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소화 및 흡수 

1. 소화기계의 구조

(1) 소화관의 구조

  - 소화기계 :

   구강에서 항문, 입 → 인두 → 식도 → 위 → 소장(십이지장 - 공장 - 회장) → 대장(맹장-결장-직장) → 항문

  - 9m 의 소화관과 소화액을 생성 분비하여 소화작용을 돕는 타액선, 간과 담낭, 췌장등의 부속기관으로 구성

  1) 구강과 인두

    - 구강내 : 치아와 혀(무수한 유두)

       * 성인 치아 : 32개, 영유아 (생후 6개월~2세) : 유치 20개

       * 혀 : 횡문근성 기관, 점막으로 덮여 있음, 맛을 느끼고, 음식물의 혼합과 연하작용 수행

    - 인두 : 구강 후방의 연속된 소화관의 한 부분, 코, 입 후두의 세 부위로 통함, 음식물과 공기의 통로,

       * 연구개 : 음식이 코로 들어가는 것을 막아줌, 후두개 : 후두 상단을 덮어 기관으로 들어가는 것을 막아줌

2) 식도

    - 상부 1/3 은 횡문근, 나머지 2/3는 평활근

    - 식도 상부에는 식도괄약근, 식도 하부에는 하부식도괄약근

    - 약 25cm 의 관, 위로 연결

  3) 위

 

  - 성인은 1,200~ 1,400mL, 신생아는 30~50mL정도 크기

  - 분문부, 위체부, 유문부 세부분으로 나뉨

     * 분문부 : 식도와 연결되는 부분, 위저부(위의 가운데 부분)

     * 위체부 : 위의 가운데 부분

     * 유문부 : 십이지장으로 연결되는 부분, 유문동과 유문 괄약근을 포함

       cf > 소만부 : 우측 경계인 짧고 만곡된 부분,

              대만부 : 좌측 경계인 길고 팽출된 부분

    - 위 내벽의 점막표면 : 긴 주름벽으로 되어 있음, 주름이 내강쪽으로 열린 통로 : 위막공

       위점막속 깊이 주름을 덮고있는 세포들은 위선 형성

    - 위상부와 : 주세포(소화효소 생성), 벽세포(염산 생성)

    -분문선, 유문선 : 경부세포 (알칼리성 점액 분비) 분포

 < 위선 >

   * 위소와(위막공 gastric pits) : 위 점막 주름 틈새에 위 내강으로 열린 통로

   * 내분비 세포 - 부세포 : 점액

                       벽세포 : 염산 및 내적인자

                       주세포 : 펩시노겐

    * 외분비 세포 - G 세포 : 가스트린 (GASTRIN)

                       D 세포 : 소마 토스타틴

                       장크롬친화성 세포 : 히스타민, 세로토닌  

4) 소장

    - 유문으로부터 회맹부에 이르는 길이 6~7m 의 긴 관상장기 (시작직경은 4~6cm, 말단부 직경 2.5~3cm)

    - 십이지장, 공장, 회장의 세부분으로 되어 있음

      * 십이지장 : 유문에서 약 25cm 의 C자형,

      * 공장 : 십이지장에 연속되어 소장의 2/5를 차지함 (2.5m)

      * 회장 : 나머지 3/5 를 차지하며, 부채꼴의 장간막에 의해 후복벽에 달려있음.

    - 유문에서 10cm 떨어진 십이지장 부위에 총담관과 췌관이 합류하여 개구, 담즙과 췌장액 분비

       이곳에 오디 괄약근 이 위치 - 소화액의 십이지장 유입을 조절 : 담즙이 십이지장으로 배출되는 것을 조절 

5) 대장

    - 소장에 연결된 소화관, 길이 1.6~2m, 직경이 5~7cm 정도, 맹장, 결장, 직장으로 구분

      * 맹장 : 대장의 처음 시작 부분 길이 5cm 정도, 대장 중 가장 두터운 부분 맹장 좌측 후벽에 직경 0.6cm 길이 6.5cm 정도의 충수돌기라고 하는 작고 끝이 막힌 손가락 모양의 얇은 주머니가 달려있음.

      * 결장 : 약 140cm, 부위에 따라 상행결장, 횡행결장, 하행결장, s 상결장으로 구분

      * 직장 : 길이 15~20cm로 비교적 곧으며, 항문에 연결, 소장보다 직경은 넓으나 길이가 짧아 상피의 표면적은 훨씬 적음, 표면에 주름이나 융모가 발달되어 있지 않음.

6) 항문

    - 소화관의 마지막 부분, 평활근으로 구성된 내항문괄약근과 횡문근으로 구성된 외항문괄약근이 있어 배변 조절

(2) 부속소화기관의 구조

  1) 타액선

    - 타액을 구강내에 분비하는 침샘,

    - 귀밑에 좌우 한쌍의 가장 큰 귀밑샘(이하선), 불 내측에 있는 턱밑샘(악하선), 혀 밑에 있는 혀밑샘 (설하선) 이 있음

  2) 간

    - 황경막 바로 아래 오른쪽 상복부에 위치

    - 내장기관중 가장 큼, 성인남자는 1~1.5kg, 성인여자는 0.9~1.3kg 크기

    - 우엽과 좌엽으로 구성, 우엽이 전체 3/4 차지,

      * 중앙 하부에 간문, 그곳으로 간문맥, 간동맥, 간관, 림프관이 출입, 간문 후방에 간정맥

    - 간동맥(1/3 의 혈액 공급 - 산소 공급)과 간문맥(영양소를 간으로 운반하는 혈관)으로부터 혈액 공급 , 1분당 약 1,500ml의 혈액이 간을 통해 순환

    - 질긴 피막으로 둘러쌓임 - 100만개 정도의 간소엽으로 이루어짐

       * 간소엽 - 간세포, 모세혈관, 모세담관이 중심정맥을 중심으로 방사상으로 모인것으로 직경 0.7~2mm의 다각주 형태로 간구조와 기능의 단위가 되고, 간세포의 구획을 만듦.

    - 주요기능 : 담즙 생성, 체내 물질대사와 내부 환경의 항상성 유지에 있어 중추적 역할 수행  

 

 

    ① 탄수화물 대사

      - 포도당으로 문맥을 거쳐 간에 운반 ->  일부는 혈액중에 방출, 대부분은 간과 근육에서 글리코겐 합성

      - 혈당수준이 내려가면 간세포에서 저장해 두었던 글리코겐을 분해해서 포도당을 혈중에 방출

      -  당신생 작용 : 아미노산과 피루브산(단백질 ), 젖산(근육운동), 글리세롤(지방분해)등을 이용해 포도당 생성

 

    ② 단백질 대사

      - 체단백질 저장, 혈장 단백질의 합성, 혈액응고인자 합성, 아미노산 대사, 비필수아미노산의 합성, 함황아미노산의 대사, 요소합성 등

      - 알부민, 글로불린, 트랜스페린, 세룰로플라즈민, 지단백등 혈청단백질과 피브리노겐, 프로트롬빈등 혈액 응고인자 및 여러종류의 효소 단백질이 합성

      - 달 아미노산 반응과 아미노 전이반응을 통해 아미노산을 분해 또는 상호 전환, 필수아미노산 합성 -> 에너지와 포도당 생성에 이용되는 기질로 전환

      - 아미노산의 대사 결과로 생성된 암모니아를 요소로 합성 --> 무해한 상태로 요 중 배설

    ③ 지질대사

      - 지방합성, 인지질과 콜레스테롤 합성, 지단백 합성, 지방산 대사, 담즙산 합성

      - 탄수화물의 중간대사물질을 이용해 지방 합성, 잉여의 지방산뿐 아니라 당질을 지방으로 전환

      - 간에서 합성되는 지단백질(혈액중 지방 수송형태인) : 단백질, 중성지방, 인지질 및 콜레스테롤등의 물질로 구성

      - 식사, 지방조직에서 방출된 지방산 - 간에서 베타 산화과정에 의해 아세틸 CoA로 전환 -> 에너지

                                                          당질 섭취가 부족할 때에는 케톤체 생성

 

