6. 비뇨기계(The Urinary System) (p84-100)

비뇨기계의 구조(Urinary System Functions)

o 신장(콩팥, kidney) - 요를 생산하고, 배의 등쪽(dorsal)에 위치해 있으며 척추 바로 아래의 양옆에 있다. 실제로 신장은 복막과 근육 사이의 척추에 인적해 있다. 기술적으로 신장은 복강 내에 있는 것이 아니라 복막 뒤쪽의 공간에 있는 것이다. 신장은 붉은 갈색의 콩 모양의 장기이다. 신장의 표면은 매우 매끄럽다. 소의 신장은 예외적으로 여러 개의 엽으로 되어 있고, 신장의 표면은 움푹 팬 골로 나뉘어져 있다. 신장의 가운데 부위에는 신동맥(콩팥동맥)과 신정맥(콩팥정맥), 요관이 있다. 신동맥의 가지는 복강동맥으로부터 나와서 신장에 혈액을 공급한다. 심장에서 나온 혈액의 20~25%가 매시간 신장을 통과한다. 신정맥은 신장을 통과한 혈액을 후대정맥으로 보낸다. 

 

o 요관(ureter) - 각각의 신장에서 나와서 방광으로 소변을 운반하는 관 모양의 기관이다. 요관의 이행상피세포는 개구부 직경의 변화를 가능하게 한다. 요관벽에는 평활근이 포함되어 있다. 소변은 실직적으로 조직화된 일련의 수축에 의하여 신장에서 방광으로 밀려나가는데, 이러한 수축운동을 연동운동이라고 한다. 

 

o 방광(urinary bladder) - 빈 장기로, 소변의 저장을 위하여 매우 큰 확장 능력을 가지로 있다. 방광은 이행상피로 되어 있고, 이 상피는 방광이 소변을 채울 수 있을 만큼 확장되는 능력을 부여한다. 방광벽은 평활근 층과 둘러싸는 결합조직을 가지고 있다. 이러한 그육층 벽은 확장 능력을 가지고 있는 방광이 비었을 때 수축할 수 있는 능력을 가지게 해 준다. 방광은 배뇨도 조절하며, 요도 쪽으로 가면서 좁아진다. 방광 경부는 원형의 골격근을 벽측에 가지고 있어 괄약근(sphincter)을 형성한다. 방광 내의 압력이 증가하면서 확장수용기의 신호는 동물이 소변을 보도록 한다. 동물을 의식적으로 괄약근을 이완시킨다. 동시에 방광벽에 있는 평활근을 수축하여 소변이 요도로 나가도록 힘을 가한다. 이러한 소변 배출 과정을 배뇨(urination) 혹은 방뇨(micturition)라고 부른다. 

 

o 요도(urethra) - 소변은 방광으로부터 요도를 거쳐서 몸 밖으로 운반된다. 요도는 근육성 벽을 가지고 있어서 소변의 흐름을 조절한다. 암컷은 수컷에 비하여 요실금(urinary incontinence)의 가능성이 높다. 흔한 예로 조기에 난소와 자궁을 제거한(spayed) 암컷개에서 이것이 발생하는데, 이러한 개는 잠자는 동안 종종 소변을 흘린다. 다행히도 이 질환은 난소에서 생성되는 호르몬인 에스트로겐 투여에 반응한다. 이 호르몬은 난소에서 생성되는 것이다. 마찬가지로 암컷은 방광 감염이 발생하기 쉽다. 피부 바깥에 오염되어 있는 세균들이 요도로 유주하여 방광에서 감염이 형성된다.

수컷은 요도가 길고 좁기 때문에 방광 감염이 훨씬 덜 발생한다. 그러나 수컷에서는 작은 방광결석으로도 요도가 더 잘 막힌다. 수컷 개는 음경에 요도가 지나는 부위에 뼈가 있다(음경골[op penis]). 요도 부위는 가장 좁은데, 작은 결석이 여기에 걸려서 방광의 소변이 나가는 것을 막아버린다. 

