1.신장과 신장의 정상생리
1) 신 장 (콩팥, kidney)
-정의와 구조
신장(콩팥, kidney)은 횡격막의 아래쪽, 배의 뒤에 좌우 1개씩 위치, 노폐물을 배설하고 산 염기 균형 및 전해질 대사 등 체내 항상성을 유지하는 기능을 하는 장기 중 하나이다. 콩팥의 총 무게는 210g 정도로 전체 체중의 약 0.4%에 지나지 않지만 콩팥의 기능이 심하게 저하되거나 소실되면 생명을 유지하기 어렵다. 매우 중요한 생리적 기능을 수행하기 때문에 총 심박출량의 20~25%가 콩팥으로 흘러 들어간다. 좌우 콩팥의 내부에는 약 100만개 이상의 네프론이 있으며 이는 소변을 생산하는 기본 단위이다. 네프론은 사구체(토리), 토리세관, 콩팥세관고리, 먼쪽세관 및 집합관으로 구성되어 있다. 집합관이 모이는 지점에 콩팥유두가 형성되며 이는 작은콩팥잔, 큰콩팥잔으로 연결된다. 콩팥깔때기는 요관과 연결되어 있으며 여러 콩팥잔(신배)이 모여서 형성된다.
사람의 콩팥은 길이가 약 10㎝ 정도이며, 45분마다 4.7ℓ쯤 되는 물 성분을 혈액에서 걸러낸다. 정상인에서 하루에 콩팥에서 여과되는 혈액량은 무려 180L에 이르지만 대부분은 실제로 배설되는 소변량은 1~2L에 불과하고 나머지는 네프론에 의해 재 흡수된다. 이는 인체에서 필요한 수분과 영양분들은 재흡수가 되고 더 배설이 필요한 물질은 분비가 되어 최종적으로 소변이 만들어지기 때문이다. 이외에도 혈액 속의 물과 전해질의 비율을 적절하게 조절하는 삼투압 조절 기능, 혈류량 제한을 통한 혈압 조절 기능도 맡고 있다.
-기능 및 정상생리
- 대사산물의 노폐물을 걸러내서 소변으로 배출한다.
- 인체 체액의 양을 조절한다.
- 레닌(renin)이라는 효소를 분비하여 혈관을 수축시켜 혈압을 조절한다.
- 비타민 D를 활성화시켜서 인체의 칼슘 섭취와 그 작용에 영향을 준다.
- 적혈구형성을 자극하는 호르몬을 분비하여 조혈작용을 돕는다.
2. 병태생리 - ‘횡문근융해증 rhabdomyolysis’
-정의
횡문근이란 팔이나 다리 등 움직이는 부위에 붙어 있는 가로무늬 근육이다. 이러한 횡문근이 녹아내릴 때 생기는 증상이 횡문근융해증이다. 횡문근융해증은 골격근의 손상으로 근육세포 내의 내용물이 혈액내로 유리되어 발생하는 임상 및 검사실적 증후군이다. 횡문근융해증의 발생은 과도한 운동뿐만 아니라 근 압박, 알콜 과용, 경련 등과 같은 경우 발생할 수 있으며 근육통, 근육종창, 암갈색의 진한 소변 등의 임상소견을 보이면 의심하게 되고, 크레아틴 포스포키나아제(creatinephosphokinase, CPK)와 같이 혈장내로 유리된 물질들의 증가나 혈액 또는 뇨중에서 마이오글로빈이 증가한 경우진단이 가능하다. 그러나 환자로부터 정확한 병력을 청취할 수 없는 경우나 혈청 혹은 뇨중에 마이오글로빈이 일과성으로 나타나는 경우에는 확진이 어려운 경우도 있다.
