인체생리학 정의와 이상 증상, 인체의 구성

인체생리학의 정의와 인체의 구성

1. 인체생리학의 정의, 질병과 노화와 영양 결핍 시 저체온 유발, 이상 증상

생명과학을 연구하는 이들에게 인체를 구성하는 여러 구조의 기능을 연구하는 생리학은 반드시 학습해야 할 필수학문입니다. 우리는 생리학이라는 학문을 통해 인체의 각 기관들이 계속 변화하는 외부 환경에 대해 얼마나 적절히 적응해 나아가는가를 깨닫게 될 것입니다. 생명체를 다루는 학문에서, 16세기 중반까지는 주로 생명체의 형태를 연구하였으나, 서서히 기능에 관한 관심이 생겨나면서 생리학이라는 동적인 학문이 시작되었습니다. 생리학은 자연을 의미하는 라틴어 'physis'와 학문이라는 뜻의 'logia'가 합성된 단어입니다. 인체생리학이란 인체에서 일어나는 모든 생명현상을 세포·조직·기관·기관계 또는 개체 수준에서 물리적·화학적·생화학적으로 연구하고 설명하는 학문으로서, 의학뿐 아니라 영양학, 간호학 등에서도 기초가 되는 학문입니다. 인체의 생명현상 또는 각 기관의 기능을 이해하기 위해서는 각 기관의 구조에 대한 이해가 선행되어야 하므로, 해부학과 생리학은 밀접한 관계를 지닙니다. 또한 질병 상태에서는 어떤 기관의 기능이 제대로 수행되지 못하므로 병태생리의 연구는 생리학을 이해하는 데 도움이 됩니다. 한편, 영양은 생명을 유지하는 데 필수불가결한 요인이므로, 인체의 각 기관과 조직의 기능을 연구하는 생리학은 영양소의 대사 과정에 대한 이해는 물론 질병 관리 시 영양중재를 적용하는 데 기초가 됩니다. 2000년대 초, 인간 게놈 프로젝트가 완성된 이후 생리학 분야에도 유전체와 각 기관의 기능이 어떤 관계를 지니는지가 중요한 관심사가 되었고, 이에 따라 생리학적 유전체학이라는 학문 분야가 새로 생겨났습니다. 즉, 생리적 현상이나 각 기관의 기능을 세포 수준에서 설명하고 이해하는 것을 넘어서, 어떤 특정 기능과 관련 있는 세포 내의 단백질이나 그 단백질을 합성하는 밑그림이 되는 유전자 수준에서 설명하고 이해하려는 시도가 이루어지고 있습니다. 인체는 시상하부와 신경계의 긴밀한 작용을 통해 열 손실과 열 생산의 균형을 잘 유지하여, 외부의 기온이 변화하여도 체온을 약 37℃ 내외에서 항상 일정하게 유지합니다. 예를 들어, 기온이 떨어지면 인체는 혈관을 수축하여 열 손실을 줄이고 근육을 떨면서 열 생산을 증가시켜 체온을 유지합니다. 그러나 이러한 항상성 유지 메커니즘에 문제가 생기면 체온은 저온 또는 고온이 됩니다. 체온이 35.5℃ 이하인 저체온증은 흔히 추운 외부 환경에 장시간 노출되었을 때 나타나는데,  스키를 탈 때 가끔 본인도 모르는 사이에 체온이 정상 이하가 되는 경우가 있습니다. 이외에도 저체온증은 갑상선기능저하증, 알코올중독, 당뇨, 뇌졸중, 저혈당증처럼 열 발산이 증가 또는 열 생산이 감소되는 질병이 있거나 영양이 부족한 경우에도 나타납니다. 한편 추위에 오래 노출되었을 때 노인들은 젊은 사람보다 저체온증에 더 취약합니다. 일본의 유명한 암 전문의인 요시미즈 박사는 암세포가 만들어 낸 독소가 자율신경계를 교란시키므로 암환자는 저체온 상태가 되며, 실제로 대부분 암환자의 체온은 정상인보다 약 1.5℃ 낮은 35℃ 대임을 보고하였습니다. 아직 의학계가 요시미즈 박사의 주장을 공식적으로 승인하지는 않았지만, 암환자의 체온이 건강한 사람보다 낮다는 것만으로 인체의 건강에 미치는 체온의 영향력을 짐작할 수 있습니다. 당뇨로 인한 케톤체 증가와 신장 질환에 의한 산의 배설 감소 또는 중탄산이온이 다량 함유된 췌장액, 장액을 손실한 경우 산증이 됩니다. 이를 대사성 산증이라고 합니다. 폐로의 이산화탄소 방출을 증가시켜 pH를 정상화시킵니다. 대사성 알칼리증은 탄산수소나트륨을 섭취하였거나 구토로 위산이 다량 손실된 경우 알칼리증이 되는 것을 말합니다. 폐로의 이산화탄소 배출을 감소시켜 pH를 정상화시킵니다. 그리고 호흡성 산증은 폐 질환이나 신경계 장애로 인한 호흡곤란이 있는 경우 폐로 이산화탄소 배출이 잘되지 않아 pH가 감소하여 산증이 된 것을 의미합니다. 신장에서 중탄산이온 재흡수와 이산화탄소로부터 중탄산이온 생성을 증가시켜 pH를 정상화시킵니다. 호흡성 알칼리증은 저산소증이거나 호흡중추를 자극하는 약물 복용 등의 경우 호흡이 증가하여 폐로의 이산화탄소 배출이 증가되면서 알칼리증이 되는 것을 말합니다. 신장에서의 중탄산이온 재흡수 감소나 호흡 감소를 통해 pH를 정상화시킵니다.

