(2026) 병리2(B) - 3. Urinary System

Urinary system은 kidney(신장, 콩팥) / ureter(요관) / urinary bladder(방광) / urethra(요도) 로 구성된다.

1. Normal Renal Anatomy & Function

• 신장은 “nephron”이라는 기능적 단위로 구성된다.
• 즉, 하나의 네프론은 다음과 같은 기능을 수행: 여과(filtration), 흡수(resorption), 내분비(endocrine).
  • 내분비 기능에는 대표적으로 renin-angiotensin-aldosterone이 있다.
  • 소변 농도 조절
  • 가장 중요한 역할은 전해질 평형을 맞추는 것!

^{사구체의 기본 구조. 정상 구조를 잘 알고 있어야, 염증과 같은 비정상 상황을 이해할 수 있다! 잘 기억해두기.}

• Functions
  • 물과 전해질의 농도 조절
  • 불필요한 대사체 배출 (여과 = 필요한 건 놔두고, 필요없는 건 버린다!)
  • 혈압 조절 : Renin-angiotensin system을 통해
• 구성 : kidneys - ureters - urinary bladder - urethra

^{전신 순환을 한 혈액이 신장으로 들어오는(afferent) 혈관 → 사구체 → 세뇨관으로 이어지는 흐름을 잘 나타낸 그림.}

Basic Nephron Structure

• 신장 하나에 네프론이 백만 개 정도 존재.
• 네프론이 70% 이상 정상 구조와 달라져 버리면 → fibrosis로 대체되고, irreversible하다.
• 네프론의 구성 요소:
  • glomerulus → 여과(filtration)
  • Bowman’s capsule → collects filtrate
  • Proximal tubule → 재흡수(reabsorption)
  • Loop of Henle → 뇨의 농축(urine concentration)
  • Distal tubule & collecting duct → 마지막 재흡수와 배출 (fine-tuning of sodium/water reabsorption)
• Rich capilary network로 둘러싸여 있다. 세뇨관 사이사이에 조그만 혈관들이 존재해서 지지, 영양 공급.

Juxtaglomerular Apparatus

• Macula densa + Juxtaglomerular cells + Mesangial cells 을 합쳐 칭하는 ‘집합체’.
• 주요 기능 : 혈압을 조절하는 내분비
  • sodium concentration 조절
    • 심장에서 들어오는 혈관에서 sodium의 농도나 혈압 등을 감지(모니터링) → 필요에 따라 전해질 재흡수 촉진or억제, 수분 재흡수 촉진or억제해서 농도를 조절한다.
  • renin 분비 → RAAS system 활성화시키는 첫번째 기관
  • 혈압 조절 기능이 항상 동반된다. (전해질은 항상 물과 같이 움직이기 때문)
  • 사구체여과율(GFR, glomerular filtration rate) 속도 조절 → 요로 배출하는 속도를 높이거나 늦춤 → 체액량 조절
• 문제가 생기면 이런 기능이 무너질 수 있다~ (하지만 여기에 염증이 생기는 건 별로 보지 못했다)

Mechanisms of Urine Formation

오줌 형성의 주요 3가지 과정!

• (1) 여과 (Glomerular filtration)
• (2) 재흡수 (Tubular reabsorption)
• (3) 분비 (Tubular secretion)

⇒ 오줌의 최종 농도는 ADH, aldosterone 등 호르몬 신호에 의해 강하게 조절된다.

2. Glomerular Diseases

Key Concepts

• Glomerulonephritis (사구체신염) : 보통 면역매개성이다.
  • (1) 전신에 immune complex(Ab-Ag) ↑ : 전신 질환에 의한 면역매개성
  • (2) anti-GBM(GBM 자가항체) ↑ : 자가면역성
• 조직학적으로 MPGN(mesangial cell이 과증식) / Glomerulosclerosis(만성)
• Nephrotic syndrome mechanisms

1) 사구체 질환의 pathogenesis

• 사구체는 여과를 담당 → 문제가 생기면 내보내지 말아야 할 것들(몸에 가지고 있어야 할 것들)이 소실된다.
• 요검사상 단백질이 많으면 proteinuria, RBC가 많으면 hematuria
• BUN, creatinine이 높아지면 uremia
• 대부분 면역매개성이다 (circulating immune complexes or autoantibodies)

^{Immune-Complex Glomerulonephritis. immunofluorescence에 의해 immunoglobulin 침착이 확인되었다.}

• Type Ⅲ hypersensitivity에 의한 것이 가장 흔하다.
  • immune complex가 사구체에 축적 → 면역 반응에 의해 보체 활성화 & 호중구 동원 → 사구체 손상으로 이어짐.
• 덜 흔하게는 type Ⅱ hypersensitivity에 의해서 나타날 수도 있다. (anti-GBM antibodies의 경우)
• ⇒ 신장 투과성이 증가하고, 지속되면 결국 glomerulosclerosis로 이어진다.

2) Classfication of GN(Glomerulonephritis)

조직학적으로 아래와 같이 분류할 수 있다. MPGN이라 하면 (mesangioproliferative가 아니라) 막과 세포 모두가 증식하는 membranoproliferative GN을 칭한다.

