의복과 인체생리.

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1 의복과 인체생리

2 피부의 생리 피부의 기능 대외보호작용 외부로부터의 자극, 세균, 독물의 침입 방어. 땀, 피지 등이 피부의 방어작용에 보조.
분비작용 피부 내의 한선, 피지선으로부터 땀, 피지를 분비 체온조절작용 혈관의 확대 및 수축으로 체내 열의 방출 또는 방출억제, 땀의 분비조절 등을 통해 체온을 조절함 흡수작용 지방 또는 수분에 용해된 물질을 흡수

3 호흡작용 폐호흡에 비하면 극미량(1/200)이지만, 외기로부터 산소를 흡수하고 이산화탄소를 배출함. 수분 증발은 폐의 2배. 배설작용 체내에서 생산된 불필요한 물질을 땀, 피지를 통하여 배설함 감각작용 피부에 있는 신경말단인 감각소체에 의해 촉각, 압각, 통각, 온각, 냉각 등의 감각작용을 함. 대내적 보호작용 외계로부터의 각종 자극에 의해 특수물질(에소피락신)을 생산하여 체내 여러 장기의 기능(신진대사 증진, 내분비선 기능증가, 면역체 증산, 신경기능조절 등)을 촉진.

4 피부의 구조

5 표피(Epidermis) 피부의 최외층에 위치. 여러 층의 세포로 구성. 임파관, 혈관, 결체조직(조직 사이를 결합하여 기관을 형성하는 조직)이 존재하지 않음. 각질층, 투명층, 과립층, 유극세포층, 기저세포층으로 구성 투명층은 손바닥과 발바닥에만 존재함 세포분열없이 위로 밀려 올라감 1개월 소요 기저세포, 멜라닌형성세포 끊임없는 세포분열로 일부는 기저층에, 나머지는 위로 이동

6 진피(Dermis) 표피와 피하조직 사이에 있으며 평균두께 2mm. 상부진피(표피와 경계 부분)에 혈관, 신경말단 존재. 하부표피(피하조직과 경계 부분)에 결체조직이 존재. 유두층(10~20%)과 망상층(80~90%)으로 구성.

7 피하조직(Subcutaneous tissue)
진피의 결체조직섬유가 내려와서 형성한 넓은 망상조직. 주로 지방조직으로 구성 혈관, 임파관, 신경이 분포 지방 형성, 저장열의 완충, 쿠션역할, 영양분 저장, 충격흡수 등 각종 생리적 기능 피부 부속기관 한선(sweat gland) 피부선 피지선(sebaceous gland) 모발(hair), 손,발톱(nail)

8 소한선(eccrine sweat gland)
전신에 골고루 분포(200만~500만개) 점막에는 존재하지 않음 입술, 음경, 음핵을 제외한 보통 피부 1cm2 당 200~300개 분포 분포 : 손바닥, 발바닥>얼굴>목부분>구간부>사지부 체온조절용 동물에는 거의 없음

9 대한선(apocrine sweat gland)
소한선보다 10배 이상의 크기 2차성징과 관련 농액성 특취의 분비물 포함. 겨드랑이, 음부, 유방, 항문주위에 분포 주성분이 단백질과 탄수화물이며 세균에 의해 분패할 때 특유의 냄새 발생(액취증) 동물은 거의 전부가 대한선

10 불능동한선(inactive weat gland)
분비기능을 나타내지 않는 한선 부실한선이라고도 함 한선의 능동화 : 출생 후 1~2년인데 이 기간 중 더운 지역에 거주하면 능동한선의 수가 많아지고 추운 지역에 거주하면 적어짐. 인종과 능동한선 수 인종 피험자수(명) 최소~최대 평균 아이누인 12 106.9~199.3 144.3 러시아인 6 163.6~213.7 188.6 일본인 11 178.1~275.6 228.2 대만인 178.3~341.5 241.5 태국인 9 174.2~312.1 242.2 필리핀인 10 264.2~306.2 280.0 필리핀일본인2세 15 258.9~402.6 277.8

11 피지선(sebaceous gland) 모낭 입구의 상부에 개구(開口)되어 피지(sebum)를 분비 피지선의 주머니 모양 세포가 변성하여 피지를 형성 피부 1cm2당 400~900개 분포 머리 속에는 1cm2당 1,000여 개 분포 분포부위 : 머리속>얼굴>등>앞가슴 손바닥과 발바닥에는 없음 피지성분 : 고급지방산, 콜레스테린, 땀 유화상태(emulsion state)로 피부표면에 피지막 형성 약산성이어서 피부표면에서 미생물의 번식 및 활동 억제

