신장 생리
신장은 제11~12흉추 좌우에 위치하는 한쌍의 완두콩형의 장기이다. 그 무게는 체중의 약 0.5%에 불과하나 매분심장에서 박출되는 혈액량의약 25%를 공급받고 있는데, 이처럼 다량의 혈액이 신장을 관류하는 이유는 신장이 단순히 체내의 노폐물만을 제거하는 기관이 아니라 체내의 수분 및 전해질 양과 삼투질 정도를 조절하며, 산-염기 평형에 기여하는 등 중요한 역할을 하고 있기 때문이다. 따라서 체외로 배설되는 요는 신장이 위에 말한 여러 기능을 수행한 결과 생성된 부산물이라 하겠다. 신장에서 요는 네프론이라고 불리는 작은 구조에 의해서생성되는데신장에 약 100만 개의 네프론이존재한다. 신장을중단해 보면외측의 피질과 내측의 수질로 구분되는데,네프론은 피질부위에서 시작하여수질에서 끝난다.네프론은 새소송에세뇨관고리, 원위세뇨관, 그리고 집합관 등 다섯 부위로구분된다. 새소송에는 사구체와 보먼주머니로 구성되는데,사구체는 신소동맥이 보먼주머니 속에서약 20~40개의모세혈관으로 분비되어 형성된모세혈관 뭉치로서,이곳에서 혈장성분이 여과되어 세뇨관강 내로들어가게된다. 보먼주머니는 사구체를둘러싸고 있는 주머니로서 사구체에서 여과된 액체를모아 근위세뇨관으로 내려보낸다. 근위세뇨관은 피질로부터수질 내로하행하여 Hele고리에 연결되는데,이 Hele고리는 여자들의머리핀 모양으로 되어있으며세뇨관과 연결된부위가 수질부터 깊숙이하행했다가 고리를 형성한 후돌아서 하행각과 평행하게상행하며 원위세뇨관에 연결된다. 원위세뇨관은 사구체가있는 피질부위까지 이른후 종국에는 집합관에 이어지는데, 하나의 집합관은 많은 원위세뇨관과 연결되면서 수질 내로 하행하여 수질의 정점인 유두부에서 개구한 후 최종적으로 수뇨관에 연결된다.신장의 순환계를 살펴보면, 신장에 혈액을 공급하는 신동맥은 복부 대동맥에서 출발하여 신장 내로 들어온 후 여러 개의 작은혈관으로 분비되다가 결국사구체로 연결되는데, 사구체로 들어오는 소동맥을 구심성 소동맥이라 한다. 사구체의 모세혈관들은 다시 모여, 원심성 소동맥이되어보면 주머니를 빠져나온 후 모세혈관망을 형성하여 근위세뇨관,원위세뇨관고리 및집합관을 둘러싸고 이들과 물질교환을 한 후 다시 모여 종국에 가서는 신정맥을 형성한 후 신장으로부터 나간다. 신장에서 요는 사구체 여과, 세뇨관 재흡수 및 세뇨관 분비의 과정을 거쳐 형성된다. 세뇨관에서 요가 형성되려면 우선 혈액으로부터 수분, 노폐물, 기타 요를구성하는 여러물질이 세뇨관강 내로이동해 들어와야 하는데, 이러한 물질의 이동은 먼저 사구체모세혈관막을 통해 보먼주머니 속으로 혈장성분이 여과되어들어옴으로부터 시작된다. 여과를 방해하는 힘은 사구체에서 여과되지않고 혈장내에 남아있는단백질에 의한교질삼투압과 보먼주머니 속의수압인데, 이 두 압력을 합친 값보다 사구체 모세혈관 내압이 크면 언제나 여과가 일어날 수 있으며, 반면에 혈압이 하강하여 신동맥압이 극히낮을 땐 사구체여과는일어나지 않으며, 따라서 요가 생성되지 않는다. 매분 사구체에서 여과되는 총량을 사구체 여과율이라 하는데, 그값은 성인남자에게서는 약120ml/min110ml/min 정도이다. 평상시 신장으로들어오는 총혈장량이 매분약 600ml정도이므로 그중20%가 항상사구체에서 여과되는셈이다. 혈장성분 중분자량이 작은 물질은 어느 것이나 무분별하게 사구체에서여과되므로 노폐물뿐만 아니라포도당, 아미노산 등 영양물질, 그리고 Na⁺, K⁺, Cl⁻, HCO3⁻등전해질과 수분이그대로 세뇨관 내로 들어오게 된다. 이렇게 여과되는 물질의 양은 실로 어마어마하여 성인에서 수분이 하루에 약 180l, 그리고 Na⁺이 약 600g으로서,이는 총체액량 의약4배, 그리고 체내 총 Na⁺의 양은 일반적으로 여과된양의 1%미만으로서, 대부분이 세뇨관에서 재흡수된다. 그런데 재흡수되는 정도는 물질에 따라 다르며, 또같은 물 지라도 체내의조건에 따라 달리 조절된다. 예컨대 포도당, 아미노산 등의 영양물질과 체액 내의 산-염기 평형 유지에 중요한 역할을담당하는 중탄산이온은 사구체에서여과된 후 거의 전부가 재흡수되며, 수분의경우 탈수상태에서는 여과된양의 99.5% 이상을 재흡수하나 과량의 물을 먹었을 경우에는 80% 정도만 재흡수한다. Na⁺의 경우에는 과량의 식염을 섭취하면 상당량이 배설되나 식염 섭취가 극도로 제한되어 식염 결핍상태에 이르면 여과된 양의 거의 전부가 재흡수되어 요 중으로 Na⁺이 거의 나오지않는다. 이처럼 신장은혈장에 포함되어 있는 여러 가지 물질들을 사구체에서 여과한 후 필요한 물질만 선택적으로 재흡수함으로써 불필요한 물질을 요 중으로 배설하고, 또 재흡수되는 정도를 조절함으로써 체액 내의 전해질 함량을 효과적으로 조절한다. 세뇨관에서 여러 가지 물질이 재흡수되는 기전은 물질에 따라 다르지만 크게 능동적 재흡수와 수동적 재흡수로 구분된다. 능동적 재흡수는 대사 에너지의공급을 해야 하는과정으로서, 포도당, 아미노산, 인산염, 황산염, 유산염, 비타민C, 그리고 Na⁺등의 재흡수가 이에 속한다. 이 물질들은세뇨관 세포에존재하는 어떤 특수한 운반체들에 의하여 각기 재흡수되리라고 생각되는데, 운반되는 물질의 종류에 따라다른운반체가 관여할 뿐만 아니라 또 그 운반체의 수도 제한되어 있어 어느 특정량 이상은 운반할 수 없다.