12강. 동물의 체계화 수준
추천글 : 【생물학】 생물학 목차
1. 세포 [본문]
2. 조직 [본문]
3. 기관 [본문]
4. 기관계 [본문]
5. 개체 : 항상성 [본문]
6. 개체 : 대사조절 [본문]
7. 개체 : 체온조절 [본문]
8. 개체 : 삼투조절 [본문]
1. 세포(cell) → 조직 → 기관 → 기관계 → 개체 [목차]
⑴ 정의 : 모든 생물의 기능적, 구조적 단위
⑵ 세포 이론(cell theory)
⑶ 셀 타입
① 상피 세포(epithelial cell)
② 내피 세포(endothelial cell)
③ 면역 세포(immune cell)
④ 기질 세포(stromal cell)
⑷ 세포외 기질
① 섬유성 물질
○ 교원섬유(collagenous fiber) : 가장 질김. 콜라겐으로 구성. 힘줄이 아교섬유. 세포외기질의 약 90%
○ 세망섬유(reticular fiber) : 가늘고 가지가 많음. 그물 모양
○ 탄력섬유(elastic fiber) : 탄력성 ↑. 혈관벽에 분포
② 기질 : 형태 없음. 연함
○ (참고) 시멘트질 : 단단함
③ 글라이코스아미노글라이칸(GAG) : 세포외기질의 약 5%
2. 세포 → 조직(tissue) → 기관 → 기관계 → 개체 [목차]
⑴ 공통적인 기능을 수행하는 구조와 기능이 유사한 일군의 세포들
⑵ 조직 = 세포 + 세포외 기질 + 조직액
Figure. 1. 조직절편(Tissure Section)을 일반염색, 면역염색, 형광염색한 사진
⑶ 종류 1. 상피조직
① 기관, 혈관, 체강의 내면이나 표면을 형성하는 조밀한 단층 또는 다층 세포층
○ (참고) 동물의 상피조직은 식물의 표피조직과 대응됨
② 기능 : 기계적 손실, 병원체 침입, 체액 손실 보호, 체내 환경 보호, 내·외부 물질교환 조절
③ 한 면은 하부에 고정, 다른 면은 체액 또는 환경에 노출
○ 보호, 분비 및 흡수 기능
○ 땀샘, 소화샘 같은 외분비샘을 구성
④ 상피세포들은 계속 떨어져 나가며, 상피조직 내 줄기세포의 세포분열에 의해서 보충
⑤ 종류
○ 입방상피조직(simple cuboidal) : 표면층이 둥그스름함
○ 예 : 신장세관, 갑상샘, 침샘
○ 단층편평상피(simple squamous)
○ 예 : 폐포
○ 단층원주상피(simple columnar)
○ 예 : 소장세포
○ 다층편평상피(stratified squamous) : 잘 마모되는 표면
○ 예 : 케라틴화된 것은 주로 피부에, 케라틴화되지 않은 것은 입, 식도, 질, 항문에 분포
○ 다층원주상피(stratified columnar)
○ 거짓다층섬모원주상피(pseudostratified ciliated columnar) : 단층
○ 예 : 수란관 섬모, 기관지 섬모
⑥ 기능
○ 교환 : 단층편평상피
○ 특징 : 세포 사이의 구멍으로 분자들이 원활하게 교환
○ 위치 : 폐, 혈관내피
○ 운반 : 입방상피, 단층원주상피
○ 특징 : 밀착이음이 세포 사이의 교환을 막음, 세포막이 접혀 융모를 형성해 표면적을 증가시킴
○ 위치 : 소장, 신장, 일부 외분비샘
○ 섬모 : 입방상피, 단층원주상피
○ 특징 : 한쪽은 섬모로 덮여 있어서 표면을 따라 유동물이 이동
○ 위치 : 코, 기관지 및 상기도, 여성의 생식기관
○ 보호 : 다층편평상피
○ 특징 : 많은 데스모좀(desmosome)에 의해 세포가 단단히 연결되어 있음
○ 위치 : 외부환경으로 노출된 피부, 구강안쪽과 같은 강의 표피
○ 분비 : 단층원주상피, 입방상피, 다각형 상피