12 모낭 털을 생성하는 전체 부위 난자가 수정된 후 2개월 이후 모낭 형성 모근과 모간으로 구성 손바닥, 발바닥, 입술, 귀두, 음랙을 제외한 전신에 분포 피지선 및 아포크린선과 함께 분포 인체표면 1cm2 당 약 10개의 모낭 분포 피부의 마찰, 외상을 방지 모근(hair root) 털을 만들어내는 부분 모간(hair shaft) 털의 표면에서 뿌리 끝까지의 부분. 각질세포로 구성

13 털의 종류 솜털(lanugo hair) 신생아 연모(vellus hair) 성인 성모(terminal hair) 장모(long hair) 머리털, 수염, 겨드랑이털, 음모 단모(short hair) 눈썹, 콧구멍털, 귓구멍털

14 피부의 방어시스템 각질층 두께 : 0.2~0.3mm 온열과 한랭, 자외선 등에 대한 1차 방어막 역할 표피지질막
각질층 보호역할. 피지와 에크린땀이 섞인 에멀젼 상태의 막. 지질과 땀의 양에 따라 유중수적형(w/o), 수중유적형(o/w)으로 유화. 역할 : 케라틴 각질층의 과잉건조와 단열(斷裂) 방지, 수용성 자극물질의 침입 차단.

15 산외투 Acid mantel 피부의 pH : 에크린 땀(pH 5.2~6.2) 중 수분 증발에 의해 pH 4.0~6.0 국소부위, 마찰부위를 제외한 모든 피부표면은 중간정도의 산성막으로 덮여 있음. 역할 : 알칼리 물질 중화, 피부표면에서의 미생물 번식 억제 이온체 Ionic sieve 피부 케라틴층 : 층상섬유 및 망목으로 구성. 다수의 세공 존재. 체내에서 cystein탈수에 의해 형성된 –OH, H+의 전기이중층 역할 : 이온화한 화학물질의 표피 내 침입을 전기적으로 중화

16 모공내 지질 모낭에 부속하는 피지선에서 모공 속에 분비한 피지. 역할 : 수용성 화학물물질이 모공속으로 침입하는 것을 차단. 지용성물질, 계면활성제 등은 지질 속을 통과하고 진피나 유극세포층 내에 침입하여 각종 장해 유발 멜라닌색소층 표피 최하층인 기저층에 존재하는 멜라닌 형성세포로부터 기저세포, 유극세포 등에 멜라닌 색소의 과립을 분비. 역할 : 인체에 유해한 230~320nm의 자외선을 흡수하여 피부를 보호.

17 Chapter 4 인간의 체온조절

18 체온 Body temperature 항온동물 Homoisothermic animals
환경기온의 변화와 상관없이 항상 일정한 체온을 갖는 동물 온혈동물이라고도 함. 포유류, 조류 인간은 체온조절기능이 가장 발달 변온동물 Poikilothermic animals 환경기온의 변화와 함께 체온이 변하는 동물 냉혈동물이라고도 함. 파충류, 양서류, 어류

19 체온의 개념 학자들의 주장 Burton 시상하부의 온도 吉村 내장의 온도 阿部 대동맥의 혈액온도

20 측정부위 온도 구강온도 : 36.7oC 액와온도 : 36.5oC 직장온도 : 37.0oC 질온도 : 36.9oC
피부온도는 인체주위 환경온도에 의한 영향을 받기 쉬움.

21 정상체온의 변동 차이 : 0.6~0.7oC 일내변동 하루를 주기로 변동. 최저온 : 오전 6시경 상승기 : 오전 7시~9시
하강기 : 오전 9시~오후 21시 상승기 : 오후 2시~오후 5시 최고기 : 오후 5시~7시 하강기 : 오후 9시~오전 1시 평형기 : 오전 1시~ 차이 : 0.6~0.7oC 체온의 일내변동은 대개 체온조절중추가 안정되는 만 1세 이후부터 나타남.

