배설 — 콩팥은 어떻게 오줌을 만들까

우리 몸은 하루에 오줌을 1.5 L 쯤 내보냅니다. 그런데 콩팥이 하루 동안 걸러 내는 피의 양은 180 L 입니다. 몸속의 피를 전부 모아도 5 L 안팎이니, 같은 피가 하루에 수십 번 콩팥을 지나며 걸러지고, 걸러 낸 액체의 99 % 는 다시 몸으로 돌아간다는 뜻입니다. 콩팥은 왜 이렇게 번거롭게 일할까요. 배설이 그저 "나쁜 것을 골라 버리는" 일이 아니라, 일단 다 내보낸 뒤 필요한 것을 되가져오는 일이기 때문입니다.

네프론 — 콩팥의 작은 공장

세포가 양분을 태우면 이산화 탄소와 물, 그리고 단백질을 분해할 때 나오는 암모니아가 생깁니다. 암모니아는 독성이 강해 간에서 요소로 바꾸고, 요소는 피에 실려 콩팥으로 갑니다. 콩팥 한 쪽에는 네프론이라는 단위가 100만 개쯤 들어 있고, 오줌은 이 네프론 하나하나에서 만들어집니다. 네프론은 사구체와 그것을 감싼 보먼주머니, 거기서 이어지는 긴 세뇨관으로 이루어져 있습니다.

사구체는 가느다란 모세 혈관이 실뭉치처럼 뭉친 것입니다. 들어오는 혈관이 나가는 혈관보다 굵어 사구체 안의 혈압이 높고, 그 압력으로 피의 액체 성분이 혈관 벽 틈을 지나 보먼주머니로 밀려 나옵니다. 이것이 여과입니다. 틈보다 작은 물, 포도당, 아미노산, 무기염류, 요소는 빠져나오고, 틈보다 큰 혈구와 단백질은 혈관에 남습니다. 그래서 여과액은 "단백질과 혈구만 뺀 혈장" 입니다. 몸에 필요한 포도당도 이때는 거르지 않고 그대로 내보냅니다.

재흡수 — 내보낸 것을 되가져옵니다

여과액은 세뇨관을 따라 흐르고, 세뇨관 바깥에는 모세 혈관이 붙어 있습니다. 여기서 세뇨관 벽의 세포가 필요한 것을 골라 모세 혈관으로 돌려보내는 것이 재흡수입니다. 포도당과 아미노산은 전부, 물은 99 %, 무기염류는 몸에 필요한 만큼 되돌아갑니다. 포도당처럼 농도가 낮은 쪽에서 높은 쪽으로 옮기는 재흡수는 에너지를 쓰는 능동 수송이고, 물은 녹은 물질을 따라 삼투로 빠져나갑니다. 요소도 조금은 되돌아가지만 대부분은 세뇨관에 남습니다.

반대 방향도 있습니다. 여과되지 않고 혈관에 남아 있던 노폐물 가운데 일부를 모세 혈관에서 세뇨관으로 직접 옮기는 것이 분비입니다. 재흡수와 분비를 거친 액체는 집합관에 모여 콩팥 깔때기, 오줌관을 지나 방광에 저장됩니다. 하루 180 L 가 들어와 1.5 L 만 남으니, 오줌은 여과액을 100 분의 1 로 농축한 것입니다.

물의 양은 호르몬이 조절합니다

물을 많이 마신 날은 오줌이 맑고 많고, 땀을 많이 흘린 날은 진하고 적습니다. 세뇨관과 집합관에서 물을 얼마나 되가져올지를 호르몬이 조절하기 때문입니다. 몸에 물이 부족해 혈장의 농도가 높아지면 뇌하수체에서 항이뇨 호르몬이 나와 집합관의 물 재흡수를 늘리고, 그만큼 오줌이 줄어듭니다. 물이 넉넉하면 이 호르몬이 줄어 오줌이 늘어납니다. 혈당 조절과 같은 되먹임으로, 콩팥은 노폐물을 버리는 동시에 몸속 물과 염류의 양을 일정하게 지킵니다.

시험에서는 이렇게 나옵니다

• 네프론의 구조: 사구체 + 보먼주머니(말피기 소체)와 세뇨관. 사구체는 모세 혈관 덩어리입니다.
• 여과: 사구체 → 보먼주머니, 혈압으로. 혈구·단백질은 여과되지 않습니다.
• 재흡수: 세뇨관 → 모세 혈관. 포도당·아미노산 100 %, 물 99 %, 무기염류는 필요한 만큼. 포도당은 능동 수송.
• 분비: 모세 혈관 → 세뇨관. 여과되지 않은 노폐물의 일부.
• 성분 표 읽기: 혈장에 있고 여과액에 없으면 여과 안 됨(단백질), 여과액에 있고 오줌에 없으면 전부 재흡수(포도당), 오줌에서 농도가 크게 오르면 물만 빠짐(요소).
• 항이뇨 호르몬: 혈장 농도 높음 → 분비 증가 → 물 재흡수 증가 → 오줌 양 감소, 농도 증가.

자주 헷갈리는 것

• "콩팥은 노폐물만 골라 걸러 낸다" — 사구체는 크기로만 거릅니다. 포도당과 아미노산도 일단 여과되고, 세뇨관에서 되가져옵니다.
• "오줌에 포도당이 없는 것은 여과되지 않기 때문이다" — 여과는 됩니다. 전부 재흡수되어 없는 것입니다. 재흡수 한도를 넘게 혈당이 높으면 오줌에 포도당이 나옵니다.
• "요소는 콩팥에서 만들어진다" — 요소는 간에서 암모니아로 만듭니다. 콩팥은 그것을 피에서 걸러 낼 뿐입니다.
• "오줌에서 요소 농도가 높은 것은 요소가 분비되기 때문이다" — 요소 양이 늘어난 것이 아니라 물의 99 % 가 재흡수되어 남은 요소가 농축된 것입니다.

정리합니다. 콩팥의 네프론은 사구체에서 혈압으로 혈구와 단백질을 뺀 피의 액체를 통째로 걸러 내고, 세뇨관에서 포도당과 아미노산은 전부, 물은 99 % 를 모세 혈관으로 되가져옵니다. 되가져오지 않은 요소와 남은 물이 집합관에 모인 것이 오줌이고, 물을 얼마나 되가져올지는 항이뇨 호르몬이 정합니다.