    ④ 비타민과 미네랄 대사

      - 각종 비타민, 미네랄의 대사, 활성화, 수송 뿐 아니라 저장에 관여

      - 비타민 A,D를 비롯한 모든 지용성 비타민, 비타민 B12, 비타민 B1, 비타민 B2, 비타민 C 등 의 수용성 비타민, 아연, 철, 구리, 마그네슘 등 미네랄 저장

      - 비타민 A, 아연 또는 철을 수송하는 단백질 합성

      - 비타민 D 활설화 -> 비타민 D3, 카로틴 -> 비타민 A , 비타민 K 를 프로트롬빈, 엽산 -> 활성형 엽산으로 전환하는 기능

      - 철, 구리의 대부분을 페리틴, 또는 세룰로프라즈민의 형태로 저장

 

    ⑤ 해독작용

      - 유독물질을 산화, 환원, 분해 또는 합성등의 반응을 통해 독성이 적은 물질로 바꾸거나 배설하기 쉬운 수용성 물질로 만듦

      - 외인성 약물과 알코올의 처리, 내인성 스테로이드계 물질들 (알도스테론, 글루코코르티코이드, 에스토로젠, 프로게스테론, 테스토스테론) 이 간에서 비활성화, 암모니아를 요소와 합성함으로써 독성 제거

      - 바이러스나 이물질들을 시누소이드의 모세혈관 벽에 존재하는 쿠퍼세포의 음세포작용으로 제거

    ⑥ 담즙생성

      - 지방의 소화에 필요한 답즙 합성

        * 답즙의 주성분 - 담즙산 : 콜레스테롤로부터 생성되는 콜산을 모체로 합성

  3) 담낭

    - 간에 부속된 기관, 길이 약 9cm, 용량 40~70mL 정도 크기, 서양배 모양, 간우엽 아래 위치

     - 담도계 : 담낭 + 담관 , 간에서 배출된 담즙을 농축, 저장, 배출하는 기능

     - 담즙 성분 대부분 : 장, 간순환 : 소장에서 분비된 담즙 -> 소화 흡수에 사용후 재흡수 -> 문맥 -> 간 : 담즙 성분 합성에 이용 : 간세포 -> 모세담관 -> 간관(좌우) -> 총간관 -> 담낭관 -> 담낭  -> 총담관 -> 십이지장 -> 회장 -> 간문맥 -> 간

  4) 췌장

    - 복강내 가장 깊숙한 곳에 위치, 위의 후방에 좌우로 걸쳐있음. 길이 15cm, 넓이 3~5cm, 두께 2cm , 중량 60g 정도 붉은색을 띈 회백색의 부드러운 조직

    - 다수의 소엽으로 구성, 소엽의 도관은 췌장의 중심을 통하는 췌관에 합류 -> 총담관에 합류 -> 십이지장으로 통함 : 최액의 외분비 경로

    - 외분비 조직과 내분비 조직으로 구성 (기능이 전혀 다름)

      * 외분비 조직 : 소화효소를 합성하는 선세포, 물과 장탄산염을 분비하는 상피세포

      * 내분비 조직 : 랑게르한스섬이라는 세포집단 : 글루카곤을 분비하는 알파세포, 인슐린을 분비하는 베타세포, 소마토스탄틴을 분비하는 델타 세포 등으로 구성

(3) 소화관 벽과 점막 표면의 구조

  1) 소화관 벽의 일반구조

   - 식도의 중간부위부터 항문에 이르기까지 공통구조를 가짐 : 소화관 벽은 안쪽으로부터 점막층, 점막하조직, 근육층, 장막층의 4개 층으로 구성,

    * 점막층 : 한층의 상피세포와 결합조직의 고유판, 그리고 얇은 평활근으로 된 점막근판으로 구성

    * 점막하조직 : 혈관, 림프, 신경등을 지지해주는 역할, 점막하신경총이 분포

    * 근육층 : 평활근이 두층으로 배열되어 있으며, 내층은 환상근, 외층은 종주근으로 구성,소화관의 운동에 관여하며, 내외 근육층 사이에는 장근신경총이 분포

    * 장막층 : 장관의 최외층을 덮고 있는 얇은 결합조직의 막

 

 

  2) 소장 점막 표면의 구조

   - 내벽의 표면 : 주름벽, 융모, 미세융모로 구성, 흡수 표면을 넓히는 효율적인 구조(사람의 소장 -평평한 표면적의 약 600배 ) -영양소 흡수에 유용

   - 상피세포 : 융모의 음와 부분에서 생성, 분화되어 정상부위를 향해 이동, 정상부위에서 노화되어 소화관의 내강내로 탈락

      * 하루에 약 170억개(약 250g) 의 상피세포 탈락, 새로운 세포 생성, 소장 전체의 상피조직은 4~6일 마다 교체

2. 소화기계의 기능

 

 

(1) 소화작용

  - 소화 : 음식물로 섭취된 영양소를 혈액이나 림프액에 흡수 가능한 상태까지 화학적, 기계적으로 용해, 분해 하고 흡수되는 부위로 운반하는 작용

   - 화학적, 기계적, 생물학적 방법으로 분해, 혼삽, 장상피세포의 흡수부위까지 이송, 장내 미생물의 이용을 도움

 

  1) 화학적 소화

    - 소화효소에 의한 물질의 분해, 산(위액) 알칼리(장액) 담즙에 의한 중화, 용해및 결합, 점액에 의한 식괴의 원활한 이동과 점막 보호 등에 의해 소화관 내로 들어온 단백질,탄수화물, 지질등 거대분자들을 흡수 가능한 작은 분자로 만드는 작용

 

  2) 기계적 소화

    - 소화관 운동에 의해 소화물 덩어리(식괴)를 소화액에 충분히 접촉, 이동시키는 작용

    - 잘게 쪼개서 혼합, 흡수부위에 이동, 구강으로부터 항문으로 이송하여 영양소 흡수 후 배출되도록 하는 작용

 

  3) 세균학적 소화

    - 대장의 장 미생물총(1kg)에 의한 소화물의 분해, 발효 부패작용등에 의해 영양소 (비타민 k) 합성, 영양소 흡수돕는 소화작용

(2) 소화액의 분비

   - 소화액 : 타액선과 간, 췌장의 외분비선이나 소화관 내의 소화선에서 합성, 소화관의 내강으로 분비

 <성인의 1일 소화액의 분비량 >

 (소화액 분비량은 소화관내 음식물의 존재, 양과 질, 신경자극이나 호르몬 본비, 심리상태, 기온의 변화 등에 영향을 받음)

<소화선의 종류>

-분비페소의 종류와 분포에 따라

   - 소화액의 조성 : 영양소를 분해하는 기질 특이성을 갖는 소화 효소들, 효소의 작용에 필요한 최적 산도를 제공하기 위한 산(HCI)또는 완충 이온들, 점막 표면을 보호하고 윤활 작용을 하는 점액, 물질 운반과 유기물질의 순환에 필요한 수분과 전해질

    (췌장 : 많은 종류의 효소들 포함, 담즙 : 소화효소 포함 않함)

< 소화효소의 종류와 반응 > 

(3) 소화관 운동

   -소화관 평활근의 수축 운동 -> 소화관 내용물이 혼합, 구강쪽에서 항문쪽으로 이송

   - 4가지 형태의 평활근 : 환상근, 종주근, 괄약근, 점막근판

  1) 긴장성 수축

    - 소화관 벽 평활근의 긴장을 유지하고 소화관의 형태와 기능을 정상적으로 유지하기 위해 발생

    - 장 내용물의 지속적인 이동, 밸브조절 가능

    - 몇분에서 몇시간 지속, 위의 전방부위나 괄약근에 주로 나타남

 

