사구체의 여과막을 전자현미경으로 관찰하면, 모세혈관 내피세포, 기저막, 상피세포의 3층으로 구성되어 있다.
이 막은 직경이 80~100옹스트롬이하 분자를 통과시킬 수가 있다.
따라서 분자량 7만 이상의 혈장 단백질은 통과시킬수 없고, 분자량 1만 5천 이하인 물질은 자유롭게 통과시킬수 있다. 1만 5천에서 7만까지 분자량을 가진 물질은 그 입체 구조나 電荷(전하)의 차이에 따라 透過性(투과성)이 달라진다.
그러므로, 혈액이 여기를 흐를때, 혈류량 중 약1/10정도의 액체가 사구체를 통해 보우만 낭 속으로 나오게 된다. 1분간 의 여과량이 약 120ml 되므로 이것을 환산하면 1일에 170L정도의 큰 분량이 만들어진다.
이 액체는 혈액에서 혈구와 단백질을 제거한 성분과 같고, 이것이 소변의 원형이 된다.
이 속에 어떤것이 함유되고 있는가는 전술한 뱌와 같고, 혈액중의 성분이 대부분 그대로 있다고 볼 수 있으므로, 예를 들면 포도당이나 각종 아미노산과 비타민류, 그리고 나트륨, 캉륨 등이 많은 전해질 등 우리 생체가 필요로 하는 물질을 함유하고 있다.
즉, 혈액에 함유되고 있는 신진대사의 마지막 배설물인 요소나 요산도 여과되고 있으므로 비교적 우리몸에 유익 한것이 더 많다고 할수 있다. 그리고 이 액체는 세뇨관의 작용에 의해 소변으로 만들어진다.
세뇨관에 의한 재흡수와 분비
사구체에서 여과되어 보우만 낭에 모인 액체는 즉시 이것과 연결된 세뇨관 속을 흐르게 된다.
세뇨관은 전술한 바와 같이 길이 약 25~60mm의 가느다란 세관인데, 보우만 낭으로부터 신우까지 기묘한 형태를 지니고 있다.
보우만 안에서 나온 세뇨관은 신피질속에서 불규칙하게 곡선 모양을 하고 있고, 두께가 50마이크로로 약간 두터운 편인데, 이것을 근위세뇨관 이라고 부르고 있다.
이어서 가는 직선의 관이 신수질 속을 방사선 모양으로 뚥고 가다가 U자형으로 되돌아 나오는 기묘한 구조가 계속된다. 그 형태가 머리핀 비슷한데 발견자의 이름에 따라 헨레(Henle) 係啼(계제)라고 부를 때가 많다.
이 헨레계제부의 끝은 다시 피질 속으로 되돌아 와 근위세뇨관과 비슷하게 두터워지면서 곡선을 이루는데 이것이 遠位(원위)세뇨관이다. 그리고 이것들은 점차 합류되어 집합관을 형성하면서 다시 신수질의 중심을 관통하여 유도관이 되고, 신유두를 통과한 뒤 신우로 연결된다.
전술한 바와 같이 사구체에서 여과되는 액체량은 하루에 170L 가 되는데, 인간이 1일에 배설하는 소변은 1.2~1.5L이므로 여과액의 99%이상이 세뇨관에서 없어지는 셈이된다. 즉, 소모된 양은 세뇨관을 통과하는 동안에 재흡수 되고 있다. 그런데 이흡수 과정을 얼핏 보기에는 상당히 비능률적인 것으로 생각하기 쉽다.
불과 1.2~1.5L의 오줌을 만들기 위해 그보다 100배 이상의 액체를 여과하고, 결국은 그것의 99%를 재흡수하고 있으므로 지나치게 에너지를 소모한다고 볼수 있다. 그러나 실제적으로는 이 과정에서 사구체의 여과액 중 필요한 것을 재흡수하고 몸에 불필요한 것만을 배설하는 교묘한 선별 작업이 진행되는 것이다.
근위세뇨관의 작용--전자현미경으로 근위세뇨관을 살펴보면, 內腔(내강)의 세포막에는 우단(빌로드)같은 미세한 고운털들이 밀생하고 있다. 이와 같은 구조는 원위세뇨관에서도 나타나고 있는데, 생리적인 연구결과에 의하면 세포막의 면적을 넓혀 흡수와 배설을 쉽게하는 작용이 있는것으로 알려져 있다.
그리고 이같은 작용에는 에너지가 필요한데, 근위와 원위 세뇨관의 세포질 속에 미토콘드리아가 다량으로 존재하고 있으므로 충분히 에너지를 보급할 수있다.
