서 원위세뇨관으로 이어집니다.

원위세뇨관은 더 위로 올라가 처음 토리의 높이까지 올라가는데 여기서 수입세동맥과 만나게 됩니다. 이 부분에서 원위요세관세포가 고밀도로 집합하고 있는데 여기를 치밀반점(maculadensa)이라고 부릅니다. 치밀반점은 원위요세관 속을 흐르는 체액의 NaCl의 농도를 감지하는 센서 역할을 합니다. 간단히 설명하면, 토리에서 여과되는 혈류량이 늘어나 요세관 속 NaCl 농도가 증가하면 치밀반점은 그 신호를 수입세동맥에 보냅니다. 그러면 수입세동맥이 수축하게 되고, 토리에 흐르는 혈류량이 감소하여 여과되는 NaCl의 농도가 감소하게 됩니다. 이렇게 치밀한 작용을 통해서 배출하는 NaCl의 농도를 조절할 수 있게 됩니다. 이후 원위세뇨관은 집합관으로 이어지고 여기를 지나는 소변은 콩팥잔(renal calyx)을 거쳐 콩팥깔때기 속으로 흘러들어 가게 됩니다.