'소변'을 만들어 배출하는 '비뇨기'는 '생식기'도 겸하고 있다. 이처럼 '비뇨기'와 '생식기'는 밀접한 관계가 있다. '비뇨기'와 '생식기'에 대해 알아본다.
0. 목차
- 신장(콩팥
- 방광
- 남성의 생식기
- 여성의 생식기
- 수정과 임신
- 불임증
- 유방
1. 신장(콩팥)
인체를 구성하는 성분 가운데 가장 높은 비중을 차지하고 있는 성분은 물이다. 성인 남성의 경우 60% 정도가, 성인 여성의 경우 55% 정도가 물의 비율이다. (일반적으로 지방이 지방이 많고 나이가 많을수록 수분의 비율이 적어짐)
신장은 허리 위 쪽 등 부근에 좌우 하나씩 존재하며, 주먹만 한 크기로 누에콩 모양을 하고 있다. 우리는 하루에 1~1.5L 정도의 소변을 배설하고 있는데, 소변을 만드는 기관이 바로 '신장'이다. 신장은 소변 배출을 통해 몸속의 있는 수분의 양과 조성(나트륨의 양과 pH 등)을 조절하는 유일한 기관이다. 땀이나 대변으로 배출되는 물의 양은 조절하기가 어렵기 때문에, 소변의 양을 늘리고 줄임으로써 전체 수분의 양을 조절하는 것이다. 일반적으로 신장은 매일 약 2~2.5L 정도의 물을 배출한다.
1-1. 신소체(신장 소체)
신장 속에서 혈액을 여과하는 것은 지름 0.2mm 정도의 작은 조직인 '신소체'인데, 신장 좌우에 존재하는 신소체를 모두 합치면 약 200만 개 정도가 된다. 신소체는 모세혈관의 덩어리인 '토리(사구체)'를 지나는 혈액을 여과해 원뇨를 만든다. 신소체에서 여과된 혈액 '원뇨'는 소변의 원료가 된다. 성인 남성의 경우, 하루에 약 1700L 정도 되는 혈액이 여과되고 그중 170L 정도가 원뇨가 된다고 한다. 하지만 원뇨에는 인체에 필요한 수분이나 성분(당과 아미노산 등)이 많이 들어 있다. 그래서 원뇨에서 각종 성분을 재흡수하고 농축된 '소변'을 만든다. 최종적으로는 소변으로 배출되는 양은 원뇨의 0.1%도 되지 않는 1.5L 정도이다.
1-2. 신장 질환
1-2-1. 신장 기능 부족(신부전)
'신소체(신장 소체)'가 파괴되어 신장 기능이 저하된 상태를 '신장 기능 부족(신부전)'이라고 한다. 신소체는 한번 파괴되면 재생되지 않으므로, 상태가 좋을 때 잘 관리해야 한다.
신장 기능이 저하되면 식사 중 단백질 섭취를 제한하도록 지도를 받는다. 이 지도는, 소화 흡수된 단백질인 '아미노산(Amino Acids)'으로부터 독성을 가진 노폐물이 만들어지기 때문에 단백질의 섭취를 제한하여 신소체에 걸리는 부담을 낮추고, 신장 기능의 저하에 의해 노폐물이 배설되지 않아 몸속에 쌓이는 것을 막는 것이 목적이다.
1-2-2. 요관 결석(요로 결석)
신장 내부에서 소변을 모으는 자루 모양의 부분인 '신우(Renal Pelvis)'에 결석이 생길 수 있는데, 이러한 신우의 결석이 1cm 전후로 작을 때, 요관으로 내려간 것이 '요관 결석'이다. 결석이 신장에 있을 때는 아무런 증상이 없지만, 결석이 이동해 요관을 막으면, 허리 부근에 격렬한 통증이 생긴다. 칼슘이 주성분인 경우, 약으로 녹일 수가 없다. 그래서 이런 경우, 몸 밖에서 뼈의 틈새를 겨냥해 결석에 초음파를 쏘아 파괴하는 치료법이 사용되고 있다.
'요관 결석'은 유전적인 원인도 있지만, 생활습관도 연관성을 보인다. 그중 '수분 섭취 감소'가 가장 중요한 발병 원인으로 지목된다. 수분의 섭취가 감소하면, 요석결정이 소변에 머무르는 시간이 길어져, 요석 형성이 증가한다. 또 계절과 온도도 '요로결석' 발생에 중요한 요인으로 작용한다. 여름에는 땀을 많이 흘려, 소변이 농축되어 '요로결석'의 생성이 용이해진다. 또 햇볕에 노출되면, 비타민D 형성이 증가되어 '요로결석'의 위험이 증가한다는 의견도 있다.