용어	약어	주 병변 위치	정의 및 특징
Membranous GN	MGN	GBM / capillary wall	diffuse thickening of GBM (모세혈관벽 비후, 세포 증식은 적다)
Mesangioproliferative GN	MsPGN	mesangium	expansion of mesangial matrix and cells
Membranoproliferative GN	MPGN	Capillary wall + mesangium	GBM thickening + mesangial proliferation
Focal Segmental Glomerulosclerosis	FSGS		segmental scarring of glomeruli

^{(왼) Membranous GN, hyaline thickening에 의해 membrane이 두꺼워졌다. (오) Membranoproliferative GN, membrane도 두꺼워졌지만 세포(mesangial cells)가 훨씬 증식했다.}

☑️ Other Classifications

• Focal v. diffuse
• Segmental vs. global
• Acute vs.chronic

3) 사구체 병증의 임상적 결과

• Proteinuria : 임상적으로 중요성이 크다. 사구체의 여과 기능 상실을 의미.
  • 신장 손상을 나타내는 지표인 동시에, 신장 상태를 계속 악화시킨다.
• Nephrotic syndrome : 아래 4가지 증상이 동반되어 관찰될 때.
  • Marked proteinuria
  • Hypoalbuminemia (밖으로 많이 배출됨)
  • Edema (그래서 부종 - 정수압 ↓ & sodium retention ↑)
  • Hyperlipidemia
  • ( =배출이 제대로 작동하지 않아서 나타나는 증상들!)
• Hypercoagulability (과응고 또한 응고장애다!)
  • (간뿐만 아니라) 신장 문제에 의해서도 응고장애가 생긴다는 것을 기억하자.
  • 사구체 여과 기능 저하 → antithrombin Ⅲ 유출 증가 → 불필요한 혈액 응고를 막아주던 antithrombin이 소실되면서 과도한 혈액 응고 발생.

4) 만성 - Glomerulosclerosis

• 사구체 손상의 만성적 결과.
• fibrosis에 의해 구조적 복구는 가능하지만(collagen 성분이 채운다), 기능적 복구는 불가능하다.
• 계속 진행되어 사구체의 3/4 이상이 망가지면 chronic renal failure.

^{Glomerulosclerosis. 콜라겐 성분이 가득 채워 사구체 구조를 거의 확인하기도 어렵다.}

Role of Podocytes in Glomerular Injury

• podocytes : 일종의 상피세포, barrier intergrity를 조절해 barrier의 항상성을 유지한다.
• podocyte는 재생이 잘 안 된다. 기능정 회복이 어려움.
• 치료 또한 진행을 늦출 뿐,완전히 정상 상태로 돌아가기는 어렵다.
• sclerosis가 일부에만 머물러 있을 건지, 전체적으로 생길 건지 결정하는 데 중요하다.

여기까지 Summary!

• Glomerular injury → protein leakage → tubulointerstitial damage → fibrosis
• Proteinuria is both a marker and driver of progression
• Chronic GN leads to global glomerulosclerosis and ultimately end stage kidney
  • 이쯤 진행되면 복구할 수 없는 상태 (투석 밖에는 방법이 없다.)
  • BUN, Creatinine 농도로 확인 가능하며 요검사상의 결과는 ‘azotemia’라고 한다. 조직학적 소견과 상관관계는 있지만 반드시 1:1 매칭되는 개념은 아니다. (혈중 BUN, creatinine 농도를 보고는 ‘azotemia’, 조직학적 소견 상의 표현은 ‘end stage kidney’)
  • 3/4 이상이 망가지면 ‘end-stage’라고 한다.
• Early diagnosis and management can slow the disease, but are often challenging in animals : 진행을 늦출 수는 있으나, 1차적 원인을 찾지 못하거나 전신성 문제일 경우 관리가 어려워진다.

5) Glomerular Amyloidosis

(260526 병리 다시)

3. Tubular and Interstitial Disorders

tubule과 그 주변의 간질에서 나타나는 질병에 대해 살펴보자.

Key Concepts

• Acute tubular injury : 급성 손상의 원인은 ischemia or toxin으로 구분할 수 있다.
  • Ischemia : 신장 자체의 문제가 아니라 전신적 문제일 수도. 혈압이 낮거나, 전신 순환이 안 되거나 하는 이유로 들어오는 혈액량 ↓
  • Toxin : 신장 구조 자체에 손상을 준다.
• 어느 정도의 손상은 극복할 수 있는 장기특이적인 줄기세포가 있다.
• Tubulointerstitial nephritis (세관의 손상과 함께 세관 주변의 간질에도 염증세포가 침윤)
  • 원인 : 크게 감염성 원인체 or 면역매개성
  • 마찬가지로 fibrosis가 생기고 만성으로 진행될 수 있다. (돌이킬 수 없다)
• Viral nephritis : 감염성 원인체 중 바이러스에 의한 것들이 많다.
• Leptospiral nephritis : 세균성 원인체 중 Leptospira에 의한 신장 염증이 흔하다.

TIN이 많은데, 세뇨관을 먼저 손상시키는 원인체인지 염증을 간질에 유발하는 원인체인지 중요

1) Acute Tubular Injury (ATI)

• 어떤 원인에 의해 급속도로 세뇨관이 손상된 것.
• Acute renal failure (ARF) 를 유발하는 흔한 원인이다. (*‘failure’라는 표현은 75% 이상 손상될 때 쓴다)
• 세뇨관을 형성하는 상피세포(tubular epithelial cells)들은 대사적으로 활성화되어(highly metabolically active) 있어 급성 손상에 취약하다.
  : 독성 물질의 대사체가 빨리 만들어지고, 그에 의한 손상이나 괴사도 빠르게 진행.
• (1차적 원인이 제거되고) Basement membrane이 손상되지 않았으면 재생이 가능하다.

1️⃣ Ischemic Tubular Injury

먼저 허혈성 원인에 의한 신세뇨관의 손상을 살펴보자.