-원인
성인에서 횡문근융해증의 원인은 크게 외상성과 비외상성으로 나뉜다. 외상성 원인으로는 근육질환, 피부근염, 알코올성 근염, 직접적인 근 손상, 허혈성 근손상 등이 있다. 외상이 제일 흔한 원인이며 그 밖의 비외상성 원인으로는 약물남용, 전해질 불균형, 알코올 중독, 연탄가스중독, 고체온증과 저체온증, 감염 등이 있다. 소아의 경우 선천성 근육 질환을 가진 환아에서 만성적 횡문근융해증이 발생할 수 있으며 급성 횡문근융해증의 원인으로는 근육의 직접적인 손상이나 허혈로 인한 괴사, 근육의 염증 그리고 약물 또는 독소 등으로 발생할 수 있다. 또한 심한 외상과 운동 및 기타 약물 등을 복용했을 경우나 맥아들병(McArdle disease)과 같은 대사질환이 있는 환아가 운동을 했을 경우에도 마이글로빈뇨를 관찰 할 수 있다.
-병태생리
오랜 시간 고강도 운동을 하다보면 에너지 소모량이 커지면서 근육으로 공급돼야 할 에너지가 필요량보다 부족해진다. 에너지 부족 상황에도 근육은 수축과 팽창을 반복한다. 결국 근육 세포막이 손상되면서 세포 속 물질이 세포 밖으로 터져 나와 혈액 속으로 녹아들어 온 몸을 타고 다니며 문제를 일으킨다. 물질이 녹아든 혈액이 신장의 필터장치를 막게 되고, 이로 인해 신장의 기능이 떨어지면서 급성세뇨관괴사나 신부전증을 일으키게 된다.
소변에는 urochrome이라는 색소가 있어서 연한 노랑색 또는 연갈색을 띠는 것이 정상이다. 그러나 소변에 피가 섞이게 되면 분홍색, 붉은색, 갈색, 간장색을 띠게 되고, 이를 적색뇨라고 부른다. 그러나 육안적으로 붉은색, 오렌지색 또는 갈색을 보인다고 반드시 혈뇨가 있다고 할 수는 없다. 음식물이나 약물, 기타 여러 가지 물질들에 의해서도 붉은색을 나타낼 수 있다. 즉 비트(beet), 마황(rhu-barb), 블랙베리(black berry), 납, 요산, 담즙색소, myoglobin, hemoglobin에 의해서도 혈뇨와 같은 색깔을 나타낼 수 있다. 현미경적 검사상 적혈구는 보이지 않으면서, 요잠혈 반응이 양성인 경우는 헤모글로빈뇨와 마이오글로빈뇨를 감별해야한다.
앞서 말한 마이오글로빈은 근육세포 내 구성 성분 중 가장 중요한 성분이기도하다. 정상적으로 미오글로빈은 혈장 글로불린에 헐겁게 결합되어 있으며, 다량의 미오글로빈이 배설되면, 혈장 단백의 결합능력을 초과하게 되어 사구체를 통해 세뇨관에 도달하게 된다. 세뇨관에서 미오글로빈은 세뇨관 폐쇄 및 신기능 손상을 일으킬 수 있다.
-증상 및 합병증
횡문근융해증의 가장 중요한 합병증은 급성신부전이며 횡문근 융해증 환자의 40%에서 발생된다고 보고되었다. 임상 증상으로는 근육통, 압통, 부종, 무력증 피하출혈, 근육약화와 같은 근육계 증상이 흔하며. 암갈색 소변, 열, 권태감, 오심, 구토, 혼돈, 흥분, 섬망, 핍뇨와 같은 전신 증상도 비교적 잘 나타날 수 있으나, 50-74% 에서는 증상이 없을 수도 있다. 횡문근융해증은 조기에 적절한 치료가 시행되지 않으면 심각한 합병증이 발생할 수 있으며 조기 합병증과 후기 합병증으로 분류할 수 있다. 조기 합병증으로는 고칼륨혈증, 저칼슘혈증, 간기능부전, 심부정맥, 심장 정지 등이 있으며, 12-24시간 후 뒤늦게 나타나는 후기 합병증으로 급성신부전, 파종성 혈관내응고(Disseminated intravas-cular coagulation, DIC), 구획 증후군(Compart-ment syndrome)이 있다.
