* 항상성과 건강
1) 내부환경과 항상성
100년 전 프랑스의 생리학자 Claude Bernard는 외부환경이 변화함에도 불구하고 인체의 내부환경에서는 변화가 일어나지 않는다는 사실을 발견하였다. 사실 인체는 운동이나 열, 그리고 추위 등과 같은 다양한 스트레스원(stressor)에도 불구하고 상대적으로 내부환경을 일정하게 유지시키도록 되어 있다.
항상성(homeostasis)이란 1932년 Walter, B. Cannon이 만들어낸 용어인데, 그것은 "내부환경을 변화시키지 않거나 일정하게 유지하는 것"으로서 정의된다. 이것은 homeo(same)＋stasis (to stand or to stay)의 합성어로서 세포의 안정된 내부환경의 유지상태를 의미한다.
따라서, 항상성은 고정된 상태가 아니라, 발생된 변화에 상응하는 생리적 보상반응에 의해서 최소화되는 유동적인 상태로 이해해야 한다.
2) 생물학적 조절시스템
인체의 생물학적 조절시스템은 대부분 부적 피드백(negative feedback)의 과정에 의해서 조절된다. 부적 피드백은 온도조절기가 부착된 난로가 있는 실내를 생각하면 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
난로가 있는 방의 실내온도는 난로에 부착된 자동온도조절기에 의해서 조절된다. 온도조절기는 실내온도가 일정수준 이하로 떨어지면 난로의 열을 상승시켜 실내온도를 적정온도로 상승시키며, 일정수준 이상으로 상승하면 난로의 열을 하강시켜 실내온도를 조절하게 된다.
실내온도가 일단 정해진 온도에 도달하게 되면 자동온도조절기와 난로는 반대방향으로 작용하기 때문에 난로에서 생산되는 열은 떨어진 열에 대해 역작용을 하게 되므로, 곧 부적(negative)을 의미한다. 대부분의 생물학적 조절시스템은 이러한 부적 피드백을 경유하여 조절된다.
3) 인체의 항상성 조절
항상성에 의해서 조절되는 인체 내의 변화 중 대표적인 내용들을 간략하게 기술하면 다음과 같다.
(1) 체온조절
인간의 정상적인 체온은 건강한 사람의 경우 36.5℃를 한결같이 유지하도록 조절된다. 그러나 체온이 정상 이하로 떨어지거나 정상 이상으로 상승하게 되면 병적인 상태가 되며 심할 경우 생명까지 위험하게 된다.
특히, 밤에는 낮보다 활동하는 정도가 줄어들기 때문에 체내의 대사량의 감소로 낮보다는 약간 낮게 된다. 그러나 만일, 체온이 정상 이하로 떨어지게 되면 체내에서는 체열을 외부로부터 빼앗기지 않기 위하여 땀구멍이 닫히거나 몸을 움추리게 되며, 반대로 체온이 정상 이상으로 상승하게 되면 땀구멍이 열려 땀을 흘림으로써 체온을 정상 수준으로 조절하게 된다.
(2) 가스교환
인간은 생명을 유지하기 위해 최소한의 에너지(ATP)를 만들어내야 하며, 이러한 에너지를 만들기 위해서는 산소가 반드시 필요하게 되며, 산소의 도움을 받아 에너지를 만드는 과정에서 이산화탄소라는 노폐물이 부산물로서 만들어지게 된다. 호흡을 통하여 들어온 산소를 섭취하고, 만들어진 이산화탄소를 제거하기 위해서는 인체는 지속적인 가스교환(gas exchange)을 하지 않으면 안 된다.
(3) 혈류량 조절에 의한 혈압조절
건강한 사람의 혈압은 일반적으로 최대혈압이 139mmHg 이하, 최저혈압은 89mmHg 이상으로 최대혈압과 최저혈압의 범위보다 높으면 고혈압이라 하며, 낮으면 저혈압이라 하여 건강에 커다란 장해를 일으키게 된다. 이러한 혈압에 영양을 주는 혈류의 순환이 원활해야만 심혈관계 질환들을 예방할 수 있다.