• 체액량이 줄었을 때 손상이 일어날 수 있다.
  • Hypotension (체액이 부족해서 저혈압)
  • (hypovolemic) shock (아주 심한 출혈 등에 의해 체액량이 줄었을 때)
  • severe dehydration (아주 심한 탈수)
• Patch(규칙 없이 다발성) necrosis, 근위세뇨관,

• 세뇨관 손상 → 세뇨관 내강으로 cell debris 떨어짐 → 이 debris들이 거슬러 올라가서(back-leak) 거꾸로 사구체여과율을 떨어뜨릴 수 있다.

2️⃣ Toxic Tubular Injury

세뇨관을 손상시킬 수 있는 독성 물질을 살펴보자.

• Nephrotoxins
  • Plants : lilies(cat) 등 (우리나라는 환경적으로 식물성 독소에 노출이 적은 편)
  • Drugs : aminoglycosides, NSAIDs
  • Heavy metals : lead, mercury
  • Endogenous toxins : myoglobin, hemoglobin (대사된 형태는 독성을 띠지 않지만, 과도하게 많아서 여과되지 못하고 세뇨관에 그대로 도달하면 독성)
• 독성 물질에 의한 necrosis는 diffuse pattern을 나타낸다. (거의 혈행성이어서 전체적으로 손상)

✴️ Regeneration and Recovery

장기특이적인 줄기세포가 존재하는지, basemembrane이 멀쩡한지, 손상 범위가 좁은지 등이 재생 여부를 결정한다.

• 정상 세표관 상피세포 : apex 쪽(내강 쪽)에 brush border를 가지고, 가운데 혹은 바닥 쪽에 핵을 가진다(=극성).
• 죽어가는/죽은 세포의 특징 : (1) polarity를 잃는다. and/or (2) brush border를 잃는다.

손상 후 재생 과정

^{세뇨관 상피세포의 regeneration & recovery 과정.}

1. resolve stem cells(평소에는 기능하지 않지만 손상 발생 시 증식하고 분화)에 의해 손상된 부분이 대체된다.
2. 손상된 세포들은 내강 쪽으로 떨어져 나온다.
3. 세뇨관은 계속 flow가 흐르기 때문에 debris는 씻겨 나가고, 새로 만들어진 세포가 자리를 채운다. (구조적 회복)
4. 실질적 회복은 세포의 polarity와 brush border까지 회복되어야 완료된다.

* 재생을 위해서는 basement membrane이 반드시 intact해야 한다. * 손상 후 회복까지 수 일 또는 수 주가 걸릴 수 있다.

2) Tubulointestitial Nephritis (TIN, 간질성 신염)

• 염증이 세뇨관과 간질에 동원되는 형태.
• 감염성 원인체, 독성 물질, 면역매개성 등으로 인해 발생할 수 있다.

⭐️ “Tubulointerstitial” 로 묶어서 얘기하는 이유

• 처음에는 세뇨관에 문제가 생긴다. (독성 물질이든, 감염성 원인체든)
  1. 세뇨관 상피세포의 괴사
  2. 괴사된 세포는 염증 반응을 유발하므로(DAMPs), 염증세포가 동원된다.
  3. 세뇨관 주변의 사이사이 모세혈관을 타고 염증세포가 침윤
  4. 간질에 염증이 발생한다.
• 따라서 많은 경우 세뇨관 손상은 tubulointerstitial nephritis를 유발하는 원인이다.

축종별 원인체 (반드시 외우세요)

• 말에서는 바이러스성 원인체(equine viral arteritis),
• 소에서는 세균성 원인체(Escherichia coli, Leptospira interrogans) 가 잘 알려져 있다.
• 개의 경우 간질성 신염을 일으키는 원인체들이 ↑

조직학적으로 구분해보자면,

• Acute TIN → edema, neutrophils, necrosis (급성 염증의 특징)
• Chronic TIN → fibrosis, 단핵구 계통 침윤(lymphocytes 등), 재생이 안되고 위축됨(tubular atrophy)

^{만성 간질성 신염의 육안적, 조직학적 소견. 섬유화가 진행되면 표면이 울퉁불퉁해지고 위축된다. 또한 간질 부분에 plasma cell, lymphocytes, macrophages 등 염증세포들이 침윤되어 굉장히 확장된다.}

(C를 보면 사구체는 비교적 멀쩡한 편이다: 사구체 원인과 세뇨관 원인은 비교적 병변이 독립적으로 나타난다. 개별적으로 진행되다가 합쳐진다. 현재는 세뇨관 쪽에만 병변이 있음. Glomerulonephritis와 Tubulointerstitial nephritis를 따로 구분하는 이유!)

1️⃣ (대표적인 원인체) Leptospiral Nephritis

• Leptospira interrogans 에 의해 유발 : 개, 돼지, 소 모두에서 병변을 유발할 수 있다. (종간 교차감염 가능!)

• Acute(초기) :
  • 출혈 부위 존재 (진한 호산성)
  • (정상 세뇨관이라면 동그란 호염성 핵들이 나란히 늘어서 있어야 하는데,) 핵이 듬성듬성 존재 (세뇨관 손상임을 알 수 있다)
  • 염증세포가 관찰되지 않을 수 있다!! (혈관 손상, 세뇨관 손상이 유발되었지만 아직 염증세포가 도달하기 전일 수 있다)
• Leptospira는 간에도 감염이 될 수 있다 → 전신감염에 의한 or 신장 단독 감염에 의한 leptospirosis?
  • 황달이 관찰되면 전신감염 의심
• 종종 무증상인 채로(subclinical) 끝날 수도 있지만, renal failure가 발생할 만큼 심각한 상태로 진행될 수도 있다.

