목차 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 체액의 분포와 기능 신체의 항상성과 조절계 체온의 항상성 조절 체액의 산, 염기 항상성 조절 체액의 삼투질 농도 항상성 조절 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ

Ⅰ 체액의 분포와 기능 체액의 기능 성별 차이: 체지방 함량과 역비례 연령별 차이 조직별 차이: 총체수분량 체액 손실 시 증상 남자: 55-60%/여자: 50-55% 연령별 차이 조직별 차이: 혈액 83%>근육 76%>피부 72%>뼈 22%>지방조직 10%>치아 5% 제지방의 수분: 73% 체액의 기능 신체의 구조와 형태 유지 세포 대사에 필요한 환경 제공 물질수송의 매체 세포 내 화학반응에 용매로 작용 체온 유지 체액 손실 시 증상 구역질, 두통, 메스꺼움, 정신착란, 경련, 혼수 - 1%: 갈증 - 10%: 생리기능 장애 - 20%: 사망

Ⅰ 체액의 분포와 기능 체액의 구획 세포내액 (intracellular compartment; ICF) 총 체액의 2/3 (체중의 40%) 생화학 반응이 일어나는 장소 세포외액 (extracellular compartment; ECF): 총 체액의 1/3 (체중의 20%) 혈장 (blood plasma) (체중의 5%) 세포간질액 or 조직액 (interstitial fluid; ISF or tissue fluid) (체중의 15%) 신체의 내부환경: 산소와 영양소 공급 노폐물질 외부로 제거 pH와 삼투질 농도 유지

Ⅰ 체액의 분포와 기능 체액의 조성 세포내외액 간에 현저한 차이 세포막의 투과성 때문 혈장과 세포외액 간: 단백질 농도만 차이 세포내액: K+, Mg2+, HPO42-, 단백질 세포외액: Na+, Cl-, HCO3- 세포막의 투과성 때문 혈장과 세포외액 간: 단백질 농도만 차이 모세혈관벽 : 혈장 단백질을 제외한 모든 물질 투과

Ⅱ 신체의 항상성과 조절계 세포 : 조직의 내부환경 (internal environment)에 존재 내부 환경의 불변성 중요 내부 환경: 온도, pH, 삼투압, 기체 or 영양물질 항상성 내부 환경의 불변성 중요 동적 불변성 (dynamic constancy) 특정 범위 내에서 유지 항상성 유지 시 = 건강상태 항상성 파괴 시 = 반 건강 or 질병상태 온도: 36-37oC pH: 7.35-7.45 삼투압: 300 mOsmol Ca: 9-11 mg/dL

향상성에 따른 신체의 건강상태

Ⅱ 신체의 항상성과 조절계 항상성의 개념과 특성 클로드 베르나르: 월터 캐논: 19C 중반, 프랑스 생리학자 신체 내부환경의 조건 유지의 중요성 주장 월터 캐논: 1929년, 미국 생리학자 항상성 개념 정립 설정점 (set point)을 중심으로 유입과 유출의 균형조절 자율신경계와 내분비계의 작용

Ⅱ 신체의 항상성과 조절계 항상성 조절계의 일반적 특성 변수의 유입과 유출의 균형 항상성 기전: 평형 (equiliblium): 순획득량 = 순손실량 음 평형 (negative balance):순획득량<순손실량 양 평형 (positive balance):순획득량>순손실량 절대적인 크기 (양)보다 평형 중요 항상성 기전: 변화와 반대 방향 (역 방향)으로 반응: 음성 피드백 (negative feedback) 설정점으로 되돌아 가는 방향 설정점은 재설정될 수 있음 음성 피드백 고리 (negative feedback loops) 기관, 세포, 분자 수준에서 다양하게 발생 우선순위 작용

물질의 균형

Ⅱ 신체의 항상성과 조절계 항상성 조절의 내용 월터 개논의 항상성 조절 변수: 환경조건: 물질: 내분비 물질: 세포활동에 영향을 미치는 물리,화학적 조건 체온, 체액의 pH, 체액의 삼투압 물질: 세포의 생명활동 영위에 필요한 물질 또는 노페물질 영양소, 수분, 이온, 효소, 산소, 요소, 이산화탄소 내분비 물질: 세포 간 의사소통을 위한 물질 호르몬, 신경전달물질