○ 특징 : 막으로 둘러싸인 분비입자와 다수의 조면 소포체로 가득찬 단백질 분비세포, 지방방울과 다수의 활면소포체를 포함하는 스테로이드를 분비하는 세포
○ 위치 : 췌장, 땀샘, 침샘 등의 외분비샘, 갑상샘, 생식샘 등의 내분비샘
⑷ 종류 2. 결합조직(connective tissue)
① 개요
○ 기관 및 조직들을 결합시키거나 지지하는 기능 수행, 기질에 파묻힌 세포들로 구성, 물리적 장벽으로도 작용
○ 기질은 섬유질과 조직액으로 구성
② 성긴 결합조직 (예 : 피하)
○ 보편적 결합조직, 섬유모세포와 기질로 구성
○ 바탕질 : 겔; 섬유와 세포보다 바탕질이 더 많음
○ 기질 : 콜라겐 및 탄력소(elastin) 섬유들이 헐렁하게 엮여 있음, 망성섬유도 함유
○ 상피조직을 받치고 있으며, 하부 조직 및 기관을 잡고 있음
○ 위치 : 피부, 혈관과 기관 주변, 상피 아래
③ 섬유성 결합조직
○ 힘줄과 인대를 형성, 섬유모세포와 기질로 구성
○ 기질 : 평행하게 배열된 조밀한 콜라겐 섬유들
○ 바탕질 : 바탕질보다는 대부분이 섬유
④ 지방조직
○ 지방을 지방방울의 형태로 저장
○ 기능 : 피부를 하부 구조에 연결, 기관 지탱, 단열, 에너지 저장
○ 종류 1. 백색지방
○ 커다란 지방방울이 존재
○ 소량의 원형질을 가짐, 바탕질 및 섬유가 거의 없음
○ 세포소기관이 적고, 혈액이 거의 공급되지 않음
○ 기능 : 지방 저장
○ 종류 2. 갈색지방 : 혈류로 인해 갈색을 띠고 있음
○ 미토콘드리아 多, 혈액공급량 풍부
○ 기능 : 비떨림 열생산
○ 갓난아기의 겨드랑이, 목 부위에서 갈색지방이 관찰
○ 성체가 되면서 서서히 퇴화하고 저온순응에 따라 증가
○ 1st. 교감신경의 노르에피네프린이 GPCR을 작동
○ 2nd. 신호전달과정에서 cAMP, PKA 증가
○ 3rd. PKA는 ligase에 작용하여 지방산 산화
○ 4th. cAMP와 산화된 지방산은 써모제닌 생성 : 써모제닌은 짝풀림 단백질(UCP)의 일종
○ 5th. 써모제닌은 미토콘드리아에서 짝풀림 호흡(uncoupled respiration)으로 열 생성
○ 최근 성인에서의 갈색지방 발현이 밝혀지면서 비만의 척도로 이용하려는 연구가 이뤄지고 있음
○ UCP-1(uncoupling protein 1)을 발현하는 지방을 갈색지방으로 정의하는 논문도 있음
○ 비만 : 태어날 때 비슷한 숫자의 비만세포를 가지고 태어남
○ 소아비만 : 비만세포 수 증가
○ 성인비만 : 비만세포 커짐
○ 나이와 성별에 따라 지방 위치가 상이
Figure. 2. 백색지방(좌)과 갈색지방(우). ㉠은 지방방울을 나타냄
⑤ 혈액
○ 세포 성분 : 적혈구, 백혈구, 혈소판
○ 기질 : 혈장
○ 산소와 영양분 운반, 감염에 대처하는 면역 기능
⑥ 연골
○ 연골모세포가 연골세포로 분화
○ 연골세포가 기질을 분비
○ 연골은 관철을 받쳐주며 유동성이 있음
○ 혈관이 분포하지 않아 손상 회복에 많은 시간 요함
○ 연골 기질(겔 상태) : 수분 (70%), Ⅱ형 콜라겐, 히알루론산, 콘드로이틴 황산염, 글루코사미노글리칸, 프로테오글리칸 등으로 구성
○ 위치 : 관절표면, 척추, 귀, 코, 인두
○ 관절염
○ 1st. 연골의 기질은 -OH기가 많아(∵ 당단백질) 수분을 holding하면서 탄력성을 가짐
○ 2nd. 나이가 들면 기질의 양이 감소함
○ 3rd. 관절이 탄력을 잃고, 상처가 생기면 염증반응 발생
⑦ 골(뼈)
○ 칼슘염으로 인해 단단한 결합조직
○ 조골세포 : 콜라겐 섬유와 인산칼슘으로 구성된 기질 분비
