비뇨계
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1. 개요
비뇨계는 소변을 생성하고 배출하는 기관의 총칭으로, 신장, 요관, 방광, 요도로 구성된다. 신장은 혈액을 여과하여 소변을 생성하고, 요관은 신장에서 방광으로 소변을 운반하며, 방광은 소변을 저장하고, 요도는 방광에서 체외로 소변을 배출하는 역할을 한다. 비뇨기계는 혈액량 및 조성 조절, 혈압 조절, pH 항상성 조절 등 다양한 생리적 기능을 수행하며, 소변 형성, 배뇨 과정을 거친다. 비뇨기계는 중간엽에서 유래하며, 다양한 질환이 발생할 수 있다. 비뇨기계 질환의 치료는 고대부터 기록되었으며, 현대에는 내시경, 최소 침습 수술 등 다양한 기술이 발전했다.
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- 비뇨계 - 오줌
오줌은 신장에서 혈액을 여과하여 생성되는 액체 노폐물로, 체내 수용성 노폐물 배출과 삼투압 조절에 중요한 역할을 하며, 건강 상태 지표가 될 수 있는 색깔, 냄새, pH, 비중 등을 가진다. - 비뇨계 - 방광
방광은 골반저에 위치하여 소변을 저장하고 배출하는 속이 빈 근육 기관으로, 요관과 요도가 연결되어 있으며, 배뇨근으로 팽창과 수축을 하고, 뇌간의 배뇨 중추에 의해 배뇨가 조절된다. - 해부학에 관한 - 림프
림프는 림프관을 통해 순환하는 체액으로, 혈장과 유사한 성분으로 체액 균형 유지, 면역 반응, 지방 흡수 및 운반 등의 역할을 수행한다. - 해부학에 관한 - 신경
신경은 중추신경계와 말초신경계를 연결하는 신경섬유 다발 조직으로, 삼중막 구조로 둘러싸여 있고, 구심성, 원심성, 혼합 신경 등으로 분류되며, 활동전위를 통해 정보를 전달하고 손상 시 재생될 수 있지만 완전한 회복은 어려울 수 있다.
| 비뇨계 | |
|---|---|
| 개요 | |
| 계통 | 해부학적 계통 |
| 구성 | 콩팥 요관 방광 요도 |
 | |
| |
| 구조 | |
| 콩팥 | 혈액을 걸러 소변을 생성 |
| 요관 | 콩팥에서 방광으로 소변을 운반 |
| 방광 | 소변을 저장 |
| 요도 | 방광에서 몸 밖으로 소변을 배출 |
| 기능 | |
| 주요 기능 | 혈액에서 노폐물 제거 전해질 균형 유지 혈압 조절 적혈구 생성 자극 |
| 기타 기능 | 칼시트리올 합성 글루코네오제네시스 |
| 임상적 중요성 | |
| 질병 | 요로 감염 콩팥병 요로 결석 요실금 배뇨곤란 |
2. 비뇨기관의 구조
비뇨기관은 소변을 만들고, 운반하며, 저장하고, 배출하는 여러 기관으로 구성된다. 신장(콩팥)에서 생성된 소변은 네프론을 거쳐 신배(콩팥잔), 대신배(큰콩팥잔)를 지나 신우(콩팥깔때기)에 모인다. 이후 소변은 요관을 통해 방광으로 이동한다.
남성과 여성의 비뇨기계 해부학은 방광 수준에서 다르다. 남성의 요도는 방광 삼각 부위의 내요도구에서 시작하여 전립선, 막성, 망울, 음경 요도를 거쳐 음경 귀두의 요도구를 통해 배출된다. 여성의 요도는 훨씬 짧아 방광 목에서 시작하여 외음부 안뜰에서 끝난다.
복잡한 신체를 가진 동물, 특히 육상 동물은 체내외 환경을 구분하고 체외 환경의 영향과 관계없이 체내를 일정한 상태로 유지하는 항상성을 가진다. 체내외 물질 교환은 관리·제한되며, 영양 섭취나 불필요한 노폐물 배출은 물질의 자유로운 확산으로 불가능하여 전용 물질 교환 시스템, 즉 배설 기관이 사용된다. 척추동물에서는 이것을 비뇨기라 한다.
비뇨기의 역할은 혈액에서 노폐물 등 불필요한 물질을 여과·선별하여 고농도로 농축, 축적하고 적절히 체외로 배출하는 것이다. 이 통로 기관을 '''요로'''라고 부른다.