2️⃣ (또 다른 원인체) Viral Nephritis

바이러스 감염에 의한 간질성 신염 (신세뇨관 손상)!

• 개에서는 Canine herpesvirus-1, 돼지에서는 Porcine circovirus-2 가 간질성 신염을 유발하는 유명한 원인체!
  • Canine herpesvirus-1 : renal necrosis와 hemorrhage를 유발한다. (바이러스들은 흔히 혈관친화성을 가져 혈관내피세포를 손상시킨다.)
• Avian infectiious bronchitis도 신세뇨관의 상피세포를 손상시키고 2차적으로 lymphcyte 침윤을 촉진한다.

^{Canine herpesvirus nephritis, neonatal puppy. 신생견에서 비뇨 문제, 신장에 점상 출혈 → herpesvirus type Ⅰ을 우선적으로 고려한다.}

3️⃣ Chronic Interstitial Nephritis

간질성 신염이 급성 단계에서 해결되지 않고 만성으로 진행된다면..

• 조직학적 특징
  • Interstitial fibrosis : 간질의 섬유화는 가장 두드러지는 특징이다.
  • Mononuclear cell infiltrates : 간질에 단핵구 계열(lymphocytes, plasma cell, 드물게 macrophages 등)이 많이 침윤한다. ⇒ 사구체 위축
  • Tubular atrophy and dilation :
• primary lesion일 수도 있고, 사구체/세뇨관 손상에 따라 2차적으로 오기도 한다(더흔함).

✴️ Tubular and Interstitial Lesions in End-Stage Kidney Disease

• 만성적으로 진행되면
  • 육안적으로는 장기가 위축되고, 광범위한 섬유화 때문에 표면이 울퉁불퉁해진다.
  • (간이 작아지는 경우는 PSS / 후천적인 end-stage liver or cirrhosis가 있었다 ⇒ 신장에서도 동일. 심한 fibrosis 로 인해 울퉁불퉁해지면서 크기는 작아진다.)

✔️ Hallmarks of end-stage kidney (암기)

• Widespread fibrosis
• Tubular dropout
• Regenerative nodules
• Thickened arterioles

^{Chronic Interstitial Nephritis.}

4. Vascular and Metabolic Diseases

Key Concepts

• Renal infarcts (허혈에 의한 부분 괴사)
• Hypertension-related changes (고혈압 관련)
• 칼슘 농도가 높아졌을때 - hypercalcemia-induced mineralization
• Fibrous osteodystrophy ← renal secondary hyperparathyroidism
• Anemia (빈혈에 의한 변화들) and metabolic derangemenets

1️⃣ Renal infarction & hemorrhage

• End-arteries(가장 말단부 혈관)이 막혔을 때 발생한다.
  • 대부분의 장기는 혈액을 공급하는 혈관이 여러 개 있는데, 신장의 end-artery의 경우 유일하게 그 혈관으로만 혈액이 공급되는 것. (no collateral supply)
• 폐색의 주요 원인: thromboembolism (혈전이 둥둥 떠다니는데, 작은 혈관이 쉽게 막힘 → 부분적 허혈), vasculitis, septicemia (혈행이 원활하지 않음)
• 처음에 혈관 obstruction → 출혈(wedge-shaped), 처음에는 부풀어보임 → 섬유화로 대체되면서 수축
• ⇒ pale wedges with hemorrhagic margins, 만성화되면 fibrotic and distorted.

^{A, B - Acute renal infarcts. C -Chronic infarcts. swollen & hemorrhagic → pale → shrunken & fibrotic. 만성으로 진행되면 창백해지고 수축한다.}

^{Acute infarct, kidney, dog.}

2️⃣ Hypercalcemia-Induced Nephropathy

혈중 칼슘 농도가 높아져서 나타나는 문제.

• hypercalceima로 신장 문제가 발생할 수도 있지만, 신장 문제로 hypercalcemia가 유발될 수도 있다.
• 원인:
  • (1) Primary hyperparathyroidism (부갑상선 기능 항진증) → 뼈의 재흡수가 늘어나 칼슘 농도 증가
  • (2) Paraneoplastic syndrome → hyperparathyroidism과 같은 효과
    • PTHrP-producing tumors : lymphoma, apocrine gland adenocarcinoma of the anal sac
  • (3) Vitamin D toxicosis
  • (4) Chronic Renal failure :
    • 만성 신부전 → phosphate의 배출 감소(혈중 농도 증가) → 칼슘과 결합하려고 함 (calcium phosphate) → 혈중 칼슘 농도 감소 → 부갑상샘에서 PTH 분비 → Ca2+ 접합체가 더 늘어남 → 화합물이 돌아다니면서 연부조직(특히 신장; 신세뇨관, 혈관벽)에 침착 → 기능저하 심화
  • (5) Granulomatous disease (ex. 곰팡이 감염 → macrophage-mediated calcitriol ↑)
• 만성으로 이어지면 심한 interstitial fibrosis, renal dysfunction으로 이어진다.

^{Nephrocalcinosis, dog. 간질, 기저막, 세뇨관 등에 white streaks → 칼슘이 침착되어 생기는 육안 소견.}

Hypercalcemia-induced nephropathy

A. Tubular Mineralization

• In hypercalcemic states, calcium-phosphate complexes precipitate within tubular lumens and epithelial cells.
• Especially prominent in the distal tubules and collecting ducts.
• These deposits lead to tubular obstruction and epithelial cell necrosis.

