재흡수는 단일한 과정이 아니라, 물질의 성격에 따라 능동적 운반과 수동적 확산으로 나뉜다. 나트륨은 그 중간 어딘가에 있다.
❶ 생각해 보셨나요?
포도당은 혈당이 아무리 높아도 소변으로 다 빠져나가지 않는다. 그런데 나트륨은 혈중 농도가 높아도 무조건 다 잡아두지 못한다. 같은 재흡수인데 왜 이렇게 다르게 작동하는 것일까.
❷ 물질을 적극적으로 잡아두는 방법 — 운반최고치(transport maximum, Tm)
여과액이 세뇨관 내강으로 나오면, 상피세포는 필요한 물질을 혈액 쪽으로 되돌려 보낸다. 능동적으로 재흡수하는 물질은 특정 운반체(transporter)를 사용한다. 이 운반체가 처리할 수 있는 양에는 한계가 있다. 그 한계를 운반최고치(transport maximum, Tm)라고 한다.
포도당이 대표적인 예다. 혈당이 일정 수준을 넘으면 운반체가 포화되어 더 이상 흡수할 수 없고, 초과분은 소변으로 빠져나간다. 즉 운반최고치가 재흡수량의 상한선이 된다.
❸ 그냥 흘러들어오는 방법 — 경사시간운반(gradient-time transport)의 원리
에너지를 쓰지 않고도 재흡수되는 물질이 있다. 농도 경사 또는 전기적 경사가 있으면 물질은 그쪽으로 자연스럽게 이동한다. 여기에 시간이라는 변수가 더해진다. 여과액이 세뇨관에 오래 머물수록 접촉 시간이 길어지고, 그만큼 더 많이 흡수된다. 이것을 경사시간운반(gradient-time transport)의 원리라고 한다.
나트륨은 흥미로운 예외다. 근위세뇨관에서 나트륨을 끌어당기는 에너지는 기저막 쪽 Na-K-ATPase 펌프가 공급하지만, 세뇨관 내강에서 세포 안으로 들어오는 과정은 경사시간운반의 원리를 따른다. 내강 쪽 타이트 정션(tight junction, 치밀 이음)이 완전히 닫혀 있지 않아 나트륨이 다시 새어 나오기 때문이다. 따라서 근위세뇨관에서 나트륨 재흡수량은 운반최고치가 아니라, 내강의 나트륨 농도와 머무는 시간에 의해 결정된다.
원위세뇨관에서는 상황이 다르다. 이쪽의 타이트 정션은 훨씬 촘촘해서 백플로(backflow)가 일어나지 않는다. 그래서 원위세뇨관에서 나트륨 재흡수는 운반최고치의 원리를 따른다.
❹ 그래서 알도스테론이 원위세뇨관에서만 작용하는 이유
알도스테론은 Na-K-ATPase 펌프의 능력을 높이는 호르몬이다. 근위세뇨관에서는 백플로가 있어 펌프 능력을 아무리 높여도 나트륨 재흡수량이 비례해서 늘지 않는다. 그러나 원위세뇨관에서는 백플로가 없으므로, 펌프 능력 향상이 곧 재흡수량 증가로 이어진다. 알도스테론이 원위세뇨관에서만 나트륨 재흡수를 효과적으로 조절할 수 있는 근본 이유가 여기에 있다.
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