항상성 (Homeostasis)
항상성(Homeostasis)은 외부 환경 변화에도 불구하고 신체 내부 환경을 일정하게 유지하려는 생리적 조절 기전입니다. 요컨대, 체온, 혈압, 혈당, 체액 균형 등과 신체를 안정적인 상태로 조절합니다.
| 예시 |
| ✅ 체온: 36.5~37.5℃ 범위로 유지 |
| ✅ 혈당: 공복 시 70~110 mg/dL |
| ✅ 혈압: 평균 120/80 mmHg |
| ✅ 혈중 pH: 7.35~7.45 |
| ✅ 산소 및 이산화탄소 농도: 호흡 조절을 통해 일정 유지 |
항상성 유지 시스템의 구성
항상성은 “감지 → 통합 → 반응 실행” 의 단계로 진행합니다.
| 항목 |
| 🟦 자극(Stimulus) |
| : 체온 상승, 혈당 저하 등 내부 환경의 변화 |
| 🟦 수용기(Receptor , Sensor) |
| : 자극을 감지하는 구조 (ex. Baroreceptor, Thermoreceptor ) |
| 🟦 조절중추(Control Center) |
| : 주로 시상하부와 중추신경계로, 반응을 결정함 |
| 🟦 효과기(Effector) |
| : 명령을 받아 반응을 실행하는 구조 (ex. 근육, 땀샘, 혈관 등) |
| ✅ 반응(Response) |
| : 항상성을 회복시키기 위한 생리적 변화 |
Image By OpenStax, Anatomy and Physiology. Licensed under CC BY 4.0. Access for free at https://openstax.org/books/anatomy-and-physiology/pages/1-introduction.예시
체온조절 기전으로 예를 들어보겠습니다.
Image By OpenStax, Anatomy and Physiology. Licensed under CC BY 4.0. Access for free at https://openstax.org/books/anatomy-and-physiology/pages/1-introduction.| 체온 조절 |
| 🟦 자극: 체온 상승/하강 |
| 🟦 수용기: 시상하부 온도 수용기 |
| 🟦 조절 중추: 시상하부 |
| 🟦 효과기: 땀샘, 피부 혈관, 골격근 |
| ✅ 반응: 열 방출 또는 열 생산 |
항상성 유지 기전: 피드백 메커니즘
항상성은 대부분 음성 피드백(negative feedback)에 의해 이루어지며, 일부 특수한 생리 현상에서는 양성 피드백(positive feedback)이 작용합니다.
음성 피드백 (Negative Feedback)
혈당 조절
| 조절 작용 |
| 🔴 혈당 상승 시 → 인슐린 분비 → 포도당 흡수 및 저장 촉진 → 혈당 감소 |
| 🔵 혈당 감소 시 → 글루카곤 분비 → 간에서 포도당 생성 → 혈당 증가 |
체온 조절
| 조절 작용 |
| 🔴체온 상승 시 → 땀 분비, 혈관 확장 → 열 방출 → 체온 감소 |
| 🔵 체온 하강 시 → 떨림 유도, 혈관 수축 → 열 생산 및 보존 → 체온 상승 |
혈압 조절 (Baroreceptor reflex)
| 조절 작용 |
| 🔴 혈압 상승 시 → 바로수용기 자극 → 부교감신경 활성화 → 심박수 감소 |
| 🔵 혈압 하강 시 → 교감신경 활성화 → 심박수 및 혈관 저항 증가 |
혈중 칼슘 조절
| 조절 작용 |
| 🔴 혈중 칼슘 저하 시 → 부갑상샘에서 PTH 분비 → 뼈, 신장, 장에서 칼슘 농도 증가 |
| 🔵 칼슘 농도 회복 시 → PTH 분비 억제 |
양성 피드백 (Positive Feedback)
분만 시 옥시토신 반사
| 조절 작용 |
| 🔴 자궁경부 자극 → 시상하부 자극 → 옥시토신 분비 → 자궁 수축 → 더 강한 자극 유도 |
| 🔴 이 과정이 출산이 끝날 때까지 반복되어 수축이 점점 강해짐 |
혈액 응고
| 조절 작용 |
| 🔴 손상 부위에 혈소판 부착 → 화학신호 분비 → 더 많은 혈소판 유입 |
| 🔴 혈전 형성 완료 시까지 응고 반응이 점점 강화됨 |
항상성과 관련된 질환
항상성 기전이 실패하거나 과도하게 작동할 경우 다양한 질병이 발생할 수 있습니다.
당뇨병 (Diabetes Mellitus)
| 문제 요약 |
| 🔴 인슐린 결핍 또는 저항성으로 인해 혈당 조절 음성 피드백이 작동하지 않음 |
| 🟦 고혈당 상태가 지속되며 세포 내 에너지 대사 장애 발생 |
갑상샘 기능항진증 (Hyperthyroidism)
| 문제 요약 |
| 🔴 갑상샘 호르몬이 과다 분비되어 체온, 대사율 조절이 과도하게 항진됨 |
| 🟦 TSH 음성 피드백 억제에도 불구하고 갑상샘 호르몬 분비가 조절되지 않음 |
패혈증 (Sepsis)
| 문제 요약 |
| 🔴 감염에 대한 과도한 면역 반응 → 혈압, 체온, 대사 조절의 붕괴 |
| 🟦 자율신경계와 호르몬계가 항상성 복구에 실패하며 쇼크로 진행될 수 있음 |
울혈성 심부전 (Congestive Heart Failure)
| 문제 요약 |
| 🔴 심박출량 감소 → 신장 관류 저하 → 레닌-안지오텐신-알도스테론계(RAAS) 과활성화 |
| 🟦 RAAS가 체액 저류 및 혈압 상승 유도 → 오히려 심장 부담 증가 |
| ✅ 결과적으로 악순환성 항상성 붕괴 → 치료에 의한 기전 차단 필요 |
애디슨병 (Addison’s Disease)
| 문제 요약 |
| 🔴 부신피질 기능 저하 → 코르티솔, 알도스테론 분비 저하 |
| 🟦 혈압 유지, 혈당 조절, 나트륨/칼륨 균형이 무너짐 |
항상성의 중요성
항상성은 신체가 외부 스트레스나 환경 변화에 적응하고 생명을 유지할 수 있도록 돕습니다. 항상성 조절 실패는 질환으로 이어질 수 있으며, 지속적인 조절 실패는 생명에 심각한 위협을 가할 수 있습니다.
