Physiology(생리학) 수업: 항상성에 대한 이해, 양성 & 음성 피드백

우리 몸은 외부 환경의 변화에도 불구하고 내부 환경의 조건을 일정하게 유지하기 위해 여러 가지 조절 메커니즘을 가지고 있다. 이러한 내부 환경의 상대적으로 일정한 상태를 유지하는 것을 항상성(homeostasis)이라고 한다.

 

항상성은 영어로 호미오-스테이시스(homeostasis)로, 우리 몸이 내부 환경을 일정하게 유지하는 능력을 의미한다. 항상성은 주로 피드백 메커니즘을 통해 이루어지며, 이 메커니즘은 외부나 내부의 자극을 감지하고 필요한 조치를 취해 상태를 원래 수준으로 되돌린다. 

 

* 사람의 몸은 positive feedback(양성 피드백)과 negative feedback(음성 피드백) 메커니즘을 가지고 있는데, 항상성은 negative feedback(음성 피드백)에 해당된다.

 

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양성 피드백과 음성 피드백 정의

Negative Feedback (음성 피드백)

• 정의: 음성 피드백은 어떤 변화가 발생했을 때 그 변화를 반대 방향으로 되돌려 항상성을 유지하는 메커니즘.
• 주된 역할: 신체의 항상성을 유지하는 데 매우 중요한 역할을 한다.
  
  
• 예시:
  • 체온 조절: 체온이 상승하면 땀을 분비하여 체온을 낮추고, 체온이 하강하면 근육을 떨게 하여 체온을 올린다.
  • 혈당 조절: 혈당이 높아지면 인슐린이 분비되어 혈당을 낮추고, 낮아지면 글루카곤이 분비되어 혈당을 높인다.
  • 혈압 조절: 혈압이 높아지면 혈관을 확장하여 혈압을 낮추고, 낮아지면 혈관을 수축시켜 혈압을 높인다.

Negative feedback은 대부분의 생리적 조절 과정에서 중요한 역할을 하며, 내부 환경을 안정된 상태로 유지하기 위해 작용한다.

 

 

Positive Feedback (양성 피드백)

• 정의: 양성 피드백은 어떤 변화가 발생했을 때 그 변화를 더 강화하는 방향으로 반응을 촉진하는 메커니즘.
• 주된 역할: 보통 특정한 생리적 사건이 완결될 때까지 작용하며, 일시적이고 빠른 반응을 필요로 하는 경우에 나타난다.
  
  
• 예시:
  • 출산 과정: 아기가 태어날 때 자궁 수축이 시작되면, 옥시토신 호르몬이 분비되어 자궁 수축을 더 강하게 하여 출산을 촉진합니다. 출산이 끝날 때까지 이 과정은 계속 강화된다.
  • 혈액 응고: 혈관이 손상되면, 혈소판이 손상 부위에 붙어 응고를 시작하고, 이 과정이 더 많은 혈소판을 불러와 응고를 강화한다.

 

양성, 음성 피드백 공통점 차이점

공통점

• 음성 피드백과 양성 피드백 루프는 모두 신체 기능을 조절하는 메커니즘입니다.
• 두 메커니즘 모두 센서, 조절 중심 및 효과기를 통해 생리적 조건을 유지하거나 조정하는 역할을 합니다.
  
  

차이점

• 음성 피드백은 변화를 반대 방향으로 돌려 신체를 원래 상태로 되돌려 항상성을 유지하는 데 도움을 줍니다 (예: 체온 조절, 혈당 조절). 반면, 양성 피드백은 초기 변화를 증폭시켜 특정 결과가 나올 때까지 상황을 같은 방향으로 더 밀어붙입니다 (예: 출산, 혈액 응고).
  
  
• 음성 피드백 루프는 지속적으로 작용하여 시간이 지남에 따라 안정적인 상태를 유지하는 반면, 양성 피드백 루프는 일시적이며 생리적 과정이 완료될 때까지 빠른 반응을 유도하는 데 사용됩니다.

 

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Set point (설정점)

신체가 항상성(homeostasis)을 유지하기 위해 특정한 목표 값으로 설정된 상태를 의미한다. 즉, 체온, 혈당, 혈압과 같은 신체 내부 조건들이 정상 범위 내에서 일정하게 유지되도록 목표로 하는 값이다.

 

예를 들어,

• 체온의 set point는 일반적으로 **37°C(98.6°F)**이다. 몸의 온도가 이 범위를 벗어나면, 뇌의 시상하부가 온도를 다시 설정된 값으로 되돌리기 위해 땀을 흘리거나 몸을 떨게 한다.
• 혈당 수치의 set point는 일정한 범위(일반적으로 공복 시 약 70-100 mg/dL의 혈당)로 유지되어야 한다. 혈당이 이 범위를 벗어나면, 인슐린이나 글루카곤이 분비되어 혈당을 조절한다.