항상성 유지#

항상성은 외부 환경이 변해도 몸속 상태를 일정하게 유지하려는 성질이다.

사람의 몸은 신경계와 내분비계를 통해 체온, 혈당량, 삼투압 등을 일정한 범위 안에서 조절한다.

내분비계와 신경계#

내분비계는 호르몬을 통해 몸의 기능을 조절하고, 신경계는 신경 자극을 통해 빠르게 정보를 전달한다.

내분비계와 신경계는 서로 협력하여 항상성을 유지한다.

호르몬#

호르몬은 내분비샘에서 분비되어 몸의 기능을 조절하는 화학 물질이다.

호르몬은 주로 혈액을 통해 이동하며, 특정 표적 세포나 표적 기관에 작용한다.

호르몬의 특징#

  • 내분비샘에서 분비된다.
  • 주로 혈액을 통해 이동한다.
  • 특정 표적 세포나 표적 기관에만 작용한다.
  • 매우 적은 양으로도 생리 작용을 조절한다.
  • 분비량이 너무 많거나 적으면 과다증이나 결핍증이 나타날 수 있다.

내분비계와 신경계의 작용 비교#

구분 전달 매체 신호 전달 속도 작용 범위 효과 지속성 특징
내분비계 혈액 느림 넓다 지속적 표적 세포나 표적 기관에 작용
신경계 신경세포 빠름 좁다 일시적 일정한 방향으로 신호 전달

사람의 내분비샘과 호르몬#

내분비샘

사람의 내분비샘에는 시상하부, 뇌하수체, 갑상샘, 부신, 이자 등이 있다.

각 내분비샘은 특정 호르몬을 분비하여 몸의 생리 작용을 조절한다.

내분비샘 호르몬 주요 작용
시상하부 성장 호르몬 방출 호르몬, 갑상샘 자극 호르몬 방출 호르몬, 생식샘 자극 호르몬 방출 호르몬 등 뇌하수체 전엽의 호르몬 분비 조절
뇌하수체 전엽 성장 호르몬 성장 촉진
뇌하수체 전엽 갑상샘 자극 호르몬 갑상샘의 타이록신 분비 촉진
뇌하수체 후엽 항이뇨 호르몬 콩팥에서 물의 재흡수 촉진
갑상샘 타이록신 세포 대사 촉진
부신 겉질 당질 코르티코이드 혈당량 증가, 물질대사 조절
부신 속질 에피네프린 혈당량 증가, 심장 박동 촉진, 혈압 상승
이자 알파 세포 글루카곤 혈당량 증가
이자 베타 세포 인슐린 혈당량 감소

항상성 유지 원리#

항상성은 주로 피드백과 길항 작용을 통해 유지된다.

피드백#

피드백

피드백은 어떤 변화의 결과가 다시 원래 과정에 영향을 주는 조절 방식이다.

피드백에는 양성 피드백과 음성 피드백이 있다.

양성 피드백

양성 피드백은 처음 일어난 변화를 더욱 크게 만드는 조절 방식이다.

양성 피드백은 변화를 증폭시키기 때문에 몸의 상태를 일정하게 유지하는 일반적인 항상성 조절보다는, 특정 과정이 빠르게 진행되어야 할 때 나타난다.

예를 들어 출산 과정에서 자궁 수축이 점점 강해지는 현상은 양성 피드백의 예이다.

음성 피드백

음성 피드백은 처음 일어난 변화를 줄이거나 반대 방향으로 되돌리는 조절 방식이다.

항상성 유지는 주로 음성 피드백에 의해 이루어진다.

예를 들어 혈당량이 높아지면 인슐린이 분비되어 혈당량을 낮추고, 혈당량이 낮아지면 글루카곤이 분비되어 혈당량을 높인다.

길항 작용#

길항 작용은 같은 표적 기관에 서로 반대로 작용하여 몸의 상태를 조절하는 작용이다.

예를 들어 교감 신경과 부교감 신경은 많은 기관에서 반대로 작용한다.
또 인슐린과 글루카곤은 혈당량 조절에서 서로 반대로 작용한다.

  • 교감 신경: 심장 박동 촉진
  • 부교감 신경: 심장 박동 억제
  • 인슐린: 혈당량 감소
  • 글루카곤: 혈당량 증가

체온 조절#

사람의 체온은 일정한 범위 안에서 유지된다.

체온 조절 중추는 주로 시상하부이다.
시상하부는 체온 변화를 감지하고, 피부 혈관, 땀샘, 골격근 등에 명령을 내려 체온을 조절한다.

더울 때의 체온 조절#

더울 때는 열 방출량을 증가시켜 체온을 낮춘다.

  • 피부 근처 혈관이 확장된다.
  • 피부로 흐르는 혈액량이 증가한다.
  • 땀 분비가 증가한다.
  • 땀이 증발하면서 열이 방출된다.
  • 결과적으로 체온이 낮아져 정상 범위로 돌아간다.

