수분과 전해질 대사의 기본

(1) 콩팥의 다섯 가지 기능

콩팥은 요소, 요산, 크레아티닌 같은 대사 부산물을 혈액에서 걸러 소변으로 내보낸다.

약물처럼 몸 밖에서 들어온 화학물질을 제거하는 것도 콩팥의 일이다.

수분과 무기이온의 양을 조절해 체액의 조성을 일정하게 유지한다.

굶었을 때는 포도당신합성으로 포도당을 만들어 낸다.

호르몬도 분비하는데 적혈구생성인자(EPO)는 적혈구 생산에 관여한다.

레닌과 안지오텐신의 형성에 관여해 혈압과 나트륨 균형을 맞춘다.

비타민D를 활성형인 1,25-다이하이드록시비타민D3로 바꾸어 칼슘 균형에 관여한다.

(2) 여과와 재흡수의 규모

이 일을 하려면 많은 혈류가 필요해 콩팥으로 분당 1리터, 곧 심박출량의 20퍼센트가 흐른다.

그 가운데 사구체에서 여과되는 양이 분당 120밀리리터로 하루 150리터에서 180리터에 이른다.

그런데 하루 소변량은 1.5리터에서 1.8리터에 지나지 않는다.

여과된 수분의 99퍼센트가 세뇨관을 지나며 다시 흡수된다는 뜻이다.

필요한 것은 되불러들이고 버려야 할 것은 세뇨관에서 능동적으로 분비한다.

(1) 체액은 어디에 얼마나 있는가

인체 수분의 3분의 2가 세포내액이고 3분의 1이 세포외액이다.

세포외액은 다시 간질액과 혈장으로 나뉜다.

나이가 들면 체내 총수분량은 늘지 않고 오히려 줄어든다.

(2) 유효 삼투질과 비유효 삼투질

혈청 삼투질농도의 정상 범위는 280에서 290밀리오스몰이다.

유효 삼투질은 세포외액이나 세포내액 어느 한쪽에만 머물러 삼투압을 만드는 용질이다.

나트륨과 포도당이 여기에 해당하며 세포막을 통한 물의 이동을 실제로 일으킨다.

비유효 삼투질은 두 구획 사이를 자유롭게 확산해 삼투압을 만들지 못한다.

요소가 대표적이며 물의 이동에 영향을 주지 않는다.

계산 삼투질농도는 나트륨 농도의 두 배에 포도당을 18로 나눈 값과 요소질소를 2.8로 나눈 값을 더해 구한다.

유효 삼투질농도를 구할 때는 요소질소를 2.8로 나눈 항을 빼면 된다.

이 식에서 보듯 나트륨은 혈청 삼투질을 이루는 가장 중요한 성분이다.

(1) 기능

근위세뇨관은 사구체 여과액의 70퍼센트 정도를 한꺼번에 재흡수한다.

세뇨관 가운데 나트륨을 가장 많은 양으로 재흡수하는 곳이며 중탄산염도 여기서 회수된다.

포도당, 인산, 젖산, 요산, 아미노산 같은 여러 물질도 이곳에서 되돌아온다.

(2) 수송체와 그 이상

나트륨수소교환체(NHE)와 수소이온ATP분해효소가 수소이온을 내강으로 내보낸다.

탄산탈수효소가 탄산을 수소이온과 중탄산염으로 나누고, 중탄산염은 나트륨중탄산염공동수송체(NBC)로 혈액에 재흡수된다.

포도당과 인산, 젖산, 요산, 아미노산은 나트륨과 함께 움직이는 공동수송체로 재흡수된다.

그래서 수송체가 어느 것이 망가졌느냐에 따라 나타나는 질환이 달라진다.

나트륨중탄산염공동수송체 이상은 중탄산염 흡수 장애를 일으켜 제2형 신세뇨관 산증(RTA type II)이 된다.

포도당공동수송체 이상은 혈당이 정상인데 소변으로 당이 나가는 신성 당뇨병가 된다.

인산공동수송체 이상은 저인산혈증성 구루병이 된다.

공동수송체가 모두 망가지면 이 물질들이 한꺼번에 새어 나가는 판코니증후군이다.

아세타졸아미드는 탄산탈수효소를 억제해 이곳에 작용하며 고클로르혈증성 대사성 산증과 저칼륨혈증을 일으킨다.

(1) 하행각과 상행각이 하는 일이 다르다

헨레고리는 요농축을 위한 역류 체계를 만드는 부위다.

하행각을 지날 때는 수분만 흡수되어 세뇨관 안 원뇨의 농도가 높아진다.

상행각을 지날 때는 염화나트륨이 흡수되어 원뇨의 농도가 낮아진다.

이렇게 빠져나온 염화나트륨이 수질에 남아 겉질보다 높은 삼투압을 만든다.

농도 경사가 만들어진 수질을 집합관이 지나가면서 그 경사에 의해 물이 재흡수된다.

수질의 삼투압은 겉질 300밀리오스몰에서 깊은 곳 1200밀리오스몰까지 올라간다.

(2) 굵은오름다리의 수송체

굵은오름다리는 나트륨칼륨2염화물공동수송체(NKCC)로 나트륨을 재흡수한다.

고리이뇨제인 푸로세미드가 이 수송체를 불활성화시킨다.

이곳에는 나트륨칼륨ATP분해효소가 가장 많이 존재해 산소 소비가 크다.

그래서 굵은오름다리는 허혈에 가장 취약한 부위다.

들어온 칼륨은 내수질칼륨통로(ROMK)로 다시 내강으로 나간다.