○ 파골세포 : 골을 분해
○ 골세포 : 단단한 골 기질을 유지
○ 식이 칼슘이 부족하면 뼈의 칼슘을 사용
⑧ 관련 질환 : Marfan syndrome
⑸ 종류 3. 근육조직
① 수축성 조직이며, 근육세포(근섬유)로 구성
② 액틴과 미오신 단백질이 상호작용하여 근 수축
③ 3종류 : 골격근, 심장근, 평활근
○ 골격근 : 수의적 운동, 평형 배열, 가로무늬, 다핵, 비차등적
○ 심장근 : 불수의적 운동, 가지치기 배열, 가로무늬, 일핵, 차등적
○ 평활근 : 불수의적 운동, 방추형 모양, 민무늬, 일핵, 차등적
○ 근절 퇴화, T 소관이 없음
⑹ 종류 4. 신경조직
① 신경신호를 동물의 한 부분에서 다른 부분으로 전달
② 신경세포(뉴런)로 구성. 뇌와 척수 구성
③ 뉴런(신경세포) : 자극의 감각. 자극 정보처리. 운동명령 전달
④ 신경교세포 : 뉴런에 영양 공급. 절연체 제공. 뉴런 형성에 관여
⑤ 대부분의 신경계의 세포들은 분열을 하지 않음
3. 세포 → 조직 → 기관(organ) → 기관계 → 개체 [목차]
⑴ 독립된 기능을 위해 몇 가지(≥ 2) 조직들로 구성
⑵ 해면동물들을 재외한 모든 동물에게 존재
⑶ 하나의 기관은 여러 기관계에 속할 수 있음
① 예 : 이자는 내분비계와 소화계에 모두 중요한 기능을 함
⑷ 예 : 심장, 위, 폐 등
4. 세포 → 조직 → 기관 → 기관계(organ system) → 개체 [목차]
⑴ 예 : 소화계, 호흡계, 순환계, 내분비계, 신경계, 운동계, 면역계 등
5. 세포 → 조직 → 기관 → 기관계 → 개체(individual) : 항상성 [목차]
⑴ 내부 환경 조절 방식에 따른 동물 구분
① 조절자(regulator) : 외부적 변동에 의한 내부변화를 줄이기 위해 내부 조절 기작을 이용
② 순응자(conformer) : 외부환경에 따라서 내부 환경을 변화시킴
⑵ 음성되먹임(feedback control) : 체내 환경 변화의 요인을 제거하는 변화 감소 기작
① 분류 1. 되먹임 저해(feedback inhibition) : 피드백 회로가 효소 및 대사 메커니즘을 방해하는 것
② 1-1. 협력적 되먹임 저해(concerted feedback inhibition)
○ 각각의 최종 산물이 일정한 농도 이상이 되어야 효소를 저해함
○ 효소가 두 개 이상의 allosteric site를 가짐
③ 1-2. 누적 되먹임 저해(cumulative feedback inhibition)
○ 각각의 최종 산물은 초기 반응에 관여하는 효소를 부분적으로 저해
○ 최종 산물의 각각의 양의 합이 일정 수준을 넘으면 전체 효소를 저해
④ 분류 2. 되먹임 억제(feedback repression) : 피드백 회로가 유전자 전사를 방해하는 것 (↔ induction)
⑶ 양성되먹임 : 체내 환경 변화가 변화의 요인을 증가시키는 변화 확대 기작, 항상성에 기여하지 못함
① 예 1. 혈액 응고
② 예 2. 출산 시 자궁수축
③ 예 3. 생식주기 : 에스트로겐
④ 예 4. 뉴런 활동전위
⑷ 항상성의 변경
① 다양한 환경에 대해서 항상성을 위한 설정점과 정상범위는 변화할 수 있음
○ 예 : 깨어있을 때보다 자고 있을 때 대부분의 동물들은 더 낮은 체온을 갖고 있음
② 항상성의 정상적 범위가 변화하는 한 가지 방법으로 순화(외부 환경의 변화에 적응하는 과정)가 있음
○ 예 : 포유동물이 해수면에서 고지대로 올라갈 때의 생리학적 변화. 폐로의 혈류 증가. 적혈구 생산 증가