또한 이 세포막은 세뇨관 속의 성분을 주위에 있는 모세혈관망으로 보내거나, 반대방향으로 배설도 하는 펌프 기능을 갖고 있는데, 이작용을 원활하게 하기 위해 막의 속에는 운반 물질과 쉽게 결합되는 특별한 고분자 구조를 갖고 있다.
이것은 擔體(담체) 또는 운반체라고 하는데, 어떤 물질과 결합하여 세포막의 반대쪽으로 보내는 역활을 맡고있다.
이와 같이 운반되는 물질에는 각각 독특한 담체가있다.
예를 들면, 나트륨이나 칼륨은 이온 펌프의 작용으로 막을 통해 운반되고 있느데, 클롤(염소)만의 적문적인 펌프도 존재하는 것으로 알려져 있다.
포도당이나 아미노산 등도 각기 특유의 담체가 있는데, 약간만 화학구조가 달라도 전혀 받아들이지 않는 경우가 있다. 반대로 기본적인 구조조건을 갖추고 있으면 몸에 불필요한 물질도 운반되는 것이 관찰되고 있다.
근위세뇨관에서는 絲球體(사구체)에서 여과된 나트륨이나 칼륨의 약 5/6가 흡수되고, 이에 따라 물도 5/6 가 흡수된다. 그러나 포도당은 100% 재흡수된다. 아미노산은 종류에 따라 다르지만 95~99%재흡수된다.
이 부위에서는 수분과 여기에 용해된 물질이 같은 비율로 흡수되므로 근위세뇨관 말단의 용액 총농도는 혈액과 디르지 않다.
근위세뇨관에서는 흡수뿐만 아니라 특수한 것도 배설한다. 여기에는 의약품이 많은데, 설파제나 스트렙토마이신, 페니실린, 각종이뇨제와 그밖에도 많은 약불이 있다.
이같은 배설은 몸 밖에서 침입한 이 물질을 신속하게 소변으로 내보내려는 정상작용이라 할 수 있다.
遠位細尿管(원위세뇨관)의 작용--헨레계부의 작용은 다음에서 설명하기로 하고 원위세뇨관의 변화를 살 펴보자.
원위세뇨관에서는 사구체 濾液(여액)과 거의 비슷한 성분을 가진 액체가 약1/6정도 유입된다.
여기에서는 생체의 요구에 따라 상당히 폭넓은 조절작용이 진행된다.
예를 들면 물을 마시지 않았을 때, 소변이 나오지 않은 것은 여분의 수분을 대부분 흡수하기 때문이고, 반대로 물을 마신뒤, 소변량이 증가하는 것은 이 부위에서의 수분 재흡수가 억제되기 때문이다.
이와 같은 방법으로 칼륨이나 암모니아. 수소 이온 등이 분비된다. 그리고 나트륨은 알카리와 같이 지흡수되어 체액의 산성도를 조절한다.
소변을 농축시키는 헨레 係蹄(계제)
근위세뇨관과 원위세뇨관 사이에 있는 헨레 係蹄(계제)는 腎髓質(신수질)을 형성하고 있는데, 이것은 인간을 포함하여 포유류와 조류에만 있는 것이다.
헨레계제의 길이는 신수질의 크기와 비례 관계를 갖고 있는데, 비교 생리학자들은 신수질의 길이와 소변의 농축력간에 깊은 상관 관계가 있다는 것을 지적하고 있다.
예를 들면, 수분이 많은 샤료를 먹게 되는 돼지나 늪에서 사는 하마나 비이버 같은 동물은 소변의 渗透壓(삼투압)을 혈액의 1.5~2배 정도만 높이는데 비해 물이 없어도 견디는 낙타나 사막에 사는 쥐들은 10~20배로 농축된 소변을 만든다.
인간은 대부분 4~5배의 소변을 만들 수 있으나, 천장에서 서식하는 쥐들은 놀랍게도 10배정도로 소변을 농축할 수 있는 능력을 갖고있다.
결론적으로 말해서 헨레계부는 소변을 농축하는 기구이므로, 수질이 없는 동물, 예를 들면 파충류 같은 것은 물이 부족할 때 허덕이게 된다.공룡이 전멸한 것은 中生代(중생대)에 지구를 건조기가 엄습했을 때 거대한 몸이 물만 필요하고, 수분을 절약할 수 없었기 때문이라는 주장이 있다.
헨레 계제부의 세포는 상당히 가늘고 미토콘드리아도 작아 특별한 작용도 못할 것으로 보인다. 그러나 머리 핀처럼 U형의 구조이므로 곡선 부위의 농도가 대단히 높아진다.