  2) 율동적 수축

 

    ① 연동운동

      - 위와 소장에서 일어나는 소화운동 , 식괴가 구강에서 항문으로 이동

      - 환상근과 종주근이 교대로 수축함으로써 연동파를 형성, 소화관의 한쪽 부위에서 다른 한쪽으로 수축파동을 이동시키기때문

      - 부위에 따라 초당 2~25cm 의 다양한 속도로 장내용물 전진

 

    ② 분절운동

      - 환상근에서 유래한 전기적 활동이 수축파를 만들어 일정한 간격을 두고 오므라졌다 늘어났다하면서 장을 여러마디로 나누는 운동

      - 음식물이 잘게 분쇄, 소화액 잘 혼합되어 흡수성 상피세포와의 접촉을 쉽게 해주는 역할

      - 분절빈도 : 부위에 따라 다양 (십이지장 : 분당 12회, 회장 부위 : 9회)

(4) 영양소의 흡수

   - 흡수 : 소화된 물질이 소화관의 점막 세포막을 통해 혈액 또는 림프액중으로 이동하는 과정

     흡수과정 : 능동수송, 수동확산, 음작용등에 의해 이루어짐 (일반 매커니즘)

   - 흡수량 : 음식물의 이동속도와 흡수부위등에 좌우, 소장 상부에서는 흡수속도가 빠르고, 하부로 갈수록 느림, 구강이나 식도에서는 거의 일어나지 않음. (알코올, 수분 : 위에서 약간 흡수)

   - 대부분의 영양소와 수분 : 소장에서 흡수, 대장 : 일부 수분과 전해질 흡수

(5) 소화관 기능의 조절

   - 신경계(내장 신경계와 자율신경계)와 내분비계에 따른 반사조절작용에 의해 정교하게 조절

     * 반사조절 : 여러 소화산물의 자극으로 인한 반사작용에 의해 수행,

     * 반사작용의 기본원리 - 장내 자극에 의해 개시

        ① 장내용물의 양에 의한 소화관 벽의 팽창 정도

        ② 유미즙의 삼투질 농도

        ③ 유미즙의 산도

        ④ 소화산물의 조성과 농도 : 당류, 지방산, 펩티드, 아미노산 등 소화산물 자극원들이 소화관 벽에 존재하는 수용기(기계수용기, 삼투수용기, 화학수용기) 들을 활성화

         ===> 반사작용 일으킴 ==> 효과기(소화관 벼의 근육층 및 소화선)에서 반응

 

  1) 소화관 기능의 조절 매커니즘

    ① 신경성 조절

      - 소화관 기능 조절 : 자율신경계의 교감신경과 부교감 신경

         소화관내 자극 -> 위장관 벽의 수용기 -> 구심성 신경 -> 중추신경계에 정보 입력 -> 자율신경(원심성신경) -> 장신경총 및 효과기(평활근 또는 선)에 전달 -> 반응 : 장기반사 (중추신경계에의해 통합되는 반사작용) : 감정적 상태를 포함한 뇌수준에서의 자극이 소화관의 기능에 영향을 미침

 

      - 장신경계 : 두개의 신경총으로 구성, 신경전달물질을 유리하는 신경세포, 아드레날린성 뉴런, 콜린성 뉴런 포함

         단기 반사 : 소화관 내의 장신경계에 의해서 통합되는 국소적인 반사작용

 

      * 소화관의 분비와 운동은 자율신경계와 장신경계의 이중지배를 받음.

         부교감신경 - 소화액의 분비, 소화관 운동 촉진, 괄약근 긴장 감소시켜 식괴 이동

         교감신경 자극 - 소화작용 억제

 

    ② 체액성 조절

      - 소화관 호르몬 : 세포 표면에 있는 다양한 소화산물에 의해 소화관 벽의 내분비 상피세포가 자극되어 생성

      - 소화관 내강에 노출, 한개 이상의 표적기관에 작용

<소화관 호르몬의 종류와 특성> 

       - CCK (콜레시스토키닌) - 소장내 지방산과 아미노산의 존재에 의해 소장의 내분비 세포로부터 분비

         혈중으로 CCK  분비 -> 표적기관 췌장 에서 소화효소 분비,  담낭 수축 담즙의 분비 촉진 -> 췌액의 소화 효소와 담즙의 작용으로 지질과 아미노산의 흡수 -> CCK 분비 억제

      - 가스트린 : 위 점막세포에서 분비 , 위산 분비와 위 운동 촉진

  2) 소화핵 분비의 조절단계

    ① 뇌상(정신상)

      - 뇌에 있는 수용체가 시각, 냄새, 맛, 씹기등의 자극을 받아 소화작용이 시작되는 단계

      - 대뇌피질의 어떤 부위와 부교감신경섬유에 의해 중개

      - 좋아하는 음식의 자극 : 위액 분비량과 펩시노겐 농도 3배 증가

    ② 위상

      - 위가 기계적으로 팽창 대량의 위액을 분비하게 되는 단계

      - 소화산물이 유문부 점막에 접촉 -> 가스트린 분비 -> 위산이 풍부한 위액 분비

                        유문부의 히스타민 : 위액분비 강력히 항진

    ③ 장상

      - 십이지장 점막에 위산내용물 접촉시 - 세크레틴 분비 , 췌장 자극 -> 알카리성 췌액 분비

      - 소화산물 (아미노산, 지방등) 이 점막에 접촉할 경우 : 콜레시스토키닌이 분비 -> 췌액 분비

3. 각 소화기관의 소화작용

(1) 구강내 소화

   - 타액 : ph7 유지 (이빨 보호, 점막 표면 보호 )

  1) 기계적 소화

    ① 저작운동

      - 씹기, 반사작용 중추: 뇌이ㅡ 연수

    ② 연하운동

      - 혀로 음식물을 구강안쪽으로 밀어 넣을때, 인두벽 에 있는 압력수용기가 자극되어 일어나는 복잡한 작용

      - 연하 중추 : 뇌의 연수

  2) 화학적 소화

     - 이하선 : 장액선, 프티알린 함량이 다른 분비선의 4배정도 많은 타액 분비

     - 악하선 : 혼합선, 효소와 점액을 포함

     - 설하선 : 점액선, 점액을 많이 포함

(2) 위 내 소화

   - 소화작용, 알코올 흡수, 내인성인자를 분비, 공복감 조절

  1) 기계적 소화   

    - 공복수축 : 위긴장도와 위 내압의 증가로 공복감발생 12~24시간 공복시에는 일어나지 않고, 3~4일에서 최고

    ① 연동운동

      - 연동수축파 생성, 음식물 반죽, 혼합, 이송

      - 수축파는 위저부에서 위벽을 따라 유문동쪽으로 진행, 유문부에서 완료

    ② 위배출

      - 위액과 잘 혼합된 음식물이 산성 유미즙이 되어 십이지장으로 이송되는 과정 3~6시간 걸림

      -  탄수화물 -> 단백질 -> 지방의 순서로 위에서 소장으로 이동, 소장내용물의 산, 지방산, 아미노산, 삼투질 등의 농도가 높으면 위 배출이 지연됨.