6. 세포 → 조직 → 기관 → 기관계 → 개체(individual) : 대사조절 [목차]
⑴ 생물에너지학 : 생물의 행동, 생장, 생식을 제한하고 동물이 얼마나 많은 음식을 필요로 하는지를 결정
① 물질대사율 : 단위시간당 사용하는 에너지량, 주어진 시간에 대해서 전체 생화학적 반응의 요구 에너지량
② 에너지 전략
○ 일반적으로 내온성 동물의 물질대사율이 외온성 동물의 물질대사율보다 훨씬 큰 편
○ 내온성 동물은 외온성 동물보다 더 오랫동안 격렬한 운동(예. 장거리 달리기, 능동적 비행)이 가능
○ 일반적으로 내온성 동물은 외온성 동물에 비해 내부온도의 변동에 대한 내성이 작고, 음식섭취량도 많음
⑵ 물질대사율에 미치는 영향
① 크기와 물질대사율
Figure. 3. 기초대사율(BMR)과 몸 크기의 상관관계
○ 동물의 과도한 크기는 이동성을 제한
○ 동물의 크기가 클수록 체질량당 에너지 비용이 증가
○ 동물의 크기가 클수록 물질 교환을 위한 충분한 교환체계(예: 순환계)가 필요
Figure. 4. 물질교환을 위해 표면적을 늘린 체내 각 부위
○ (참고) 체질량지수(BMI, body mass index)
○ 정의 : 몸무게(kg)를 키(m)의 제곱으로 나눈 값
○ BMI ≥ 30 : 비만. BMI ＜ 18.5 : 저체중
② 활동
○ 최대물질대사율 : 격렬한 활동 동안 발생하며 활동기간에 반비례
○ 최소 물질대사율 : 세포유지, 호흡, 심장박동 등의 생명지탱 기능 추진, 기초대사율과 표준대사율로 구분
○ 기초대사율(BMR; basal metabolic rate) : 쉬고 있고 비어 있는 위장을 가지고 있으며 스트레스를 받지 않는 상태에서 성장하지 않는 내온성 동물의 물질대사율, 환경온도 범위 내에서 결정됨
○ 예 : 성인남성은 1600-1800 kcal/day, 성인여성은 1300-1500 kcal/day
○ 표준대사율(SMRl standard metabolic rate) : 특정한 온도에서 쉬고 있고, 음식을 먹지 않으며 스트레스를 받지 않는 외온성 동물의 물질대사율, 환경온도에 따라 대사율이 변함
③ 동물의 형태
○ 유선형 동물 몸 설계는 이동시 마찰 저항을 감소시킴
○ 납작한 몸 설계는 단위 부피당 표면적이 커 물질 교환에 유리
⑶ 에너지 수지 : 에너지가 이용되는 항목의 비율
① 내온성 동물의 에너지 수지
○ 체온조절에 상당히 많은 비율의 에너지를 소모
○ 크기와 온도조절에 지출되는 에너지 비율은 반대 관계
② 외온성 동물의 에너지 수지
○ 체온조절에 지출되는 에너지 비율이 아주 낮음
○ 같은 크기의 내온성 동물보다 매우 적은 에너지 지출을 보임
⑷ 휴면과 에너지 보존
① 동면 : 겨울철 추위와 음식부족에 대한 적응
○ 예 : 벨딩땅다람쥐의 동면 : 체온저하를 통해 물질대사율을 감소시킴
② 하면 : 오랜 기간의 고온과 부족한 물 공급에 대한 적응
③ 일중 휴면 : 일중휴면을 하는 모든 내온성 동물의 몸 크기가 작음, 생물학적 시계에 의해 조절되는 생득적 주기로 간주
○ 예 : 박쥐는 밤에 섭식, 낮에 휴면, 먹이를 계속 제공해도 일중 휴면에 들어감
7. 세포 → 조직 → 기관 → 기관계 → 개체(individual) : 체온조절 [목차]
⑴ 체온조절의 필요성
① 필요성 1. 효소가 활성을 갖는 온도가 제한적이므로 대부분의 세포기능도 좁은 온도범위로 제한
○ 사람의 평균 온도는 37 ~ 37.8 ℃
○ 이보다 온도가 낮으면 저체온증이 발생
○ 이보다 온도가 높으면 뇌손상이 발생
② 필요성 2. 생명활동을 하는 과정에서 계속해서 열이 발생한다.
