커피와 신장, 신장의 기능과 작동 원리
커피를 마시면 화장실에 자주 가게 됩니다. 커피의 이뇨작용 때문인데요. 이번 포스팅에서는 커피와 이뇨작용보다 더 근본적으로, 오줌을 만들어 내는 장기인 신장 자체에 대해 살펴보겠습니다. 콩팥이라고도 불리는 신장의 기능과 작동 원리를 아는 것이 이 포스팅의 목적입니다.
글의 순서
신장=콩팥, 신장의 기능 요약
신장이 하루 동안 처리하는 정수기능
신장의 작동 메커니즘
신장의 기능 : 몸이 수분을 조절하는 방법과 오줌 색깔
신장의 기능 : 혈압, 적혈구 조절
신장이 중요한 이유
신장=콩팥, 신장의 기능 요약
우리 몸 속에는 강낭콩 닮은 장기가 있습니다. 잘 익은 강낭콩이나 팥처럼 붉은빛 도는 갈색의 장기인데, 고맙게도 2개나 있습니다. 콩팥 또는 신장이라고 부릅니다. 위치는 횡격막 아래, 제 12흉추에서 제 3요추까지의 척추 양쪽 좌우 한 쌍이 있습니다. 간단히 배의 뒤쪽, 그러니까 등 쪽에 고정되어 있고 아래쪽 갈비뼈가 보호합니다. 영어로는 kidney입니다. 신장, 콩팥, 키드니(kidney)는 같은 의미입니다.
신장은 혈액에서 불필요한 성분을 걸러 오줌으로 배출하는 작용을 합니다. 심장에서 나온 혈액 중 4분의 1이 신장을 거쳐갑니다. 신장을 통과할 때 몸속에서 발생한 암모니아와 요소, 요산, 크레아틴 등이 걸러집니다. 또한 간에서 지용성에서 수용성으로 바뀐 호르몬 대사물 등과 같은 독소도 거릅니다. 이처럼 신장은 정수기 역할을 하는데요. 그 밖에도 혈액 속의 전해질 농도를 조절하거나 혈압을 조절하는 등 중요한 기능을 수행하고 있습니다.
신장이 하루 동안 처리하는 정수기능
신장의 역할 중 가장 중요한 것은 몸속 노폐물을 오줌으로 내보낸다는 것입니다. 몸속에 있는 8리터의 혈액은 하루에 신장을 20~25회 정도 통과합니다. 신장 입장에서 보면, 신장은 24시간동안 160~180리터의 혈액을 걸러냅니다.
혈액속에 녹아 있는 성분은 우리가 먹는 음식, 우리 몸의 대사에 따라 매 순간 바뀝니다. 그러니까 신장은 쉬지 않고 일하고 있는 것입니다.
신장의 작동 메커니즘
신장에 연결된 동맥을 통해 혈액이 각각의 신장으로 들어갑니다. 나무를 상상하시면 이해하기 쉽습니다. 나무 줄기에서 가지를 거쳐 잎으로 가는 과정을 상상해 보시기 바랍니다. 한줄기의 동맥으로 들어온 혈액은 여러 개의 가지로 갈라지며, 점점 더 가는 가지로 갑니다. 가지의 마지막은 잎 모양이라기보다는 가는 실처럼 엉켜 있습니다. 이를 네프론(nephron)이라고 합니다.
각각의 신장은 1백만 개의 네프론을 가지고 있고, 이런 네프론의 집합으로 혈액 상태를 체크하고 필요 없는 성분들을 걸러냅니다. 혈액을 거르기 위해 각각의 네프론은 두 개의 강력한 장치를 작동시킵니다. 그 장치는 각각 방울모양의 사구체(glomerulus)와 가늘고 긴 튜브 모양의 세관입니다.
사구체는 체와 같은 역할을 합니다. 체친다라고 할 때의 그 체입니다. 굵은 것과 가는 것 중 가는 것만 체를 통과하듯이, 사구체는 특정 성분만을 통과시킵니다. 비타민과 미네랄은 체를 통과해서 세관으로 갑니다. 이처럼 우리 몸에 필요한 성분을 탐지하는 것이 네프론의 중요한 기능입니다. 여기서 통과된 성분들은 다시 혈액을 통해 몸을 순환합니다.
그렇지만 혈액에는 이런 유용한 성분만 녹아있는 것은 아닙니다. 노폐물도 들어 있습니다. 세관은 노폐물을 탐지합니다. 예를들어 단백질로부터 분해된 요소(urea)는 대표적인 노폐물 중 하나입니다. 세관은 신장에 있던 요소를 오줌 쪽으로 보내줍니다. 오줌은 긴 하수관 역할을 하는 수뇨관(ureter)을 통해 방광(bladder)으로 갑니다. 방광을 비우면 노폐물 가득한 오줌이 몸 밖으로 나가는 것입니다.
신장의 기능 : 몸이 수분을 조절하는 방법과 오줌 색깔
오줌을 보겠습니다. 오줌에는 노폐물이 들어 있다고 말씀드렸는데요. 잘 아시다시피 오줌은 다량의 수분도 포함하고 있습니다. 신장이 혈액 속에 수분이 많다는 것을 감지하면, 그러니까 물이나 음료수를 한 번에 몇 컵씩 벌컥벌컥 들이켜서 몸에서 필요로 하는 양보다 훨씬 많은 양이 몸 속으로 들어갔다면, 불필요한 수분을 방광으로 보내 오줌으로 내보냅니다. 반대로, 혈액속에 수분이 부족한 상태가 되었다면, 적은 양의 수분만 방광으로 보냅니다. 이렇게 몸속 수분을 조절하면서 신장은 몸속의 수분 양을 안정화 시킵니다. 노란 오줌을 눈다는 것은 몸에 수분이 부족했다는 의미입니다. 이때에는 물을 섭취해줘야 합니다.
신장의 기능 : 혈압, 적혈구 조절
신장이 하는 또 다른 중요한 기능은 레닌(renin)이라는 호르몬과 에리스로포이에틴(erythropoietin)이라는 호르몬을 분비시킨다는 것입니다. 레닌은 비타민 D를 활성화시켜 혈압을 상승시키고, 에리스로포이에틴은 적혈구를 더 많이 만드는 역할을 합니다.
신장이 중요한 이유
만약 신장이 없다면 어떻게 될까요? 일단 우리의 체액의 양이 통제할 수 없는 상태로 순환할 것입니다. 먹을 때마다 들어오는 각종 성분들은 걸러지지 않기 때문에 노폐물들이 쌓일 것입니다. 몸은 잠시 버티다가 결국 못버티고 죽습니다. 신장은 체액의 순환을 부드럽게 해주고, 우리가 정상적으로 살아갈 수 있게 해줍니다.
마치며 …
이번 포스팅에서는 오줌을 만들어 내는 장기인 신장에 대해 알아보았습니다. 신장은 24시간동안 160~180리터의 혈액을 걸러냅니다. 신장은 필요한 성분과 불필요한 노폐물들을 탐지하는 기능, 수분을 조절하는 기능을 가지고 있으며, 혈압조절과 적혈구의 생성에도 관여합니다. 이처럼 중요한 신장이 우리 몸의 등쪽, 맨 아래 갈비뼈 안쪽에 2개(한 쌍)나 있다는 것이 얼마나 다행인지 모릅니다.
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[1] 국가암정보센터, 신장암
[2] TED-Ed, How does your kidneys work? – Emma Bryce