추울 때의 체온 조절#

추울 때는 열 방출량을 감소시키고, 열 생산량을 증가시켜 체온을 높인다.

  • 피부 근처 혈관이 수축된다.
  • 피부로 흐르는 혈액량이 감소한다.
  • 땀 분비가 감소한다.
  • 골격근이 떨리며 열이 발생한다.
  • 결과적으로 체온이 높아져 정상 범위로 돌아간다.

혈당량 조절#

혈당량조절

혈당량은 혈액 속 포도당의 농도이다.

사람의 혈당량은 이자에서 분비되는 인슐린과 글루카곤에 의해 조절된다.

인슐린과 글루카곤은 서로 반대로 작용하여 혈당량을 일정하게 유지한다.

혈당량이 높을 때#

식사 후 혈당량이 증가하면 이자의 베타 세포에서 인슐린 분비가 증가한다.

인슐린은 간과 몸의 세포에 작용하여 혈당량을 낮춘다.

  • 세포로 포도당 흡수 촉진
  • 간에서 포도당을 글라이코젠으로 합성 촉진
  • 혈액 속 포도당 농도 감소
  • 혈당량이 정상 수준으로 회복

혈당량 증가 → 이자 베타 세포에서 인슐린 분비 증가 → 세포의 포도당 흡수 촉진 → 간에서 글라이코젠 합성 촉진 → 혈당량 감소

혈당량이 낮을 때#

식사 전이나 운동 후 혈당량이 감소하면 이자의 알파 세포에서 글루카곤 분비가 증가한다.

글루카곤은 주로 간에 작용하여 혈당량을 높인다.

  • 간에서 글라이코젠을 포도당으로 분해 촉진
  • 생성된 포도당을 혈액으로 방출
  • 혈액 속 포도당 농도 증가
  • 혈당량이 정상 수준으로 회복

혈당량 감소 → 이자 알파 세포에서 글루카곤 분비 증가 → 간에서 글라이코젠 분해 촉진 → 포도당을 혈액으로 방출 → 혈당량 증가

에피네프린과 혈당량#

부신 속질에서 분비되는 에피네프린도 혈당량 증가에 관여한다.

에피네프린은 긴장하거나 위급한 상황에서 분비가 증가하며, 간에서 글라이코젠 분해를 촉진하여 혈당량을 높인다.

삼투압 조절#

삼투압은 용액 속에 녹아 있는 물질의 농도와 관련된 압력이다.

몸속 수분량이 줄거나 염분 섭취가 많아지면 혈장 삼투압이 높아진다.
반대로 물을 많이 마시거나 체액이 묽어지면 혈장 삼투압이 낮아진다.

혈장 삼투압은 주로 항이뇨 호르몬에 의해 조절된다.

혈장 삼투압이 높을 때#

혈장 삼투압이 높을 때는 몸속 수분이 부족한 상태이다.

이때 뇌하수체 후엽에서 항이뇨 호르몬의 방출이 증가한다.

항이뇨 호르몬은 콩팥에서 물의 재흡수를 촉진한다.

  • 항이뇨 호르몬 방출 증가
  • 콩팥에서 물의 재흡수 증가
  • 오줌량 감소
  • 오줌의 삼투압 증가
  • 혈장 삼투압 감소
  • 혈장 삼투압이 정상 수준으로 회복

혈장 삼투압 증가 → 항이뇨 호르몬 방출 증가 → 콩팥의 물 재흡수 증가 → 오줌량 감소 → 혈장 삼투압 감소

혈장 삼투압이 낮을 때#

혈장 삼투압이 낮을 때는 몸속 수분이 많은 상태이다.

이때 뇌하수체 후엽에서 항이뇨 호르몬의 방출이 감소한다.

항이뇨 호르몬이 줄어들면 콩팥에서 물의 재흡수가 감소한다.

  • 항이뇨 호르몬 방출 감소
  • 콩팥에서 물의 재흡수 감소
  • 오줌량 증가
  • 오줌의 삼투압 감소
  • 혈장 삼투압 증가
  • 혈장 삼투압이 정상 수준으로 회복

혈장 삼투압 감소 → 항이뇨 호르몬 방출 감소 → 콩팥의 물 재흡수 감소 → 오줌량 증가 → 혈장 삼투압 증가

정리#

항상성은 몸속 상태를 일정하게 유지하려는 성질이다.

신경계는 빠르고 짧게 작용하며, 내분비계는 느리지만 비교적 오래 지속되는 방식으로 작용한다.

호르몬은 내분비샘에서 분비되어 혈액을 통해 이동하고, 특정 표적 세포나 표적 기관에 작용한다.

항상성은 주로 음성 피드백과 길항 작용을 통해 유지된다.

체온 조절은 시상하부, 피부 혈관, 땀샘, 골격근 등의 작용으로 이루어진다.

혈당량은 인슐린과 글루카곤의 길항 작용으로 조절된다.

혈장 삼투압은 항이뇨 호르몬이 콩팥의 물 재흡수를 조절함으로써 유지된다.