Ⅱ 신체의 항상성과 조절계 항상성 조절과정과 경로 항상성 조절 과정: 항상성 조절 경로: 자극 (조절변수의 변화) 감지 자극 평가 및 반응 개시 반응 수행 항상성 조절 경로: 국소조절 (local control) : 단순 조절계 인접 부위의 자극에 대해 그 부위에 국한된 반응 수행 측분비 물질 or 자가분비물질에 반응 반사조절 (reflex control) : 복합 조절계 자극과 통합중추와 반응하는 부위가 멀리 떨어져 있음 전기적 or 화학적 신호에 반응 수용기 효과기 통합중추

Ⅲ 체온의 항상성 조절 항온 동물: 열 손실과 열 획득의 균형 효소 반응에 큰 영향 일정한 범위에서 체온의 항상성 유지 정상 체온: 중심체온 (core temperature): 신체 내부온도 35.5-37.7 oC 열 손실과 열 획득의 균형 열 획득 (열 생산): 음식물의 섭취와 대사 신체운동 외부환경에서 유입 (복사, 전도, 대류) 열 손실: 외부환경으로: 체표면 발산 (복사, 전도, 대류, 증발) 호흡, 배뇨, 배변으로 13장 p390-393 참조

체온의 항상성 조절계

Ⅲ 체온의 항상성 조절 체온조절기전 중립온도 범위: 체온조절반사 (thermoregulatory reflex): 혈류만으로 체온의 항상성 유지 가능 25-30 oC 체온조절반사 (thermoregulatory reflex): 온도수용기: 체온의 변화 (자극) 감지 말초온도수용기: 피부 중심온도수용기: 신체 내부 체온조절중추: 시상하부 자극 평가  반응 개시 체온 상승 시: 열 손실 증가/열 생산 감소 – 교감신경 흥분 억제 체온 하강 시: 열 손실 감소/열 생산 증가 – 교감 및 운동신경 흥분 효과기: 피부 소동맥, 골격근, 땀샘 반응 수행 비떨림 열생산: - 갈색지방조직 - 영유아기 중요 ▶ 알아두기 : 발열

체온조절반사

Ⅳ 체액의 산-염기 항상성 조절 체액의 수소이온 농도와 pH: 산 유입과 산 유출의 균형: 단백질의 구조, 효소 반응, 신경활동에 큰 영향 일정한 범위 수소이온 농도 (pH) 유지: 44-36 nmol/L (7.36-7.44) 산 유입과 산 유출의 균형: 산 생성: 대사과정에서 이산화탄소 , 인산, 황산, 젖산 등 생성 산 배설: 신장에서 수소이온 or 알칼리이온 배설 호흡으로 이산화탄소 배출 산 중화: 혈액 완충계 and 헤모글로빈 세포 내 단백질 and 인 소변 중 인 and 암모니아 CO2 + H2O = H2CO3 = H++ HCO3- 산 : 용액에서 수소이온을 제공하는 분자나 이온 염기 : 용액에서 수소이온을 수용하는 분자나 이온

체내 수소이온의 균형

Ⅳ 체액의 산-염기 항상성 조절 혈액의 pH 완충계 완충물질: 혈장 완충계: 혈구 완충계: 수소이온을 유리하거나 수소이온과 결합하는 물질 수소이온 농도 (pH)의 급격한 변화 억제 약산과 그 염의 혼합물 혈장 완충계: 중탄산계, 인산계, 단백질계 혈구 완충계: 중탄산계, 인산계, 헤모글로빈

Ⅳ 체액의 산-염기 항상성 조절 호흡에 의한 pH 조절 호흡조절중추: 화학수용기: 폐: 폐포의 탄산가스 분압 (PCO2) 유지 연수 흡식중추/호식중추 화학수용기: H+ 농도 및 PCO2 감지 말초 화학수용기: 경동맥, 대동맥 중추 화학수용기: 연수 폐: 호흡빈도와 깊이 조절 폐환기 촉진 or 억제

