(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).
  • 대표적인 내분비 기능은 renin-angiotensin-aldosterone이 있따.
  • 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

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

Acute Tubular Injury (ATI)

• Acute renal failure (ARF) 의 흔한 이유 : 어떤 원인으로 급성으로 손상되는 현상이 발생 (*‘failure’라는 표현은 70%? 이상 손상되어야 쓴다는 점)
• 세뇨관을 형성하는 상피세포(tubular epithelial cells)들은 대사적으로 활성화되어(highly metabolically active) 있어 취약하다.
  • → 독성 물질의 대사체가 빨리 만들어지고, 그에 의한 손상이나 괴사도 빠르게 진행.
• (1차적 원인이 제거되고) Basement membrane이 손상되지 않았으면 재생이 가능하다.

Ischemic Tubular Injury

• Hypotension, shock, severe dehydration에 의해
• Patch(규칙 없이 다발성) necrosis, 근위세뇨관, 체액량이 줄었을 때 손상이 일어날 수 있다. 세뇨관임을 알 수 있는 구조 안에 (ARROW) 핵이 거의 사라져 있다. 응고괴사가 일어남. (ARROWHEADS)

세뇨관 손상 → cell debris들이 거슬러 올라가서(back-leak) 사구체의 기능을 방해할 수 있다.

사구체는 비교적 멀쩡한 편 : 사구체 원인과 세뇨관 원인은 비교적 병변이 독립적으로 나타난다. 개별적으로 진행되다가 합쳐진다. 현재는 세뇨관 쪽에만 병변이 있음.

Toxic Tubular Injury

• Nephrotoxins
• 독성 물질에 의한 necrosis면 diffuse pattern

Regeneration and Recovery

장기특이적인 줄기세포가 존재하는지,

Tubulointerstitial Nephritis

• 축종별 원인체는 꼭 외워두자!
• 처음에는 세뇨관에 문제가 생기고, 괴사되고, 염증세포가 동원되고 (DAMPs 때문에), 세뇨관 주변의 사이사이 모세혈관에 염증세포가 침윤 → 간질에 염증
• 그래서 tubulo + interstital이 세트
• Acute TIN → 부종, 호중구, 괴사가 나타남
• Chronic TIN → fibrosis, 단핵구 계통 침윤(lymphocytes 등), 재생이 안되고 위축됨(tubular atrophy)

Leptospiral Nephritis

• 출혈 부위 존재 (진한 호산성)
• 핵이 듬성듬성 존재 (세뇨관 손상 확인)
• 혈관 손상,세뇨관 손상 but 염증세포가 도달하기 전일 수 있다 염증세포가 관찰되지 않을 수 있다!
• 전신감염에 의한 or 신장 단독 감염에 의한 leptospirosis?
  • 황달이 관찰되면 전신감염 의심

Viral Nephritis

• 빨간 부분 : 출혈소

Chronic Interstitial Nephritis

• interstitial fibrosis
• mononuclear cell infiltrates : 간질에 단핵구 계열(lymphocytes, plasma cell, macrophages↓ 등)이 많이 침윤한다. ⇒ 사구체 위축
• primary lesion일 수도 있고, 사구체나 세뇨관손상에 따라 오기도 함 (더흔함)

Tubular and Interstitial Lesions in End-Stage Kidney Disease

• 만성적으로 진행되면
  • 육안적으로 일단 장기가위축되고, 광범위한 섬유화 때문에 표면이 울퉁불퉁
  • (간이 작아지는 건 PSS거나, 후천적인 end-stage liver 혹은 cirrhosis) ⇒ 신장에서도 동일. 울퉁불퉁해지면서 크기는 작아짐.