  2) 화학적 소화

    - 위산 (HCI) : 펩시노겐의 활성화, 펩신의 최적 PH 유지, 강력한 살균 작용, 단백질의 변성 과 팽화 등의 작용, 벽세포에서 분비, 분비 직후에는 PH 1.0 전후이지만, 위내에서 음식물과 섞이며 PH1.5~2.5로 조정, 단백질 섭취 증가시 분비 증가(단백질 -펩티드 포함, 위 내의 완충제 - 수소이온 농도의 감소에 따라 산 분비 촉진 ), 소장 상부에서의 높은 산도, 소장의 팽창, 고장성 유미즙, 아미노산 또는 지방산 등은 위산 분비 저해

        위산의 기능 : 박테리아 사멸, 단백질의 3차구조 파괴 -> 단백질 분해효소 작용 용이, 펩시노겐 -> 펩신 활동화 (펩신은 PH2.0에서 최대 활성)

    - 점액 : 1mm 두께의 점막층 형성하여 기계적 화학적 온열적 자극으로부터 점막 보호 (소화성 궤양 ; 위나 십이지장 점막이 HCI에 의해 침식된 상태)

    - 내인성 인자 : 비타민 B12 흡수에 필수적

(3) 소장내 소화

  1) 기계적 소화

    ① 분절운동

      - 음식물과 소화액을 섞는것

      - 십이지장에서 분절운동 강하고, 빈도도 많음 - 하부로 내려갈수록 약화, 빈도도 낮아짐

      - 자율신경계에 의해 영향 , 부교감신경은 운동 증가, 교감신경은 억제

    ② 연동운동

      - 소장 내용물 이송하는 수축운동, 소장내 짧은 길이내에서 수축파가 반복되다가 사라짐, 상부에선 빠르고, 하부에선 느림

      - 대장 도달 시간 3~5시간

      - 역연동운동 : 십이지장 부근에서 일어남 췌액과 담즙과 식괴가 잘 혼합되는 효과를 나타냄  

    ③ 위회맹 반사

      - 소장 내용물이 회장에 도달시 반사작용에 의해 회맹판이 오픈되며 대장으로 이송되는 것을 위회맹 반사라 함.

      - 교감신경은 억제, 부교감신경은 촉진 작용

 

  2) 화학적 소화

    ① 췌장액 분비

      - 효소(외분비 선세포에서 합성)와 중탄산염, 전해질(상피세포들에서 분비) 포함

      - 알카리성(PH7.0~8.5) 등장액(300mOSM/L)

      - 단백질 가수분해 효소 : 세포내에서 비활성 형태인 효소원 상태의 과립으로 존재하다가 자극에 의해 소장내로 분비되고, 이후 장 내의 다른 효소나 인자에 의해 활성화

    ② 담즙 분비

      - 간세포에서 생성 - 지방 유화작용에 관여, 지방의 흡수를 촉진

      - 담낭에서 농축되었다가 자극에 의해 총담관을 통해 소장으로 배출

      - 주성분 : 담즙산염, 무기질염, 담즙색소, 콜레스테롤  (간담즙 - 황갈색, ph7.8~8.6, 담낭 담즙 : ph7.0~7.4)

         담즙산 : 간세포의 효소작용, 콜레스테롤로부터 합성, 타우린, 글리신과 결합 (인간 - 타우린 : 글리신 - 3:1)

         담즙색소 : 85%가 파괴된 적혈구 헤모글로빈 으로부터 유래, 15%는 체내 색소단백질로부터 합성

         담즙의 조성비 : 식사, 호르몬, 질병 등에 의해 영향, 담석 : 담즙의 성분이 담낭 또는 담도계에서 굳어진 것

  <담즙의 구성>

    ③ 장액분비

      - 무색, 알카리성(ph8.3) 소화액으로 점액이 풍부하고, 소장의 장선에서 분비, 십이지장액은 엔테로키나아제, 소량의 아밀라아제 포함  

      - 장액자체에는 효소 존재 하지 않음. 장액에 포함되어 있는 이당류 분해효소와 아미노펩티다아제등은 소장의 점막에서 유래된 것으로 알려짐

(4) 대장 내 소화

   - 수분과 약간의 무기질 및 비타민 흡수

   - 장내 세균번식, 성장, 장내 세균에 의해 비타민 K 합성

   - 장내용물의 대장체류시간은 18~24시간

   - 분절운동 (30분마다 한번씩 ) - > 역연동 운동 (상행결장의 내용물을 맹장으로 되돌려 보내 이동 지연, 흡수력 증대) -> 팽기수축 (소장의 연동운동과 유사, 횡행결장) -> 집단연동운동 (환상근과 종주근이 동시에 강력히 수축, 배변)

(5) 배변

   - 집단연동 운동 -> 직장 내압 증가 -> 직장벽 팽창 -> 내괄약근 이완, 변의 -> 외항문괄약근 벌어짐 , 배변

   - 배변 중추 : 척수와 연수 및 대뇌피질

4. 영양소의 흡수

  1)탄수화물과 당의 흡수

    - 전분 + 아밀라아제 -> 맥아당 (이당류) 로 분해 -> 장 점막 통과시 단당류로 분해, 흡수

    - 단당류가 막의 지질층을 통과 하기 위해선 운반체 필요 (운반체와 소디움 펌프의 상호작용으로 장점막세포 통과 혈액 흡수)

    - 포도당과 갈락토오스 : 능동수송에 의해 흡수

      과당 : 촉진확산 에 의해 흡수

    - 소장내에서의 상대적 흡수 속도 : 갈락토오스(110) > 포도당 (100) > 비로오스 (74) > 과당(43) > 만노오스(19) > 아라비노오스(9)

    2) 단백질과 아미노산의 흡수

   - 단백질 -> 작은 펩티드나 아미노산으로 분해 흡수

   - L - 아미노산 : 능동수송

     중성 아미노산 수송계, 염기성 아미노산 수송계, 산성 아미노산 수송계 : 각각 특이성을 갖는 운반체들에 의해 흡수

   - 디펩티드 : 장성피세포 막에 존재하는 효소에 의해 가수분해 된 후 점막세포 통과 - 유리아미노산보다 효율적으로 흡수

  3) 지질과 지방산의 흡수 

   - 식사시 섭취하는 지방은 대부분 중성지방, 소장에서 담즙산염에 의해 유화, 리파아제에 의해 모노글리세리드와 지방산으로 분해

   - 글리세롤과 중간사슬 지방산 (탄소수 10~12개) : 수용성 - 소장에서 흡수 -> 문맥 -> 간

      긴 사슬 지방산 (탄소수 14개 이상) : 모노글리세리드와 함께 담즙산염의 작용으로 미셀을 형성 흡수 -> 소장 세포의 활면 소포체에서 중성지방으로 재합성, 카일로미크론 형성 - > 유미관 -> 림프관 -> 흉관 -> 대정맥으로 합류

 

 

<출처: 이해하기 쉬운 인체 생리학>

1. 중추신경계(Central Nervous System, CNS) 중추신경계는 뇌와 척수로 이루어져 있으며, 통합기능과 반사기능을 통해 신체활동을 조절하는 역할을 함.

※통합 : 학습과 기억을 통해 이해, 언어활동, 상상, 이성적 판단등의 고등한 정신기능을 수행하는 총괄적 기능 반사 : 감각기를 통한 자극이 구심성 신경을 따라 중추신경에 도달하고, 적절한 반응이 원심성 신경을 통해 신체 각 부분의 효과기에서 나타나는 현상

(1) 중추신경계의 구성

1) 뇌조직 : 두개골, 두피, 두발에 의해 보호

2) 뇌와 척수 : 수막으로 둘러쌓여 있음 

3) 수막 : 경막 - 가장 두꺼운 막 /거미막 : 두번째의 얇은 막 / 연막 : 뇌의 표면에 밀착되어 있는 막

4) 뇌와 척수의 수막 사이 : 뇌 척수액이 완충작용을 한다. - 혈장과 비슷하지만, 담백질 함량이 혈장보다 작다.