수컷 염소는 음경골이 없다. 그러나 결석이 걸리는 2개의 부위를 가지고 있다. 1) 염소의 음경 끝부분은 요도가 좁고 길게 되어 있다. 이렇게 좁은 부위에는 방광결석이 종종 걸린다. 다행히도 요도 수술로 결석을 제거하여 폐쇄를 경감시킬 수 있다. 2) 염소의 골반 부위에 위치한 요도는 심하게 굽은 S자 커브를 형성한다. 심하게 굽어있는 부위는 요도를 좁게 만들고 연장시켜서 많은 방광결석으로 막히게 된다. 요로조형술(urethrostomy)이 시행된다. 

 

비뇨기계의 기능(Urinary System Functions) - 질소화합물이 포함된 찌꺼기를 몸에서 배출

① 요소(urea) - 아미노산이 대사되면 암모니아(NH3)가 만들어짐. 암모니아는 조직에 대한 독성이 매우 강한데, 간은 암모니아를 이산화탄소(carbon dioxide)와 결합하여 요소(urea)로 바꾸어서 동물에게 독성이 적게 만듦. /

② 요산(uric acid) - 핵산은 분해되어서 요산을 만든다. 포유류는 요산을 다른 것으로 더 분해하는 효소를 가지고 있다. 하지만 달마시안 개는 요산을 잘 분해하지 못하며, 신장으로 매우 많은 양의 요산을 배설한다. 소변 중의 높은 농도의 요산은 결정으로 되어서 결석을 형성한다. / 요산은 상대적으로 불용성이며 농도가 적절한 수준에 도달하면 결정이 침전되어 결석이 소변에 형성된다. 인간에서는 혈청(serum) 수준이 너무 높아서 관절에 침착될 수도 있다. 이것은 통풍(gout)이라고 하며 통증이 매우 심하다. 

③ 크레아티닌(creatinine) - 매일매일의 근육 활동으로 인하여 생기며, 근육이 그 농도와 양을 결정한다. 크레아티닌은 거의 전체가 사구체에서 혈액으로부터 걸러진다. 크레아티닌의 혈중 수준은 신장의 기능을 검사하는 지표가 될 수 있다. 

 

* 신장의 기능

① 몸의 수분 균형 조절 - 신장은 물을 보존하며 소변을 농축시킨다. 구토와 설사로 인하여 매우 많은 양의 수분을 잃는 상황에서 신장은 최대한의 수분을 보존하기 위하여 작용한다. 

② 혈중 전해질 조절 - 신장은 혈중 나트륨, 염소, 칼륨의 농도를 조절하는데 필수적이다. 구토와 설사로 이러한 전해질의 손실이 증가되면, 신장은 혈중 전해지를 유지하도록 작용한다. 섭취가 많을 때는 신장은 많은 양을 소변으로 배설시키도록 한다. 

③ 혈중 pH 조절 - 호흡게계와 함께 신장은 혈중 pH를 조절하도록 한다. 혈중 pH가 낮아지면(산성화) 신장은 많은 양의 수소이온을 배설한다. 신장은 혈중 pH를 정상범위로 유지하기 위하여 노력한다. 

④ 혈압 및 적혈구 생산을 조절하는 호르몬(EPO, erythropoietin)을 생산한다.

⑤ 칼슘조절 - 비타민 D를 활성형으로 전환시켜서 장관 내에서 칼슘 흡수를 증가시킨다.

 

신장 구조와 소변 생산 및 조절(Kidney Structures and Urine Formation and Regulation)

* 신장의 구조 : 피질(cortex), 수질(medulla), 신장강(신우, renal pelvis)

* 신단위(네프론, nephron) - 신장의 피질과 수질은 신단위(네프론, nephron)로 이루어져 있음. 신단위는 구조적 단위로써 실질적으로 소변을 생산한다. 신장은 신단위에서 혈액을 걸러서 소변을 만든다. 작은 분자들은 수동적으로 걸러지고, 유용한 분자들을 다시 흡수하여 혈액으로 돌려보낸다.

