생리학기초 및 생리학개요

 

생리학 기초 신체의 화학 조성

1. 원자(Atom)         

더 이상 쪼갤 수 없는 물질 구성의 최소 단위

화학 요소 : 똑같은 원자로 구성된 물질 C, H, O

원자의 구성: 양성자(proton), 중성자(neutron), 전자(electron)

원자번호(atomic number): 수소:1, 칼슘:20

신체의 구성 :주요 원소(99.7%) : H(63%), O(26%), C(9%), N(1%)  , 주요 미네랄(0.7%) : Ca, P, K, Na, S, Cl, Mg , 필수 미량원소 : Fe, I, Cu, Zn, Mn, Co, Cr, Se, Mo,

 

2. 분자(Molecule)

여러 원자가 연결되어 형성된 물질의 성질을 갖고 있는 최소 단위 H2O, CO2

인체의 분자

탄수화물(carbohydrate) – C, H, O

지방(lipid) – C, H, O

단백질(protein) – C, H, O, N

 

3. 이온(Ion)

전자를 잃거나 얻어서 전기력을 갖고 있는 원소 

양이온: 전자를 잃는 경우(Na+, K+, Ca++) 

음이온(anion) : 전자를 얻는 경우(Cl-)

전해질(electrolyte) :물 등 용매에 녹아서 전류를 흐르게 하는 물 2. 보통 체액에서 이온 형태로 존재 3. 부족하면, 체액의 산성화, 신경자극 전달 기능 감소

이온: 체내에서 빠져나간 수분과 전해질을 보충 , 체액에 가까운 전해질 용액이므로 신속하게 체내 흡수

 

4. 용액(Solution)

용질(solute)이 용매(solvent)에 용해된 상태

용질 : 용매에 용해되는 물질

용매 : 용질을 용해시키는 물질

분자의 용해력

친수성(hydrophilic) : 물이 좋아!! (polar molecule)

소수성(hydrophobic) : 물이 싫어!! (nonpolar molecule)

 

5. 농도(Concentration)

단위 부피당 존재하는 물질의 양 :M=mol/L

1리터 용액에 녹아 있는 입자의 수

pH(hydrogen ion concentraton)

수소이온 농도 지수 즉, 용액 내 H+의 농도

물질의 산성, 알칼리성의 정도를 나타내는 수치

산도(acidity)

–산(acid) : 수소 이온을 분출하는 물질

–염기(base) : 수소 이온을 받아들이는 물질

–산 : < pH 7, 알칼리(alkaline) : > pH 7

 

6. 에너지(Energy)

변화를 일으킬 수 있는 능력

주어진 변화 동안에 행해진 일의 양에 의해 측정

운동에너지, 위치에너지, 열에너지, 화학 에너지 등

에너지 단위

calorie(cal), Joule(J), watt(W)

1 cal은 물 1g의 온도를 15℃에서 16℃로 올리는 데 필요한 에너지의 양으로 4.184J

 

7.ATP(adenosine triphosphate)

아데노신에 인산기가 3개 달린 유기화합물

모든 생물의 세포 내에 존재하며, 에너지를 저장하고 있는 물질

화학 에너지

아데노신 1인 산(adenosine monophosphate:AMP)

아데노신 2인 산(adenosine diphosphate:ADP)

ATPase

ADP와 인산으로 분해하는 반응을 촉매 하는 효소

 

8. 기타

대사(metabolism)

화학반응을 통해 생명유지에 필요한 에너지를 공급하고, 새로운 물질을 합성, 분해하는 일련의 과정

가수분해(hydrolysis)

물이 첨가되어 두 가지 이상의 물질로 분해되는 반응

효소(enzyme)

생명체 내부의 화학반응을 매개하는 단백질 촉매

효소 이름은 대개 ~아제(~ase)로 끝남

생리학 기초 생리학 개요

생체 내에서 일어나고 있는 여러 과정과 활동 및 기능을 관찰하고, 그 기능을 나타나게 하는 기전(mechanism)을 연구

vphysiology(physio : 자연(自然, nature) + ology : 學問)

