The urinary system, also known as the urinary tract or renal system, consists of the kidneys, ureters, bladder, and the urethra. The purpose of the urinary system is to eliminate waste from the body, regulate blood volume and blood pressure, control levels of electrolytes and metabolites, and regulate blood pH. The urinary tract is the body's drainage system for the eventual removal of urine. The kidneys have an extensive blood supply via the renal arteries which leave the kidneys via the renal vein. Each kidney consists of functional units called nephrons. Following filtration of blood and further processing, wastes (in the form of urine) exit the kidney via the ureters, tubes made of smooth muscle fibres that propel urine towards the urinary bladder, where it is stored and subsequently expelled from the body by urination (voiding). The female and male urinary system are very similar, differing only in the length of the urethra.

Urine is formed in the kidneys through a filtration of blood. The urine is then passed through the ureters to the bladder, where it is stored. During urination, the urine is passed from the bladder through the urethra to the outside of the body.

8002,000 milliliters (mL) of urine are normally produced every day in a healthy human. This amount varies according to fluid intake and kidney function.

Structure

The urinary system refers to the structures that produce and transport urine to the point of excretion. In the human urinary system there are two kidneys that are located between the dorsal body wall and parietal peritoneum on both the left and right sides. 

The formation of urine begins within the functional unit of the kidney, the nephrons. Urine then flows through the nephrons, through a system of converging tubules called collecting ducts. These collecting ducts then join together to form the minor calyces, followed by the major calyces that ultimately join the renal pelvis. From here, urine continues its flow from the renal pelvis into the ureter, transporting urine into the urinary bladder. The anatomy of the human urinary system differs between males and females at the level of the urinary bladder. In males, the urethra begins at the internal urethral orifice in the trigone of the bladder, continues through the external urethral orifice, and then becomes the prostatic, membranous, bulbar, and penile urethra. Urine exits through the external urethral meatus. The female urethra is much shorter, beginning at the bladder neck and terminating in the vaginal vestibule.

Development

Microanatomy

Under microscopy, the urinary system is covered in a unique lining called urothelium, a type of transitional epithelium. Unlike the epithelial lining of most organs, transitional epithelium can flatten and distend. Urothelium covers most of the urinary system, including the renal pelvis, ureters, and bladder.

Function
The main functions of the urinary system and its components are to:
 Regulate blood volume and composition (e.g. sodium, potassium and calcium) 
 Regulate blood pressure.
 Regulate pH homeostasis of the blood. 
 Contributes to the production of red blood cells by the kidney.
 Helps synthesize calcitriol (the active form of Vitamin D). 
 Stores waste products (mainly urea and uric acid) before it and other products are removed from the body.

Urine formation

Average urine production in adult humans is about 12 litres (L) per day, depending on state of hydration, activity level, environmental factors, weight, and the individual's health. Producing too much or too little urine requires medical attention. Polyuria is a condition of excessive urine production (> 2.5 L/day). Conditions involving low output of urine are oliguria (< 400 mL/day) and anuria (< 100 mL/day).

The first step in urine formation is the filtration of blood in the kidneys. In a healthy human the kidney receives between 12 and 30% of cardiac output, but it averages about 20% or about 1.25 L/min.

The basic structural and functional unit of the kidney is the nephron. Its chief function is to regulate the concentration of water and soluble substances like sodium by filtering the blood, reabsorbing what is needed and excreting the rest as urine.

In the first part of the nephron, Bowman's capsule filters blood from the circulatory system into the tubules. Hydrostatic and osmotic pressure gradients facilitate filtration across a semipermeable membrane. The filtrate includes water, small molecules, and ions that easily pass through the filtration membrane. However larger molecules such as proteins and blood cells are prevented from passing through the filtration membrane. The amount of filtrate produced every minute is called the glomerular filtration rate or GFR and amounts to 180 litres per day. About 99% of this filtrate is reabsorbed as it passes through the nephron and the remaining 1% becomes urine.

The urinary system is regulated by the endocrine system by hormones such as antidiuretic hormone, aldosterone, and parathyroid hormone.

Regulation of concentration and volume

The urinary system is under influence of the circulatory system, nervous system, and endocrine system.

Aldosterone plays a central role in regulating blood pressure through its effects on the kidney. It acts on the distal tubules and collecting ducts of the nephron and increases reabsorption of sodium from the glomerular filtrate. Reabsorption of sodium results in retention of water, which increases blood pressure and blood volume. Antidiuretic hormone (ADH), is a neurohypophysial hormone found in most mammals. Its two primary functions are to retain water in the body and vasoconstriction. Vasopressin regulates the body's retention of water by increasing water reabsorption in the collecting ducts of the kidney nephron. Vasopressin increases water permeability of the kidney's collecting duct and distal convoluted tubule by inducing translocation of aquaporin-CD water channels in the kidney nephron collecting duct plasma membrane.