2. 방광
신장에서 만들어진 소변은 하복부에 있는 신축하는 자루 모양의 기관인 '방광(Bladder)'에 저장된다. 성인 남성의 경우, 소변이 들어있지 않은 경우, 높이 3~4cm 정도로 찌부러진 상태이지만, 소변이 가득 차면 높이 10cm, 용적 500mL 정도의 공 모양으로 부풀어 오른다. 여성의 경우, '방광(Bladder)'의 바로 위에 자궁이 있어 남성보다 용적이 작아 400mL 정도 된다. 일반적으로 200~300mL 정도의 소변이 차면 '요의(僚誼; 오줌이 마려운 느낌)'를 느끼게 되는데, 요의를 느끼게 되는 센서는 방광 벽의 근육에 있다. 방광 벽의 두께는 비어있을 때는 10~15mm 정도지만, 소변이 가득 차면 불과 3mm 정도까지 얇아진다. 동시에 소변이 방광에서, 신장으로 벽을 지나는 요관(Ureter)'이 찌부러져 요관의 출구가 막혀, 소변이 방광에서 신장으로 역류하지 않도록 한다. 뇌는 방광 벽의 두께를 감지하여, 얼마나 소변이 차 있는지 알 수 있다. 성인 남성의 경우, 한계치까지 참으면 700mL 정도까지도 찬다고 한다. 하지만 벽이 과도하게 늘어나므로 고통을 느끼게 된다.
'방광의 출구를 막는 근육(괄약근)'은 두 군데 있다. '방광에 가까운 쪽의 괄약근(내요도 괄약근)'은 자신의 의지로 조절할 수 없어, 소변이 고이면 자연적으로 열려 입구가 열린다. 하지만 '몸 바깥쪽에 있는 괄약근(외요도 괄약근)'은 어느 정도 의지대로 제어할 수 있다.
2-1. 방광의 질환
- 방광염: '방광염(cystitis)'은 방광에 일어나는 병으로 대표적인 병으로, 요도로부터 세균에 감염되어 방광에 염증을 말한다. 몸의 구조상 여성을 남성보다 요도가 짧기 때문에(여성은 4cm, 남성은 16cm) 세균이 방광 속에 침입하기 쉽고, 요도와 항문이 가까워 세균이 이동해 오기 쉽다.
- 야뇨증: '야뇨증(enuresis)'은 어린이가 밤에 수면 중 무의식적으로 방뇨하는 질환이다. 어린이의 야뇨증은 '요의(오줌이 마려운 느낌)'를 느끼는 능력이 낮아, 자기 전에 소변을 배출하지 않는 것 등이 원인이다.
3. 남성의 생식기
우리는 아버지의 정자와 어머니의 난자가 융합한 '수정란(Fertilized Egg)'에서 출발했다. 남성의 생식기는 정자를 만들고, 여성의 생식기에 정자를 보내 수정시키는 역할을 한다.
- 정자 생성: 정자를 만드는 곳은 '정소(고환)'이다. 정소는 4~5의 계란 모양의 기관으로, 안쪽에는 '세정관'이라는 가느다란 관이 들어가 있는데, 이 '세정관'에서 '정자'가 만들어진다. 정자는 사춘기부터 시작해서 일생 동안 계속 만들어지며, 매일 약 1억 개의 정자가 만들어진다. 정소에서는 남성호르몬인 '테스토스테론'도 만들어진다. 형성된 정자는 정소 위에 얹혀있는 '부고환(정소 상체)'에서 10~20일 정도 저장된다. 또 여기서 오래된 정자가 분해되기도 한다.
- 정자 배출: 정자를 여성의 몸으로 보내는 곳은 소변을 배설하는 관이 지나는 '음경(penis)'이다. 음경은 스펀지 모양의 '해면체'를 가지고 있는데, 성적으로 흥분하면 해면체 내부가 혈액으로 가득 차, 딱딱하게 팽창한다. 이것이 '발기'다. 발기 상태가 되면, 부고환(정소 상체)에 저장되어 있던 정자가 '정관'의 연동 운동에 의해 방광 안쪽에 있는 '정관 팽대부'로 옮겨진다. 그리고 요도를 에워싼 '전립샘(전립선)'과 전립선에 붙은 '정낭'에서 분비액이 방출된다. 성적으로 흥분이 고조되면, 이들 분비액과 정자가 섞여 '정액'이 되고, 정액은 '요도'를 거쳐 몸 밖으로 배출된다. 이때, 전립샘(전립선) 위쪽에 있는 '내요도 괄약근'이 닫혀 있어 소변은 방출되지 않는다.
