항상성 document_id A220623190990

항상성(恒常性, homeostasis 혹은 homoeostasis)은 변수들을 조절하여 내부 환경을 안정적이고 상대적으로 일정하게 유지하려는 계의 특성을 말한다. 그리스어 ὅμοιος('유사한'이라는 뜻)와 στάσις('동일하게 유지하다, 버티다'라는 뜻)에서 유래하였다. 항상성의 예로 외부 조건의 변화에 대하여 인체 내부 환경을 일정하게 유지하는 과정, 즉 체온 조절이나 산성도와 알칼리도(수소 이온 농도) 조절을 들 수 있다. 항상성 개념은 1865년에 클로드 베르나르(Claude Bernard)가 제안하였으며, '항상성'이라는 단어는 1926년 월터 브래드포드 캐넌(Walter Bradford Cannon)이 고안하였다. 항상성은 본래 살아있는 유기체에서 일어나는 과정을 일컫는 단어였지만, 지금은 온도조절장치(thermostat)와 같은 자동 조절 장치에도 쓰인다. 항상성은 변화를 감지하기 위한 센서(sensor), 환경을 조절하는 효과 기작(effector mechanism), 그리고 그 둘을 연결하는 음성 피드백(negative feedback)을 필요로 한다. 기술 >> 생물학 항상성은 생명의 특성 중 하나로, 단순한 단세포 유기체에서부터 가장 복잡한 식물과 동물에 이르기까지 내부의 기작이 작동하여 물질대사가 진행될 수 있도록 정해진 환경을 유지한다. 항상성 기작은 세포, 조직, 기관, 유기체 전체 수준에서 일어난다. 기본적인 항상성 기작은 아래와 같다. 조절 기작 모든 항상성 통제 기작은 변수를 조절하기 위하여 최소 세 개의 상호의존적인 요소(수용기, 조절계, 효과기)로 이루어진다. 수용기는 환경의 변화를 감시하고 그에 반응하는 감지 장치이다. 수용기가 변화를 감지하면 "통제 중심"에 정보를 보낸다. 통제 중심(control center) 혹은 조절계(control system)는 변수가 어느 수준으로 조절되어야 하는지 범위를 정하는 요소이다. 통제 중심은 자극에 대해 적당한 반응을 결정하고 효과기에 신호를 보낸다. 신호를 받으면 효과기, 즉 근육이나 장기, 혹은 기타 구조물은 변화에 대해 실제 반응을 하고 음성 피드백 신호를 보낸다. 음성 되먹임 음성 되먹임 기작은 어떤 기관이나 계의 출력이나 활성을 정상적인 기능 범위로 감소시키는 작용을 한다. 혈압 조절을 예로 들면, 혈관은 혈압이 증가하였을 때 혈류가 혈관벽에 가하는 저항을 감지할 수 있다. 즉 혈관벽이 수용기로 작용하며 이 메시지를 뇌로, 뇌는 심장과 혈관으로 메시지를 보낸다. 효과기에서는 심박수가 감소하고 혈관의 지름은 커지며(혈관 확장), 결과적으로 혈압은 다시 정상 범위로 떨어진다. 혈압이 낮아지는 반대의 상황에서는 혈관 축소가 일어난다. 음식을 먹지 않을 때 신체에서는 음성 되먹임 작용이 일어난다. 신체는 대사 작용이 일어나는 정도를 정상치보다 낮게 재설정하여 신체 각 부분이 공복 상태임에도 불구하고 계속 느리게 기능할 수 있도록 한다. 체중 감량을 목적으로 식이 제한을 하는 사람들이 초기에는 체중을 쉽게 감소시킬 수 있지만 시간이 지날수록 더 어려워지는 것이 이 때문이다. 인체가 더 낮은 대사 상태로 재설정되기 때문에 에너지 공급이 낮아져도 살아갈 수 있다. 반대로 운동은 대사적 요구를 증가시킨다. 온도 조절에도 음성 되먹임이 적용된다. 체온을 감시하는 시상하부는 정상 체온인 36.5 °C에서 조금만 벗어나도 감지할 수 있다. 체온이 올라가면 땀 분비를 촉진하는 내분비선에 신호를 보내 체온을 낮추고, 반대로 체온이 낮아지면 근육을 떨게 하는 신호를 보내 체온을 높인다. 항상성 불균형 서로 상반되는 되먹임 작용은 건강한 신체 기능을 유지하는데 중요한 역할을 한다. 두 되먹임 작용 사이에 교란이 일어나거나 내부적, 외부적 요인에 의해 바뀌게 되면 항상성을 유지하기 위한 보상 작용이 깨지고 질병이 유발된다. 생명체가 나이가 들면서 항상성 조절계의 효율이 감소하고, 내부 환경은 점진적으로 불안정해진다. 따라서 질병 위험 요소가 늘어나고 노화와 연관된 신체적 변화가 나타난다.