 

- 혈액은 신동맥을 통하여 신장으로 들어감 → 수입세동맥은 여과가 일어나는 사구체의 모세혈관에 혈액을 공급  →모세혈관들은 수출세동맥으로 다시 형성(동맥분지들이 또 다른 형태의 모세혈관으로 되는 곳은 몸 안에서 이곳이 유일하다)  → 수출세동맥은 혈액을 네프론을 싸고 있는 모세혈관으로 공급. 모세혈관을 통하여 산소가 조직으로 전달되고 많은 재흡수가 일어남 → 모세혈관들은 정맥들로 이어지고, 신정맥을 통하여 후대정맥으로 들어감. 

 

- 신소체(renal corpuscle) = 보우만주머니(Bowman's capsule) + 사구체(glomerulus) - 신단위의 막혀있는 끝은 피질 부위에서 '보우만주머니'라고 불리는 구조에 싸여 있음. 보우만주머니는 '사구체'라고 하는 모세혈관 다발을 둘러싸고 있음.

 

* 신단위의 소변생산 과정 - 수입세동맥인 혈액을 모세혈관으로 전달하는 사구체에서 시작. 모세혈관 내의 압력은 물과 작은 분자들(당, 아미노산, 이온들, 단백질 x)이 보우만주머니로 들어가게 함.  →  근위세뇨관(proximal convoluted tubule) - 많은 필수 분자(당, 아미노산, 비타민, 그리고 여과된 많은 이온들)들을 재흡수. 근위세뇨관을 싸는 상피세포는 미토콘드리아가 풍부하여 능동수송을 위하여 많은 에너지를 사용. 물은 삼투압에 의하여 80% 이상의 물, 나트륨, 염소, 중탄산염 이온, 거의 100%의 당과 아미노산들 재흡수 → 액체는 헨레고리를 통과하고, 여기에서 보다 많은 나트륨이 용액 밖으로 퍼나가게 됨 → 원위세뇨관(distal convoluted tubule) - 보다 많은 나트륨이 세포외액으로 포나가게 됨. 원위세뇨관과 집합관의 세포들은 물이 빠져나가는 양을 조절.

상피세포는 신체가 물을 좀 더 보존하고자 할 때 더욱 투과성이 높아지도록 한다(by 항이뇨호르몬). 신장은 혈액 농도의 거의 4배까지 농축하여 소변을 만드는 능력을 가지고 있다. 

 

* 신단위(네프론)에서 재흡수되는 성분들

- 나트륨 : 근위세뇨관에서 수송단백질과 결합됨. 에너지를 사용하여 세뇨과 밖으로 이동된다. 당과 아미노산이 단백질에 결합되어 수동수송된다. 추가적인 나트륨의 흡수가 상행 헨레고리에서 이루어진다. 원위세뇨관에서는 나트륨이 수소이온, 암모늄 또는 칼륨이온과 교환된다. 이것은 산염기 조절에 매우 중요한 것이다. 

- 칼륨 : 근위세뇨관, 상행헨레고리, 그리고 원위세뇨관에서 확산에 의해서 많은 양이 흡수된다. 

- 칼슘 : 흡수는 근위세뇨관, 상행헨레고리, 그리고 원위세뇨관에서 일어난다. 칼슘의 흡수는 비타민 D와 부갑상샘호르몬에 의해서 조절된다. 

 

신장은 분비기능도 가지고 있다. 원위세뇨관은 수소이온(H+)뿐만 아니라 암모늄이온(NH4+)을 분비하여 혈액의 pH 조절을 돕는다. 혈액의 pH는 대체로 7.3~7.4의 매우 좁은 범위에서 조절된다. 소변의 pH는 5~8이다. 

원위세뇨관은 초과분의 칼륨이온과 또 라는 형태의 질소를 포함하는 배설물인 크레아티닌을 분비한다. 또한 신장은 많은 약물들과 독소를 혈액 흐름으로부터 분비에 의하여 제거한다. 

집합관은 신우로 소변을 내보낸다. 신우는 생성된 소변을 최종적으로 모아서 요관으로 흘러다고록 한다. 이것은 저장소인 방광으로 보내진다. 