2. 1. 콩팥 (신장)
콩팥은 혈액을 여과하여 소변을 생성하는 핵심 기관으로, 좌우 한 쌍으로 존재하며 후복벽에 위치한다. 길이는 10cm, 너비는 5cm, 두께는 3cm 정도이고, 무게는 100g이다. 콩팥 안쪽 테두리 중앙의 움푹 팬 곳은 신문(腎門)이라고 하며, 이곳으로 혈관이 드나들고 요관이 나간다.콩팥은 수많은 네프론으로 구성되어 있으며, 각 네프론은 사구체, 보먼주머니, 요세관으로 이루어져 있다. 콩팥은 혈액 속 노폐물과 과다한 수분, 전해질을 걸러내어 소변을 만든다.
콩팥 상부 안쪽에는 삼각형 모양의 부신이 덮여 있다. 부신은 내분기관으로, 비뇨계는 아니지만 알도스테론 등 콩팥 기능 조절에 관여하는 호르몬을 분비한다.[3]
성인 기준 하루 소변 생성량은 약 1~2 리터 (L)이며, 여러 요인에 따라 달라진다. 소변을 너무 많이 또는 너무 적게 생성하는 것은 의학적 치료가 필요하다. 다뇨증은 소변 생성량이 과도한 상태(> 2.5 L/일)를, 핍뇨(< 400 mL/일)와 무뇨(< 100 mL/일)는 소변 배출량이 적은 상태를 말한다.
건강한 사람의 경우 콩팥은 심박출량의 12~30%를 받지만, 평균적으로 약 20% (약 1.25L/분)를 받는다.
2. 1. 1. 콩팥의 내부 구조
콩팥은 약 100만 개의 네프론(신단위)으로 구성되어 있으며, 혈관과 함께 결합 조직의 피막으로 둘러싸여 있다.[3] 네프론은 한쪽 끝에 신소체라는 구형 구조를 가지고 있고, 거기에서 가늘고 긴 관(요세관)이 구불구불하게 뻗어 있다. 이 관의 말단은 다른 네프론의 관과 합류하여 약간 굵은 관(집합관)이 되며, 그 말단은 신우로 열려 있다.[3]2. 1. 2. 신소체
신소체는 지름이 0.15mm~0.25mm인 구형(球形) 구조로, 혈액 여과의 첫 단계를 담당한다. 신소체 내부에는 세동맥(細動脈)에서 갈라져 나온 모세혈관이 실타래 모양으로 들어 있는데, 이를 사구체라고 한다. 사구체는 보먼낭이라는 이중 막으로 둘러싸여 있다.사구체의 모세혈관은 그물 모양 덩어리로, 관벽 곳곳에 작은 구멍이 나 있다. 이 구멍을 족(足)세포 돌기가 막고 있다. 보먼낭은 맹관(盲管) 말단부에 홈이 패여 발생한 것으로, 안팎 두 겹의 막으로 되어 있다. 처음에는 단층 입방 상피지만 신소체가 성숙하면서 바깥쪽 막은 단층 편평 상피가 되어 혈관이 드나드는 곳에서 구부러져 안쪽 막으로 이어진다. 안쪽 막의 상피는 극단적으로 분화, 변형되어 사구체의 모세혈관에 붙어 있다.
족세포는 세포질 변연부에서 많은 지상(指狀) 돌기(발)가 나와 그 끝이 모세혈관 구멍에 뚜껑을 덮듯이 부착한다. 이 세포는 많은 발을 갖고 있어 족세포라고 한다. 혈액 속 체액 성분은 함유 물질과 함께 사구체 모세혈관에서 여과되어 보먼낭의 두 겹 막 사이로 스며나온다. 이때 족세포의 역할은 아직 밝혀지지 않았다. 보먼낭 바깥쪽 막은 혈관이 드나드는 부분과 반대 지점에서 요세관으로 이어져 있어 스며나온 액체는 요세관으로 흘러들어간다.