Urination

Urination, also sometimes referred to as micturition, is the ejection of urine from the urinary bladder through the urethra to the outside of the body. In healthy humans (and many other animals), the process of urination is under voluntary control. In infants, some elderly individuals, and those with neurological injury, urination may occur as an involuntary reflex. Physiologically, micturition involves coordination between the central, autonomic, and somatic nervous systems. Brain centers that regulate urination include the pontine micturition center, periaqueductal gray, and the cerebral cortex. In placental mammals the male ejects urine through the penis, and the female through the vulva.

Clinical significance
 

Urologic disease can involve congenital or acquired dysfunction of the urinary system. As an example, urinary tract obstruction is a urologic disease that can cause urinary retention.

Diseases of the kidney tissue are normally treated by nephrologists, while diseases of the urinary tract are treated by urologists. Gynecologists may also treat female urinary incontinence.

Diseases of other bodily systems also have a direct effect on urogenital function.  For instance, it has been shown that protein released by the kidneys in diabetes mellitus sensitizes the kidney to the damaging effects of hypertension.

Diabetes also can have a direct effect in urination due to peripheral neuropathies, which occur in some individuals with poorly controlled blood sugar levels.

Urinary incontinence can result from a weakening of the pelvic floor muscles caused by factors such as pregnancy, childbirth, aging, and being overweight. Findings recent systematic reviews demonstrate that behavioral therapy generally results in improved urinary incontinence outcomes, especially for stress and urge UI, than medications alone. Pelvic floor exercises known as Kegel exercises can help in this condition by strengthening the pelvic floor. There can also be underlying medical reasons for urinary incontinence which are often treatable. In children, the condition is called enuresis.

Some cancers also target the urinary system, including bladder cancer, kidney cancer, ureteral cancer, and urethral cancer. Due to the role and location of these organs, treatment is often complicated.

History
Kidney stones have been identified and recorded about as long as written historical records exist. The urinary tract including the ureters, as well as their function to drain urine from the kidneys, has been described by Galen in the second century AD.

The first to examine the ureter through an internal approach, called ureteroscopy, rather than surgery was Hampton Young in 1929. This was improved on by VF Marshall who is the first published use of a flexible endoscope based on fiber optics, which occurred in 1964. The insertion of a drainage tube into the renal pelvis, bypassing the ureters and urinary tract, called nephrostomy, was first described in 1941. Such an approach differed greatly from the open surgical approaches within the urinary system employed during the preceding two millennia.

See also 
Excretory system
Major systems of the human body

References

External links
비뇨계(泌尿系統, )은 동물의 체내 대사 활동의 결과물로 생성된 각종 노폐물을 뇨를 통해 체외로 배설하는 작용을 담당하는 기관이다. 주요 기능은 노폐물의 배설, 수분 조절 및 항상성 유지이다.

비뇨기관의 구조

콩팥(신장) 
콩팥은 후복벽에 밀착해 있는 기관으로, 길이는 10cm, 너비는 5cm, 두께는 3cm 정도이고, 무게는 100g이다. 안쪽 테두리 중앙에 움푹 팬 곳이 있는데, 이곳으로 혈관이 드나들고 요관이 나가기 때문에 이 부분을 신문(腎門)이라 한다. 콩팥의 상부 안쪽에는 삼각형 비슷한 편평한 장기가 덮여 있는데, 이를 신상체 또는 부신(副腎)이라 한다. 이것은 내분기관이며, 비뇨계 장기는 아니다. 그러나 거기에서 분비되는 호르몬이 있는 것(알드스테론)은 신장의 기능 조절에 직접 관계하고 있다. 이들 장기는 복강 속에서 복막강 바깥(등쪽)에 있으며, 두꺼운 지방 조직 속에 들어 있다. 포유류의 콩팥은 진화 과정에서 전신(前腎)·중신(中腎)·후신(後腎)의 3단계를 거치고 있다. 인간도 태아기에 먼저 전신이 나타나지만 이내 소실되고, 중신도 나타나자마자 퇴화해 버린다. 그러나 마지막의 후신은 발달하여 신장이 된다. 퇴화된 중신의 일부는 생식기 근처에 남아 있는 경우가 있다.

콩팥의 내부 구조 
콩팥은 약 100만 개의 네프론(신단위)이 밀집해 있는 것으로, 여기에 분포하는 혈관과 함께 결합 조직의 피막으로 둘러싸여 있다. 네프론은 그 한쪽 끝에 신소체라는 구상(球狀)의 구조가 있으며, 거기에서 가늘고 긴 관(요세관)이 구불구불 뻗어 있다. 관의 말단은 다른 네프론 관과 합류하여 약간 굵은 관(집합관)이 되고, 그 말단은 신우로 열려 있다.