여과되는 곳에서 만들어진 물의 80% 이상은 근위세뇨관에서 재흡수된다. 흡수되는 물의 양은 신장에서 선택적으로 조절되고, 항이뇨호르몬(antidiuretic hormone, ADH)은 이 반응의 조절을 담당한다. 뇌에 있는 수용체들은 동물이 탈수상태가 되기 시작할 때 혈액의 농도 증가를 감지한다. 이때 ADH가 뇌의 기저부분에 위치하는 뇌하수체 후엽으로부터 분비되며, ADH는 혈액을 통하여 신장으로 운반되어 원위세뇨관 및 집합관의 물에 대한 투과성을 더욱 증가시킨다. 결과적으로 더 많은 물이 재흡수되고, 생산된 요는 더욱 농축되게 된다. 

신장의 조절을 위하여 추가적으로 뇌에 있는 수용체들은 갈증을 느끼도록 자극받는다. 나트륨 수준이 증가하면 동물은 물을 마시도록 자극받는다. + RAAS

 

요와 혈액의 검사(Urine and Bllod Evaluation)

요검사(urinalysis) - 소변은 명백하게 비뇨기계의 건강을 반영한다. 다른 장기들에 대한 대사산물들도 요로 배설된다. 그러므로 요분석은 동물의 전체적인 건강에 대한 많은 단서들을 제공할 수 있다. 소변은 인반적으로 노란색이고 투명해야 한다. 탁한 요는 요로감염의 지표가 될 수 있다. 

비중(specific gravity)는 요 농도의 척도이다. 비중은 증류수와 비교되는 액체의 무게이다. 요의 농도가 증가할수록 비중은 더욱 높아진다. 굴절계(refractometer)는 비중을 측정하기 위하여 사용된다. 개에서 일반적인 범위값은 1.015~1.045이다. 

* 정상 요검사 : 색, 투명도, 비중, 용량, 포도당, 케톤, 빌리루빈, 단백질, 혈액, pH

표준 진단스트립검사 - 스트립을 소변시료에 살짝 적시고 나서, 적절한 시간간격으로(보통 30~60초) 작은 반응판의 색을 스트립 보관용기에 표시된 등급표와 비교한다. 

소변에서의 혈액, 단백질 혹은 두 가지 모두의 존재는 방광 감염의 가장 흔한 징후이다. 그러나 혈액은 신장 질병이나 순환계에서 응고장애의 결과일 수도 있다. 

소변의 현미경검사도 실시한다. 정상적인 소변시료는 약간의 적혈구, 백혈구, 상피세포 그리고 결정들을 포함한다. 

소변을 채집하는 방법은 소변의 세포 수에 영향을 줄 수 있다. 동물의 자연방뇨를 채취(free catch urine)한 경우에는 틀림없이 증가된 수의 세균을 관찰할 수 있을 것이다. 이 세균들은 생식기 부분 피부의 오염에 의하여 소변에 첨가된다. 이 문제를 피하기 위하여 방광으로 주사침을 삽입하여 소변을 주사기로 흡입하여 채집할 수 있다(방광천자). 이 기술은 세균감염 문제는 피하지만 적혈구 수를 더욱 많이 증가시킨다. 

소수의 결정들은 요에서 정상적으로 발생할 수 있다. 과도한 수의 결정은 방광결석이 훨씬 더 형성되기 쉽다는 것을 지시한다. 결정은 수산칼슘(calcium oxalate), 요산암모늄(ammoniun urate), 인산암모늄마그네슘(magnesium ammonuin phosphate, 스트루바이트, struvite)의 분자들로 구성될 수 있다. 식이요법은 결석에서 발견되는 무기염류를 제한하고, 요의 pH를 조절한다. 올바른 식이요법은 마그네슘의 섭취를 제한하고, 요의 pH를 낮추며, 스트루바이트 결정 형성의 가능성을 훨씬 줄일 수 있다. 

요분석에 추가하여, 신장기능을 평가하기 위하여 많은 혈액검사들을 할 수 있다. 검사결과와 함꼐 검사실에서는 참조범위(reference range)-건강한 동물들을 어떤 검사장비로 검사했을 떄의 정상 혹은 평균값-를 보고한다. 참조범위는 중요한데, 사용한 장비에 따라서 값이 다양하게 나타날 수 있고 결과값은 검사실마다 다소 다양할 수 있기 때문이다. 

