항상성

항상성의 구조

우리 몸 곳곳에 분포하며 특정 변화를 감지하는 역할을 한다.
- 피부의 온도 수용체는 외부 온도의 변화를 감지하고, 췌장의 베타 세포는 혈액 속 포도당 농도 증가를 감지하며, 목동맥과 대동맥의 압력 수용체는 혈압의 변화를 감지한다.
이들은 24시간 내내 쉬지 않고 내부 환경의 미세한 변화를 모니터링하는 정밀 센서다.

수용체로부터 전달된 정보를 설정값(set point)과 비교하여 차이가 있는지 판단하고, 적절한 대응을 명령하는 사령부다.
- 우리 몸의 대표적인 조절 중추는 뇌의 시상하부(hypothalamus)와 뇌하수체(pituitary gland) 그리고 연수(medulla oblongata)이다.
- 예를 들어, 시상하부는 체온과 수분 균형의 설정값을 가지고 있으며, 이 기준에서 벗어나는 정보가 들어오면 즉각적으로 교정 명령을 내린다.

조절 중추의 명령을 받아 실제로 변화를 일으키는 기관이나 조직이다.
- 땀샘, 근육, 간, 신장, 심장 등이 대표적인 반응기다.
- 더울 때 땀샘이 땀을 분비하여 체온을 낮추거나, 혈당이 높을 때 간이 포도당을 글리코겐으로 저장하는 활동 모두 반응기의 작용이다. 세 요소는 ‘피드백 루프(Feedback Loop)‘라는 정보 전달 체계를 통해 유기적으로 연결되어 항상성을 유지한다.

변화가 감지되면, 시스템은 그 변화를 상쇄하거나 반대 방향으로 작용하여 원래의 안정 상태로 되돌리려고 한다.
- 즉, ‘너무 많으면 줄이고, 너무 적으면 늘리는’ 방식으로 균형을 맞춘다.
작동 방식: 변화 발생 → 수용체 감지 → 조절 중추 판단 → 반응기 작동 → 변화 상쇄 → 정상 상태 복귀
예시:
- 체온 조절:
  - 체온이 올라가면(변화), 시상하부(조절 중추)는 땀샘(반응기)에 땀 분비를 명령하고 피부 혈관을 확장시켜 열을 방출하게 한다.
  - 반대로 체온이 내려가면 근육(반응기)을 떨리게 하여 열을 발생시키고 피부 혈관을 수축시킨다.
- 혈당 조절:
  - 식사 후 혈당이 올라가면(변화), 췌장(수용체/조절 중추)에서 인슐린을 분비한다.
  - 인슐린은 간과 근육세포(반응기)가 포도당을 흡수하여 글리코겐으로 저장하게 함으로써 혈당을 낮춘다.

변화가 감지되면 그 변화를 더욱 증폭시키고 강화하는 방식으로 작동한다.
- 이는 안정 상태에서 벗어나 특정 과정을 신속하게 완료해야 할 때 사용되는 예외적인 메커니즘이다.
작동 방식: 변화 발생 → 수용체 감지 → 조절 중추 판단 → 반응기 작동 → 변화 증폭 → 목표 달성 후 종료
예시:
- 출산:
  - 자궁 수축이 시작되면(변화), 태아의 머리가 자궁 경부를 압박한다.
  - 이 압박은 뇌하수체(조절 중추)를 자극하여 옥시토신 분비를 촉진한다.
  - 옥시토신은 자궁 수축(반응)을 더욱 강하게 만들고, 이로 인해 더 강한 압박과 더 많은 옥시토신 분비가 연쇄적으로 일어나 출산이 빠르게 완료된다
- 혈액 응고:
  - 혈관이 손상되어 출혈이 발생하면(변화), 혈소판이 손상 부위에 모여든다.
  - 활성화된 혈소판은 화학 물질을 방출하여 더 많은 혈소판을 불러 모으고(증폭), 과정이 반복되어 신속하게 혈액을 응고시켜 출혈을 막는다.