신소체 
신소체(腎小體)는 지름이 0.15-0.25mm인 구체(球體)이다. 내부에는 세동맥(細動脈)에서 분기한 모세혈관이 실패 모양으로 들어 있으며(사구체), 이것이 이중 막으로 둘러싸여 있다(사구체낭 또는 보먼낭). 사구체의 모세혈관은 그물 모양의 덩어리로 되어 있으며, 관벽 곳곳에는 작은 구멍이 나 있어 그곳을 족(足)세포 돌기가 막고 있다. 보먼낭(囊)은 맹관(盲管)의 말단부에 홈이 패여 발생한 것으로, 안팎의 두 겹의 막으로 되어 있다. 처음에는 단층 입방 상피인데 신소체의 성숙과 함께 바깥쪽 막은 단층 편평 상피가 되어 혈관이 드나드는 곳에서 구부러져 안쪽 막으로 이어진다. 안쪽 막의 상피는 극단적으로 분화·변형되어 사구체의 모세혈관에 붙어 있다. 다시 말해서 개개의 세포는 세포질의 변연부에서 많은 지상(指狀) 돌기(발)가 나와 그 끝이 모세혈관 구멍에 뚜껑을 덮듯이 부착한다. 이 세포는 많은 발을 갖고 있는 데서 족세포라고 한다. 혈액 속의 체액 성분은 그 함유 물질과 함께 사구체 모세혈관에서 여과에 의해 보먼낭의 두 겹의 막 사이로 스며나온다. 그때 족세포가 어떤 역할을 하는지는 밝혀지지 않았다. 보먼낭 바깥쪽의 막은 혈관이 드나드는 부분과 반대 지점에서 요세관에 이어져 있기 때문에 스며나온 액체는 요세관으로 흘러들어간다.

요관 
콩팥이 배출한 오줌을 방광까지 운반하는 관을 요관(尿管)이라 한다. 요관은 신문 내부에서 시작되는데, 그곳은 상당히 넓은 방처럼 되어 있어 신반(腎盤)또는 신우(腎盂)라 한다. 요관은 전체 길이가 약 30cm로, 신문을 나와 후복벽을 하행하여 방광 아래쪽(방광저)에 도달한다. 요관도 소화관 등과 마찬가지로 가장 안쪽층에 점막, 이어서 근육층, 가장 바깥층에 결합 조직으로 된 막이 있다. 점막은 이행 상피라고 하며, 요관과 방광에서만 볼 수 있으며, 특수한 세포 구조를 갖고 있다. 이 점막에는 소화관과 달리 세로 주름이 발달해 있다. 근육층은 소화관과 반대로 내종층과 외륜층으로 되어 있으며, 일부는 외륜층 바깥에 외종층을 볼 수 있는 곳도 있다. 오줌은 이들 근육의 적극적인 작용에 의해 방광으로 보내진다.

방광 
방광(放曠)은 골반강의 앞쪽에 있으며, 오줌을 담아두는 주머니 모양의 기관이다. 앞쪽의 가운뎃부분 상단에는 태아기의 요막관(尿膜管)이 퇴화한 것이 붙어 있다. 주위의 결합 조직 속에는 신경망과 정맥망이 잘 발달해 있고, 좌우에서 방광을 떠받치듯이 분포하고 있다. 방광저에는 좌우에서 두 개의 요관이 들어오며, 중앙에서 하나의 요도(尿道)가 나간다. 방광저를 내부에서 보면 요관과 요도의 개구부가 삼각형 위치 관계로 벌어져 있기 때문에 이를 방광 삼각이라 한다. 방광벽도 점막·근육층·외막의 3층으로 되어 있다. 점막은 요관과 마찬가지로 이행 상피이며, 끊임없이 확장과 수축을 반복하는 구조를 갖고 있다. 근육층은 외종층과 외륜층 외에 가장 안쪽에 엷은 종근층이 있다. 내륜층은 방광저의 요도가 나가는 부분이 특히 두꺼우며 잘 발달해 있어서 이를 방광 괄약근이라 한다. 요관은 방광벽을 비스듬히 관통하고 있으며, 판은 없으나 방광이 확장되면 자연히 닫혀 오줌이 역류하지 않도록 한다.

요도 
요도(尿道)는 남성과 여성이 현저하게 다른 경로를 갖고 있다. 여성의 경우는 전체 길이가 3-4cm로, 질(膣) 안쪽 벽을 따라 직진하여 질 전정으로 열린다. 개구부(외요도구) 주위에 가로무늬근성의 외요도 괄약근이 있다. 남성은 방광을 나오자마자 전립선 속으로 들어가 그 중앙을 관통하여 아래쪽 끝에 닿으면 약 45(전방으로 구부러져 음경의 요도 해면체에 들어가 음경의 아래쪽을 따라 나아가 귀두(龜頭) 끝으로 열린다. 그래서 전체 길이가 15-18cm나 되는데, 음경에 이르기 직전까지는 약 3cm로, 여성의 요도와 거의 같은 길이이다. 음경 내부의 요도는 원래는 생식 물질(정액)을 내보내는 관인데, 이것을 비뇨기가 빌려서 오줌을 내보낸다. 남성의 외요도 괄약근은 전립선 바로 밑의 요도 주변에 있다. 요도의 점막은 이행 상피가 아니다. 또 원래의 요도가 있던 부분에는 근육층이 있는데, 음경 속의 요도에는 근육이 없다.

비뇨기계 질환 
 신부전증
 신결석
 신우염
 사구체신염
 요로감염
 요도염
 요로폐쇄
 방광염

같이 보기 

 비뇨의학과 - 비뇨기 질환을 담당
 배설계

참고 자료