Ⅳ 체액의 산-염기 항상성 조절 신장에 의한 pH 조절 중탄산이온 재흡수: 수소이온 배설: 과잉 H+ 존재 시: 인산 완충계 HCO3-과 Na+ 재흡수 수소이온 배설: 인산 완충계 인산나트륨염으로 H+배설 암모니아 완충계 암모늄으로 H+배설 ▶ 알아두기 : 산-염기 평형 이상 산혈증: pH < 7.35 알칼리혈증: pH ≥ 7.45

Ⅴ 체액의 삼투질 농도 조절 삼투질 농도 (osmolarity) 용액 1 L에 함유된 용질 입자 (이온 and 분자)의 몰 농도: 포도당 1 M = 1 Osm (osmol)/L NaCl 1 M = 1 Osm (osmol)/L 체액의 삼투질 농도: 285-295 mOsm/L = NaCl 150 mM 세포막에서의 물질이동에 중요 세포를 저장액에 넣으면 수분 유입  팽창 세포를 고장액에 넣으면 수분 유출  수축 생리식염수 = 등장액 = 300 mOsm/L 저장액 < 300 mOsm/L 고장액 > 300 mOsm/L

Ⅴ 체액의 삼투질 농도 조절 삼투질 농도의 평형 수분 섭취와 배설 평형: 나트륨의 섭취와 배설 평형: 수분 유입: 음용수, 음식, 대사수 수분 유출: 소변, 대변, 불감손실(호기 and 피부) 수분 균형: 2-2,5 L/d 유입>유출 시: 소변량 증가 유입<유출 시: 소변량 감소 나트륨의 섭취와 배설 평형: Na 유입: 음식, 음용수 Na 유출: 소변, 대변, 땀 Na 균형: ~10 g/d

Ⅴ 체액의 삼투질 농도 조절 신장의 혈액량 조절 혈장량 감소 (삼투압 증가) 시: 혈장량 증가 (삼투압 감소) 시: 원인: 설사, 출혈, 발한, 수분 미섭취 반응: 혈압 강하  압력 수용기 자극 증가 뇌하수체 후엽: 항이뇨호르몬 (바소프레신) 분비 증가 신장 세뇨관 집합관: 수분 투과성 증가  수분 재흡수 촉진  고장성 요 생성 혈장량 증가 (삼투압 감소) 시: 원인: 수분 과다섭취, Na 섭취부족 반응: 혈압 상승  압력 수용기 자극 감소 뇌하수체 후엽: 항이뇨호르몬 분비 감소 수분 투과성 저하  수분 재흡수 감소  저장성 요 생성

혈액량 증가 및 감소 메커니즘

Ⅴ 체액의 삼투질 농도 조절 신장의 혈액량 조절 나트륨 부족 (삼투압 저하) 시: 나트륨 과다 (삼투압 증가) 시: 먼저 수분 배설 증가 발생  혈장량 감소 신장의 방사구체 세포: 레닌 분비 증가 혈장 안지오텐신 II 증가 부신피질: 알도스테론 분비 증가 Na 재흡수 촉진 나트륨 과다 (삼투압 증가) 시: 먼저 수분 배설 감소 발생  혈장량 증가 신장의 방사구체 세포: 레닌 분비 감소 혈장 안지오텐신 II 감소 부신피질: 알도스테론 분비 감소 Na 재흡수 저하 안지오텐신 II 기능: - 알도스테론 분비 촉진 - 혈관 수축 - 항이뇨호르몬 분비 촉진

나트륨 재흡수 메커니즘

Ⅴ 체액의 삼투질 농도 조절 수분섭취 조절과 갈증 수분 섭취 조절: 갈증 (thrist): 신장의 Na과 수분 조절: 한계 섭취를 통한 조절 중요 갈증 (thrist): 체내 수분 항상성을 유지하려는 생리현상 혈장량 감소 시 or 혈장 삼투질 농도 상승 시 압력수용기 or 삼투수용기 자극 시상하부: 갈증조절중추 반응 식염섭취 욕구 (salt appetite): 체내 나트륨 항상성을 유지하려는 생리현상 인간에서는 큰 의미 없음