비뇨계(배설계)는 신체의 물질대사로 생겨나는 노폐물을 체외로 보내는 작용과 관련된 기관이다. 신체의 조직액은 그 양과 조성이 일정 범위내에 있어야 하고 체내에서 생성되는 노폐물은 제거되어야 한다. 비뇨계가 이 역할을 하며 신장, 방광, 요도 등으로 구성된다.

신장은 횡격막 아래, 등골 양측에 하나씩 자신의 주먹보다 약간 큰 누에콩 모양의 장기이다. 소엽성기관으로 혈액을 공급하는 혈관이 규칙적으로 배열되어 있고 병소의 범위를 구분하는 기준이 된다. 하나의 무게는 130g~150g으로 체중의 0.5% 정도 밖에 되지 않지만 심장에서 내보내는 전체 혈액 중 25%(분당 1.2~1.3L)의 혈액이 신정맥을 거쳐 신장에 도착하는데 매 시간 400번을 통과하기에 신장을 통과하는 양은 하루 5톤이나 된다. 

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정상적인 신장의 주요기능은 노폐물제거, 체액조절, 내분비기능이다. 즉, 신장은 요소로 대표되는 신체의 노폐물들을 걸러내고, 전해질 밸런스와 혈액 pH7.3과 같이 체액을 조절하며, 골수에서 적혈구 생산등, 비타민 D합성 등과 관련된 내분비역할을 한다. 비뇨계의 중심인 신장은 체액의 정화와 균형을 유지하는 정화기라 할 수 있다.

체내의 노폐물을 걸러내는 원리는 불순물이 들어 있는 용액을 거름종이에 붓는 것과 같다. 거름종이의 미세한 틈 보다 작은 불순물은 거름종이를 통과하고 큰 물질은 통과하지 못하게 된다. 신체에서 혈액은 불순물이 포함된 용액이며, 거름종이 역할을 하는 것이 사구체이다. 사구체를 통과한 액을 원뇨라 하고, 원뇨 중 신체에 필요한 물과 무기질이 다시 흡수 되고 남은 용액이 방광으로 가서 오줌이 된다.

신체의 좌우 양쪽에 있는 신장은 각각 100만개의 네프론(nephron,신원)으로 구성되는데, 네프론은 신장의 구조적 기능단위이다. 네프론은 사구체라는 작은 구조적 단위를 포함하고 있는데 사구체는 일종의 거름종이 역할을 한다. 사구체는 수입세동맥에서 연결되어 나온 모세혈관망이 함몰되어 넓은 표면적을 만든 둥근구조의 여과단위이다. 이런 구조로 인하여 신장 모세혈관내의 함유 혈액량 30~40ml는 모세혈관의 총표면적은 약 12m²에 접촉하여 효율적으로 여과하게 된다. 남성의 경우 사구체 여과율(glomerular filtration rate, GFR)은 125ml/min/1.73m²이고 여성은 이보다 10%정도 적은데 시간당 17.5L, 하루 180L로 인체의 전 체액량이 4배, 혈장량의 60배인 셈이다. 

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성인의 혈액은 신장의 사구체를 매 시간마다 400번을 통과하면서 노폐물을 걸러 내는데 분자직경 4nm이하의 전기적 중성물질은 통과되며 8nm이상이거나 전하를 띤 물질은 통과하지 못한다. 사구체라는 거름종이를 통과하지 않고 혈액으로 이용되는 것은 적혈구, 혈소판, 단백질이며 통과하는 것은 요소, 염분, 크레아티닌(근육 에너지원의 노폐물), 요산(세포 대사 노폐물) 등이다. 처음 170리터 정도의 원뇨가 만들어지면 그 중 필요한 영양소와 물은