사람의 기관계#

사람의 몸은 여러 기관계가 서로 협력하여 생명 활동을 유지한다.
소화계, 호흡계, 순환계, 배설계는 영양소의 흡수, 기체 교환, 물질 운반, 노폐물 배설에 관여한다.

사람의 기관계

주요 기관계#

  • 소화계: 입, 식도, 위, 작은창자, 큰창자, 항문, 간, 이자, 쓸개

    • 기능: 음식물을 소화하고, 영양소를 흡수한다.
    • 간: 암모니아를 요소로 전환하고, 포도당과 글라이코젠의 전환에 관여한다.
    • 이자: 이자액을 분비하고, 인슐린과 글루카곤을 생성한다.

  • 순환계: 심장, 혈관

    • 기능: 혈액을 순환시켜 산소, 영양소, 노폐물 등을 운반한다.

  • 호흡계: 코, 기관, 기관지, 폐

    • 기능: 산소를 흡수하고 이산화 탄소를 배출한다.

  • 배설계: 콩팥, 오줌관, 방광, 요도

    • 기능: 혈액 속 노폐물을 걸러 오줌으로 배출한다.

소화계#

소화계는 음식물 속 큰 영양소를 작은 영양소로 분해하여 몸속으로 흡수할 수 있게 하는 기관계이다.

큰 영양소는 그대로 세포막을 통과하기 어렵기 때문에, 소화 과정을 거쳐 작은 분자로 분해되어야 한다.

3대 영양소의 소화#

구분 구성 원소 최종 소화 산물 기능
탄수화물 C, H, O 단당류 주에너지원
단백질 C, H, O, N 아미노산 몸 구성, 효소·항체·호르몬의 주성분, 생리 작용 조절
지방 C, H, O 지방산, 모노글리세리드 에너지 저장

탄수화물의 종류#

  • 단당류: 포도당, 과당, 갈락토스
  • 이당류
    • 설탕: 포도당 + 과당
    • 엿당: 포도당 + 포도당
    • 젖당: 포도당 + 갈락토스
  • 다당류: 녹말, 글라이코젠

소화의 과정#

소화의 목적은 큰 영양소를 작은 영양소로 분해하여 세포막을 통과할 수 있도록 하는 것이다.

소화기관의 운동에 의해 음식물이 잘게 부서지고 이동하며, 소화액 속 소화효소에 의해 화학적 소화가 일어난다.

소화효소#

  • 아밀레이스

    • 포함된 소화액: 침, 이자액
    • 기능: 탄수화물 분해

  • 펩신

    • 포함된 소화액: 위액
    • 기능: 단백질 분해

  • 라이페이스

    • 포함된 소화액: 이자액
    • 기능: 지방 분해

작은창자와 융털#

융털

작은창자는 소화된 영양소가 흡수되는 주요 장소이다.

작은창자 안쪽에는 많은 융털이 있어 표면적이 넓다.
표면적이 넓을수록 영양소를 더 효율적으로 흡수할 수 있다.

간과 이자의 작용#

간#

간은 소화와 물질대사에 중요한 역할을 한다.

  • 암모니아를 요소로 전환한다.
  • 포도당을 글라이코젠으로 합성하여 저장한다.
  • 필요할 때 글라이코젠을 포도당으로 분해한다.
  • 인슐린과 글루카곤의 표적 기관으로 작용한다.

이자#

이자는 소화효소와 호르몬을 만든다.

  • 이자액을 분비한다.
  • 이자액에는 아밀레이스, 트립신, 라이페이스 등의 소화효소가 들어 있다.
  • 혈당량 조절에 관여하는 인슐린과 글루카곤을 분비한다.

호흡계#

호흡계

호흡계는 산소를 흡수하고 이산화 탄소를 배출하는 기관계이다.

호흡계의 기능#

  • 산소 흡수
  • 이산화 탄소 배출
  • 폐의 허파꽈리에서 기체 교환 발생

기체 교환의 원리#

기체 교환은 기체의 분압 차에 따른 확산으로 일어난다.

확산은 분압이 높은 곳에서 낮은 곳으로 기체가 이동하는 현상이다.
이 과정에서는 ATP가 직접 소모되지 않는다.

산소와 이산화 탄소의 이동 방향#

산소의 이동#

산소는 허파꽈리에서 모세혈관을 거쳐 조직세포로 이동한다.

허파꽈리 → 모세혈관 → 조직세포

산소 분압은 다음 순서로 높다.

허파꽈리 > 모세혈관 > 조직세포

이산화 탄소의 이동#

이산화 탄소는 조직세포에서 모세혈관을 거쳐 허파꽈리로 이동한다.