* 혈액화학 검사 : 포도당, 요소질소, 크레아티닌, Na+, K+, Cl-, 중탄산이온, 콜레스테롤, 총빌리루빈, 총단백량, 알부민, 글로불린, Ca2+, 무기인산

- 질소혈증(azotemia) - 요소질소와 크레아티닌 모두 증가한다. 질소혈증은 신장에 충분한 혈류가 도달하지 못했을 때 유발될 수 있다. 이러한 신전성 질소혈증은 동물이 심각하게 탈수되었을 때 발생할 수 있다. 

질소혈증은 생선된 요가 체내로부터 제거될 수 없을 때에도 발생할 수 있다. 요로폐색을 나타내는 동물들은 이러한 신후성 질소혈증으로 발전된다. 방광의 압력이 증가함에 따라 신장은 요생성을 지속할 수 없게 된다. 결과적으로 신장 자체는 이러한 압력으로 인하여 손상을 받을 것이다. 폐색이 완화된다고 해도 증상이 계속될 것이다. 

정상적인 기능을 하지 못하는 신장으로 인한 질소혈증은 원발성 신성 질소혈증이라 한다. 원발성 신성 질소혈증이 발생하려면 네프론의 75% 이상이 손상되어야 한다. 

 

임상분야(Clinical Practice) 

요독증(uremia)은 질소혈증에 의하여 나타나는 임상징후들과 관련이 있다. 요독증의 하나 혹은 그 이상의 징후들에는 구토, 석사, 식욕감퇴, 호흡곤란, 활력감소가 있다. 장관계에 나타나는 징후들은 요소와 크레아티닌 같은 배설해야 하는 성분들의 혈중 농도가 높아졌기 때문에 나타난다. 이 배설물들은 위장관계 전체에 독성을 가지고 있어서 입 안에 궤양을 유발할 수도 있다. 

많은 부동액은 에틸렌글리콜의 유효성분을 포함한다. 동물은 체내로부터 EG을 제거하기 위하여 그것을 대사시킨다. 이 대사산물은 신장에 독성이 있다. 아주 소량의 부동액도 반려동물에서 독성을 나타낼 수 있다. EG의 치사량은 개에서는 4.4ml/Kg이고 고양이에서는 1.4ml/Kg이다. 

동물이 부동액을 마셨다면 토해 내도록 할 수 있다. 활성탄도 부동액이 소화기에서 체내로 흡수되는 것을 막도록 할 수 있다. Ethanol, 4-MP(4-Methylpyrazole) 해독제를 동물에 사용할 수 있다. 이것들은 EG이 대사되는 것을 막아주는데, 이미 신장이 손상되었으면 소용이 없다. 

신부전은 신장이 정상 기능을 더 이상 유지하지 못할 때에 나타난다. 이 기능은 혈중 질소분해산물과 전해질의 증가로 명확하게 나타난다. 또한 내분비 기능들도 영향을 받는다. EPO 생산도 감소되어 결과적으로 빈혈이 나타난다. 신부전은 급성(acute) 혹은 만성(chronic)이다. 신장 손상을 유발할 수 있는 독성물질들은 매우 많으며, 여기에는 아세트아미노펜 같은 약물도 포함된다. 심각한 염증, 감염, 혹은 혈류량의 손실을 유발하는 인자들도 급성신부전을 유발할 수 있다. 신장 손상을 유발시키는 원인을 일찍 발견하면 교정할 수 있다. 

만성신부전은 나이든 반려동물에게서 체중감소와 무기력해지는 모습으로 나타난다. 반려동물은 과도한 갈증에 따라서 자주 소변을 보게 된다. 여러 차례의 구토, 석사, 혹은 두 가지의 동반이 신부전에 의해 나타난다. 혈액화학검사를 통해 일반적으로 혈액요소질소(BUN), 크레아티닌, 인(phosphorus)이 참조값을 벗어나는 첫 번째 성분들이다. 시간이 지나면서 신장에서 생산되는 조혈인자의 부족으로 인하여 빈혈증상이 나타나기 시작한다. 