(혈액 내 많아진 칼슘 이온들이 인산과 결합하여 Ca-P 복합체 형성 → 세뇨관 내강과 상피세포 (특히 원위세뇨관과 집합관) 에 침착 → 세뇨관 폐쇄, 상피세포 괴사)

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B. Vasoconstriction

• Hypercalcemia promotes afferent arteriole constriction, reducing renal blood flow.
• This results in decreased GFR and potential ischemic injury.

(혈중 칼슘 농도가 높아지면 신장으로 들어오는 afferent arteriole 수축 → 신장 혈류량 감소 → GFR 감소 & 허혈성 손상의 위험↑)

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C. Nephrogenic Diabetes Insipidus

• High calcium levels impair the action of antidiuretic hormone (ADH) on collecting ducts.
• Leads to polyuria, dehydration, and reduced renal concentrating ability.

(칼슘 농도가 높아지면 집합관에서 ADH의 작용이 떨어짐 → 물을 그대로 내보내니 다뇨, 탈수, 요농축 능력 상실)

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D. Interstitial Fibrosis (간질성 섬유화)

• Chronic injury initiates inflammation and fibrogenesis.
• Eventually results in irreversible tubular atrophy and glomerular sclerosis.

(만성적인 손상이 지속되면 몸은 염증 반응과 섬유화 형성 → 비가역적인 세뇨관 위축과 사구체 경화증으로 이어짐)

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⇒ Leads to fibrous osteodystrophy (especially in young animals) (지속된 손상으로 비타민D 활성화 ↓ , 인 배설 ↓ ⇒ secondary hyperparathyroidism → 뼈에서 칼슘을 계속 빼내고, 뼈가 섬유조직으로 대체됨)

3️⃣ Anemia of CKD

• 만성 신부전과 빈혈은 어떤 연관성이 있을까?
• 신장에서 분비되는 물질 중 조혈을 촉진하는 EPO(erythropoietin)이라는 단백질도 있다. EPO가 정상적으로 분비되지 않다 보니 빈혈이 오게 된다.
• 한편으로 신부전으로 인한 독성 물질(uremic toxins)이 RBC lifespan을 짧게 만드는 것도 이유 중 하나.
• 빈혈과 관련하여 여러 증상이 나타난다: weakness(허약), pale mucous membranes(점막 창백), lethargy(무기력)

5. Renal Failure and End-Stage Kidney

* “End-stage kidney” 라는 표현은 형태학적 명명이다. ‘Renal Failure’는 육안 판단 전에 판단 가능(BUN↑ & Creatinine↑ ⇒ Renal failure).

신부전의 진단에서 가장 중요한 지표는 BUN & Creatinine

• BUN : urea에서 만들어져 간에서 대사된 질소 화합물. 혈중 농도를 통해 신장 기능 평가를 할 수 있다. (정상적으로 대부분 배출되어야 하는데, 혈중 농도가 높으면 신장의 여과 기능이 정상적이지 않은 것.)
  • 식이, 출혈, 간 기능, 탈수 여부에 민감하게 영향을 받는다. (History taking이 중요하다)
  • 정상 범위는 10-30mg/dL (dogs), 15-35mg/dL (cats)
  • general한 azotemia marker(상승하면 azotemia).
• Creatinine : 근육 대사의 부산물. GFR, 즉 사구체기능(여과율) 평가에 좀 더 특이적인 마커.

BUN은 어디에 상관있든 general하게 높다. / Creatinine은 사구체 기능에 따라 다르다 → 비율로 평가 가능.

• Prerenal : 사구체 문제가 아니라 혈액량 자체가 줄거나, 탈수가 심하거나 한 경우 - BUN은 상승하지만, creatinine은 비교적 정상.
• Renal : BUN & Creatinine 둘 다 상승. (BUN/Creatinine = ~10-20:1)
• Postrenal : 요관, 방광, 요도의 문제. (Ratio는 좀 더 다양한 비율로 잡힌다.)

Key Concepts

• Acute vs. Chronic Renal Failure : definitions & causes
• Pathogenesis of renal dysfunction :
  • filtration ↓ (사구체 문제), tubular back-leak (세뇨관 문제), vasoconstriction (전신적 문제)
• Clinical consequences (임상적으로 나타나는 결과) : uremia, polyuria(다뇨), electrolyte imbalance(전해질 불균형)
  • polyuria/polydypsia(다음다뇨) 증상 → ① 신장 기능 문제, ② 내분비 기능 문제 순으로 고려한다.
  • 혈액검사, 요검사가 중요하다.
• End-stage kidney : morphologic changes, sclerosis, fibrosis
  • BUN, creatinine, azotemia 이런 건 혈액검사에서 보는 거고, end-stage kidney는 형태학적으로 판단하는 것.
  • 신장의 70-75% 이상 망가지면 형태학적 진단명으로써 “End-stage kidney”라고 할 수 있다.
• Uremic sequelae (uremia에 따라 생길 수 있는 부가적인 임상 증상들) :
  • Ulcerative stomatitis(궤양성 구내염), pulmonary edema(폐부종), soft tissue mineralization

✴️ 신부전의 정의와 유형

• 신부전 (renal failure) = 신장의 기능이 정상적으로 이루어지지 못하는 것 (loss of kiney function sufficient to impair homeostasis)
• 신부전은 급성으로 나타날 수도, 만성으로 나타날 수 도 있다.
  • 급성 (Acute renal failure) : 잠재적으로는 회복이 가능하다.
  • 만성 (Chronic renal failure) : 진행성, 원래대로 되돌아가기 어렵다.
• ‘Uremia’는 혈중 독성 대사 산물의 축적으로 인해 임상적으로 나타나는 여러 증상을 종합한 용어.

