통합과학 중2 동물과 에너지 심화

콩팥과 배설

콩팥의 구조(사구체·보먼낭·세뇨관)와 오줌 생성 과정(여과·재흡수·분비)을 이해한다.

콩팥은 혈액 속 노폐물을 걸러 오줌으로 내보내는 기관으로, 사구체에서 여과하고 세뇨관에서 필요한 것을 재흡수한 뒤 남은 것을 오줌으로 만듭니다.

콩팥은 '일단 다 쏟아낸 다음 쓸 만한 것을 도로 줍는' 방식으로 일합니다. 서랍을 정리할 때 필요한 것만 골라 빼는 대신, 전부 바닥에 쏟아 놓고 쓸 것만 다시 담는 것과 같습니다.

쉽게 말하면

세포 호흡을 하면 이산화 탄소와 물이 생기고, 단백질(아미노산)이 분해될 때는 암모니아가 생깁니다. 암모니아는 몸에 해로워서 간에서 독성이 약한 요소로 바뀐 뒤 혈액을 타고 콩팥으로 갑니다. 이 요소와 여분의 물·무기염류를 몸 밖으로 내보내는 것이 배설이고, 그 일을 하는 기관이 콩팥입니다. 이산화 탄소는 폐로, 나머지는 콩팥으로 — 이렇게 노폐물마다 나가는 문이 다릅니다.

콩팥 하나에는 오줌을 만드는 작은 단위인 네프론이 아주 많이 들어 있습니다. 네프론은 사구체, 보먼주머니, 세뇨관으로 이루어집니다. 사구체는 모세혈관이 실뭉치처럼 뭉친 곳으로, 이곳의 혈압이 높아 크기가 작은 물질들이 보먼주머니로 밀려 나옵니다. 이것이 여과입니다. 물, 요소, 포도당, 아미노산, 무기염류처럼 작은 것은 빠져나오고, 혈구와 단백질처럼 큰 것은 그대로 혈관에 남습니다.

여과된 액체가 세뇨관을 지나는 동안, 몸에 필요한 것은 다시 모세혈관으로 돌아갑니다. 이것이 재흡수입니다. 포도당과 아미노산은 전부, 물과 무기염류는 대부분 돌아갑니다. 반대로 미처 여과되지 못하고 혈관에 남아 있던 노폐물은 세뇨관 쪽으로 옮겨지는데 이것이 분비입니다. 이 세 과정을 거치고 남은 것이 오줌이고, 콩팥깔때기에 모였다가 오줌관·방광·요도를 지나 몸 밖으로 나갑니다.

이렇게 나타납니다

예시 1

오줌에 포도당이 없는 이유

포도당은 크기가 작아 사구체에서 분명히 여과됩니다. 그런데도 건강한 사람의 오줌에서는 포도당이 검출되지 않습니다. 세뇨관을 지나는 동안 100% 재흡수되기 때문입니다. 즉 '여과되지 않는 것'과 '오줌에 없는 것'은 다른 이야기입니다.
예시 2

물을 많이 마신 날 오줌이 많아지는 이유

몸에 물이 많으면 세뇨관에서 물을 조금만 재흡수하므로 묽은 오줌이 많이 나옵니다. 반대로 땀을 많이 흘려 몸에 물이 부족하면 물을 많이 재흡수해 진한 오줌이 조금 나옵니다. 콩팥은 노폐물만 버리는 것이 아니라 몸속 물과 무기염류의 양도 조절합니다.
예시 3

오줌에서 단백질이나 혈구가 나오면 이상 신호인 이유

단백질과 혈구는 크기가 커서 원래 사구체를 빠져나갈 수 없습니다. 그런데 오줌에서 발견된다면 걸러 주는 부분에 문제가 생겼다는 뜻입니다. 소변 검사가 콩팥 건강을 알려 주는 이유가 여기 있습니다.