22 월내변동 여성의 경우 월경주기에 따라 규칙적으로 변동 황체호르몬의 작용 월경 전에는 높고, 월경이 시작되면 하강, 난포기 동안 저온, 배란일에 체온함락현상. 성별변동 난소를 이식한 천축쥐 수컷 : 정상상태보다 0.5oC 체온상승 고환을 이식한 천축쥐 암컷 : 정상상태보다 0.5oC 체온하강 고환을 제거한 천축쥐 수컷 : 변화없음 성별에 따른 차이는 암컷의 생식선 때문으로 결론

23 여성의 월경주기에 따른 체온변동 월경 월경 최고임신가능기 황체기 0.1~0.4oC 배란 난포성숙기 평균 0.2oC 일 37.0
36.5 평균 0.2oC 일 여성의 월경주기에 따른 체온변동

24 어린이의 계절별 체온변화 연령별 변동 어린아이 : 성인보다 1oC 높음 노인 : 성인보다 약간 낮음. 연령 계절(기온, oC)
차이 乳兒(infant baby) 여름(21~32) 37.02 0.31 겨울(9~18) 36.71 幼兒(toddler) 여름(24~32) 37.01 0.07 겨울(12~19) 36.94 초등학생 여름(23~29) 0.03 겨울(11~13) 36.91

25 연령이 어릴수록 체온변화가 큰 이유 기초대사량과 근육활동이 적어 체열생산이 적음. 체온조절중추의 작용이 미숙
체중에 비해 체표면적이 넓어서 피부면에서의 방열량이 많음. 발한기구가 미숙하며, 특히 생후 3~5일간은 발한이 나타나지 않음 피하지방이 적어 근육층이 얇고 열의 방산이 많음. 자율신경기능이 미숙하여 피부혈관의 반응이 느리고, 외부 기온에 대한 적응도 느림.

26 수면 중의 체온강하 수면 중 근육운동 극소 음식물 섭취 중단 체열방산 체온조절중추의 흥분성 저하 각성 한랭자극
정상적 체온조절기능 회복 수면 중 체열방산이 급격하거나, 피로도가 높고 알코올 등의 섭취로 체온조절중추신경이 마비되면 체온조절이 되지 않아 동사할 수 있음.

27 Core temp. 셀과 코아온도 20oC(겨울) 35oC(여름) Shell temp.

28 이상체온 Abnormal body temperature 정상체온의 범위를 벗어나는 체온. 체온(oC) 상태 또는 명칭
30~33 의식불명, 생명위험 38.2~39.5 고열 33 체온하한선 39.5~40.5 최고열 35.5이상 궐냉허탈 40.5이상 과열 35.5~36 허탈 44~45 체온상한 37.4~37.8 경열 45이상 단백질변성, 사망 37.8~38.2 중등열

29 체온측정 유점검온계 또는 전자체온계를 사용. 구강온
설하온. 체온변동을 잘 나타내고, 측정시간도 짧지만 외기의 영향으로 오차발생 우려 액와온 소독의 편리성. 측정오차가 있음. 식사 및 운동 후 30~60분 경과한 다음 측정 직장온 인체 심부온 측정. 대동맥의 혈액온. 항문에 5~6cm삽입하여 측정. 신뢰도가 높음.

30 체열평형의 생리 체온결정요인 내적 조건 체내에서 열을 생산하는 과정 외적 조건 체열을 환경에 상실하는 작용
생명체를 둘러싼 환경과의 관계 환경으로부터 열을 흡수하는 작용 열의 생산, 열의 흡수, 열의 소비 열의 흡수는 거의 무시할 수 있을 정도

31 열의 생산 4.1Cal 9.3Cal 3대영양소 4.1Cal Heat production 음식물로 섭취한 영양소
체내 연소(산화, 소화) 에너지 생명현상 영위의 원천 탄수화물 4.1Cal 에너지 대사량, 산열량 연소 지방 9.3Cal 3대영양소 단백질 4.1Cal 에너지대사(energy metabolism), 산열과정

32 에너지 대사량 골격근 : 2/3 인체 부위별 열발생 간장 : 1/5 신장, 심장, 호흡 : 나머지
뇌파, 심전도, 근전위(전기적 에너지) 근추숙(화학적, 기계적 에너지)로 소비 1/4 에너지 대사량 3/4 체온유지(열에너지)로 이용 골격근 : 2/3 인체 부위별 열발생 간장 : 1/5 신장, 심장, 호흡 : 나머지 혈액온도 상승 전신 순환으로 체내에 평등 분배