2. 2. 요관
요관은 신장에서 생성된 오줌을 방광까지 운반하는 관이다. 신문 내부의 넓은 공간인 신반(신우)에서 시작하여 약 30cm 길이로 후복벽을 따라 아래로 내려가 방광 아래쪽에 이른다.[1] 요관은 점막, 근육층, 결합 조직으로 된 막의 세 층으로 구성되어 있다.[1] 점막은 요관과 방광에서만 볼 수 있는 특수한 이행 상피로 되어 있으며, 세로 주름이 발달해 있다.[1] 근육층은 내종층과 외륜층으로 이루어져 있으며, 일부는 외륜층 바깥에 외종층이 있기도 하다.[1] 이 근육들의 작용으로 오줌이 방광으로 보내진다.[1]2. 3. 방광
방광은 골반강의 앞쪽에 있는, 오줌을 담아두는 주머니 모양의 기관이다. 방광저에는 좌우에서 두 개의 요관이 들어오며, 중앙에서 하나의 요도가 나간다. 방광저를 내부에서 보면 요관과 요도의 개구부가 삼각형 위치 관계로 벌어져 있기 때문에 이를 방광 삼각이라 한다.[1] 방광벽은 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.[1]2. 4. 요도
요도는 방광에 저장된 소변을 몸 밖으로 배출하는 관이다. 남성과 여성의 요도는 길이와 경로에 차이가 있다. 여성의 요도는 길이가 3~4cm로 짧고, 질 안쪽 벽을 따라 직진하여 질 전정으로 열린다. 외요도구 주위에는 가로무늬근성의 외요도 괄약근이 있다. 남성의 요도는 방광을 나오자마자 전립선 속으로 들어가 중앙을 관통하고 아래쪽 끝에 닿으면 약 45도 구부러져 음경의 요도 해면체에 들어가 음경의 아래쪽을 따라 나아가 귀두 끝으로 열린다. 전체 길이는 15~18cm 정도이다. 음경에 이르기 직전까지는 약 3cm로 여성의 요도와 거의 같은 길이이다. 남성의 외요도 괄약근은 전립선 바로 밑의 요도 주변에 있다. 음경 속의 요도에는 근육이 없다.[1]3. 비뇨기계의 발생
비뇨기계는 배아 발생 과정에서 중간 중배엽으로부터 형성된다. 콩팥은 전신, 중신, 후신의 세 단계를 거쳐 발생하며, 사람의 경우 후신이 영구적인 콩팥으로 발달한다. 요관, 방광, 요도는 방광 요막관에서 유래한다.
4. 비뇨기계의 기능
비뇨기계는 혈액 속 노폐물을 걸러내고 몸 안의 수분과 전해질 균형을 맞추며, 혈압과 혈액의 pH를 조절하는 등 다양한 기능을 수행한다. 또한, 신장에서 적혈구 생성을 돕고, 비타민 D의 활성 형태인 칼시트리올 합성에 기여한다.[3]
척추동물의 비뇨기는 혈액에서 불필요한 물질을 여과하여 농축하고, 이를 몸 밖으로 배출하는 역할을 한다. 이때 소변이 지나가는 통로를 '''요로'''라고 부른다.
비뇨기계는 내분비계의 호르몬에 의해 조절되며, 순환계, 신경계와도 밀접하게 연관되어 있다.
4. 1. 소변 형성
소변 형성은 콩팥에서 혈액을 여과하는 것으로 시작된다. 건강한 사람의 신장은 심박출량의 12~30%를 받지만, 평균적으로 약 20%(약 1.25 L/분)에 해당한다.[3]신장의 기본 구조 및 기능 단위는 네프론이다. 네프론의 주요 기능은 혈액을 여과하고, 필요한 것을 재흡수하며, 나머지를 소변으로 배설하여 물과 나트륨 등 가용성 물질의 농도를 조절하는 것이다.
보우만 주머니는 네프론의 첫 번째 부분으로, 순환계에서 튜불로 혈액을 여과한다. 정수압 및 삼투압 구배는 반투과성 막을 통한 여과를 촉진한다. 여과액에는 물, 작은 분자, 여과 막을 쉽게 통과하는 이온 등이 포함된다. 그러나 단백질 및 혈구와 같은 더 큰 분자는 여과 막을 통과하지 못한다. 매분 생성되는 여과액의 양은 사구체 여과율(GFR)이라고 하며, 하루 180리터에 달한다. 이 여과액의 약 99%는 네프론을 통과하면서 재흡수되고, 나머지 1%가 소변이 된다.
소변 형성은 사구체 여과, 요세관 재흡수, 요세관 분비의 세 단계를 거친다.
비뇨계는 내분비계에 의해 항이뇨 호르몬(ADH), 알도스테론, 부갑상선 호르몬과 같은 호르몬에 의해 조절된다.[3] 비뇨계는 순환계, 신경계, 내분비계의 영향을 받는다.
알도스테론은 신장에 영향을 미쳐 혈압 조절에 중요한 역할을 한다. 알도스테론은 신장의 원위 세뇨관과 집합관에 작용하여 사구체 여과액으로부터 나트륨의 재흡수를 증가시킨다. 나트륨 재흡수는 수분 보유를 유발하여 혈압과 혈액량을 증가시킨다. 항이뇨 호르몬(ADH)은 대부분의 포유류에서 발견되는 신경하수체 호르몬이다. ADH의 주요 기능은 체내 수분 보유와 혈관 수축이다. 바소프레신은 신장 신장의 집합관에서 수분 재흡수를 증가시켜 체내 수분 보유를 조절한다.[4] 바소프레신은 신장 신장의 집합관 막에 아쿠아포린-CD 수분 채널의 위치 변화를 유도하여 신장 집합관과 원위곡세뇨관의 수분 투과성을 증가시킨다.[5]
성인 기준 소변 생성량은 하루에 약 1~2 리터(L)이며, 수분 섭취 상태, 활동량, 환경적 요인, 체중 및 개인의 건강 상태에 따라 달라진다. 소변을 너무 많이 또는 너무 적게 생성하는 것은 의학적 치료가 필요하다. 다뇨증은 소변 생성량이 과도한 상태(> 2.5 L/일)를 말한다. 소변 배출량이 적은 상태는 핍뇨(< 400 mL/일)와 무뇨(< 100 mL/일)이다.