조직세포 → 모세혈관 → 허파꽈리

이산화 탄소 분압은 다음 순서로 높다.

조직세포 > 모세혈관 > 허파꽈리

순환계#

순환계

순환계는 혈액을 순환시켜 산소, 영양소, 노폐물 등을 운반하는 기관계이다.

심장과 혈관#

심장#

사람의 심장은 2심방 2심실 구조이다.

  • 우심방
  • 우심실
  • 좌심방
  • 좌심실

혈관#

  • 동맥

    • 심장에서 나가는 혈액이 흐르는 혈관이다.

  • 정맥

    • 심장으로 들어오는 혈액이 흐르는 혈관이다.

  • 모세혈관

    • 동맥과 정맥을 연결하는 가느다란 혈관이다.
    • 조직세포와 물질 교환이 일어난다.

혈액 순환 경로#

온몸순환#

온몸순환은 심장에서 나온 혈액이 온몸의 조직세포를 거쳐 다시 심장으로 돌아오는 순환이다.

좌심실 → 대동맥 → 온몸의 모세혈관 → 대정맥 → 우심방

허파순환#

허파순환은 심장에서 나온 혈액이 폐를 거쳐 다시 심장으로 돌아오는 순환이다.

우심실 → 폐동맥 → 폐의 모세혈관 → 폐정맥 → 좌심방

전체 순환 흐름#

좌심실
→ 대동맥
→ 온몸의 모세혈관
→ 조직세포와 물질 교환
→ 대정맥
→ 우심방
→ 우심실
→ 폐동맥
→ 폐의 모세혈관
→ 허파꽈리와 기체 교환
→ 폐정맥
→ 좌심방
→ 좌심실

혈액 성분의 농도 차이#

폐동맥과 폐정맥#

폐에서 기체 교환이 일어난 뒤 혈액 속 산소는 증가하고 이산화 탄소는 감소한다.

  • 산소 분압: 폐동맥 < 폐정맥
  • 이산화 탄소 분압: 폐동맥 > 폐정맥

간문맥과 간정맥#

소장에서 흡수된 포도당은 간문맥을 통해 간으로 이동한다.
식사 후에는 일반적으로 간문맥의 포도당 농도가 간정맥보다 높다.

  • 포도당 농도: 간문맥 > 간정맥

콩팥동맥과 콩팥정맥#

콩팥에서는 혈액 속 요소가 걸러져 오줌으로 배출된다.
따라서 콩팥을 지난 혈액은 요소 농도가 낮아진다.

  • 요소 농도: 콩팥동맥 > 콩팥정맥

순환계2

배설계#

배설계

배설계는 혈액 속 노폐물을 걸러 몸 밖으로 내보내는 기관계이다.

사람의 배설계는 콩팥, 오줌관, 방광, 요도로 구성된다.

오줌의 성분#

오줌은 주로 물과 질소 노폐물로 이루어져 있다.

대표적인 질소 노폐물은 요소이다.

오줌 = 물 + 질소 노폐물

노폐물의 생성과 배설#

영양소 생성되는 노폐물 관련 기관 배설 경로
탄수화물, 지방, 단백질 이산화 탄소 폐 날숨을 통해 배출
탄수화물, 지방, 단백질 물 폐, 콩팥 날숨과 오줌으로 배출
단백질 암모니아 → 요소 간, 콩팥 간에서 요소로 전환된 뒤 콩팥을 거쳐 오줌으로 배출

기관계의 통합적 작용#

각 기관계는 따로 작용하는 것이 아니라 서로 연결되어 생명 활동을 유지한다.

예를 들어 세포호흡에 필요한 포도당과 산소는 각각 소화계와 호흡계를 통해 얻어진다.

  • 소화계는 음식물을 소화하여 포도당, 아미노산, 지방산 등의 영양소를 흡수한다.
  • 호흡계는 산소를 흡수하고 이산화 탄소를 배출한다.
  • 순환계는 흡수된 영양소와 산소를 온몸의 조직세포로 운반한다.
  • 조직세포는 영양소와 산소를 이용하여 세포호흡을 한다.
  • 세포호흡 결과 생긴 이산화 탄소와 노폐물은 순환계를 통해 폐와 콩팥으로 이동한다.
  • 호흡계는 이산화 탄소를 몸 밖으로 내보낸다.
  • 배설계는 요소와 같은 질소 노폐물을 오줌으로 배출한다.

따라서 생명 활동은 소화계, 호흡계, 순환계, 배설계가 함께 작용할 때 안정적으로 유지된다.