Azotemia (질소혈증)	Uremia (요독증)
혈액수치상 질소성 노폐물(BUN, Creatinine)의 상승	혈액의 변화를 동반, 독성 대사산물이 축적되어 전신에 영향을 주는 임상 증후군
회복이 가능	회복 가능성이 별로 없음
종종 증상이 없거나 mild할 수 있다.	구토, 식욕부진, 구취, 구강 궤양, 체중 감소, 무기력 등
Biochemical abnormality	Clinical condition (임상 증상이 나올 때만 쓰는)
신장 기능장애 초기에 발생	신부전이 심해진 후기에 발생
BUN ↑, Creatinine ↑	Azotemia plus clinical signs

• Azotemia - 혈청화학적 이상 소견(혈액검사상). 급성일 때도, 만성일 때도 나타날 수 있다.
• Uremia - 만성으로 진행된 말기 환자에서 나타나고, 임상적인 상태를 말한다. (2차적으로 구강 염증, mineralization이 유발될 때)

BUN & Creatinine이 높아진 환자 A와, 조금만 높아진 환자 B ⇒ BUN/Creatinine 수치가 uremia 판단의 결정적 근거가 되지 않는다.

1) Acute Renal Failure (ARF)

[ 원인 ]

• Prerenal : 혈류량 감소 (저혈량성 쇼크, 탈수 등)

• Renal : nephrotoxins (신독성 물질), ischemia (신장으로 들어온 혈관의 페색), glomerulonephritis

• Postrenal : 폐색 (요결석, TCC, ureter나 urethra의 종양 등)

• Hallmark | oliguria(핍뇨) or anuria(무뇨) with azotemia

[ Pathogenesis ]

• Filtration failure : 여과율(GFR)이 감소한다.
• Back-leak : 세관이 손상되어 부산물, 죽은 세포 등이 쌓이면 → 올라가서 간질 등에도 영향 줄 수 있다.
• Intraluminal obstruction : 내강 어딘가가 막힐 수 있다. (세뇨관 흐름 막힘)
• Vasoconstriction : 혈관 수축으로 인해 perfusion 감소
• 일찍 파악하고 보충하는 것이 회복의 중요한 요소이다 !! (만성화로 이어지면 비가역적으로 ‘진행’되어서, 계속 나빠진다.)

2) Chronic Renal Failure (CRF)

• 비가역적, 진행성 nephron lossd
• Endpoints : glomemrulonephritis, chronic TIN, glomerular amyloidosis → 이런 게 보이면 조금 늦은 단계.
• 임상 증상 : 다뇨, 체중소실, 빈혈(← EPO 감소), 구토, 구취
• 생화학적으로는
  • azotemia
  • hyperphosphatemia (→ calcium phosphate를 형성, 계속 누적되어 soft tissue mineralization)
  • metabolic acidosis (재흡수와 배출 문제로 대사성 산증)

3) Systemic Effects of Uremia

End-stage kidney와 연관되어 uremia가 나타났을 때, 여러 가지 전신성 문제가 나타난다.

• 소화기계 : ulcerative stomatitis, vomiting, diarrhea
• 심혈관계 : fibrinous pericarditis, pulmonary edemia
• 근골격계 : renal osteodystrophy
• 혈액학적 : non-regenerative anemia, platelet dysfunction

Nonrenal Lesions of Uremia

• Pulmonary edema (Increased vascular permeability)
• Fibrinous pericarditis (Increased vascular permeability)
• Ulcerative and hemorrhagic gastritis (Ammonia secretion & vascular necrosis)
• Ulcerative and necrotic stomatitis (Ammonia secretion in saliva & vascular necrosis)
• Atrial and aortic thrombosis (Endothelial & subendothelial damage)
• Hypoplastic anemia (↑ erythrocyte fragility & ↓ erythropoietin production)
• Soft-tissue mineralization (Altered Ca–P metabolism; stomach, lungs, pleura, kidneys)
• Fibrous osteodystrophy (Altered Ca–P metabolism)
• Parathyroid hyperplasia (Altered Ca–P metabolism)

비신성 요독증 병변 기전
혈관 투과성 증가
Pulmonary edema, Fibrinous pericarditis (독성 물질이 혈관내피세포 손상, 내피세포끼리 연결되게 하는 물질들도 독소에 의해 끊어짐 → 혈관투과성 증가)
암모니아 분비 + 혈관 괴사
Ulcerative and hemorrhagic gastritis, Ulcerative and necrotic stomatitis (ammonia 같은 독성 대사물질이 혈관내피세포과 위점막 세포를 손상시켜 위궤양, 위염, 출혈 등을 유발) + 아주 심한 구취도 요독증 의심 소견
적혈구 문제
Hypoplastic anemia (비재생성 빈혈) (요독증의 toxin이 RBC들을 파괴하고 lifespan을 줄임 + EPO(erythropoietin) 분비가 감소)
혈관 손상
Thrombosis
Ca-P 대사 이상
- Soft-tissue mineralization (← calcium-phosphate를 계속 형성해서 위, 폐, 장막 등에 침착) - Fibrous osteodystrophy (뼈는 계속 칼슘을 잃어버림 → 결합조직이 엄청 발달, osteoblast도 계속 작동하지만 미성숙한 골조직 형성) - Parathyroid hyperplasia (유리 칼슘 농도는 계속 줄어들기 때문에, 부갑상선에서 혈중 칼슘 농도를 맞추기 위해 열심히 일을 함)

표는 다 알아야 함! 만성 신부전 환자에서 나타날 수 있는 증상. Kidney의 정상 기능에 기반하여 안 보고도 작성할 줄 알아야.