그 결과 내강이 상대적으로 양전하를 띠어 칼슘과 마그네슘이 세포 사이 경로로 재흡수된다.

고리이뇨제를 쓰면 이 경로까지 막혀 저칼슘혈증이 생긴다.

이 수송체 자체에 유전적 이상이 있으면 바터증후군(Bartter)이다.

두꺼운 오름다리에 바터와 푸로세미드가 붙는다고 묶어 두면 헷갈리지 않는다.

(1) 원위세뇨관 — 나트륨과 칼슘을 조절한다

원위세뇨관은 나트륨염화물공동수송체(NCCT)로 나트륨을 재흡수하며 티아지드가 작용하는 부위다.

상피칼슘통로(ECaC)가 칼슘을 재흡수하는데 나트륨 재흡수와 경쟁 관계에 있다.

티아지드가 나트륨염화물공동수송체를 막으면 칼슘통로 쪽 재흡수가 보상적으로 늘어난다.

그래서 티아지드는 고칼슘혈증을 일으키며, 저칼슘혈증을 일으키는 고리이뇨제와 방향이 반대다.

티아지드는 이 밖에도 저칼륨혈증, 저나트륨혈증, 고요산혈증, 고지질혈증, 고혈당을 일으킬 수 있다.

같은 수송체의 유전적 이상은 지텔만증후군(Gitelman)이다.

접합세뇨관에는 부갑상샘호르몬(PTH) 수용체가 있어 이 수용체 이상은 거짓부갑상샘저하증으로 나타난다.

원위세뇨관에는 지텔만과 티아지드가 붙는다고 묶어 두면 앞의 짝과 갈린다.

(2) 사구체곁장치

원위세뇨관이 사구체 쪽으로 꺾이며 치밀반(macula densa)을 이루고 수입세동맥·수출세동맥과 접해 사구체곁장치를 만든다.

사구체여과율이 늘어 원위세뇨관으로 오는 염화나트륨이 많아지면 치밀반이 이를 감지한다.

그러면 수입세동맥을 수축시켜 여과율을 도로 낮추는데 이것이 세뇨관사구체되먹임이다.

토리곁세포는 콩팥 혈류를 감지해 레닌을 분비한다.

레닌은 간에서 만들어진 안지오텐시노젠을 안지오텐신I으로 바꾼다.

안지오텐신I은 폐 내피세포의 전환효소에 의해 안지오텐신II가 되어 혈관을 수축시키고 알도스테론 분비를 촉진한다.

(1) 주세포

집합관 주세포의 일은 수분 재흡수를 조절하는 것이다.

상피나트륨통로(ENaC)로 나트륨이 들어오고 그에 반하여 내수질칼륨통로로 칼륨이 분비된다.

알도스테론 수용체가 이 통로들과 나트륨칼륨ATP분해효소에 작용해 재흡수를 조절한다.

바소프레신 수용체는 물통로의 발현을 조절하며 아쿠아포린2가 물을 통과시킨다.

상피나트륨통로가 항상 활성화되어 있는 유전질환이 리들증후군이며 저칼륨혈증과 고혈압을 보인다.

아밀로라이드와 트리암테렌은 이 통로를 억제해 이뇨 작용을 낸다.

스피로놀락톤은 알도스테론의 경쟁적 억제제로 그 작용을 막는다.

안지오텐신 수용체 차단제와 전환효소 억제제도 알도스테론 생성을 줄여 같은 방향으로 작용한다.

이 약들이 상피나트륨통로를 통한 나트륨 재흡수를 막으면 칼륨을 분비할 구동력이 줄어든다.

그래서 이 계열을 칼륨보존이뇨제라 부르며 고칼륨혈증이 대표적 위험이다.

(2) 개재세포

A형 개재세포는 알도스테론의 작용으로 수소이온을 분비하는 것이 주된 일이며 대부분을 차지한다.

B형 개재세포는 중탄산염을 분비하는 것이 주된 일이다.

산을 내보내는 쪽이 A형, 염기를 내보내는 쪽이 B형으로 갈라 두면 된다.

지금까지 본 재흡수와 분비의 원동력은 부위마다 놓인 나트륨칼륨ATP분해효소라는 점을 기억해 둔다.

(1) 부위별 요약

(2) 적응증과 주의

티아지드는 콩팥 기능이 정상일 때 다른 항고혈압제와 병용해 쓴다.

원발성 고칼슘뇨증과 항이뇨호르몬에 반응하지 않는 요붕증에도 쓴다.

고리이뇨제는 급성 폐부종, 다른 약에 듣지 않는 부종, 콩팥 기능이 저하된 환자의 고혈압에 쓴다.

급성 고칼슘혈증에도 고리이뇨제를 쓴다.

아미노글리코사이드와 함께 쓰면 이독성이 커지므로 주의한다.

칼륨보존이뇨제는 단독으로는 이뇨 효과가 크지 않아 보통 티아지드와 병용한다.

스피로놀락톤은 알도스테론분비샘종이나 부신증식증에 의한 고알도스테론증에 특히 유용하다.

다만 콩팥 기능 부전, 특히 당뇨가 있는 환자에게는 금기이며 다른 칼륨보존이뇨제와 병용해서는 안 된다.

전환효소 억제제와 함께 쓸 때도 고칼륨혈증을 감시한다.

[근거] Pacific KMLE 신장 pp.9~18 · Harrison 20판 pp.295~298, 2091~2097 · 의사 국가시험 출제범위(신장·비뇨기계)