- 온도 조절: '정소'와 '부고환(정소 상체)'는 하복부에서 늘어뜨려진 자루 모양의 피부 '음낭'에 들어있다. 복부에서 떨어진 위치에 있기 때문에 정자는 체온보다 낮은 온도에서 유지될 수 있다. 또 음낭은 신축함으로써 온도를 조정해 열에 약한 정자를 지킨다.
4. 여성의 생식기
여성의 생식기는 '난자'를 만들어 정자와 수정되어 아기를 만드는 역할을 한다. 난자는 1쌍의 '난소'에서 만들어지는데, 난자의 근원이 되는 세포는 여성(태아)이 어머니의 몸속에 있는 동안 만들어져, 작은 세포에 에워싸인 '난포(난자와 그것을 둘러싸고 있는 세포성의 막으로 된 여포)'라는 구조를 만든 후 성장을 멈춘다. 난포는 서서히 그 수를 줄여서 사춘기에는 약 30~40만 개까지 줄어든다.
4-1. 난자의 성숙
여성은 생식 능력이 생긴 사춘기 이후 약 1개월마다 소수의 난포가 성장해 커져 간다. 하지만, 최종적인 성숙을 마치는 것은 매월 1개뿐이다. '성숙한 난포(그라프 난포: Graafian follicle)'는 지름은 약 10~20mm에 이르는데, 일반적인 세포의 크기가 0.01~0.03mm 인 것에 비하면 이는 엄청나게 거대한 것이다.
4-2. 배란
성숙한 '난자'는 자궁에서 뻗은 '난관'을 향해 방출되는데, 이를 '배란(Ovulation)'이라고 한다. '배란'은 1개월에 1회씩 일어나고, 좌우에 있는 난소의 어느 한쪽에서 일어난다. 여성은 일생 동안 약 400개의 난자를 배란하는 것으로 알려져 있다.
난자는 '난관' 표면에 자란 가늘고 긴 섬모의 움직임이나 난관의 '연동 운동'의 도움으로 이동한다. 난자가 수정 가능한 시간은 배란이 일어난 후부터 24시간 정도이다. 자궁 내막도 두터워지면서, 매월 수정란을 기를 준비를 한다. 하지만 난자와 정자가 만나지 못해 수정되지 않으면 자궁 내막이 부서져서 혈액과 함께 몸밖으로 배출되는데, 이를 '월경'이라고 한다. 임신하면 월경은 중단된다.
정자가 들어오는 통로인 '질'의 내부는 외부의 병원균의 침입에 대비하기 위해 강한 산성으로 되어 있다. 하지만 이 환경은 정자에게도 해로워, 정자가 질을 돌파할 수 없으면 질 안에서 운동 능력을 잃고 죽는다. 하지만 정자는 '알칼리성' 정액으로 보호되고 있고, 배란기에는 질 안의 가혹한 환경이 약화된다. '자궁 경관(자궁 아래쪽 관 모양의 부분)'에서 분비되는 점액의 끈적임도 줄어들어 정자가 운동하기 쉬워지고, 산성도도 낮아진다. 질 안에서 자궁 경관을 거쳐 자궁강으로 들어가는 정자는 전체의 1% 정도밖에 되지 않는다.
5. 수정과 임신
일반적으로 정자와 난자가 만나 수정이 이루어지는 곳은 '난관(나팔관)' 말단 가까운 곳의 굵은 부분인 '난관 팽대부'이다. 질에서 난관 팽대부까지의 거리는 20cm 정도인데, 질 내부에 방출된 정자는 이 거리를 30분에 걸쳐서 나아간다. 1회 사정으로 방출되는 수억 마리이지만 자궁 팽대부까지 도착하는 정자는 수백 개밖에 되지 않는다.