4. 2. 배뇨
배뇨는 소변을 방광에서 신체 외부로 배출하는 것을 말한다. 건강한 인간의 경우 배뇨 과정은 자발적인 통제하에 있다. 유아, 일부 노인, 신경학적 손상을 입은 사람의 경우 배뇨는 비자발적인 반사로 발생할 수 있다. 생리학적으로 배뇨는 중추 신경계, 자율 신경계, 체성 신경계 사이의 조정을 포함한다. 배뇨를 조절하는 뇌 중추에는 교뇌 배뇨 중추, 중뇌수도 회색질, 대뇌 피질이 있다.[1]5. 비뇨기계 질환
비뇨기계에는 다양한 질환이 발생할 수 있으며, 선천적이거나 후천적으로 발생할 수 있다. 신부전, 신결석, 신우신염, 사구체신염, 요로감염, 요도염, 방광염, 요로폐쇄 등이 흔한 비뇨기계 질환이다.
요로 폐쇄는 요폐를 유발할 수 있다. 신장 조직의 질병은 일반적으로 신장내과 의사가 치료하며, 요로의 질병은 비뇨기과 의사가 치료한다. 산부인과 의사도 여성의 요실금을 치료할 수 있다.
당뇨병은 고혈압의 손상 효과에 대한 신장의 민감성을 높일 수 있다.[6] 또한, 혈당 조절이 잘 안 되는 경우 말초 신경병증으로 인해 배뇨에 직접적인 영향을 미칠 수 있다.[7]
요실금은 임신, 출산, 노화, 과체중과 같은 요인으로 인해 골반저 근육이 약화되어 발생할 수 있다. 행동 치료는 약물 단독 요법보다 복압성 요실금 및 절박성 요실금에 대한 요실금 결과 개선을 가져온다.[8][9] 케겔 운동으로 알려진 골반저 운동은 골반저를 강화하여 이 상태에 도움이 될 수 있다. 요실금에는 종종 치료 가능한 근본적인 의학적 원인이 있을 수도 있다. 어린이의 경우 이 질환을 유뇨증이라고 한다.
방광암, 신장암, 요관암, 요도암을 포함하여 비뇨기계에 발생하는 암도 있다.
6. 비뇨기계의 역사
신장 결석은 기록된 역사 기록이 존재하는 만큼 오래전부터 확인되고 기록되어 왔다.[10] 요관을 포함한 요로와 신장에서 소변을 배출하는 기능은 서기 2세기에 갈레노스에 의해 묘사되었다.[11]
1929년 햄튼 영은 요관경 검사라고 불리는 내부 접근 방식을 통해 수술 대신 요관을 처음으로 검사하였다.[10] 1964년 V.F. 마셜은 광섬유를 기반으로 한 유연한 내시경을 처음으로 사용하여 이를 개선하였다.[10] 1941년에는 요관과 요로를 우회하여 신우에 배액관을 삽입하는 신루술이 처음 묘사되었다. 이러한 접근 방식은 이전 2천 년 동안 사용된 비뇨기계 내의 개복 수술 접근 방식과는 크게 달랐다.[10]
참조
[1]
웹사이트
The Urinary Tract & How It Works {{!}} NIDDK
https://www.niddk.ni[...]
[2]
백과사전
Female urinary tract
https://www.nlm.nih.[...]
2011-09-16
[3]
서적
Human Biology and Health
https://archive.org/[...]
Prentice Hall
[4]
서적
Handbook of Neurochemistry and Molecular Neurobiology: Neuroactive Proteins and Peptides
Springer
[5]
학술지
Vasopressin increases water permeability of kidney collecting duct by inducing translocation of aquaporin-CD water channels to plasma membrane
1995-02
[6]
학술지
Uncontrolled hypertension is associated with a rapid progression of nephropathy in type 2 diabetic patients with proteinuria and preserved renal function
[7]
웹사이트
Peripheral Neuropathy
http://www.patient.i[...]
Patient UK
2014-03-20
[8]
학술지
Nonsurgical Treatments for Urinary Incontinence in Women: A Systematic Review Update
https://effectivehea[...]
2018-08-08
[9]
학술지
Pharmacologic and Nonpharmacologic Treatments for Urinary Incontinence in Women: A Systematic Review and Network Meta-analysis of Clinical Outcomes
http://annals.org/ar[...]
2019-04-02
[10]
학술지
The History of Urinary Stones: In Parallel with Civilization
2013
[11]
학술지
The history of urologic surgery: from reeds to robotics.
2011
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