(4) 혈당조절
혈당이란 혈액 속에 포함하고 있는 당(glucose)의 농도를 의미하는 것으로, 건강한 사람의 정상 혈당농도는 혈액 1dl당 100mg정도이다. 이보다 혈당농도가 높으면 체내에 저장되며, 이보다 낮으면 근세포나 간에 저장된 당이 분해, 방출됨으로써 항상 정상적인 혈당을 유지하게 된다. 그러나 이것이 평소에 200mg 이상, 공복시 140mg 이상일 경우에는 당뇨병이라 한다.
(5) 산과 알칼리 균형
건강한 사람의 산과 알칼리의 균형은 항상 pH 7.35의 약 알칼리 상태로 유지하도록 조절된다. pH 7.0을 중성이라 하고, 이보다 낮으면 산성, 높으면 알칼리성이라 하며, 지나치게 피로하거나 질병에 걸리게 되면 정상적인 산과 알칼리의 균형이 깨져 산성으로 기울어지게 된다. 이와 같이 산과 알칼리의 균형이 어느 한쪽으로 기울어지게 되면 인체의 대사작용에 장해를 받게 된다.
(6) 피로와 회복
인체는 활동으로 인하여 피로해진 만큼 휴식을 취해서 본래의 상태로 회복하여야 모든 기능이 원활하게 된다. 따라서, 지나치게 과로하게 되면 질병에 걸릴 수 있는 기회가 증대되고, 결국 죽음까지도 초래할 수 있다. 이와 같은 이유로 피로를 느끼게 되면 우리의 인체는 휴식을 요구하게 되는 것이다.
(7) 교감신경과 부교감신경 조절
주로 내장장기들은 교감신경과 부교감신경계에 의해 이중지배를 받고 있으며, 한편으로는 기능을 촉진시키고, 다른 한편으로는 억제되면서 항상성을 유지하도록 되어 있다.
(8) 면역기능 조절
인체의 자체 방어기능의 하나인 항체와 체내에 들어온 병균을 잡아먹는 백혈구의 수는 질병상태에 따라 저항할 수 있도록 형성, 조절된다.
이 밖에 항상성 조절에는 호르몬 분비의 조절, 체액의 조절 등이 있으며, 이러한 항상성을 유지하여야 바로 건강을 유지할 수 있는 것이다.
1) 내부환경과 항상성
100년 전 프랑스의 생리학자 Claude Bernard는 외부환경이 변화함에도 불구하고 인체의 내부환경에서는 변화가 일어나지 않는다는 사실을 발견하였다. 사실 인체는 운동이나 열, 그리고 추위 등과 같은 다양한 스트레스원(stressor)에도 불구하고 상대적으로 내부환경을 일정하게 유지시키도록 되어 있다.
항상성(homeostasis)이란 1932년 Walter, B. Cannon이 만들어낸 용어인데, 그것은 "내부환경을 변화시키지 않거나 일정하게 유지하는 것"으로서 정의된다. 이것은 homeo(same)＋stasis (to stand or to stay)의 합성어로서 세포의 안정된 내부환경의 유지상태를 의미한다.
따라서, 항상성은 고정된 상태가 아니라, 발생된 변화에 상응하는 생리적 보상반응에 의해서 최소화되는 유동적인 상태로 이해해야 한다.
2) 생물학적 조절시스템
인체의 생물학적 조절시스템은 대부분 부적 피드백(negative feedback)의 과정에 의해서 조절된다. 부적 피드백은 온도조절기가 부착된 난로가 있는 실내를 생각하면 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
난로가 있는 방의 실내온도는 난로에 부착된 자동온도조절기에 의해서 조절된다. 온도조절기는 실내온도가 일정수준 이하로 떨어지면 난로의 열을 상승시켜 실내온도를 적정온도로 상승시키며, 일정수준 이상으로 상승하면 난로의 열을 하강시켜 실내온도를 조절하게 된다.
실내온도가 일단 정해진 온도에 도달하게 되면 자동온도조절기와 난로는 반대방향으로 작용하기 때문에 난로에서 생산되는 열은 떨어진 열에 대해 역작용을 하게 되므로, 곧 부적(negative)을 의미한다. 대부분의 생물학적 조절시스템은 이러한 부적 피드백을 경유하여 조절된다.
3) 인체의 항상성 조절
항상성에 의해서 조절되는 인체 내의 변화 중 대표적인 내용들을 간략하게 기술하면 다음과 같다.