생물학(biology), 형태학(morphology), 해부학(Aanatomy), 조직학(Histology), 세포학(Cytology), 기능학(function)

생리학, 생화학(Biochemistry), 병리학(Pathology), 약리학(Pharmacology)

생리학 분야

세포 생리학, 바이러스 생리학, 박테리아 생리학, 식물생리학, 동물 생리학, 인체 생리학

기능이 없는 구조는 죽은 것이고, 구조 없는 기능은 아무것도 아닌 것에  불과하다.

 

1. 생리학 기초

생물학(biology), 해부학(anatomy), 물리학(physics), 생화학(biochemistry), 조직학(histology), 수학(mathematics), 영어

 

2. 인체 생리학 분류(장기 수준)

• 혈액학(hematology)
• 심장-순환 생리학(cardiovascular physiology)
• 위장관 생리학(gastro-intestinal physiology)
• 호흡 생리학(respiratory physiology)
• 체액-신장 생리학(body fluid and nephrology)
• 운동신경 생리학(motor physiology)
• 감각신경생리학(sensory physiology)

3. 생체 전체 (통합 기능)

• 일반 생리학(general physiology)
• 세포생리학(cell physiology)
• 산-염기 균형(acid base physiology)
• 에너지 대사(energy metabolism)
• 체온조절(regulation of body temperature)
• 내분비 생리학(endocrinology)

4. 내환경(Internal environment)

• 세포나 조직이 직접 접하게 되는 환경
• 세포외액(extracellular fluid:ECF) : 세포는 세포외액에서 영양물 흡수 , 세포외액으로 노폐물 배출

5. 항상성(Homeostasis)

• 내환경의 물리, 화학적 상태를 일정하게 유지
• 생체 각 기관이 그 기능을 발휘하면서 동시에 상호 연락하여 서로 조화를 이루는 평형상태
• 변화가 없는 것이 아니라, 오히려 끊임없이 변화
• 음성 되먹이기 기전(negative feedback mechanism): 정상에서 이탈된 경우 교정하여 정상으로 회복 , 체온, 혈당, pH, 호르몬 조절
• 양성 되먹이기 기전(positive feedback mechanism): 정상에서 벗어난 변화를 가속시켜 생리적 체계를 파괴, 긍정적인 예 : 지혈, 여성 호르몬 등

6. 인체의 구조적 구성

• 인체 구조의 기본단위이며, 생명의 최소 단위인 약 75조 이상의 세포로 구성

7. 세포 (Cell)

• 인체를 구성하고 있는 가장 작은 단위
• Cell → Tissue → Organ → System → Organism
• 구조 : 1. 세포질(cytoplasm)과 핵(nucleus)의 두 부분으로 구성 2. 물, 단백질, 탄수화물, 산, 지방, 무기질 등의 성분
• 크기 : 1. 평균 10~30 mm 2. sperm(약 4~5 mm), ovum(약 200 mm)
• 다양한 기능 :근육세포(운동), 샘 세포(분비기능), 적혈구(산소 수송), 신경세포(전달 기능), 생식세포(생식기능) 등

8. 현미경(Microscope)

• 미세구조 및 초미세구조 관찰 : 광선의 파장이 짧을수록 작은 물체 분석 가능

9. 세포막(Cell membrane)

• 세포의 바깥을 싸고 있는 인지질 이중층으로 외부환경과 세포질 분리
• 세포 내외의 물질 이동을 조절하는 선택적 투과막
• 두 줄의 지질층(20~40%)과 단백질(60~70%), 탄수화물(1~5%)로 구성
• 두께는 약 80Å
• 세포 표면에 부착된 많은 단백질들은 세포막의 각종 감수체(receptor)로 작용 :약물, 호르몬, 항원-항체 반응

10. 세포 소기관(Cell organelles)