5) 혈액 뇌장벽 (Blood Brain barrier, BBB)

     - 뇌의 모세혈관과 뇌 조직 사이에 치밀한 조직의 내포세포로 이루어진 뇌 보호장치

     - 선택적 물질의 수송 (포도당, 마취제, 알코올은 통과, 아미노산, 지방산, 중금속, 암모니아 등은 불통)          

(2) 대뇌 (Cerebrum)

  1) 대뇌 피질, 대뇌 수질, 대뇌핵으로 구성

  2) 기억과 판단을 관장함 (정신활동의 중추)

  3) 수의 운동의 중추로, 대부분의 행동을 통합하고 조절하는 기능을 함

  4) 버섯 모양의 좌우 대뇌반구와 이를 연결하는 뇌량으로 구성

  5) 남자는 1.4kg, 여자는 1.2kg 정도되며, 뇌전체 무게의 80%를 차지

  6) 전두엽(40%), 두정엽(21%), 후두엽(17%), 측두엽(21%)으로 구별

  7) 표면은 회백질의 대뇌피질 (기능), 안쪽 신경섬유 백질부분은 대뇌수질(도로), 백질 가운데 부분에 다시 회백질의 대뇌핵이 존재한다.

   ① 대뇌피질 대뇌

      - 표면의 약 3mm 층 

      - 140억개의 신경세포 

      - 회 (튀어나온 부분)와, 구(들어간 부분)로 이루어짐.

      - 왼쪽 반구는 언어와 분석, 오른쪽 반구는 시공간을 담당한다. 

      - 앞부분은 운동 중추 담당, 뒷부분은 감각 중추를 담당한다. (신체의 반대쪽 담당)

      - 연합 영역 (종합영역) 
         * 운동과 감강을 제외한 80~90%의 영역
         * 언어, 기억, 학습, 상상, 이성, 이해 기능 담당
         * 연합영역 손상시 : 기억상실증, 실어증, 실독증의 이상 발생 

  ② 대뇌수질 

      - 대뇌 피질 아래의 흰색 부분 

      - 신경섬유 :  연합섬유 (대뇌 피질과 연락), 교련섬유 (좌우 대뇌 피질 세포 연결), 투사 섬유 (대뇌 운동영역 명령을 척수에 전달) 

      - 뇌량 : 교련섬유가 교신하는 부위로, 백질의 넓은 띠 모양을 띰. 

  ③ 대뇌핵 (기저핵) 

      - 대뇌수질 속에 들어있는 회백질 덩어리

      - 대뇌피질과 다른 중추신경 (척수, 소뇌, 시상등) 사이의 운동 또는 감각을 중계

         * 운동을 체계적으로 수행

         * 자세를 바르게 조정 

      - 신경물질 : 도파민, 아세틸클린, 세로토닌, 노르에피네프린, GABA(R-Aminobutyric Acid) (무의미하고 불필요한 행동 억제), 

      - 파킨슨병, 무도병 : 대뇌핵 손상으로 운동기능의 통제가 불완전해 지는 병 

  ④ 변연계

    - 간뇌와 뇌간 주위를 둘러싸고 있는 고리모양의 영역

    - 뇌 : 대뇌피질 (신피질) + 변연계

   - 뇌량에 존재하는 해마, 편도체, 대상회(대뇌피질의 일부), 중격핵 으로 구성 

   - 기본적인 감정적 충동의 중추 - 정서상태와 관련된 기능 담당 - 대뇌피질과 변연계 사이의 시냅스연결이 적응 - 감정을 의식적으로 분석하기 힘듦

   - 시상, 시상하부와 회로로 연결 - 변연계와 시상하부가 함게 감정과 행동에 관여 

   - 섭식행동 (시상하부), 성적충동행동 (시상하부와 변연계), 공격적 행동(편도체)에 관여, 희노애락의 느낌, 공포, 분노등의 정서반응에도 관여 

 ※ 뇌파의 종류

  ① 알파파 : 편안하고 안정될때 나오는 파, 8~10회 /초

  ② 베타파 : 정신활동 및 흥분시 각성 14~30회/초

  ③ 세타파 : 강한 흥분상태, 화날때, 4~7회/초

  ④ 델타파 : 깊은 수면시 발생, 간질, 최종양 각성시 발생 3~5회/초 

(3) 소뇌 (Cerebellum) 

   - 뇌간의 뒤쪽에 위치

   - 윗부분은 대뇌반구가 덮고 있음

   - 120g 정도로, 몸의 균형을 유지하는 중추 

   - 신체 각부의 수의근 수축과 이완 조절

   - 평형감각 유지

   - 운동 학습 기능 : 운동 패턴 기억, 직접 말초조직에 명령을 전달

   - 장애시 : 똑바로 걷지 못함, 손바닥 뒤집기를 재빨리 하지 못함. 

   - 소뇌 손상, 절제의 영향 

     * 평형장애: 비틀거림

     * 협조운동 불능 : 손바닥 뒤집기 어려움 

     * 추적이상 : 거리, 속도 추정, 힘조절 안됨, 동작의 순서가 정확하지 못함

     * 근무력증과 떨림 : 근력의 약화, 떨림증상

(4) 간뇌(Diencephalon)와 뇌간(Brainstem) 

    ① 간뇌(Diencephalon)

- 대뇌 반구 사이에 위치 (밖에서 못봄)

 - 시상, 시상하부, 시상상부등

 - 항상성을 유지하는 작용 : 자율신경계와 내분비계의 중추

 - 시상, 시상상부, 시상하부로 이루어짐

※ 시상 : 간뇌 상부 회백질 부분으로 간뇌의 75%를 차지

           - 후각 이외의 감각을 대뇌피질로 전도하는 감각신경의 중계소 역할

           - 감각신경 : 척수 → 뇌간 → 시상(새로운 뉴런으로 바뀜) → 대뇌피질로 전달   

※ 시상상부 : 성과 생식계의 기능 조절 관여

                - 송과체 : 성선의 조기발율 억제, 하루 리듬 주기

※ 시상하부 : 뇌하수체 호르몬의 분비에 영향,

                - 내장기능조절 자율신경계의 최고중추,

                - 감정과 정서 조절 중추,

                - 포만중추와 공복 중추,

                - 체온, 삼투압, 혈당, 농도, 생식기능 조절 중추

② 뇌간 (Brainstem) : 간뇌 아래에 놓인 중뇌, 뇌교, 연수를 총칭함.

※ 중뇌 : 뇌교와 소뇌 위쪽에 위치

          - 자세와 눈의 운동 반사 중추

          - 동공 반사 : 빛을 비치면 동공 축소

※ 뇌교 : 연수와 중뇌의 사이에 위치

          - 골격근의 긴장 조절

※ 연수 (숨골) : 척수 바로 위, 뇌교 밑에 이어지는 부분

                  - 호흡중추 및 심장 중추

                  - 소화기 중추 : 위액이나 타액 분비, 저작 반사, 연하 및 구토 조절 중추

                  - 눈을 감는 반사 중추, 눈물 분비 중추 

(6) 척수(Spinal Cord)

     - 척추관에 들어있고, 연수와 이어진 중추신경 

     - 상행로 : 감각정보를 뇌에 전달

     - 하행로 : 뇌로 받은 명령을 근육과 분비선에 전달 

  ○ 구조 

     - 굵기 : 1~1.3cm 길이 41~46cm 무게는 약 30g 

     - 위로는 뇌, 아래는 요추에 연결

     - 중앙에 중심관(대뇌의 뇌실로 이어지는 관, 뇌 척수액(CSF)으로 채워짐, 둘레를 H 모양의 회백질(수질 부분 - 신경세포 밀집)이 에워싸고, 그 바깥쪽을 백질로 덮고 있는 형태. 