-진단검사
횡문근융해증의 정확한 진단은 혈중 크레아틴 키나아제(creatine kinase, 근육 활동시에 ATP 생성 반응을 촉매하는 효소, 이하 CK) 수치와 소변, 혈청 마이오글로빈 테스트 양성, 고칼륨혈증을 진단하여 확인한다. CK는 횡문근융해증에서 근육 손상의 가장 민감한 효소 표지자로 임상 양상이 명확하지 않은 환자에서 초기 진단에 많은 도움이 되며, 특히 골격근에서 유리되는 CK-MM형의 증가 시 진단적 가치가 크다. CK의 정상 범위는 22~198 U/L인데 횡문근융해증인 경우 정상치의 10배에서 200배 이상 증가한다. 마이오글로빈은 단백질의 일종으로 근 손상시 분비되며, 소변으로 분비시 적색뇨나 갈색뇨를 일으키고 CK보다 혈장에서 훨신 빨리 제거되므로 혈액 검사 시에 CK만 상승하고 미오글로빈뇨가 나타나지 않기도 한다. 또한 손상된 근육세포에서 퓨린과 칼륨이 분비되어 심한 고요산혈증, 고칼륨혈증이 나타난다.
-치료
치료의 가장 중요한 목표는 급성신부전을 유발하는 요인들(체액량 감소, 신세뇨관 폐쇄, 산성뇨, 자유 라디칼 생산)을 예방하는 것이다. 횡문근융해증에서 급성신부전의 발생에 영향을 미치는 가장 중요한 인자는 혈액량의 감소 정도임이 알려져 있다. 이를 위해 조기에 0.45% saline, 75 mmol/L 중탄산나트륨을 혼합하여 충분히 주입하여 혈액량을 보충해주며 소변의 pH를 7.0이상으로 알칼리화 시키는 것이 중요하다. 칼륨 또는 유산이 포함된 수액은 주입하지 말아야 한다. 저칼슘혈증은 경련이나 심부정맥, 간질발작의 가능성이 있을 경우를 제외하고는 보통 교정이 필요치 않다. 고칼륨혈증은 세포외 액에서 세포내로 이동시키는 약물들의 투여와 함께 신장기능이 회복되지 않을 경우 kayexalate, 당과 인슐린으로 즉시 교정하거나 투석 등 체외배설 방법을 시도하여야 한다. 투석 방법 중에서 칼륨, 인 등의 제거율을 고려할 때 복막투석보다는 혈액투석이 선호된다.
환경도 고려해야 한다. 고온과 높은 습도는 횡문근융해증의 촉매 역할을 한다. 무더운 여름날 하는 마라톤이나 운동 효과를 극대화하기 위해 일부러 온도를 높인 실내에서 하는 스피닝(빠른 음악에 맞춰 타는 고정식 자전거) 등이 예다. 우리 몸은 섭씨 42도 정도 되는 고온에 오래 노출되면 에너지를 얻는 대사 과정이 억제되고 근육 세포의 막을 이루는 지질이 녹기 시작하므로 과도한 운동은 피해야한다. 또한 운동을 하면 활성 산소가 발생하는데 이는 근육 세포의 막을 손상시킨다. 따라서 운동 뒤에는 비타민 A, C, E 등 항산화제를 섭취하는 것이 좋다. 영양 부족은 근육이 사용하는 에너지 부족으로 이어질 수 있기 때문에 탄수화물, 단백질, 지방, 비타민, 무기질 등 골고루 섭취해야 한다.
출처
국립경찰병원 내과 김경곤 외 11명, “운동 후 발생한 횡문근융해증의 암상적 고찰”, 대한내과학회지 제 63권 제 6호, 2002, p.675 ~ p.681
인하대학교 외과대학 내과학교실 김문제, “비외상성 횡문근융해증의 임상적 고찰”, 대한내과학회지 제 67권 제 5호, 2004, p.459 ~ p.460
경희대학교 외과대학 소아과학교실 이정신 외 3명, “과도한 운동으로 인한 횡문근융해증 2례”, 대한소아신장학회지 제 12권 제 2호, 2008, p.256 ~ p.261
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