소변이 되기까지의 과정
絲球體(사구체)에서 여과
사구체의 여과막을 전자현미경으로 관찰하면, 모세혈관 내피세포, 기저막, 상피세포의 3층으로 구성되어 있다.
이 막은 직경이 80~100옹스트롬이하 분자를 통과시킬 수가 있다.
따라서 분자량 7만 이상의 혈장 단백질은 통과시킬수 없고, 분자량 1만 5천 이하인 물질은 자유롭게 통과시킬수 있다. 1만 5천에서 7만까지 분자량을 가진 물질은 그 입체 구조나 電荷(전하)의 차이에 따라 透過性(투과성)이 달라진다.
그러므로, 혈액이 여기를 흐를때, 혈류량 중 약1/10정도의 액체가 사구체를 통해 보우만 낭 속으로 나오게 된다. 1분간 의 여과량이 약 120ml 되므로 이것을 환산하면 1일에 170L정도의 큰 분량이 만들어진다.
이 액체는 혈액에서 혈구와 단백질을 제거한 성분과 같고, 이것이 소변의 원형이 된다.
이 속에 어떤것이 함유되고 있는가는 전술한 뱌와 같고, 혈액중의 성분이 대부분 그대로 있다고 볼 수 있으므로, 예를 들면 포도당이나 각종 아미노산과 비타민류, 그리고 나트륨, 캉륨 등이 많은 전해질 등 우리 생체가 필요로 하는 물질을 함유하고 있다.
즉, 혈액에 함유되고 있는 신진대사의 마지막 배설물인 요소나 요산도 여과되고 있으므로 비교적 우리몸에 유익 한것이 더 많다고 할수 있다. 그리고 이 액체는 세뇨관의 작용에 의해 소변으로 만들어진다.
세뇨관에 의한 재흡수와 분비
사구체에서 여과되어 보우만 낭에 모인 액체는 즉시 이것과 연결된 세뇨관 속을 흐르게 된다.
세뇨관은 전술한 바와 같이 길이 약 25~60mm의 가느다란 세관인데, 보우만 낭으로부터 신우까지 기묘한 형태를 지니고 있다.
보우만 안에서 나온 세뇨관은 신피질속에서 불규칙하게 곡선 모양을 하고 있고, 두께가 50마이크로로 약간 두터운 편인데, 이것을 근위세뇨관 이라고 부르고 있다.
이어서 가는 직선의 관이 신수질 속을 방사선 모양으로 뚥고 가다가 U자형으로 되돌아 나오는 기묘한 구조가 계속된다. 그 형태가 머리핀 비슷한데 발견자의 이름에 따라 헨레(Henle) 係啼(계제)라고 부를 때가 많다.
이 헨레계제부의 끝은 다시 피질 속으로 되돌아 와 근위세뇨관과 비슷하게 두터워지면서 곡선을 이루는데 이것이 遠位(원위)세뇨관이다. 그리고 이것들은 점차 합류되어 집합관을 형성하면서 다시 신수질의 중심을 관통하여 유도관이 되고, 신유두를 통과한 뒤 신우로 연결된다.
전술한 바와 같이 사구체에서 여과되는 액체량은 하루에 170L 가 되는데, 인간이 1일에 배설하는 소변은 1.2~1.5L이므로 여과액의 99%이상이 세뇨관에서 없어지는 셈이된다. 즉, 소모된 양은 세뇨관을 통과하는 동안에 재흡수 되고 있다. 그런데 이흡수 과정을 얼핏 보기에는 상당히 비능률적인 것으로 생각하기 쉽다.
불과 1.2~1.5L의 오줌을 만들기 위해 그보다 100배 이상의 액체를 여과하고, 결국은 그것의 99%를 재흡수하고 있으므로 지나치게 에너지를 소모한다고 볼수 있다. 그러나 실제적으로는 이 과정에서 사구체의 여과액 중 필요한 것을 재흡수하고 몸에 불필요한 것만을 배설하는 교묘한 선별 작업이 진행되는 것이다.
근위세뇨관의 작용--전자현미경으로 근위세뇨관을 살펴보면, 內腔(내강)의 세포막에는 우단(빌로드)같은 미세한 고운털들이 밀생하고 있다. 이와 같은 구조는 원위세뇨관에서도 나타나고 있는데, 생리적인 연구결과에 의하면 세포막의 면적을 넓혀 흡수와 배설을 쉽게하는 작용이 있는것으로 알려져 있다.
그리고 이같은 작용에는 에너지가 필요한데, 근위와 원위 세뇨관의 세포질 속에 미토콘드리아가 다량으로 존재하고 있으므로 충분히 에너지를 보급할 수있다.