     - 중심관 : 대뇌의 뇌실로 이어지는 관으로 척수액으로 채워져 있음 

     - 회백질 부분 : 수질 부분, 신경세포 밀집, 전각과 후각이 신경조직으로 돌출되어 있음 

       * 전각 : 배쪽, 원심성의 운동신경세포

       * 후각 : 등쪽, 구심성의 감각신경세포

       * 전각과 후각의 중간 : 자율신경 섬유 

     - 백질부분 : 신경의 연계망 역할, 다수의 신경세포로 이루어져 있으며, 신경세포체는 함유하지 않음. 

    ※ 척수반사 : 대뇌피질의 명령을 거치지 않고 반사중추가 관여하여 운동이나 분비 반응이 일어나는 것

     - 반사궁 : 신경충동이 통과하는 신경로 

       자극 → 수용기(감각기관) → 구심성신경(감각신경) → 반사중추(척수,연수,중뇌) → 원심성 신경 (운동신경) → 효과기 (반응기) → 반응 

     - 반사의 종류 

       * 척수반사 : 슬개건 반사, 굴곡반사

       * 연수반사 : 구토, 재채기, 침분비

       * 중뇌반사 : 동공반사 (빛반사), 빠른 물체가 날아올때 눈을 감는 반사 

2. 말초신경계(PNS - Peripheral Nervous System )

   - 수용기의 자극을 중추로 보내고, 중추의 명령을 효과기에 전달

   - 말초신경계의 구성 : 체선신경계(뇌신경 , 척수신경) + 자율계신경 (교감신경, 부교감신경)

(1) 체성신경계

   - 골격근을 지배하는 말초신경계의 부분

   - 수용기가 받은 자극을 중추신경계로 보내고, 중추의 명령을 효과기로 보내는 역할을 하는 신경계

   - 운동신경과 감각신경으로 구성

   - 수의적 반응에 관여, 중추신경계의 명령을 골격근으로 전달

  1) 뇌신경

    - 뇌에서 나와 얼굴에 분포하는 좌우 12쌍의 신경

    - 1,2,8뇌신경은 감각신경, 3,4,6,11,12뇌신경은 운동신경, 5,7,9,10뇌신경은 감각과 운동의 혼합신경

    - 3,7,9,10 뇌신경은 자율신경인 부교감신경의 원심성 신경섬유 포함

  2) 척수신경

    - 척수에서 나와 신체에 분포되어 각 부분의 운동을 지배하는 좌우 31쌍의 신경

    - 경수에서 나오는 경신경 8쌍, 흉신경 12쌍, 요신경 5쌍, 천골신경 5쌍, 미골신경 1쌍으로 구성

    - 혼합신경으로 척수사이에 있는 추간공에서 1쌍씩 나와 규칙적으로 분포

    - 원심성 운동신경인 전근과 구심성 감각신경인 후근으로 이루어짐 

    - 척수 신경총 (plexus of spinal nerves ) : 척수에서 나와 복잡한 망조직을 형성하며 전신의 말초조직으로 분포

    ** 벨 - 마장디 법칙 (Bell-Magendie Law)  **

       전근이 운동신경, 후근이 감각신경으로 되어 있다는 법칙

(2) 자율 신경계 (autonomic nervous system, ANS)

  - 자율 신경계 : 심장, 소화기, 생식기, 외분비선, 내분비선 등의 생명 유지 장기들의 운동과 분비기능 자율조절

  - 중추 : 간뇌의 시상하부 

  - 교감신경과 부교감 신경으로 구성 : 내장은 이중지배를 받고 있으며, 교감과 부교감 신경은 서로 길항작용

  - 중추신경계로부터 특정 내장기관까지 2개의 뉴런으로 구성되어 있어 신경절을 거치며 뉴런을 교대

      * 중추 신경에서 신경절로 들어가는 신경 : 절전뉴런 (preganglionic neuron)

      * 신경절에서 나가 장기에 도달하는 신경 : 절후뉴런 (postganglionic neuron)

    cf> 일부 뇌신경과 천골신경은 신경절을 거치지 않고 중추신경계로부터 내장기관까지 한개의 절전뉴런.

< 자율신경계의 자극이 효과기 기관에 미치는 효과> 

  1) 교감신경

    - 정신적으로 흥분, 긴장시, 또는 운동시 항진 → 심장 기능잉 촉진, 혈관은 수축 촉진 → 혈압 상승

                                                                  → 소화액의 분비는 억제, 비뇨생식계의 운동 및 분비도 억제

    - 척수속의 흉수와 요수 → 신경절 → 뉴런 변경 → 각 장기와 피부, 땀샘등에 분포   

  2) 부교감신경

    - 안정상태에서 기능     

    -  심장 기능의 억제, 혈관의 확장, 소화관 운동과 소화액 분비의 촉진 등에 관여,

        * 동안 신경 : 동공축소, 모양체근수축 -> 수정체를 볼록하게 만듦,

        * 설인신경 : 타액분비 촉진

        * 척수신경 : 하행결장, 직장, 방광근의 수축을 촉진

  3) 자율신경계의 신경전달물질

    - 모든 자율신경의 절전뉴런에서는 아세틸콜린 분비

    - 절후뉴런 말단 : 교감신경 - 노르에피네프린 분비 - 아드레날린작동성 뉴런

                             부교감신경 - 아세틸콜린 분비 - 콜린작동성 뉴런

       * 아세틸콜린을 분비하는 신경섬유는 콜린작동성 뉴런, 노르에피네프린을 분비하는 신경섬유는 아드레날린작동성 뉴런

3.  신경세포의 구조

   - 뉴런(신경세포)(Neuron)  : 신경계를 구성하는 최소 단위, 받은 자극을 다른 세포로 전달하는 기능

   - 신경교세포(Neuroglia)  : 신경계를 구성하는 최소 단위, 신경세포의 지지작용, 탐식작용 및 영양공급작용을 통해 뉴런 보호, 뉴런 보조

(1) 뉴런

   - 신경계를 구성하고 신경활동을 담당하는 단위 신경세포

   - 자극 -> 전기신호화 -> 뉴런의 말단에서 신경전달물질을 분비 --> 다른 세포들에게 자극정보 전달

   - 구성 : 핵을 포함한 신경세포체와 수상돌기, 축삭돌기, 신경종말 (축삭돌기 말단)

1) 신경세포체

   -  돌기를 제외한 부분

   - 중간에 크고 둥근 핵이 있는 신경세포의 몸체

   - 뉴런의 성장과 물질대사에 관여하는 부분

   - 구성 : 세포막, 핵, 과립형태의 세포질, 미토콘드리아등의 미세소기관들

   - 과립형태의 RNA 의 집합체인 닛슬소체 (nissl bodies), 막에 리보솜이 부착되어 있어 단백질을 합성하고, 신경세포체에 영양공급, 이물질에 대한 식세포 작용을 함.

   - 신경원섬유: 망상구조

   - 신경세포체나 축삭 및 수상돌기에 퍼져 이들을 지지해주는 역할

2) 수상돌기와 축삭돌기

	수상돌기	축삭돌기
모양 &  종류	* 여러개의 짧은 가지 모양  * 유수신경 : 수초에 싸여있는 신경  * 무수신경 : 수초에 싸여있는 않은 신경	한개의 긴 모양으로 길이는 μm 에서 1m 이상인 것도 있음.
역할	* 다른 뉴런의 수상돌기, 축삭돌기와 접촉하여 정보를 입수, 신경세포체로 전달  * 신경세포체에서 만들어진 물질을 신경종말로 운반	흥분을 신경 종말로 전달하는 통로역할
성분	미토콘드리아, 신경원섬유, 리보솜

  ※ 수초(마이엘린 myelin) 란?  인지질로 구성된 여러겹의 세포막으로 형성되어, 절연체 작용, 간격은 1mm 정도, 수초간 공간을  랑비에결절 (ranvier nodes)라 함.