4. Vascular and Metabolic Diseases

Key Concepts

• 허혈에 대한 renal infarcts,
• 칼슘 농도가 높아졌을때 - hypercalcemia-induced mineralization
• Fibrous osteodystrophy ← renal secondary hyperparathyroidism

Renal infarction & Hemorrhage

• 가장 말단부 혈관(end-arteries)이 막히기 때문에 발생
  • 다른 곳은 여러 개의 혈관에서 공급받는데, end-arteries는 딱 그 부분에만 공급
  • 원인: thromboembolism (작은 혈관이 쉽게 막힘 → 부분적인 허혈), vasculitis, septicemia
  • 처음에 혈관 obstruction → 출혈(wedge-shaped), 처음에는 부풀어보임 → 섬유화로 대체되면서 수축

Hypercalcemia-Induced Nephropathy

• hypercalceima로 신장 문제가 발생할 수도 있지만, 신장 문제로 hypercalcemia가 유발될 수도 있다.
• 원인:
  • Primary hyperparathyroidism → 뼈의 재흡수가 늘어나 칼슘 농도 증가
  • Paraneoplastic syndrome → hyperparathyroidism 같은 효과
    • PTHrP-producing tumors : lymphoma, apocrine gland adenocarcinoma of the anal sac)
  • Vitamin D toxicosis
  • Chronic Renal failure (만성 신부전 → phosphate의 배출 감소(혈중 농도 증가) → 칼슘과 결합하려고 함 → 혈중 칼슘 농도 감소 → 부갑상샘에서 PTH 분비 → ca2+ 접합체가 더 늘어남 → 화합물이 돌아다니면서 연부조직(특히 신장; 신세뇨관, 혈관)에 침착
• 만성으로 이어지면 심한 fibrosis, renal dysfunction으로 이어짐.

어떤 소견을 나타낼 수 있는지

CKD에서 빈혈

• 조혈을 촉진하는 erythropoietin 이 분비가 안 되다 보니 빈혈이 오게 된다..
• 여러 임상증상 : 허약, 점막 창백, 무기력

5. Renal Failure and End-Stage Kidney

End-stage kidney 라는 표현은 형태학적 명명이다. Renal Failure은 육안 판단 전에 판단 가능. BUN ↑ & Creatinine ↑ ⇒ renal failure (Azotemia를 판단하는 수치)

일단 진단. 가장 중요한 지표는 BUN & Creatinine

• BUN : urea에서 만들어져 간에서 대사된 물질. 혈중 농도를 통해 신장 손상을 알 수 있다. general한 azotemia marker. 상승하면 azotemia.
• Creatinine : GFR, 사구체기능 평가(여과)에 좀 더 특이적인 마커.

BUN은 어디에 상관있든 general하게 높다. Creatinine은 사구체 기능에 따라 다르다 → 비율 확인 가능

• Prerenal : 혈액량 자체가 줄거나… 사구체 문제가 아니라면 BUN은 상승하지만, creatinine은 비교적 정상.
• Renal : BUN & Creatinine 둘 다 상승. (BUN/Creatinine = ~10-20:1)
• Postrenal :

신부전

Key Concepts

• Uremia ; Azotemia와 어떻게 다른지

• 급성 : 잠재적으로는 회복이낭
• 만성
• uremia, azootemia → 독성대사산물 ^- 임상적으로 나

Azotemia	Uremia (요독증)
혈액수치상 BUN, Creatinine이 올라가 있을 때	Clinical syndrome: 혈액의 변화를 동반한, 임상 증상이 관찰됨
회복이 가능	회복 가능성이 별로 없음
종종 증상이 없거나 mild할 수 있다.
Biochemical abnormality	Clinical condition (임상 증상이 나올 때만 쓰는)

(잘 암기하면 좋음)

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

ARF

• 원인

  • Prerenal : 혈류량 감소
  • Renal : nephrotoxins, ischemia (신장으로 들어온 혈관의 페색)
  • Postrenal : 요결석, TCC

• Hallmark : oliguria or anuria with azotemia

• Pathogeneiss

  • 여과율이 감소함
  • 세관에 뭐가 쌓임 → 올라가서 간질 등에도 영향 줄 수 있음
  • 내강 어딘가 막힐 수 있음 (세뇨관 흐름 막힘)
  • 혈관 수축으로 인해 perfusion 감소
  • 일찍 파악하고 보충하는 것이 회복의 중요한 요소

