오늘 외신을 보니 남아공 대학생들이 사람의 소변으로 벽돌을 만들었다는 기사를 봤다. 기사를 보면서 만드는 과정이 요로결석 발생하는 기전과 매우 비슷해서 좀 관심있게 읽어보았다.


(사진출처 : BBC news 홈페이지)



기사를 보면 사람의 소변으로 벽돌을 만들때 3가지 과정을 이용한다고 한다. (참고문헌 1)



1. 우선 사람의 소변을 석회(lime, calcium hydroxide, Ca(OH)2)로 채워져있는 플라스틱 통에 모으면, 소변과 석회 화합물이 인산칼슘(calcium phosphate)로 만들어져서 해로운 세균을 죽이고, 비료로 이용될수도 있다고 한다.


2. 위의 인산칼슘(비료)을 제거한 액체부분을 소변의 요소(urea)를 분해할수 있는 세균(bacteria)와 모래(sand)를 섞으면, 세균이 소변을 분해해서 탄산칼슘(calcium carbonate, CaCO3) 을 만든다.


3. 이 탄산칼슘이 같이 들어간 모래(sand)와 함께 벽돌모양형태로 약 2-6일정도 놔두면 우리가 흔히 볼수 있는 모양의 벽돌이 만들어진다고 한다. 


(출처 : https://www.thesouthafrican.com/uct-brick-urine-how-does-it-work/)



위에서 말한 그 기전이 비뇨의학과(비뇨기과)에서 요로결석이 생기는 기전중 하나를 그대로 따라 한 경우이다. 


사람에게 발생하는 요로결석의 성분은 다양하게 있는데, 그중 요로결석의 크기가 상당히 큰 경우가 사슴뿔결석(staghorn stone)이라고 하는데 이것의 원인이 사람의 소변으로 벽돌을 만드는 세균때문에 발생한다.



보통 요소분해균(urea-splitting organism)이 소변에 있으면 소변의 요소를


(NH2)2CO + H2O -> 2NH3 + CO2


로 바꾸면서 다음반응이 일어난다.


NH3 + H2O -> NH4 + OH- 


바로 위 반응으로 인해서 OH- (수산화기) 때문에 소변이 알칼리성으로 변하게 된다. 



바로 위의 반응이 아래 그림과 같은 과정을 수없이 거치면서 요로결석이 생긴다.


(출처 : Cambell's Urology)



위와 같은 감염으로 생기는 요로결석은 아래 사진처럼 돌크기가 엄청 커져서 발견되는 경우가 많다. 


(출처 : medigate.com & stonedisease.org)




보통 이런 감염결석(infection stone)을 일으키는 가장 많은 원인균으로는 proteus mirabilis 이긴 하지만 그외에도 수많은 균들이 요소를 분해할수 있는 균들로 알려져 있다.



앞서서 사람의 소변으로 벽돌을 만든 과학자들은 그럼 어떤 균으로 만들었을까?

인간에게 생기는 proteus mirabilis 를 가지고 만들었을까? 




참고문헌 :

1. https://www.livescience.com/63928-bio-brick-pee-south-africa.html

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