1. 생체 항상성 (Homeostasis, 生體恒常性)
ㅇ 내적 안정성을 유지하려는 기능
- 생명체가, 끊임없이 내외부 환경 변화를 받아도, 생리적으로 안정된 상태를 유지하는 능력
- 대표적인 조절 사례
. 체온 조절 : 36.5~37.5°C 유지 (고온 시 혈관 확장 및 발한 / 저온 시 오한 및 대사 촉진)
. 혈당 조절 : 췌장의 인슐린(혈당 하강)과 글루카곤(혈당 상승)의 상호작용
. 삼투압 및 수분 조절 : 항이뇨호르몬(ADH)에 의한 신장의 수분 재흡수 조절
. pH 및 전해질 조절 : 혈액 내 완충계와 신장/폐의 협업으로 pH 7.4 수준 유지
- 생리 조절계(내분비계,면역계,신경계)가 서로 협력해 유지함
ㅇ 결핍이나 과잉을 통제하는 시스템 조절
- 생명 유지에 필수적인 자기 조절 메커니즘
. 부귀환(Negative Feedback)이 주요 방식임
.. 결과가 원인을 억제하여, 정상 범위를 벗어나지 않게 제어하는 방식
※ [용어] 1929년 미국 생리학자 캐넌에 의해 만들어진 용어 (Homeostasis)
2. 캐넌의 항상성의 4가지 기본 법칙 (1920년대)
※ 1929년 월터 캐넌(Walter Cannon)이 정립한 이 원칙들은,
- 현대 생리학에서도 여전히 핵심적인 지침이 됨
ㅇ 신경계의 내부 환경 보존성 (constancy of the internal environment)
- 신경계가 중요한 역할을 함
. 신경계가 자율적으로 체내 환경의 적정성을 감시하고 조절
ㅇ 긴장성 조절 (tonic control)
- 시스템이 단순히 'On/Off'가 아니라, 라디오의 볼륨 조절기 처럼,
- 지속적인 활동 전위(Tonic activity)를 통해 강도를 조절
. (예: 혈관의 수축 정도 조절)
ㅇ 길항적 조절 (antagonistic control)
- 서로 반대되는 기능을 가진 두 요인이 하나의 대상을 조절
. (예: 자율신경계의 교감신경 vs 부교감신경, 인슐린 vs 글루카곤)
ㅇ 화학 신호의 조직 특이적 효과 (tissue-specific effects)
- 동일한 호르몬이나 신경전달물질이라도, 결합하는 수용체(receptor)의 종류에 따라,
- 표적 조직마다 다른 효과를 나타냄
. (예: 에피네프린이 심장 근육은 수축시키지만 소화관 근육은 이완시킴)
- 즉, 하나의 화학 신호가 다른 조직에는 다른 효과를 줌
3. 항상성 유지 例)
ㅇ 체온 (body temperature, 體溫) : 신체 내부의 온도
- 평열 (36~37℃), 저체온 (35℃ 이하), 발열 (37.5℃ 이상), 고열 (38.5℃ 이상)
- 열 생산 : 대사, 운동, 식사, 피부 혈관의 수축 등을 통해
- 열 방출 : 땀,발한(기화열), 호흡(날숨), 피부 혈관의 확장 등을 통해
- 체온 조절의 중추 : 시상하부
. 주로, 자율신경계와 내분비계의 상호작용으로 이루어짐
- (저 체온 때 例)
. 피부 등 온도 수용기 → 시상하부 TRH(갑상선자극호르몬 방출호르몬) 분비
→ 뇌하수체 전엽 TSH(갑상선 자극 호르몬) 분비 → 갑상선 T3, T4 분비 증가
→ 기초대사량 증가 → 열 생산 증가
- (고 체온 때 例)
. 고 체온 감지 → TRH ↓ → TSH ↓ → T3,T4 ↓ → 기초대사량 ↓ → 열 생산 ↓
ㅇ 체내 이온 농도 (Electrolyte balance)
- 주요 이온
. Na⁺ (소듐) : 세포외액에서 주된 양이온, 수분 균형 및 신경 전달에 관여
. K⁺ (칼륨) : 세포내액에서 주된 양이온, 근육 수축 및 심장 리듬에 중요
. Ca2+ (칼슘) : 뼈 형성, 신경 전달, 근육 수축, 혈액 응고 등
. Cl⁻ (염소), HCO₃⁻ (중탄산) : 산-염기 균형 조절
- 조절 기관 :
. 신장 : 여과, 재흡수, 분비 과정을 통해 이온 농도 조절
. 호르몬 : 항이뇨호르몬(ADH), 알도스테론, 파라토르몬(PTH) 등
- 이상 시 문제 : 고 칼륨 혈증, 저 나트륨 혈증 등 전해질 불균형
4. [참고사항]
ㅇ 동적 평형과 설정값 (set point)
- 항상성은 고정된 것이 아니라, 상황에 따라 설정값이 변할 수 있음
. (예 : 감염 시 세균과 싸우기 위해 체온 설정값이 일시적으로 올라가는 '발열' 현상)
ㅇ 항상성 파괴와 질병
- 항상성 유지에 실패할 경우 질병이 발생
. 당뇨병(혈당 조절 실패), 고혈압(혈압 조절 실패) 등이 대표적임