  3) 신경종말과 시냅스

   - 신경종말 : 축색돌기의 말단

   - 시냅스 : 한 뉴런과 다음 뉴런 사이의 기능적 연결부, 한 뉴런의 신경종말은 시냅스를 거쳐 다음뉴런으로 연결. 근육이나 분비선등의 효과기 세포와 연결되기도 함.

   - 시냅스전 뉴런 : 시냅스의 앞부분에서 신호를 조정하는 뉴런

   - 시냅스후 뉴런 : 시냅스로부터 신호를 전달받는 부위

   - 시냅스를 통한 신경 자극 : 시냅스 전 뉴런의 신경종말에서 분비된 신경전달 물질이 시냅스 후 뉴런으로 전달 (한방향으로만 진행됨.)

  4) 뉴런의 분류

 - 신경자극 전달 방향에 따른 분류  

- 수초의 유무에 따른 분류

※ 슈반세포 : 유수신경의 수초 형성 세포

(2) 신경교 세포

 

  - 신경계의 지지세포 (성상세포, 희돌기교세포, 소교세포, 상의세포등)

   - 뉴런의 세포체, 수상돌기, 축삭돌기 등을 둘러싸고 지지하는 역할과 다양한 기능 수행

     * 성상세포 : 별모양, 뇌 모세혈관 부위에서 혈액 뇌장벽을 형성하여 암모니아나 독소가 뇌로 침입하는 것 방지, 뇌에 포도당 공급

     * 희돌기세포 : 축삭돌기를 둘러싸 수초를 형성하여 정보가 빨리 전달되도록 도움.

     * 소교세포 : 중추신경계 내에서 면역기능 담당하는 세포, 이물질이나 죽은 세포를 처리하는 식세포 작용을 함.     

 

4. 신경세포의 작용

(1) 신경세포의 흥분과 전도

   - 뉴런은 자극에 반응해 세포막에서 활동 전위가 발생하고, 흥분은 신경 종말로 전도

   - 흥분의 발생과 전도는 세포막을 통한 나트륨 이온 (Na+)와 포타슘이온(K+)의 확산에 의해 이루어짐

 

   1) 안정막전위   

    - 세포에서 자극이 없는 상태의 막전위로 음(-)전하로 나타냄

    - 휴식상태 뉴런의 세포막 내외 전압 : -70(-60~-90) mV

    - 뉴런의 세포 내액에 존재하는 포타슘이온(K+, 외액의 약 30배 높은 농도, 양이온)이 세포막 밖(Na+ 내액의 약 10배 높은 농도) 으로 확산되어 나오려는 힘이 포타슘이온을 잡아두려는 힘인 세포막 내의 음전하와 힘의 균형을 이루게 되는 시점의 세포막 내외의 전압차

  2) 활동전위

   - 세포가 흥분시 나타나는 막전위의 변화

   - 자극에 대한 정보가 신경섬유를 따라 신속하게 전달, 근육수축이나 분비등의 활동이 일어남

 

    ① 이온채널

      - 세포막의 인지질 이중층의 사이에 이온이 이동할 수 있는 단백질 성분의 이온채널이 있음.

      - 포타슘 이온채널 : 두 종류가 있음. 한종류는 항상열려있고, 다른 종류는 안정상태에서 닫혀있다.

      - 나트륨 이온채널들 - 안정상태에는 모두 닫혀 있다.

 

<나트륨 이온채널>

 ② 탈분극과 재분극

 

- 탈분극 : 뉴런이 역치수준(-50mV)의 자극을 받아 +30mV(스파이크 전위)까지 이르게 되는 변동기간으로 이 기간동안, 나트륨 이온채널이 열려, 나트륨 이온이 세포내로 들어와 세포내 양이온이 증가한다.

 

- 재분극 : 스파이크 전위의 정점에 이른 막전위가 다시 안정막 전위로 급속히 되돌아 가는 변동기간으로 탈분극후 세포가 다시 안정을 찾고 원상태를 찾아가는 현상을 말한다.

 

- 활동전위의 발생단계

  역치수준으로 탈 분극 -> Na+문열림, 세포내로 Na+ 들어옴, 막전압이 0mV를 거쳐 +30mV까지 변동 -> Na+ 채널들 불활성화 , 문 닫힘, K+ 채널들이 열리며 세포내액의 K+가 세포밖으로 나감 , 재분극 시작 -> 안정막 전위(-70mV)에 이르면 K+ 채널 닫힘, 닫히는 속도 느려 K+유출 지속되어 일시적 과분극 일어남 -> K+채널들이 모두 닫히고 막전위는 다시 안정막전위수준으로 회복

  3) 흥분의 전도

     - 신경세포의 한 부분이 자극되어 활동전위가 발생하고 이 활동전위가 축삭돌기를 따라 한방향으로 전파되는 현상

 

    ① 활동전위의 전도

     - 양측방향전도 : 한 부분이 자극되어 활동 전위가 발생하면 그 부위 양족으로 활동전위가 전도되어 가는것, 단일뉴런에서만 발생 --> 실제 신경계에서는 흥분이 신경세포체에서 신경종말쪽의 한 방향으로만 전파 (전방전파의 법칙)

 

 

     ② 불응기

      - 탈분극되어도 활동전위를 발생하지 못하는 기간 (약 10msec)

      - 불활성화되어 닫힌 나트륨 이온채널들이 다시 활성화되어 열리는데 걸리는 시간

 

     ③ 활동전위의 전도 속도

      - 신경섬유의 직경이 굵을수록, 이온이 흘러갈때 저항이 작아 전도속도가 빠르다. (운동 감각신경 빠름> 자율신경 느림)

      - 유수신경이 > 무수신경 : 유수신경에는 신경섬유의 랑비에결절 사이의 거리가 흥분전달속도 결정

         * 수초부분은 활동전위가 없으므로, 랑비에결절로 건너뛰어 전달된다 - 도약전도 : 랑비에결절이 길수록 빠르다.

      - 절연성 전도 : 한 뉴런에서 일어나는 흥분은 그 세포내에서 축삭돌기를 따라 전달될 뿐, 이웃축삭돌기로 전도되지 않는 것

 

  4) 신경흥분의 특징

    - 역치자극 : 신경이 흥분하기 위한 최소한의 강도의 자극

    - 실무율 : 단일 뉴런이 역치이상의 자극에서 최고의 흥분을 하고, 그 이하의 자극에서는 전혀 흥분하지 않는 현상 

      * 역치상 자극 : 역치자극보다 강한 자극이 가해져도 발생되는 흥분의 크기는 동일 

      * 역치하 자극 : 전혀 반응하지 않음.

   - 복합활동전위 : 실제 신경조직에는 다양한 많은 뉴런이 존재하므로, 자극강도는 자극 받은 뉴런의 수와 활동전위의 빈도에 따라 다르다.

(2) 흥분의 전달

   - 시냅스 : 한 뉴런이 다음 뉴런과 접속하고 있는 부위

   - 신경계의 활동 : 시냅스 전 뉴런의 흥분을 시냅스 후 뉴런으로 전달함으로 이루어짐.

 

  1) 시냅스 전달방식  

    - 전기적 시냅스 : 세포와 세포사이가 직접 통로로 연결되어 있어 이온이나 분자를 통로를 통해 직접 전달하는 방식

    - 화학적 시냅스 : 신경전달물질을 시냅스 간격으로 분비하여 흥분을 전달하는 방식    

① 전기적 시냅스

   -  심근세포 사이와 일부 평활근 세포사이의 시냅스에서 보이는 흥분전달방식

   -  시냅스 전 뉴런과 시냅스 후 뉴런은 간극결합으로 직접 연결되어 있음

   - 간극결합은 코넥신으로 알려진 단백질 채널

   - 이를 통해 전해질 이온과 작은 펩티드 분자들이 직접 전달되므로, 다량의 인접 세포들이 동시에 수축, 흥분할 수 있음.