• 세포질 세망(endoplasmic reticulum, ER) :그물 모양의 구조를 형성하며, 단백질 합성에 관여 , 1. 과립 세포질 세망(rough과립세포질세망 ER, rER) - 리보솜이 붙어있음 2 :무과립 세포질 세망(smooth무과립세포질세망 ER, sER) – 리보솜이 없음
• 리보솜(ribosome) :작은 둥근 과립으로 RNA와 단백질로 구성 , 단백질 합성 및 생산
• 골지체(Golgi apparatus) :작고 납작한 수조(cisterna)들이 여러 겹 포개진 형태 , 탄수화물을 합성하고, 당단백(분비 과립)형성 및 분리
• 라이소 솜(lysosome) : 강력한 소화효소가 들어있어서 박테리아나 또는 세포 내의 단백질, 탄수화물, 지방, 핵산 등 모든 물질을 분해할 수 있는 세포 속 소화기관
• 페록시솜(peroxisome) :1. 강력한 산화효소를 함유하여 과산화수소의 생성, 분해 2. 간(liver)과 콩팥(kidney)에 특히 많음
• 미세소관(microtubule) :속이 빈 원주형 구조로, 세포골격을 형성하여 세포 지탱
• 중심체(centrosome), 핵 주위에 위치하는 2개의 중심 소체가 직각으로 배열, 세포 분열 시 방추사를 만들고, 염색체를 끌어당기는 역할
• 중심 소체(centriole) : 중심 소체는 3개의 미세소관이 1조를 이룬 9개의 삼중 미세소관이 원통형으로 배열(9+0 구조)
• 섬모(cilia), 편모(Flagella) :세포 표면에 붙어있는 가는 털 모양의 구조물
• 핵막(nuclear membrane) :핵을 둘러싸고 있는 막으로 이중막 구조 , 막 표면의 핵 구멍(nuclear pore)을 통해 세포질과 물질교환
• 핵질(nucleoplasm, karyoplasm) :염색질과 핵소체 같은 구조물을 제외한 형태가 없는 부분
• 염색질(chromatin) : 핵 속에 있는 과립 또는 실 모양의 물질로 DNA(DeoxyriboNucleic Acid) 활동이 활발하게 일어나는 퍼진 염색질(euchromatin)과 비활성의 뭉친 염색질(heterochromatin)로 구성, 세포 분열 시 염색질이 고도로 농축되어 짧은 막대기 모양의 염색체(chromosome)로 바뀌며, 사람의 염색체는 46개(22+1쌍)
• 핵소체(nucleolus) :막으로 싸여있지 않은 구형 모양이며, RNA(RiboNucleic Acid)와 단백질로 구성되어 있고 각종 RNA를 합성
• 핵막(nuclear membrane) :핵을 둘러싸고 있는 막으로 이중막 구조 , 막 표면의 핵 구멍(nuclear pore)을 통해 세포질과 물질교환
• 핵질(nucleoplasm, karyoplasm) : 염색질과 핵소체 같은 구조물을 제외한 형태가 없는 부분
• 염색질(chromatin) : 핵 속에 있는 과립 또는 실 모양의 물질로 DNA(DeoxyriboNucleic Acid) 활동이 활발하게 일어나는 퍼진 염색질(euchromatin)과 비활성의 뭉친 염색질(heterochromatin)로 구성. 세포 분열 시 염색질이 고도로 농축되어 짧은 막대기 모양의 염색체(chromosome)로 바뀌며, 사람의 염색체는 46개(22+1쌍)
• 핵소체(nucleolus): 막으로 싸여있지 않은 구형 모양이며, RNA(RiboNucleic Acid)와 단백질로 구성되어 있고 각종 RNA를 합성

11. Chromosomes & DNA

• Chromosome : 세포 내 유전자(gene)의 형태로 유전정보(DNA)를 가지고 있는 물질
• 1953년 Watson & Crick이 DNA의 이중나선 구조 규명