○ 성인 남성 기준, 수면 시 87 W, 휴식 또는 사무작업 시 115 W, 볼링 시 230 W, 심한 신체노동 시 440 W 발생
○ 성인 여성은 성인 남성에 비해 신체가 작기 때문에 약 15 % 적은 열을 생성
③ 필요성 3. 피부와 외부 환경 간의 열교환(전도, 대류, 복사, 증발)
○ 체온조절의 핵심은 열획득률과 열손실률을 같게 하는 것
○ 동물들은 전체적으로 열교환을 감소시키는 체온조절을 수행
⑵ 체온조절에 따른 동물의 분류
① 내온성 동물(endotherm) : 체내에서 발생한 열로 체온조절을 하는 생물
② 외온성 동물(ectotherm) : 체외에서 발생한 열로 체온조절을 하는 생물
③ 항온동물(homeotherm) : 일반적으로 내온성 동물, 체온이 일정한 동물
④ 변온동물(poikilotherm) : 일반적으로 외온성 동물, 체온이 일정한 범위에서 변하는 동물
⑤ 내온성 동물과 외온성 동물 모두 혈액의 흐름을 조절하여 체온 조절
⑶ 열 조절 방식
① 방식 1. 능동적인 열 생성 : 일반적으로 내온성 동물에만 해당함
○ 방식 1-1. 떨림 열 생성 : 움직이거나 떠는 것과 같은 근육 활동으로 인한 열 생성
○ 방식 1-2. 비떨림 열 생성 : 갈색지방
○ 방식 1-3. 티록신과 대사열
○ 크기가 큰 파충류 일부는 떨림을 통해 물질대사율을 증가시킴
② 방식 2. 증발을 통한 냉각 : 일반적으로 내온성 동물에만 해당함
○ 헐떡거림
○ 땀 흘림(발한, sweating) : 많은 육상동물에서 관찰, 신경계에 의해 조절되는 땀샘을 가짐
○ 침 바름 : 일부 캥거루, 설치류에서 관찰
○ 몸 표면의 점액량 변화 등을 통한 증발 냉각 조절
③ 방식 3. 행동적 반응
○ 내온동물보다 외온동물은 행동에 의한 체온조절 방식에 더욱 의존
○ 꿀벌 : 사회행동에 의존하는 체온 조절 기작을 이용, 추운날 무리의 밀도와 열 생산↑
④ 방식 4. 열과 적응
○ 표면적 : 추운 곳에 사는 종은 표면적이 작음
○ 단열 : 동물과 환경 사이의 열 흐름을 감소시킴
○ 예 : 털, 깃털, 지방층
○ 순환계 적응 : 환경온도 변화에 반응하여 몸체 안쪽과 피부 사이를 흐르는 혈액량을 변경
○ 혈관이완(vasodilation) : 피부표면으로의 혈류량을 증가시켜 체외로의 열손실률 증가
○ 혈관수축(vasoconstriction) : 피부표면으로의 혈류량을 감소시켜 체외로의 열손실률 감소
○ 역류열교환 : 열손실을 줄이는 시스템
○ 열의 전달률을 최대화시키기 위해 서로 반대방향으로 흐르는 인접한 혈액의 흐름
○ 동맥혈이 지닌 열의 일부가 정맥혈로 유입돼 체내 중심부의 온도를 유지할 수 있는 메커니즘이 됨
⑤ 방식 5. 체온조절에서의 순화
○ 내온성 동물의 순화
○ 예 1. 단열의 정도를 조절 (예 : 겨울에는 두꺼운 모피를 자라게 하고 여름에는 모피를 벗음)