(1) 체온조절
인간의 정상적인 체온은 건강한 사람의 경우 36.5℃를 한결같이 유지하도록 조절된다. 그러나 체온이 정상 이하로 떨어지거나 정상 이상으로 상승하게 되면 병적인 상태가 되며 심할 경우 생명까지 위험하게 된다.
특히, 밤에는 낮보다 활동하는 정도가 줄어들기 때문에 체내의 대사량의 감소로 낮보다는 약간 낮게 된다. 그러나 만일, 체온이 정상 이하로 떨어지게 되면 체내에서는 체열을 외부로부터 빼앗기지 않기 위하여 땀구멍이 닫히거나 몸을 움추리게 되며, 반대로 체온이 정상 이상으로 상승하게 되면 땀구멍이 열려 땀을 흘림으로써 체온을 정상 수준으로 조절하게 된다.
(2) 가스교환
인간은 생명을 유지하기 위해 최소한의 에너지(ATP)를 만들어내야 하며, 이러한 에너지를 만들기 위해서는 산소가 반드시 필요하게 되며, 산소의 도움을 받아 에너지를 만드는 과정에서 이산화탄소라는 노폐물이 부산물로서 만들어지게 된다. 호흡을 통하여 들어온 산소를 섭취하고, 만들어진 이산화탄소를 제거하기 위해서는 인체는 지속적인 가스교환(gas exchange)을 하지 않으면 안 된다.
(3) 혈류량 조절에 의한 혈압조절
건강한 사람의 혈압은 일반적으로 최대혈압이 139mmHg 이하, 최저혈압은 89mmHg 이상으로 최대혈압과 최저혈압의 범위보다 높으면 고혈압이라 하며, 낮으면 저혈압이라 하여 건강에 커다란 장해를 일으키게 된다. 이러한 혈압에 영양을 주는 혈류의 순환이 원활해야만 심혈관계 질환들을 예방할 수 있다.
(4) 혈당조절
혈당이란 혈액 속에 포함하고 있는 당(glucose)의 농도를 의미하는 것으로, 건강한 사람의 정상 혈당농도는 혈액 1dl당 100mg정도이다. 이보다 혈당농도가 높으면 체내에 저장되며, 이보다 낮으면 근세포나 간에 저장된 당이 분해, 방출됨으로써 항상 정상적인 혈당을 유지하게 된다. 그러나 이것이 평소에 200mg 이상, 공복시 140mg 이상일 경우에는 당뇨병이라 한다.
(5) 산과 알칼리 균형
건강한 사람의 산과 알칼리의 균형은 항상 pH 7.35의 약 알칼리 상태로 유지하도록 조절된다. pH 7.0을 중성이라 하고, 이보다 낮으면 산성, 높으면 알칼리성이라 하며, 지나치게 피로하거나 질병에 걸리게 되면 정상적인 산과 알칼리의 균형이 깨져 산성으로 기울어지게 된다. 이와 같이 산과 알칼리의 균형이 어느 한쪽으로 기울어지게 되면 인체의 대사작용에 장해를 받게 된다.
(6) 피로와 회복
인체는 활동으로 인하여 피로해진 만큼 휴식을 취해서 본래의 상태로 회복하여야 모든 기능이 원활하게 된다. 따라서, 지나치게 과로하게 되면 질병에 걸릴 수 있는 기회가 증대되고, 결국 죽음까지도 초래할 수 있다. 이와 같은 이유로 피로를 느끼게 되면 우리의 인체는 휴식을 요구하게 되는 것이다.
(7) 교감신경과 부교감신경 조절
주로 내장장기들은 교감신경과 부교감신경계에 의해 이중지배를 받고 있으며, 한편으로는 기능을 촉진시키고, 다른 한편으로는 억제되면서 항상성을 유지하도록 되어 있다.
(8) 면역기능 조절
인체의 자체 방어기능의 하나인 항체와 체내에 들어온 병균을 잡아먹는 백혈구의 수는 질병상태에 따라 저항할 수 있도록 형성, 조절된다.
이 밖에 항상성 조절에는 호르몬 분비의 조절, 체액의 조절 등이 있으며, 이러한 항상성을 유지하여야 바로 건강을 유지할 수 있는 것이다.
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