^{환자에서 나타나는 Uremia 관련 전신 증상들.}

4) End-Stage Kidney

[ 형태학적 소견 ]

• 창백하고 위축되고 섬유화. (pale, shrunken, fibrotic; 다 fibrosis 특징)
• 신장 전반적으로 사구체 경화, 간질 섬유화, 세뇨관 위축 (widespread glomerulosclerosis, interstitial fibrosis, tubular atrophy)
  • 사구체는 대부분 콜라겐 성분으로 대체되어 있다.
• arterial thickening, periglomerular fibrosis
• corticomedullary distinction의 소실

[ Pathogenesis ]

• 처음 원인과 상관없이, 아래 과정으로 진행된다.
  • Proteinuria → tubular damage
    (단백뇨 = ① 사구체가 망가졌다 + ② 세뇨관을 망가뜨릴 수 있다 ⇒ 주변 간질 염증 유발, ..)
  • Interstitial inflammation → fibrosis
  • Ischemia from vascular compromise
• Progressive하고 irreversible하다.

[ Outcomes and Prognosis ]

• 보통 Uremia에 동반되는 전신 증상들로 죽거나 안락사 ㅠ.ㅠ
• 투석(dialysis), 신장이식(renal transplantation)의 방법이 있지만 아직 현실적으로 어렵고, 많지 않다.
• 대부분 supportive care, 천천히 나빠지게 하는 management가 최선.

6. Lower Urinary Tract Disorders

Key Concepts

• Cystitis (방광염) :
  • Acute / chronic (모든 염증은 급성과 만성)
  • hemorrhagic or not
  • emphysematous forms (종양처럼 보일 수 있는 특징적인 형태)
• Common pathogens : 세균성 감염 중요 (E. coli, Corynebacterium renale, Proteus)
• Urolithiasis (요로 결석; 방광결석, 요관결석 등) : 통증이 엄청 크다.. 해부학적 위치상 통증 부위가 등쪽이 된다.
  • Postrenal azotemia의 주요 원인.
• Pyelonephritis (신우신염) : 신우 - 가장 digital 부위. 주로 하부 비뇨기계에 생긴 염증이 상행성으로 파급돼서 생긴다.

Anatomy & Defense

• 하부 비뇨기는 신장 이후, 요관(ureters), 방광(urinary bladder), 요도(urethra) 를 포함한다.
• 하부 비뇨기계는 항상 sterile한 무균 상태를 유지하고 있다.
  • 요검사에서 세균 검출 = 비정상적 상황
• Disruption(요의 정체) → 감염, 염증을 촉발하는 중요한 요소가 된다.
  • Obstruction은 단순 정체가 아니라 2차적인 염증, 감염을 일으킬 수 있는 위험한 상황!
• FLUTD (Feline Lower Urinary Tract Disease) - 유명하고 중요한 질환.

1) Cystitis

방광염 - 방광 질환 중 가장 흔한 형태이다.

[ Etiology ]

• 세균 감염이 대부분이고, 덜 흔하지만 바이러스 감염도 있을 수 있다.
  • Bacterial (E. coli, Proteus, Corynebacterium renalis)
  • Viral (adenovirus)
• 혹은 trauma(외상성), uroliths(요로 결석) 등
  • 요로 결석에 의해 요도가 막히면 → 감염에 취약한 상태가 된다.

[ Types ]

• 특히 세균 감염에 의해: Acute suppurative cystitis
• 만성으로 진행될 경우: Chronic cystitis with lymphoplasmacytic infiltration
• 특정 원인에 의해: Hemorrhagic cystitis
• 일부 세균의 경우: Emphysematous cystitis (gas-producing bacteria)
  • 방광 내에서 증식하면서 가스를 만든다 → 방광 점막이 종양처럼 울퉁불퉁해진다.육안적으로 TCC와 가장 헷갈린다. TCC는 방광삼각에서 가장 호발하고, 진행되면 방광 전체에서 발생할 수 있는데 울퉁불툭한 돌출성 병변이 비슷해서 감별이 꼭 필요하다.

[ Pathogenesis]

• 외부로부터 유입된 세균이 urethra(요도)에 문제를 일으키고, 거기서 상행성으로 진행되는 경우가 많다. (정상적으로 오줌은 무균 상태를 유지하고 있기 때문에 proximal 쪽에서 문제가 되는 일은 흔하지 않다)
• 촉발 요인으로는
  • Obstruction (요로 결석에 의한 폐색)
  • Catheterization (무균이 깨진 카테터 삽입; iatrogenic 또는 삽입 과정에서 점막 손상)
  • Glucosuria (diabetes) (요 중 당의 농도가 높아지면 세균이 증식하기 쉬움)
  • Immunosuppression (잘 억눌려 있던 세균이 증식)
• 방광염은 매우 큰 고통을 유발하고, hematuria(혈뇨), stranguria(배뇨통) 등이 생길 수 있다.
• 만성화될 경우 점막 상피세포의 과증식이 관찰된다. ⇒ Brunn’s nest (사람에서는 TCC의 전암 병변으로 알려져 있다)

2) Urolithiasis (Urinary stone)

• 원래대로라면 이온 상태, 배출되는 상태이지만 특정 원인에 의해 돌(결석)이 될 수 있다.
  • Diet - high phosphate or magnesium (인산, 마그네슘을 너무 많이 섭취)
  • Dehydration (소변 내 fluid 함량이 매우 떨어져 농축됨)
  • Urinay pH (요의 pH가 바뀌었을 때)
  • Infections altering solubility (감염성 원인)
• 형태와 구성에 따라 struvite, calcium oxalate, urate 등이 있다.