○ 예 2. 계절에 따른 물질대사 열 생산 능력의 변화
○ 외온성 동물의 순화 : 종종 세포수준에서의 조정 포함
○ 예 1. 동일한 기능을 지니지만 서로 다른 최적온도를 가지는 효소변이체 생성
○ 예 2. 포화지방/불포화지방 비율의 변화를 통해 다양한 환경 온도에서의 막 유동성 유지
○ 예 3. 아주 낮은 환경온도에서의 생명체의 경우 부동화합물(antifreeze)를 생성하여 어는점 낮춤
⑷ 응용 1. 척추동물의 자동온도 조절기 : 시상하부, 간뇌의 시상하부는 체온을 조절
① 설정점(set point)
○ 시상하부는 뇌에서 온도 조절을 관장하는 부분임
○ 시상하부 수용기를 통해 몸 내부의 온도와 설정점 온도를 비교함 → 추움 또는 더움을 인식
② 피드백 정보를 이용
○ 시상하부는 자율신경계와 뇌하수체를 자극함
○ 시상하부가 추움을 인식함 → 피부의 혈관 수축에 따른 피부 혈류 감소, 떨기 등 → 열 생성
○ 시상하부가 더움을 인식함 → 피부와 혈관 확장에 따른 피부 혈류 증가, 헐떡거림 등 → 열 손실
③ 기능 1. 열은 감염에 대한 방어책으로 작용함
○ 발열인자는 설정점 상승
○ 감염 시 대식세포가 인테루킨 분비 → 시상하부 설정점 ↑ → 체온상승 → 면역계 효소 활성 증가 및 미생물 증식 감소
④ 기능 2. 설정점을 낮춤으로써 에너지 절약 가능
⑸ 응용 2. 초파리와 열충격 단백질
① HSF(heat-shock factor)는 HSP70 유전자 상위에 존재하는 HSE(heat-shock element)에 결합하여 HSP70의 발현을 유도
② HSF 단백질은 열충격에 의해 HSE에 대한 결합 활성이 생김
8. 세포 → 조직 → 기관 → 기관계 → 개체(individual) : 삼투조절 [목차]
⑴ 삼투조절의 과제 : 다양한 동물들의 수분 균형
① 수분균형유지 방법에 따른 분류
○ 삼투순응자 : 체내 삼투 농도를 적극적으로 조절하지 않는 동물들. 물의 순이동이 크지 않음
○ 삼투조절자 : 외부 삼투몰농도와는 다른 내부 삼투몰농도를 유지하는 동물들. 에너지가 지속적으로 요구
② 해수동물과 담수동물의 삼투조절
○ 해수동물 : 염 농도가 높은 물 섭취, 삼투에 의해 체표면에서 물이 유출 → 아가미에서 염류 배출, 염의 농도가 높은 오줌 소량 배출
○ 담수동물 : 염 농도가 낮은 물 섭취, 삼투에 의해 체표면에서 물이 유입 → 아가미에서 염류 섭취, 염의 농도가 낮은 오줌 다량 배출
③ 물곰 : 탈수 시 트레할로스(trehalose)에 의해 세포막과 단백질들을 보호
⑵ 삼투조절의 에너지학 : 에너지 절약
① 수분과 용질의 균형을 유지하는데 소모되는 에너지를 절약하기 위해 체액의 성분을 서식지의 염도에 맞추어 적응
② 수송상피 : 염류샘을 예로 들자.