5-1. 수정
난자에 도착한 정자 중에서 수정에 성공하게 되는 정자는 단 하나뿐이다. 난자는 단백질로 이루어진 '투명대'라는 층과 다수의 세포(난구 세포)로 덮여있다. 난구 세포에 도달한 정자는 머리 부분에서 효소를 방출해, 난구 세포의 층과 투명대라는 2개의'벽'을 부수고 나아간다. 최종적으로 정자가 투명대를 돌파하면, 정자의 세포막과 난자의 세포막과 융합해 정자 내부의 핵이 난자 내부에 방출된다. 그리고 난자의 핵과 합쳐짐으로써 수정이 완료된다. 단, 하나의 정자만 수정할 수 있는 이유는, 정자가 난자에 진입하면 투명대의 성질이 바뀌어서 다른 정자들을 통과시키지 않기 때문이다. 2개 이상의 정자가 수정하면, 그 수정란은 정상적으로 성장할 수 없게 된다.
5-2. 착상(임신)
수정란은 분열을 되풀이하면서 '난관(나팔관)' 안은 나아간다. 이때 수정란이 분열해 생긴 세포의 모임을 '배(胚)'라고 한다. 수정 후 5~6일이 지나 자궁에 도착할 때가 되면 투명대가 찢어져 배가 나오는 현상이 나타나는데, 이를 '부화'라고 한다. 이후 '배(胚)'는 자궁벽에 들러붙어 묻혀가는데, 이를 착상이라고 한다. 착상이 완료되면 '임신'이 된 것이다. 착상한 '배'는 계속 성장하고 모체의 혈액으로부터 영양분을 받아들인다. 그리고 약 40주 후에 아기가 탄생한다.
임신하지 않았을 때의 자궁의 길이는 10cm 이하이지만 출산 무렵의 자궁 길이는 30cm가 넘는다. 또한 임신 기간 동안 태아의 약 96%는 머리를 아래로 하고 있다. 하지만 나머지 4% 정도는 '역아(출산할 때, 머리부터 나오는 정상의 경우와는 달리 다리부터 나온 아이)'이거나 그 밖의 자세를 취하고 있다.
태아는 탯줄과 태반을 매개로 하여 모체와 연결되어 있다. 태반 안의 '융모간공'이라는 곳에는 어머니의 혈액이 방출되어 있는데 여기에는 태아의 혈관(융모)가 들어 있어, 어머니의 혈액에 포함된 영양분과 효소가 태아의 혈액으로 전해진다. 반대로 태아의 혈액의 노폐물과 이산화탄소는 어머니의 혈액으로 전해진다. 단, 정상적인 상태에서 모체와 태아의 혈액이 섞이는 일은 없다.
6. 불임증
임신을 원하는 부부가 1년 이상 노력해도 임신이 되지 않는 경우를 '불임증(sterility)'이라고 부른다. 불임의 원인은 남성 쪽에 있을 수도, 여성 쪽에 있을 수도 있다.
6-1. 남성쪽에 원인이 있는 경우
- 무정자증: 남성 쪽에 불임의 원인이 있는 경우, 정자를 만드는 기능에 이상이 생긴 경우가 대부분이다. 정자의 수가 적은 경우를 '정자 결핍증'이라 하고, 정자가 전혀 없는 경우를 '무정자증'이라고 한다. 또 정자가 정자가 만들어지고 있더라도, 정액에 섞이지 않거나 정자의 운동 능력에 문제가 있어도 불임의 원인이 된다.
- 발기 부전: 발기 부전이란, 성교할 때 발기가 제대로 되지 않아서 성교가 되지 않는 상태를 말한다. 발기는 혈액이 조직에 가득 찰 때 일어나는데, 스트레스나 불안 등의 정신적인 문제 또는 신체적인 문제에 의해 '발기 부전'이 일어날 수 있다. 예컨대, 심부전, 고혈압, 동맥경화와 당뇨병 등이 발기 부전이 원인이 될 수 있다. 또 약의 부작용 때문에 발기 부전이 일어날 수도 있다.
6-2. 여성쪽에 원인이 있는 경우
여성 쪽에 불임의 원인이 있는 경우, 크게 '배란 장애', '난관 장애', '자궁 장애'로 나누어진다.
- 배란 장애: '배란 장애'는 호르몬 균형이 무너지는 등의 이유로 '난자를 포함한 난포'가 제대로 자라지 않거나 '배란'되지 않는 상태를 말한다.