순서대로 하면

오줌이 만들어지는 순서

1여과 — 사구체의 높은 혈압에 밀려, 크기가 작은 물질(물·요소·포도당·아미노산·무기염류)이 보먼주머니로 빠져나옵니다. 혈구와 단백질은 크기가 커서 남습니다.
2재흡수 — 세뇨관을 지나는 동안 포도당과 아미노산은 전부, 물과 무기염류는 대부분 다시 모세혈관으로 돌아갑니다.
3분비 — 여과되지 못하고 혈관에 남아 있던 노폐물이 세뇨관 쪽으로 옮겨집니다.
4남은 액체가 오줌이 되어 콩팥깔때기 → 오줌관 → 방광 → 요도를 지나 몸 밖으로 나갑니다.

자주 하는 오해

콩팥이 노폐물만 골라서 뽑아낸다고 생각하기

이렇게 생각하기 쉬움콩팥은 혈액에서 요소 같은 나쁜 것만 정확히 골라 오줌으로 보낸다

실제로는콩팥은 크기가 작은 것을 일단 전부 걸러낸 다음, 몸에 필요한 것(포도당·아미노산·물 등)을 도로 가져옵니다.

노폐물 종류마다 알아보고 골라내는 장치를 따로 만드는 것보다, 작은 것을 통째로 내보낸 뒤 쓸 것만 되찾는 편이 훨씬 간단합니다. 이 구조 덕분에 콩팥은 처음 보는 물질(약물 등)까지 함께 내보낼 수 있고, 재흡수량을 조절해 몸속 물과 염류의 양도 맞출 수 있습니다.

오줌에 없는 물질은 여과도 되지 않았다고 생각하기

이렇게 생각하기 쉬움오줌에 포도당이 없으니 포도당은 사구체를 통과하지 못한다

실제로는포도당은 여과되지만 세뇨관에서 전부 재흡수되어 오줌에 남지 않습니다. 반면 단백질은 아예 여과되지 않아 오줌에 없습니다.

'오줌에 없다'는 결과는 같아도 이유가 완전히 다릅니다. 여과 단계에서 걸러진 것인지(단백질·혈구), 여과된 뒤 되돌아간 것인지(포도당·아미노산)를 구분해야 각 단계의 의미를 알 수 있습니다.

선수 개념 — 이걸 먼저 알아야 해요

소화·순환·호흡·배설중2

이후 개념 — 이 개념을 배우면 이어집니다

호르몬과 항상성중3

같은 단원의 개념 — 동물과 에너지

동물과 에너지중2 소화 효소와 영양소중2 소화·순환·호흡·배설중2 심장과 혈액 순환중2

자주 묻는 질문

Q1땀을 흘리는 것도 배설인가요?

땀에는 물과 무기염류, 약간의 요소가 들어 있으므로 노폐물을 내보내는 역할을 조금 합니다. 다만 땀의 주된 역할은 체온을 낮추는 것이고, 노폐물 배설의 대부분은 콩팥이 담당합니다.

Q2암모니아를 그대로 내보내면 안 되나요?

암모니아는 독성이 강해 몸속에 조금만 쌓여도 위험합니다. 간에서 독성이 훨씬 약한 요소로 바꾼 뒤 혈액으로 보내고, 콩팥이 그것을 걸러 냅니다.

Q3이산화 탄소는 왜 오줌으로 나오지 않나요?

이산화 탄소는 기체라서 혈액에 녹아 폐로 간 뒤 숨으로 나가는 편이 훨씬 빠릅니다. 노폐물은 성질에 따라 나가는 길이 다릅니다 — 기체는 폐로, 물에 녹는 요소는 콩팥으로 갑니다.

교육과정 2022 개정 · 중2 통합과학 · 동물과 에너지 수록 심화 (교육과정 밖 확장 개념)

출처 교육부 고시 제2022-33호 (2022 개정 교육과정) · NCIC 국가교육과정정보센터

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콩팥이 물과 염류의 양을 조절한다는 것은 몸이 일정한 상태를 유지한다는 뜻입니다. 그 조절을 지휘하는 신호를 호르몬과 항상성에서 이어 보세요.

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