요세관운반과정(Tubular transport processes)
재흡수와 분비는 요세관상피를 통한 물질들의 운반과정을 포함하는데 이러한 과정은 치밀 이음부(tightjunction)와 외측세포사이공간(lateralintercellularspaces) 즉, 세포주위경로(paracellularpathway)를 통하여 농도경사, 삼투경사 혹은 전기경사를 따라 확산되는 경우와 상피자체를 통과하는 세포횡단경로(transcellularpathway)를 통하여 능동운반되는 경우로 나눌 수 있다(그림 36.1). 후자는 대부분 꼭대기 쪽(apical) 혹은 기저측막에서의 능동운반과 그로 인하여 형성된 농도경사를 따라 반대 측세포막을 통해 일어나는 수동운반을 포함하고 있다. 요세관 주위공간과 모세혈관사이에서 물질의 이동은 용적흐름(bulkflow)과 확산에 의하여 발생한다. 이때 수분은 Starling의 힘에 의하여 이동된다. 능동운반에는 세포막을 통하여 물질을 운반하는 전달체(transporter) 단백질이 관여한다(그림 36.2). Na+-KATPase(Na+pump)와 같은 일차 능동운반에서는 adenosinetriphosphate(ATP)를 에너지로 사용한다. 이차능동운반의 경우에는 일차능동운반에 의하여 발생되는 농도경사를 에너지원으로 사용한다. 이러한 농도경사의 대부분은 Na+펌프에 의해서 형성되는 Na+이온의 농도경사이며 신장에서 흡수와 분비에 있어서 매우 중요한 역할을 담당한다. 공동운반체(symporter, cotransporter)는 예를 들면 Na+이온과 같은 방향으로 물질을 운반하지만 역방향 운반체(antiporter)는 Na+이온과 반대방향으로 물질을 운반한다. 세포막을 통한 물질의 확산속도는 이온통로와 일방운반체(uniporter)에 의하여 증가되며 이들은 특정 물질에 대한 세포막의 투과도를 효과적으로 증가시킨다. 이러한 현상을 촉진확산(facilitated diffusion)이라 하며 호르몬이나 약제에 의하여 조절될 수 있다.
전선로
1 전선
1) 전선의 구비조건
① 도전율이 클 것.
② 기계적 강도가 클 것.
③ 가요성이 클 것.
④ 내구성이 클 것.
⑤ 가격이 싸고 대량생산이 가능할 것.
⑥ 신장률(팽창율)이 클 것.
⑦ 비중이 작을 것. (중량이 가벼울 것.)
2) 전선의 구조에 따른 분류
(1) 단선
① 한 가닥의 소선으로 되어있는 전선
② 전선이 굵어지면 다루기가 힘들어지고, 경제성, 기타 여러 가지 특성상 송전선로용으로 적합하지 않아 거의 사용되지 않음.
(2) 연선
① 여러 가닥의 소선으로 되어있는 전선
② 연선의 소선총수: N=1+3n (n+1) [가닥]
③ 연선의 바깥지름: D = (1+2n) d [㎜]
③ 연선의 공칭단면적 : S= -d XN [²]
(3) 중공연선
① 송전선로의 고전압화에 따른 코로나 발생을 방지하기 위하여 도체의 중심 부분에는 소선이 없고 외각 부분에만 소선이 있는 연선
② 초고압 송전선로에 사용되나, 우리나라에서는 거의 사용되지 않음
3) 전선의 구성 재료에 의한 분류
(1) 동선
① 경동선: 고유저항
② 연동선 : 고유저항
(2) 알루미늄 연선 : 고유저항 p = [Q.f/m] 인장강도 15~20 [kg/㎡]
① 강심알루미늄 연선 (ACSR) : 장경간송전선로, 온천지역 채용, 코로나 방지 목적
(3) 합금선
규동선 (Cu+Si), 카드뮴동선 (Cu+Cd), 알루미늄합금선 (Al+Mg)
(4) 쌍금속선 (동복강선)
장경간 송전선로, 가공지선(뇌해방지 목적) 채용
요세관최대이동치(Tubular transport maximum)
어떠한 운반체라 할지라도 작동하는 속도에는 한계가 있으므로 특정한 물질을 운반하기 위한 재흡수와 분비과정에는 최대속도가 정해져 있다. 이를 요세관최대이동치(tubular transport maxium, Tm)라 한다. 예를 들면 정상적인 경우 포도당은 근위세관에서 완전히 재흡수되므로 소변으로 배출되는 포도당은 없다. 그러나 여과된 포도당 농도가 신장문턱값(renal threshold)을 넘어서게 되면 운반체는 포화되기 시작하며 따라서 포도당은 소변으로 배출되기 시작한다(그림 36.3). 일단 T에 도달하면 배설량은 여과량에 직선적으로 비례하여 증가한다. 그러나 실제로 소변으로 배출되는 문턱값 농도는 T보다 낮은데 이는 신장단위들의 요세관최대이동치가 서로 차이가 있기 때문이며 이를 splay라 한다. 분비기 전도 역시 요세관최대이동치를 보이는데, 예를 들면 PAH는 낮은 농도에서는 여과되고 분비됨으로써 모세혈관으로부터 완전히 제거되는데 높은 농도에서는 분비기전이 완전히 포화되면서 배설량은 여과량에 의하여 결정된다(그림 36.4).
따라서 이와 같이 신장이 제기능을 하기 위해선 요세관들이 전선처럼 운송을 잘해야 한다. 그러기 위해 고려해야 하는 요소는 저항값, 내구성, 신장률, 비중, 가격이 싸고 대량 생산가능할 것 등이 있다.
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