2. 인체의 구성

생명체를 이루는 구조적, 기능적 단위는 세포이며, 인간은 60조 개에서 많게는 100조 개의 세포로 이루어져 있습니다. 형태가 비슷한 세포들은 집합을 이루어 조직을 구성하여 각각 고유의 기능을 수행합니다. 인체를 구성하는 조직은 크게 상피조직, 결합조직, 근육조직과 신경조직의 4가지로 분류됩니다. 상피조직은 외부 환경과 접해 있는 조직으로, 체표면은 물론 여러 기관의 표면과 내면을 감싸고 있습니다. 상피조직에는 혈관은 없으나, 영양소와 노폐물을 이동시켜 흡수와 분비의 기능을 하며, 외부 환경으로부터 인체를 보호하는 면역 기능을 담당합니다. 상피조직은 다양한 모양을 하고 있으며, 이에 따라 기능도 다릅니다. 예를 들어 소화관의 내면을 구성하는 단층의 원주모양 상피조직은 미세융모로 변형되어 표면적을 최대화시켜 영양소가 쉽게 흡수되도록 해주며, 폐포의 상피조직은 단층으로 얇아서 가스 교환이 일어나기 쉽습니다. 결합조직은 인체에서 많은 부분을 차지하는 조직으로, 연골, 골격, 혈액, 지방조직, 소성 결합조직 및 치밀 결합조직이 이에 해당됩니다. 피부밑의 소성 결합조직은 상피조직을 바로 아래의 조직과 연결시켜 줍니다. 칼슘 등의 무기질과 콜라겐으로 이루어진 치밀 결합조직인 골격은 연골과 함께 신체를 지지해 주며, 소성 결합조직인 지방조직은 절연과 기관보호의 기능을 담당합니다. 근육조직은 세포의 구조와 특성에 따라 골격근, 심근, 평활근으로 분류되며, 자극을 받으면 수축하고 이완함으로써 신체의 각 부위를 움직이게 해 줍니다. 신경조직은 뉴런과 신경교세포로 구성되며, 그 종류에는 뇌, 척수, 신경이 있습니다. 신경조직은 인체의 내적, 외적 환경의 정보를 받아들이고 전달하여, 변화하는 환경 속에서 신속하면서도 적절히 반응할 수 있도록 체내의 각 기능을 종합하여 조절합니다. 조직들은 다시 일정한 질서에 의해 조합되어 기관을 형성합니다. 예를 들어, 소화기관인 위는 기본적으로 소화효소 및 위액을 분비하는 상피조직과 운동을 담당하는 근육조직으로 이루어져 있으며, 이 두 조직은 결합조직에 의해 연결되어 있습니다. 또한 위에는 전체적으로 신경조직이 고루 분포되어 있으며, 이 모든 조직의 기능이 협력함으로써 위의 소화 기능이 원활하게 이루어지는 것입니다. 인체를 구성하는 다양한 기관들 중 상호 관련이 있는 생리 기능을 담당하는 기관들은 기관계를 이루어, 더욱 효율적으로 개체의 기능이 유지되도록 합니다. 예를 들면, 심장은 순환기관의 하나로 동맥·정맥·모세혈관과 함께 순환기계를 구성하여 개체에 필요한 영양분과 산소를 운반하고, 세포에서 생성된 이산화탄소를 운반·배출시켜 생명현상을 유지하도록 해주며, 이때 호흡기계와 협력하여 그 기능을 수행합니다. 이와 같이 기관계들은 독립적으로 각각의 기능을 담당하고 있지만, 완전히 독립적인 것은 아니고 이들의 기능은 결국 인체의 생명현상을 효율적으로 유지하기 위해 서로 통합되고 조절됩니다.