또한 이 세포막은 세뇨관 속의 성분을 주위에 있는 모세혈관망으로 보내거나, 반대방향으로 배설도 하는 펌프 기능을 갖고 있는데, 이작용을 원활하게 하기 위해 막의 속에는 운반 물질과 쉽게 결합되는 특별한 고분자 구조를 갖고 있다.
이것은 擔體(담체) 또는 운반체라고 하는데, 어떤 물질과 결합하여 세포막의 반대쪽으로 보내는 역활을 맡고있다.
이와 같이 운반되는 물질에는 각각 독특한 담체가있다.
예를 들면, 나트륨이나 칼륨은 이온 펌프의 작용으로 막을 통해 운반되고 있느데, 클롤(염소)만의 적문적인 펌프도 존재하는 것으로 알려져 있다.
포도당이나 아미노산 등도 각기 특유의 담체가 있는데, 약간만 화학구조가 달라도 전혀 받아들이지 않는 경우가 있다. 반대로 기본적인 구조조건을 갖추고 있으면 몸에 불필요한 물질도 운반되는 것이 관찰되고 있다.
근위세뇨관에서는 絲球體(사구체)에서 여과된 나트륨이나 칼륨의 약 5/6가 흡수되고, 이에 따라 물도 5/6 가 흡수된다. 그러나 포도당은 100% 재흡수된다. 아미노산은 종류에 따라 다르지만 95~99%재흡수된다.
이 부위에서는 수분과 여기에 용해된 물질이 같은 비율로 흡수되므로 근위세뇨관 말단의 용액 총농도는 혈액과 디르지 않다.
근위세뇨관에서는 흡수뿐만 아니라 특수한 것도 배설한다. 여기에는 의약품이 많은데, 설파제나 스트렙토마이신, 페니실린, 각종이뇨제와 그밖에도 많은 약불이 있다.
이같은 배설은 몸 밖에서 침입한 이 물질을 신속하게 소변으로 내보내려는 정상작용이라 할 수 있다.
遠位細尿管(원위세뇨관)의 작용--헨레계부의 작용은 다음에서 설명하기로 하고 원위세뇨관의 변화를 살 펴보자.
원위세뇨관에서는 사구체 濾液(여액)과 거의 비슷한 성분을 가진 액체가 약1/6정도 유입된다.
여기에서는 생체의 요구에 따라 상당히 폭넓은 조절작용이 진행된다.
예를 들면 물을 마시지 않았을 때, 소변이 나오지 않은 것은 여분의 수분을 대부분 흡수하기 때문이고, 반대로 물을 마신뒤, 소변량이 증가하는 것은 이 부위에서의 수분 재흡수가 억제되기 때문이다.
이와 같은 방법으로 칼륨이나 암모니아. 수소 이온 등이 분비된다. 그리고 나트륨은 알카리와 같이 지흡수되어 체액의 산성도를 조절한다.
소변을 농축시키는 헨레 係蹄(계제)
근위세뇨관과 원위세뇨관 사이에 있는 헨레 係蹄(계제)는 腎髓質(신수질)을 형성하고 있는데, 이것은 인간을 포함하여 포유류와 조류에만 있는 것이다.
헨레계제의 길이는 신수질의 크기와 비례 관계를 갖고 있는데, 비교 생리학자들은 신수질의 길이와 소변의 농축력간에 깊은 상관 관계가 있다는 것을 지적하고 있다.
예를 들면, 수분이 많은 샤료를 먹게 되는 돼지나 늪에서 사는 하마나 비이버 같은 동물은 소변의 渗透壓(삼투압)을 혈액의 1.5~2배 정도만 높이는데 비해 물이 없어도 견디는 낙타나 사막에 사는 쥐들은 10~20배로 농축된 소변을 만든다.
인간은 대부분 4~5배의 소변을 만들 수 있으나, 천장에서 서식하는 쥐들은 놀랍게도 10배정도로 소변을 농축할 수 있는 능력을 갖고있다.
결론적으로 말해서 헨레계부는 소변을 농축하는 기구이므로, 수질이 없는 동물, 예를 들면 파충류 같은 것은 물이 부족할 때 허덕이게 된다.공룡이 전멸한 것은 中生代(중생대)에 지구를 건조기가 엄습했을 때 거대한 몸이 물만 필요하고, 수분을 절약할 수 없었기 때문이라는 주장이 있다.
헨레 계제부의 세포는 상당히 가늘고 미토콘드리아도 작아 특별한 작용도 못할 것으로 보인다. 그러나 머리 핀처럼 U형의 구조이므로 곡선 부위의 농도가 대단히 높아진다.
이 이론은 생물학과는 관계가 먼 열관리 공학 분애에사 복잡한 방식으로해명되고 있다.