만약 신부전을 일찍 발견한다면 그 동물을 처방식을 먹도록 한다. 이러한 동물에서 사료는 단백질의 양을 제한한다. 인 또한 신부전에 의하여 농도가 증가하므로 제한해야 한다. 이러한 동물의 혈압을 모니터링하는 것 또한 매우 중요하다. 신장은 혈압조절을 하는 역할을 하고, 이 기관에 질병이 생기면 혈압이 상승할 수도 있기 때문이다. 만성신부전의 완전한 치료를 위해서는 신장이식이나 신장투석이 요구된다. 신장이식은 개보다는 고양이에서 쉽다는 것이 증명되어 있다. 

탈수는 급성 혹은 반성으로 수분을 상실한 동물에서 발생할 수 있다. 반려동물에서 일반적인 치료법은 피하(subcutaneous)와 정맥으로 수액을 공급하는 것이다. 개와 고양이는 피부가 느슨하게 붙어 있어서 한 부분에 상대적으로 많은 양의 수액을 넣을 수 있다. 그러고 나면 그 수액은 순환계로 천천히 흡수된다. 

수의사는 종종 탈수상태에 있는 동물의 상태를 검사하게 된다. 이때 진단검사학적 검사가 매우 도움이 된다. 1) 안와에 있는 안구의 위치, 2) 피부의 긴장도, 3) 점막이 검사항목이다. 동물이 탈수상태일 떄 안구는 더욱 안와 쪽으로 들어가서 가라앉게 된다. 피부 긴장도(skin turgor) 시험은 피부를 잡아당겼을 때 얼마나 빨리 원래의 위치로 돌아오는 지를 측정하는 것이다. 동물이 더 탈수가 되면 될수록 피부가 원래 상태로 돌아오는 속도가 점점 느려진다. 잇몸의 점막을 검사하는 방법 역시 탈수를 확인하는 데 유용하다. 정상 점막은 촉촉하다. 탈수가 더 심해질수록 진득해지고 건조해진다. 

수액양 - 탈수 퍼센트 x 체중(kg) X 1,000 = 대체 용량(ml)

이 용량은 일반적으로 진단 후 첫 2~4시간 동안에 투여된다. 그리고 수액요법은 동물의 하루 요구량을 충족시키기 위하여 계속 한다. 보통 동물에서의 하루 유지용량은 40~60mg/Kg/day 이다. 

첫쨰 날의 총 요구량 = 손실량 + 유지용량

 

수컷고양이는 일반적으로 요도폐쇄가 잘 일어난다. 음경의 좁은 요도는 결정, 혈액, 세포, 기질 등에 의하여 막히게 된다. 이를 방치하게 되면 이러한 상황은 생명을 위협하게 된다. 이러한 고양이는 복통이 매우 심하고 방광은 아주 커져 있다. 이러한 고양이는 전신적으로 진정시키거나 마취시키고 나서 폐쇄가 해결될 때까지 세척해 낸다. 심한 경우에는 급성신부전이 생기게 되며 이를 치료해야 한다. 이러한 고양이는 재발 여부를 관찰해야 하는데, 재발이 자주 발생한다. 

예방은 식이를 조절하는 데 목표를 둔다. 사료는 소변과 광물질을 조절하고 산성 pH를 유지하도록 한다. 또한 물의 섭취를 증가시켜서 소변이 희석되도록 한다. 많은 고양이는 처방식을 급여함에도 이러한 문제가 재발한다. 회음부 요도형성술은 요도의 가장 좁은 부분이 있는 음경을 잘라내는 것이다. 남은 요도는 피부에 봉합하여 고양이가 소변을 볼 수 있도록 큰 구멍을 만들어준다. 

 

 

* 굴절계 refractometer

* 난소/자궁적출된 spayed

* 비중 specific gravity

* 수컷 buck

* 요검사 urinalysis

* 요실금 urinary incontinence

* 유방염 mastitis

* 자연방뇨채취 free urine catch

* 질소혈증 azotemia

* 통풍 gout

* 피부 긴장도 skin turgor

* 요로조형술(회음부의 요도조루술) perineal urethrostomy