- 난관 장애: '난관 장애'는 난관이 닫히거나 폭이 좁아져서, 정자가 난자와 만나지 못하는 상태이다. '성기 클라미디아(chlamydia)'같은 감염증에 걸리면, 합병증으로 난관 장애가 일어날 수 있다. '월경혈(월경 때 나오는 피)'가 역류하여 자궁 내막 조직이 난관, 복막 또는 난소에 붙어서 유착 등을 일으키는 '자궁 내막증'도 불임을 일으킬 수 있다.
- 자궁 장애: '자궁 장애'는 '자궁 체부 장애'와 '자궁 경부 장애'로 나뉜다. '자궁 체부'에 '자궁 근종' 등의 종양이 생기면, 정자가 거슬러 올라가는데 방해가 되어 수정란이 착상할 수 없게 되는 경우가 있다. 또 '자궁 경관'을 채우는 경관에 '점액 이상(점액 감소, 점액 산성화, 정자에 대한 항체 혼입)'이 생겨도 정자가 거슬러 올라가기 어려워질 수 있다.
6-3. 불임 치료
'불임 치료'는 불임의 원인을 제거하거나, 인공적으로 수정시키는 의료 기술이다.
6-3-1. 인공 수정
'인공 수정'은 남성의 정액을 여성 질이나 자궁 내부에 주입해 자연 수정을 기다리는 방법으로, 정자를 무사히 자궁까지 보낼 수 있는 방법이다. 정액 속에 정자가 부족하거나 정자의 운동 능력에 문제가 있을 때, 질과 자궁을 잇는 관에 문제가 있을 때 효과적이다. 하지만, 정자가 난관 말단까지 간다고 해도 난자와 정자가 수정이 된다는 보증은 없다.
6-3-2. 보조 생식 기술(ART)
근년에는 불임 치료 방법으로 '체외 수정', '현미 수정', '동결 융해 배 이식' 등의 방법이 널리 이용되고 있는데, 이를 통틀어 '보조 생식 기술(Assisted Reproductive Technology: ART)'이라고 한다.
- 체외 수정: '체외 수정'은 난소에서 꺼낸 난자를 전용 용기 위에 놓고 운동성 있는 정자를 합쳐 체외에서 수정시키는 방법이다. 수정이 확실하게 확인되면, 적당한 시기까지 기른 배를 자궁으로 옮긴다. '체외 수정'을 이용하면 난관에 장애가 있는 여성도 임신을 할 수 있다.
- 현미 수정: '현미 수정'은 '체외 수정'을 더 발전시킨 것이다. 그 대표적인 방법이 바로 '세포질 내 정자 주입법'이다. 세포질 내 정자 주입법'이란 현미경 아래에서 직접 세포질 안에 정자를 주입하는 것이다. 따라서 단 한 개의 건강한 난자와 단 한 개의 건강한 정자만 있으면 된다. 이 방법을 사용하면 정자의 수가 극단적으로 적은 남성도 자손을 남길 수 있다.
- 동결 융해 배 이식: 수정란을 액체 질소 안에 동결 보존해 나중에 주기에 맞춰 이식하는 것이 '동결 융해 배 이식'이다. 동결한 배는 반영구적으로 보존이 가능하다. 배란을 촉진하는 약을 사용하면 10개 이상의 난자가 채취되기도 한다.
7. 유방
여성이 사춘기가 되면, 유방이 부풀어 오른다. '대흉근(Pectoralis Major Muscle)' 위에 지방 조직이 발달하고, 지방 조직 안에는 '유선'이 형성된다. 유선은 '아포크린 땀샘'이 변한 것으로, 젖을 만드는 '선방'과 젖을 유두로 운반하는 '유관'으로 이루어져 있다. '선방'은 유관이 갈라진 끝에 포도송이처럼 붙어 있다.
임신하지 않은 여성은 유선이 발달이 충분하지 못한다. 유선의 형태는 여성 호르몬의 영향을 크게 받게 된다. 배란 후에 분비되는 '프로게스테론'의 작용이 더해지면 선방이 발달하지만, 월경이 시작되면 유선은 원래 상태로 되돌아간다. 하지만 선방은 임신하면 더욱 발달하며, 출산이 가까워지면 선방을 만드는 세포에서 젖이 분비된다. 아기가 유두를 빨아 자극하면, 뇌하수체에서 유선을 자극하는 호르몬인 '프로락틴'이나 '옥시토신'이 분비된다. 프로락틴은 젖의 양을 늘리고, 옥시토신은 선방을 수축시켜 젖을 단단히 누르거나 자궁을 다시 수축시키는 작용을 한다.