33 기관 산열량 골격근 1,000(60%) 간장 368(22.5%) 신장 74 심장 60 호흡 40 합계 1,680
각 인체 기관별 산열량 기관 산열량 골격근 1,000(60%) 간장 368(22.5%) 신장 74 심장 60 호흡 40 합계 1,680 by Tiegerstedt

34 산열량 신체의 크기나 활동 정도에 따라 다름. Heat production
정상적 음식물 섭취, 정상적 발육, 중등도의 활동을 할 경우의 1일 산열량 성인남자 : 2500Cal 성인여자 : 2100Cal 연령 남 여 760 690 18~19 2,700 2,300 1~2 1,200 1,100 20~29 2,500 2,100 3~5 1,550 1,400 30~39 2,000 6~8 1,700 40~49 2,400 1,950 9~11 50~59 1,900 12~14 60~69 2,150 1,750 15~17 2,750 2,350 70~ 1,850 연령, 성별에 따른 산열량(Cal)

35 일의 종류별 성인 1인당 산열량(Cal) 성별 일의 종류 남자 여자 경노동 2,200 1,800 중등노동 2,500 2,100
비교적 중노동 3,000 2,400 중노동 3,500 2,800 최중노동 4,000 -

36 에너지대사량의 측정 직접법 단열된 방에서 인체 발생 열량을 직접 측정. 거의 사용하지 않음. 간접법
생체 내의 산화에 의해서 생기는 에너지량을 다음 각 요소를 측정하여 총합적으로 산출 (1) 산화에 필요한 산소 (2) 산화결과 배출되는 이산화탄소의 양 (3) 단백질 이화(異化)에 의해 생기는 질소의 양

37 3대 영양소에서 얻는 열량과 산소 소비량 당질 지방 단백질 1g 산화에 필요한 O2양(L) 0.75 2.03 5.95
1g 산화에 필요한 CO2양(L) 1.43 4.75 호흡상(RQ) 1.00 0.70 0.80 1g 산화하여 생산되는 열량(Cal) 4.10 9.30 1L의 O2를 소비하여 얻는 열량(Cal) 5.49 4.58 4.31 (예) 포도당의 산화 C6H12O O2 6CO H2O Cal 180g L L g Cal 1g L L g Cal 1 L L Cal

38 호흡상 비단백 호흡상 Respiratory quatient, RQ 소비된 산소에 대한 생성된 이산화탄소의 비(比)
영양소별 생산열량을 구하는데 사용. 탄수화물 RQ : 1.75/0.75=1 지방 RQ : 1.43/2.03=0.70 단백질 RQ : 4.75/5.95=0.80 비단백 호흡상 Nonprotein respiratory quatient, NRQ 탄수화물과 지방의 산화에 필요한 산소의 양과 그 결과 생성되는 이산화탄소의 비(比) 全이산화탄소 생성량 – 오줌속의 질소량 x 4.75 全이산화탄소 생성량 NRQ= = 全 산소 소비량 – 오줌 속의 질소량 x 5.95 全 산소 소비량

39 기초대사 Basal metabolism 덥지도 춥지도 않은 쾌적한 조건에서 공복상태의 피험자가 안정하게 누워 각성하고 있는 상태에서 측정한 에너지대사량. 생명을 유지하는데 필요한 최소의 에너지대사량. 성별, 연령, 체격에 따라 다름. 체표면적 당으로 환산하여 개인차를 좁힘. 기초대사의 생산부위 간장, 신장, 폐, 소화기, 심장 등 : 47% 근육 : 32% 뇌 : 21%

40 운동시 대사 운동 강도의 증가와 함께 산소 소비량이 현저히 증가. 에너지대사율
Relative metabolic rate, RMR 노동의 강도를 간단한 숫자로 나타낸 지표. 개인의 기초대사의 차이를 없애고, 개인차를 없게 함. 노동 시 대사 – 안정 시 대사 RMR = 기초대사

41 각종 작업의 에너지대사율 안정, 보행 사무 가사 스포츠 의자에서 안정 어슬렁거림 95m/분 보행 수면 서서 휴식
계단 오르기 사무 일반사무 인쇄 목욕 이불개기 가사 식사 화장 편물 세탁 청소 스포츠 골프 체조 축구 낚시 테니스 농구