• 어떻게 없앨 것인가? 작은 요도는 작은 결석으로도 폐색될 수 있다. → 외부 생식기에서 진입해서 수압으로 밀어낸다. → 역으로 밀어올려서 방광 중에 떠돌아다니게 한다(방광은 작은 한두 개의 결석으로 막히지 않으므로).

• 결과

  • Irritation, ulceration, obstruction (거친 결석의 경우 비뇨기 점막을 긁어 손상을 주거나 궤양이 생길 수 있다.)
  • Hydroureter, hydronephrosis (요관 폐색 부위의 proximal 쪽은 부풀어오르고, 뇨가 계속 고이면서 신우 부위까지 머문다. 신우에 수분이 축적되면서 나머지 피질/수질을 압박해서 실질이 얇게 줄어든다. 신우의 텅 빈 부분이 수분이 차 있는 형태가 된다.)
  • Predisposition to bacterial cystitis and pyelonephritis (감염에 의해서 생길 수도 있지만, 요로결석은 그 자체로 세균성 방광염의 촉발 요인이 되고, 심해지면 상행성으로 신우신염도 유발할 수 있다.)
  • 지속되면 postrenal azotemia, 심하면 사망도 할 수 있는 질병이 된다.

3) Pyelonephritis

7. Urinary Tract Neoplasia

Key Concepts

• 압도적으로 TCC(Transitional cell carcinoma)가 많이 생긴다.
  • 거의 대부분 악성이다.
  • 요검사를 통해, 특정 유전자의 mutation이 높은지 확인하면 정확한 진단 가능
• TCC와 감별이 필요한 다른 종양 : squamous cell carcioma, adenocarcinoma, nephroblastoma
  • adenocarcinoma : 하부 비뇨기계에 adeno- 세포는 없지만, renal cell에서 유래한 종양이 하부 비뇨기계로 확장될 수 있다.
• 비뇨기계 종양 : 개 > 고양이 > 반추류 순으로 발생이 높다
• Paraneoplastic syndromes가 있다, metastasis 가능성이 높다.
  • TCC는 진행도 빠르고 전이 가능성도 높고 악성도도 높다. 방광 조직에선 얼마 안 보이던 종양 세포들이 피부로 다 전이되어 있기도 했음.

• Kidney : Renal tubular epithelium, transitional epithelium (renal pelvis)
  • Renal adenoma : 샘을 형성하는 상피세포들이 형성
  • Renal cell carcinoma (RCC)
• Ureter, Urinary bladder, Urethra : Transitional epithelium
  • Transitional cell carcinoma
  • Squamous cell carcinoma (metaplasia)
• 임상 증상 : 뇨의 흐름을 막는다 → 혈뇨, obstruction에 따른 2차적 감염

(사진: Renal adenoma vs. Renal cell carcinoma 앞2:뒤2, 앞1:뒤2 화살표 : 침습이 일어남, invasion / 고배율로 봐도 악성도가 높음 둘을 구분하는 건 침습 유무가 중요)

1️⃣ Transitional Cell Carcinoma (TCC)

• TCC(=urothelial cell carcinoma)는 방광삼각(the bladder trigone) 에서 잘 생긴다.
• 침습과 전이가 매우 흔하다 (국소 림프절, 폐까지)
• 점막이 비후되고, 불규칙하다. 2차적으로 점막의 궤양도 관찰될 수 있다.

(TCC사진)

2️⃣ Others Neoplasmas of the Urinary Tract

• 상피세포 종양

  • Squamous cell carcinoma : 저항성 있는 세포로 변하고자 하는 metaplasia → 이게 종양화되어 squamous cell carcinoma (비뇨기에 squamous cell 없지만, metaplasia 때문에 생길 수 있다)
  • Adenocarcinoma : 신장 tubule에서 전이되어 옴
  • Nephroblastoma (어린 개, 돼지)

• 중배엽 유래 종양

  • Leiomyoma/Leiomyosaracoma (평활근 유래)
  • Rhabdomyoma/Rhabdomyosarcoma (횡문근 유래)

• (바깥쪽으로 불규칙하면, 벽을 형성하는 근육 쪽 종양이겠구나)

3️⃣ Lymphoma

방광에서 원발 lymphoma는 매우 드물다. 신장에 생긴 lymphoma는 전이되었을 가능성이 크다.

• 길을 막아서 renomegaly,
• 정상 네프론을 대체하고 있으므로 renal failure,
• paraneoplastic hypercalcemia (PTH-rH 분비하는 종양 중 하나가 lymphoma)

(전이패턴) 쌀알처럼 있는 하얀색 결절들, 양측성 패턴. ⇒ 전이된 종양일 가능성이 높다는 것을 암시.

Tumor-like lesions

• Eosinophilic polypoid cystitis : 볼록볼록한 형태, 염증에 의해서도 돌출된 형태일 수 있다.
• Cystitis glandularis
  • Brunn’s nest : 점막조직에 원래 상피세포가 없는데, 비슷한 구조를 만든다 →단순 과증식인데, 종양의 침습과 헷갈리는 가장 유명한 병변 중 하나. 상피세포가 밑으로 파고들듯이 증식해서 생긴다(invaginations)
    • ⇒ 장기적으로 방광암이 생길 가능성이 높아진다- 사람에선 그런데, 동물에서는 연구 결과 부족
• 만성 방광염일 때 상피세포가 마치 종양이랑 비슷해 보일 수 있다~

Species-Specific Patterns

• 개 : 압도적으로 TCC
• 고양이 : TCC > lymphoma도 종종
• 소 : TCC
• 돼지 : nephroblastoma

(260522 병리 55분 이후 다시)