생리학의 정의
생리학이란 생물의 장기 혹은 세포의 정상적인 기능을 연구하는 학문으로 고대 그리스어의
'자연현상을 탐구하는 학문'이라는 뜻의 'physio logia' 라는 말에서 유래하였다.
오늘날 우리가 접하고 있는 물리학, 생물학, 의학 등은 자연현상을 탐구하는 학문이다. 이 중에서 생리학은
생물학의 한 분야임과 동시에 인체생리학은 의학의 한 분야이기도 하다.
생리학은 다른 과학 분야와 마찬가지로 14~16세기 유럽에서 르네상스 이후 해부학의 체계적인 발달과 더불어
인체나 동물의 생체 관찰을 통해서 발달하기 시작하였다.
17세기 초 영국의 W.Harvey는 인체의 해부와 동물실험을 통해 심장의 박출 기능과 혈액의 순환에 관한 획기적인 지식을 얻었다. 19세기 미국의 W.Beaumont는 총상으로 인한 위 관통 환자를 이용한 실험으로 위액의 분비에 관한 다양한 지식을 얻었고, 러시아의 생리학자 I.Pavlov는 개의 위장에 누출 관을 만들어 조건반사에 의한 위산 분비 기전을 증명하였으며 이외에도 위장의 기능에 관한 다양한 지식을 남겼다.
생리학자들은 인체의 생명현상을 밝히기 위하여 사람뿐만 아니라 동물을 대상으로 지속적인 연구를 하고 있다.
그 이유는 종에 따라서 차이가 있기는 하지만 동물의 장기나 세포는 구조나 생리적 기능이 많은 부분에서 인체와 유사하기 때문이다. 최근에는 인체나 실험 동물로부터 채취한 세포나 조직을 인공적으로 배양할 수 있게 됨으로써 분자 수준에서 일어나는 생명현상까지도 규명하고자 하고 있다.
인체를 구성하는 기본 단위는 세포이다. 같은 세포의 집합체를 조직이라고 하고 조직은 근육, 신경, 상피, 결합 조직 등
4가지가 있다. 장기는 2가지 이상의 조직이 모여 일정한 기능을 수행하는 것을 말하며, 이러한 장기들이 모여서 동일한 목적의 기능을 수행할 때 이를 계라고 한다.
생리학이 서포, 장기, 계 등의 기능을 연구하는 학문이라는 것은 앞에서 언급하였지만, 인체생리학은 연구하는 진정한 목적은 인체를 구성하고 있는 세포, 장기, 계에 대한 부분적인 연구를 바탕으로 완성체로서의 인체를 탐구하는 것이다. 이러한 의미에서 인체의 생명현상이란 인체를 구성하고 있는 각 부분의 기능이 서로 밀접하게 연계된 기능적 총화라 할 수 있다.
여기에서 기능적 총화는 생존에 필요한 물질의 공급과 배설, 개체의 자유로운 이동, 체내 물질의 분배, 개체의 존속을 위한 생식 등 다양한 기능들이 조화롭게 통합됨을 의미한다.
인체는 약 100조개의 많은 세포와 수분으로 구성되어 있다. 수분은 일반적으로 성인 체중의 약 60%를 차지하지만 영아는 수분이 체중의 75%까지 증가하는 반면에 나이가 많아질수록 수분의 비율은 감소한다. 이는 지방세포의 수분함량이 다른 세포들에 비해서 적기 때문이며, 비만인 경우에도 수분 비율은 감소한다.
인체를 구성하고 있는 수분인 체액은 세포내액과 세포외액으로 구분하며 세포내액량은 체중의 40%, 새포외액량은 체중의 20%이다. 세포외액은 다시 간질액과 혈장으로 구분된다. 세포외액의 대부분은 간질액이며 단지 체중의 5%만이 혈장이다.
인체를 구성하고 있는 모든 세포는 세포외액에 잠겨 있다. 모든 세포는 세포외액으로부터 생명 활동에 필요한 영양분과 산소를 공급받고, 세포에서 만들어진 대사산물과 이산화탄소는 세포외액으로 배출한다. 세포외액은 단세포생물이 직접 접하는 환경에 비유될 수 있으므로 다세포생물에서 세포를 감싸고 있는 세포외액을 내부환경이라 한다. 내부환경이란 용어는 1865년 프랑스의 생리학자 C. Bernard가 처음으로 사용하였으며, 내부환경이란 개념의 도입은 근대 생리학의 발전에 획기적인 공헌을 하였다.
장기의 모든 기능은 단순히 생존에 필요한 물질을 공급하고, 불필요한 물질은 제거하는 관점에서 볼 수도 있지만 결과적으로 인체를 구성하고 있는 모든 세포의 상태, 즉 내부환경을 일정하게 유지한다는 의미로 해석할 수도 있다. 단세포생물의 생전이 외부 환경의 변화에 직접적인 영향을 받는다면 다세포생물은 내부환경, 즉 세포외액의 여러 가지 이화학적 상태에 의존하게 된다. 이런 의미에서 다세포생물은 급격한 외부 환경의 변화에 대한 저항력이 단세포생물에 비해서 높다는 것을 쉽게 이해할 수 있다.
궁극적으로 인체에서 발생하는 모든 병은 항상성이 깨어진 결과라 할 수 있다. 이런 의미에서 병을 치료한다는 것은 과학적인 방법으로 깨어진 항상성을 복원시키는 것이라 할 수 있다. 실제 응급환자가 오면 의사들은 혈압, 심박수, 호흡, 혈액의 화학적 성분 등을 지속해서 감시하여 떨어진 혈압을 높이기 위해 혈관수축제나 수액을 주입하여 혈압을 높이려고 노력하고, 심한 출혈이 있을 때 수혈을 통해서 혈액량을 보충하며, 혈액의 전해질 성분에 변동이 있으면 이를 보완하는 등 모든 상태가 정상적으로 유지되도록 노력한다.
세포는 생체의 가장 기본적인 단위이다. 세포에는 핵과 원형질막을 가진 진핵세포와 진정한 핵이 없이 원형질막만 있는 원핵세포의 두 가지 형이 있다. 진핵세포는 유전정보를 갖는 유전자가 핵에 있는 반면에 원핵세포에서는 유전자가 세포질에 흩어져 있으며 세균류와 남조류 등은 원핵세포이다. 인체는 10~100 nm 크기의 진행 세포 75~100조 개로 형성된 개체라 할 수 있다. 인체를 구성하는 세포는 다양한 종류가 있지만 세포의 기본적인 구조와 기능은 비슷하다. 세포는 핵과 세포질로 구성되며, 핵은 핵막으로, 세포질은 세포막으로 싸여 있다. 세포질에는 다양한 기능을 가진 여러 종류의 소기관들이 존재한다.
인체생리학