42 열의 소비 Heat loss 인체에서 환경 쪽으로 열이 이동하는 것. 방열이라고 함.
전도 및 대류, 복사, 증발의 3형식으로 이루어짐. 열방산의 매개는 대부분 피부. 인체방열의 비율 방열 매개체 방열비율(%) 방열량(Cal) 똥, 오줌 1.8 48 호흡 3.5 84 폐표면증발 7.2 182 피부에서의 증발 14.5 364 피부에서의 전도, 복사 73.0 1,792 계 100.0 2,470

43 물질의 이동없이 열이 물체의 고온부에서 저온부로 이동하는 현상 열전도
전도,대류에 의한 방열 물질의 이동없이 열이 물체의 고온부에서 저온부로 이동하는 현상 열전도 유체의 실질적 흐름에 의해 열이 전달되는 현상 대류 A B 열전도 S A B L A에서 B로 일정하게 온도가 내려갈 때( ), 단위시간에 흐르는 열량 Q는 온도기울기에 비례. A B

44 단위시간에 흐르는 열량 Q는 P1에서 P2까지는 어느 지점에서나 같음. 두 판의 열전도율을 k1, k2라고 하면,
d1 d2 여기서 θ 와 Q를 구하면 의복의 보온력을 고려한 열전도의 모형도

45 대류 다양한 식에 제시되어 있음. 1 임의의 물체 온도를 T 만큼 높이는데 필요한 열량 Q는 C : 비열(Cal/g.deg) : 물질에 따라 결정되는 정수. 공기는 (16oC) M : 물체의 질량(g) 단위시간에 통과하는 공기량을 알면 그것을 M으로 하여 Q를 구함. 대류에 의한 열방산을 측정하기 위해 Calorimetry를 사용. 즉, 밀폐된 방에서 공기를 어느 한쪽에서 다른 쪽으로 순환시켜 양측의 온도 차이에 의해 순환공기의 열량을 구함.

46 대류에 의한 열방산량은 250cm/sec 이하의 풍속에서는 풍속의 제곱근에 비례.
Qc : 대류에 의한 열방산량 A : 정수=0.65(by Winslow) V : 평균풍속 : 피부온과 신체표면에 근접한 공기층과의 온도차(Ts – Ta) 3 Colin의 식 Qc=( V0.67)(Ts – Ta)

47 복사에 의한 방열 절대영도 이상의 모든 물체의 표면으로부터 계속적으로 발산되는 에너지, 전자파(electromagnetic wave)로 전달됨. 고체가 발산하는 복사에너지의 양은 고체의 온도, 고체표면의 특성에 따라 다름. 흑체 Black body 같은 온도에서 가장 많은 복사에너지를 발산하는 물체 완전복사체(perfect radiator)라고도 함.

48 Stefan-Boltzmann의 법칙 흑체의 단위면적(1cm2)에서 단위시간(1sec)에 방사하는 에너지는 그 흑체의 절대온도의 4승에 비례함. E : 방사에너지(erg) : Stefan-Boltzmann의 정수 = x 10-5(erg/cm2/sec/deg) = 1.37 x (Cal/cm2sec) T : 절대온도(K)

49 인체의 복사선 인체의 복사선은 적외선영역에 있고, 거의 흑체로 보고 있음. 따라서, Ts의 표면온도를 갖는 인체와 Te의 온도를 갖는 주위 물체와의 열교환량 Erad은 다음과 같음. Ts : 인체표면온도(K) Te : 주위온도(K) Ae : 유효복사면적(m2) : stefan-Boltzmann의 정수 T : 시간=60sec

50 복사가 거의 일어나지 않는 부위 > 환경 온도 < 환경 온도 인체 온도 인체 온도 방열 흡열 양의 복사 음의 복사

51 증발에 의한 방열 불감증설 Insensible water loss
인간이 감각적으로 느끼지 못하는 동안 표피 심층에 있는 체액이 표피를 통해 공기 중에 방산하는 것 무의적적으로 배설하는 오줌, 똥, 눈물, 침, 젖, 피부 및 호흡기에서의 수증기 증발도 불감증설이라고 함. 안정상태의 경우 70%는 피부에서 30%는 호흡기에서 이루어짐. 불감증설에 의해 손실되는 수분은 성인남자의 경우 1일 0.8~1.2L정도. 550Cal의 체열 방산. 피부에서의 불감증설량 : 얼굴>머리>손>…..>피복된 부분 착의상태에서 기온 19oC정도가 되면 피부 불감증설 시작.

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