○ 용질수송을 담당하는 운반성 상피세포가 하나 혹은 여러 층으로 구성됨
○ 복잡한 관의 형태로 넓은 표면적을 가짐
○ 예. 갈매기는 염류선을 통하여 마신 물의 50%를 소모하면서 80%의 염분을 제거
③ 역류교환
○ 혈액의 흐름과 분비관의 내강 내 염분의 배출 방향이 서로 반대 방향
○ 이 역류시스템은 전 구간에 염의 농도기울기를 유지하여 혈액에서 관으로의 염분 이동을 촉진
⑶ 인체의 삼투항상성
① 수분 유입(/day)
○ 음료섭취 : 1250 mL
○ 음식물의 물 : 1000 mL
○ 대사 생성 : 350 mL
○ 총 유입량 : 2600 mL
② 수분 유출(/day)
○ 무의식 손실(폐, 피부) : 900 mL
○ 땀 : 100 mL
○ 대변 : 100 mL
○ 오줌 : 1500 mL
○ 총 유출량 : 2600 mL
③ 삼투 항상성
Table. 1. 인체 체내 다양한 이온의 삼투 농도
④ 체액의 양과 삼투농도의 변동
Table. 2. 체액의 양과 삼투농도의 변동
○ 세포외액 용적(ECF) : 체액량이 증가하면 ECF 증가, 감소하면 ECF 감소
○ 세포내액 용적(ICF) : 삼투농도가 증가하면 ICF 감소, 감소하면 ICF 증가
⑷ 인체의 pH 항상성 : 삼투항상성의 한 종류
① 인체의 pH 분포
| 기관, 기질 또는 막 | pH | 관련 생리학적 기능 |
| (1) 피부 | 4-6.5 | 미생물에 대한 장벽 기능 |
| (2) 소변 | 4.6-8.0 | 미생물의 성장 억제 |
| (3) 위 | 1.35-3.5 | 단백질 분해 |
| (4) 쓸개즙 | 7.6-8.8 | 위액 중화를 통한 소화 촉진 |
| (5) 췌장 유체 | 8.8 | 위액 중화를 통핸 소화 촉진 |
| (6) 질 | <4.7 | 미생물에 대한 기회감염 방지 |
| (7) 뇌척수액 | 7.3 | 뇌의 생장 |
| (8) 세포내액 | 6.0-7.2 | 세포의 대사로 인한 부산물의 결과 |
| (9) 정맥혈 | 7.35 | 엄격하게 조절됨 |
| (10) 동맥혈 | 7.4 | 엄격하게 조절됨 |
Table. 3. 인체의 pH 분포 (ref)
② 종류 1. CO2/HCO3- 완충계 : 개방 완충계(open buffer system). 가장 효과가 큼
③ 종류 2. 단백질 완충계
④ 종류 3. 인산 완충계
⑸ 부종(edema)
① 정의 : 혈액에서 조직액으로 물이 이동하여 퉁퉁 붓는 현상
② 원인 1. 고염식 섭취 후 수면 (예 : 라면 국물)
○ 1st. 신장이 작동하지 않아 염분 배출이 안 됨
○ 2nd. 혈액 내 염분 축적
○ 3rd. 혈액은 삼투항상성을 위해 조직으로 염분 전달
○ 4th. 삼투압으로 인해 조직 내 수분 함량 증가
○ 5th. 부종 발생
③ 원인 2. 신장병
○ 1st. 신장이 원활환 기능을 못하여 염분 배출이 안 됨
○ 2nd. 혈액 내 염분 축적
○ 3rd. 혈액은 삼투항상성을 위해 조직으로 염분을 전달
○ 4th. 삼투압으로 인해 조직 내 수분 함량 증가
○ 5th. 부종 발생
④ 원인 3. 단식
○ 1st. 혈액 내 임시 에너지원인 알부민의 농도 감소
○ 2nd. 혈액 삼투 감소효과
○ 3rd. 혈액에서 조직액으로 알짜 물의 이동이 존재
○ 4th. 부종 발생
⑤ 원인 4. 운동
○ 1st. 혈압 증가
○ 2nd. 혈액에서 조직액으로 알짜 물의 이동이 존재
○ 3rd. 부종 발생
입력: 2015.07.16 09:46
수정: 2019.09.14 23:04
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