CRF

• 비가역적, 진행성 nephron lossd
• endpointsz :glomemrulonephritis, chronic TIN, amyloidosis 보이면 늦었구나
• 임상 증상 : 다뇨, 체중소실, 빈혈,
• 생화학적으로는 azotemia, hyerphosphatemia (칼슘 phosphate를 형성함), 재흡수와 배출 문제로 대사성 산증

Systemic Effects

• 소화기 :
  • ulcerative & hemorrhagic gastritis (혈관내피세포 손상시켜서
  • 아주 심한 구취 (요독증uremia를 의심할 수 있다)
• 심혈관계 :
• 내피세포끼리 연결되게 하는 물질들도 uremia 독소에 의해 끊어짐 → 혈관투과성 증가 →
• hypoplastic anemia : erythropoietin이 나오지 않음
• soft-tissue mineralization
• 뼈는 계속 칼슘을 잃어버림 → 결합조직이 엄청 발달, osteoblast도 계속 작동,but 미성숙한 골조직 형성

	혈관 투과성의 증가 → Pulmonary edema, Fibrinous pericarditis
	Ulcerative and hemorrhagic gastritis 심한 구취, 위궤양, 위염 등을 유발. 혈관 손상이 ㅇ
	Hypoplastic anemia (비재생성 빈혈) : 요독증의 toxin이 RBC들을 파괴하고, erythropoietin 분비가 감소 → 비재생성
	- Soft-tissue mineralization ← calcium-phosphate를 형성해서 위, 폐, 장막 등에 침착 - Fibrous osteodystrophy ← 결합조직이 빠르게 채우기 시작하고, 골조직을 만들지만 칼슘이 없어서 미성숙 - Parathyroid hyperplasia ← free Ca2+ 줄어들어서 뼈에서 계속 칼슘 재흡수 ← 계속

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

End-stage kidney : 투석, 신장이식 but 현실적으로 어렵다 천천히 나빠지게 하는 management가 지금 할 수 ㅣㅁ=

6. Lower Urinary Tract Disorders

7. Urinary Tract Neoplasia

Key Concepts

• 압도적으로 TCC가 많이 생긴다.
  • 요검사를 통해, 특정 유전자의 mutation이 높은지 확인하면 정확한 진단 가능
• Other tumors : squamous cell carcioma, adenocarcinoma, nephroblastoma
• 개 > 고양이 > 반추류 순으로 발생이 높다
• Paraneoplastic syndromes 가 있다, metastasis 가능성이 높다, 악성도가 높은 종양

• Renal adenoma
• Renal cell carcinoma (RCC) :

정상구성세포가 종양이 되는 것이므로ㅗ

• 요의 흐름을 막고, 혈뇨가 생길 수 있고, obstruction → 2차적 감염에 취약해질 수 있다

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.

Others

• 상피세포 종양
  • Squamous cell carcinoma : 저항성 있는 세포로 변하고자 하는 metaplasia → 이게 종양화되어 squamous cell carcinoma (비뇨기에 squamous cell 없는데, metaplasia 때문)
  • Adenocarcinoma : 신장 tubule에서 전이되어 옴
  • Nephroblastoma
• 중배엽 유래 종양
  • Leiomyoma/Leiomyosaracoma (평활근 유래)
  • Rhabdomyoma/Rhabdomyosarcoma (횡문근 유래) 바깥쪽으로 불규칙하면, 벽을 형성하는 근육 쪽 종양이겠구나

Lymphoma

방광에서 원발 lymphoma는 매우 드물다.

신장에 생긴 lymphoma는 전이되었을 가능성이 크다.

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

(전이패턴) 하얀색 결절들이 중요하다

Tumor-like lesions

• Eosinophilic polypoid cystitis : 볼록볼록한 형태,
• Brunn’s nest : 점막조직에 원래 상피세포가 없는데,
  • ⇒ 장기적으로 방광암이 생길 가능성이 높아진다- 사람에선 그런데, 동물에서는 연구 결과 부족
• 상피세포가 밑으로 파고들듯이 과증식 (침습X)
• invagination
• (상피세포가 마치 종양처럼 보일 수 있다는 거~)

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