     ② 화학적 시냅스

      - 시냅스 전 뉴런의 화학신호를 스냅스 후 뉴런으로 전달함으로서 흥분 전달

      - 뉴런들이 20nm 의 시냅스 틈새를 사이에 두고 떨어져 있음.

      - 축삭말단에 활동전위가 발생하면 Ca+채널이 열림

      - 시냅스 틈새로부터 Ca+ 이 들어오면 신경전달물질 방출

      - 시냅스 후 뉴런 세포막의 수용체와 신경전달 물질 결합

      - 흥분성 시냅스후 전위 : (EPSP) - 시냅스 전 뉴런에서 분비되는 신경전달물질이 시냅스 후 뉴런에 탈분극을 일으켜 활동전위를 발생하게 되는 경우 (아세틸콜린, 노르에피네프린, 세로토닌의 신경전달물질 포함)

      - 억제성 시냅스후 전위 : (IPSP) - 신경전달물질이 과분극을 일으켜 신경세포가 활동전위를 일으키지 못하도록 하는 경우 ( GABA, 글리신등의 신경전달물질 포함)

      - 한방향 (시냅스 전 -> 시냅스 후)쪽으로만 일어남 : 신경전달물질은 신경종말에만 있고, 수용체가 시냅스후 뉴런의 수상돌기와 신경세포체 막에만 있기 때문

      - 계속 적으로 뉴런 자극시 신경전달물질 소모, 합성 능력 저하 ==> 피로현상

      - 신경전달물질이 시냅스 틈새로부터 제거되어야 반응 종결, 신경전달물질은 효소에 의해 분해, 제거되거나 시냅스전 뉴런으로 재흡수 됨. 회수된 신경전달 물질은 축삭돌기 말단의 신경종말에 저장됨.

 

     2) 신경전달물질

    ① 아세틸콜린

      - 중추신경계와 말초신경계의 신경종말에 모두 분비

      - 대부분의 경우 흥분성 시냅스 전위를 발생, 일부의 경우 억제성 시냅스후 전위를 발생하기도 함.

      - 중추신경계: 흥분성 신경전달물질로 사용

      - 자율신경계 : 부교감 신경 - 억제효과 : 심장박동수 저하시키는 미주신경의 작용

                                            - 촉진효과 : 소화관의 운동을 촉진하는 작용

    ② 모노아민류

      - 신경전달물질로 작용하는 모노아민 : 도파민, 에피네프린, 노르에피네프린, 세로토닌 등

          & 도파민 : 도파민은 중뇌의 뉴런에서 운동 통제에 관여, 정서적 보상에 관여

          & 노르에피네프린 : 중추신경계에서 행동 각성에 관여, 말초신경계에서는 교감신경에 작용하여 심근, 평활근, 분비선의 기능을 촉진하거나 억제하는 작용, 부신수질 호르몬의 성분이기도 함.

      - 도파민, 에피네프린, 노르에피네프린 : 아미노산인 티로신으로부터 생성 , 카테콜아민이라 부름

      - 세로토닌 : 아미노산인 트립토판으로부터 생성, 세로토닌은 중추신경계인 뇌간에서 신경전달물질로 사용. 기분, 행동, 식욕등을 조절하는 기능, 정서와 감정에 영향, 우울증 치료제, 신경안정제, 두통치료제로 사용

      - 시냅스 후 뉴런 세포막의 이온채널을 적접 여는 대신 2차 전령을 통해 작용

      - 카테콜아민이 작용하는 시냅스의 경우 cAMP 가 2차전령의 역할

    ③ 아미노산

 글루탐산 : 뇌의 중요한 흥분성 신경전달 물질

      - GABA : 글루탐산의 유도체, 뇌의 가장 중요한 억제신경전달물질, 뇌의 뉴런의 30% 이상이 GABA사용

      - 글리신 : 억제성 신경전달물질, 주로 척수에서 골격운동을 통제하는 역할

    ④ 폴리펩티드

      - 뇌의 신경전달물질

      - 콜레시스토키닌 : 소장에서 분비되는 소화기 호르몬이나 뉴런에서도 방출

      - 물질 P : 여러기관에서 발견 , 고통을 감지하는 신경전달물질

      - 베타 엔도르핀 : 모르핀과 같은 아편 유사물질, 운동시 뇌와 척수의 베타 엔도르핀수준이 증가하여 불안감을 감소, 분만중의 임산부도 베타 엔도르핀이 다량 분비되어 고통을 줄여주는 작용

출처: 이해하기 쉬운 인체생리학 (방통대 교재)

1. 능동수송 (active transport) - 물질이 세포막을 통해 에너지를 소모하여 농도차에 역행하여 이동하는 현상

2. 세포 (cell) - 생명체의 가장 기본적인 구조적, 기능적 단위로 상피세포, 결합조직세포, 근육세포, 신경세포인 4개의 주요 세포를 가지고 있다.

3  세포막 (Cell membrane) - 세포와 환경을 경계짓는 울타리로서 기본적으로 이중층의 인지질과 단백질로 구성되어 있는 단위막의 형태

4. 수동수송 (passive transport) - 에너지를 필요로 하지 않고 막 내외의 농도차에 의해 고농도에서 저농도로 이동하는 현상

5. 조직 (Primary tissues) -  4개의 주요 조직으로 상피조직, 결합조직, 근육조직, 신경조직이 있습니다.

6. 기관 (Organs) - 특수한 기능을 수행하기 위해 몇 개의 조직이 함께 기관을 구성합니다.

7. 기관계 (Organ Systems) - 유사하거나 관련된 기능을 하는 기관이 모여서 한 가지 목적을 수행합니다. 인체에는 10개의 기관계가 있습니다.

인체생리학이란?

  1) 생리학이란 생물체와 그 구성요소인 세포, 조직, 기관등이 생명활동을 정상적으로 유지하기 위해 어떻게 작용하는지에 대해서 통합적으로 다루는 학문입니다. 

  2) 해부학은 생체기능보다는 구조에 중점을 두는 학문입니다.  

  2) 병태 생리학이란, 질병 또는 상해시의 생리적인 변화를 규명하는 학문입니다.

  3) 인체 생리학이란, 인체와 인체를 구성하는 조직과 기관의 생명 활동을 유지하기 위해서 체내에서 정상적으로 작동되는 과정과 수행되는 기능에 대해 다루는 학문입니다.

인체의 구성체계

수정란 → 세포분열, 성장 → 세포분화 →분화세포(상피세포,결합조직세포,근육세포,신경세포) →조직(상피조적,결합조직,근육조직, 신경조직) → 기관 (신장, 심장, 폐, 위등) →기관계(비뇨기계,순환기계,호흡기계,소화기계등) →인체

 (1) 세포

  1) 상피세포 : 이온과 유가분자를 선택저으로 분비하고 흡수하는 기능과 체내 기관의보호기능을 위해 분화된 세포,

  2) 결합조직세포 : 신체구조를 연결하고 지지항 고정하는 세포. 어떤 결합조직 세포들은 상피세포 층의 하부에 조내.

  3)근육세포 : 근육세포는 근육운동에서 기계적인 힘을 생성하도록 분화. 주로 신체나 기관의 표면에 위치되 세포. 근육세포의 수출과 이완에 따라 관의 직경이나 길이를 변화시키기도 함.

  4) 신경세포 :  전기적 신호를 일으키고, 신체의 먼부분까지 신호를 전달하도록 분화된 세포. 하나의 신호는 다른 신경세포에서 새로운 전기적 신호를 일으키기도 하고, 내분비세포나 근육세포를 자극하는등 다른 세포들의 활동 조절에 중요한 수단제공. 신경세포의 복잡한 연결과 활동은 자각과 인지같은 현상의 기초를 이룸.