생체내 환경의 항상성 유지기전Ⅰ. 내환경과 항상성1. 내환경 (Internal environment)·세포외액, 즉 체세포 하나하나 잠겨 이는 세포 밖의 액체이다. 각 세포가 살고 있는 환경은 인체 주위의 외환경이 아니라 세포를 둘러싸는 세포외액이다.·모든 고등동물은 외환경과 내환경의 두 환경을 가지며 외환경이란 그개체가 놓여 있는 환경을 말하고 내환경이란 체내조직세포를 직접 에워싸는 환경이라 한다.·내환경은 외환경의 변화에도 불구하고 모든 조건이 일정하게 유지되고 있다고 하였다. 생명 현상이 다양하게 보일지라도 그것은 모두가 내 환경을 일정하게 유지하기 위한 활동인 것이다.·인체의 중요기전이 변화의 유일한 목적은 내환경의 상태를 일정하게 보존하는 것이다. 그러므로 각 계통의 기능과 계통간의 상호관계를 이해하는 데 있어 내환경의 개념과 내환경의 성분을 비교적 일정하게 유지시켜야 하는 필요성을 인식하는 것이 근간이 된다고 할 수 있다.·내환경이란 체내 조직세포를 직접 둘러싸는 세포외액으로 곧 간질액이나 혈액을 말하는 것이다.2. 인체의 체액구분(1) 체액의 분포사람의 몸을 구성하는 것의 대부분은 물이다. 물은 여러 종류의 생리활성물질인 영양소와 무기질들을 녹이며, 세포 내 생화학적 반응을 매개하기도 한다. 또한, 폐나 피부로부터의 수분 증발이나 땀에 의한 체온조절에도 관여하고 있다.인체 내 총 수분량은 체중의 약 60∼70%이며, 일반적으로 여자보다 남자, 마른 사람보다 비만인 사람에게서 수분 분포가 크다. 체내 수분을 총칭해서 체액이라고 부르는데, 보통 두 개의 큰 구분인 세포내액과 세포외액으로 나뉘어 세포외액은 다시 혈장과 세포간액으로 나뉜다.세포내액은 세포 내에 존재하는 물을 말하며, 통상 성인 체액의 ⅔를 점하고 있다. 나머지 ⅓은 세포외액 중에 분포하고 있으며 성인에서의 혈장과 세포간액의 용적비는 약 1:3이 된다. 따라서 세포간액은 전체 수분의 25%를 차지하고 있으며, 위장관, 기관지 중의 내액, 신장 및 선조직의 분비액, 뇌척수액 등을 말한다. 체소를 운반하고 이상화탄소를 폐포로 되돌린다.③ 간질액의 구성성분인 임파도 세포로부터 노폐물을 운반하고, 최종적으로 흉관을 통해 혈액순환으로 되돌려 보낸다.④ 세포대사를 위한 용매역할⑤ 관절과 세포막의 윤활과 쿠션기능⑥ 체중 조절3) 체액의 체중비율·체액은 체중, 연령, 성별, 건강상태에 따라 다르다.·나이 - YOUND > OLD (태아기 97%, 영유아기 77%, 성인기 60%)·체지방 - THIN > FATTY (남자 45% > 여자 35%)3. 항상성 (Homeostasis)·항상성은 내환경이 비교적 일정하게 유지되는 성질로 세포환경의 기본조건이 되며 혈액과 간질액의 화학성분, 용적 등이 좁은 범위내에서 일정하게 유지되는 상태이다.·인체의 모든 기관과 조직은 내환경을 일정한 상태로 유지하도록 기능 수행을 한다. 즉 모든 기관이 세포외액의 물리 화학적 특징(세포외액의 온도, 상소와 탄산가스 농도, 유기 영양소, 노폐물, 모기이온 등)을 비교적 일정하게 유지하도록 작용한다.·항상성은 보상하고 있는 조절반응의 결과로 나타나는 안정된 상태를 위미한다.·신체의 항상성 조절에 관여하는 기관 : 간, 폐, 위장관, 신장, 신맥관계, 뇌하수체, 부신. 부갑상성, 임파계Ⅱ. 체액과 전해질1. 체액(1) 체액은 세포의 내외환경을 구성하며 대사반응 및 물질이동의 매체등의 중요한 역할을 통해 유기체의 항상성 유지에 관여하고 있다.(2) 체액의 조성세포외액과 세포내액은 그 조성이 매우 다르다. 세포외액 중 혈장의 조성은 비교적 잘 알려져 있는데, 이것은 혈액으로부터 유형성분인 혈구(적혈구, 백혈구 및 혈소판 등)를 제외한 액체성분이다.혈장의 91∼92%는 물로서 여러 종류의 유기물과 무기물이 함유되어 있다. 혈장 단백은 총량 7∼8g/dL이며, 기타 유기물로서 비단백성 질소화합물, 지질, 포도당 등이 있다. 혈장 전해질에는 Na과 Ca이 비교적 많고, K와 Mg은 비교적 적은 특징을 나타내어 세포내액의 전해질 조성과는 대조적이다. 이밖에 Fe, Cu, I 등의 무기질이 미량 함12145K+1394Ca2+ 반류배가 (역류기전) 원리Counter current multiplier systemH.L 하행각 ⅰ)H.L 상행각 ⅱ)원위곡세뇨관 ⅲ)근위세뇨관에서 재흡수 (의무적 재흡수, HCO3, H2O 80%)② 하행각 : 용질투과도 , 수분투과도 , 수분재흡수多1200까지 투과 직동맥을 끝으로 더 이상 농축되지 않는다.③ 상행각 : NaCl의 능동적 재흡수로 100까지 희석됨수분투과도는 없다.④ 원위세뇨관에서 집합관 : ADH 분비되어 최대농축, Aldosteron 분비되어 NaCl의 재흡수 촉진, 수분이 최종적으로 재흡수.Na보유, K 내보냄* 보통때 ADH+- 적절할 때 삼투질 농도 : 600~ 900+- 최대 농축시 : 1200 ~ 1400+- 최대 희석시 : 1002. 항이뇨 호르몬의 분비조절과 갈증1) 항이뇨호르몬 (ADH)·상하부에서 생산되어, 뇌하수체 후엽에서 방출됨·신장의 원위세뇨관과 집합관에서 수분의 재흡수 증가시킴·헨리고리에서 소디움을 밀어내고 수분을 재흡수함 혈액순환량을 조절함·시상하부의 뉴론은 좌심방에 있는 용적수용기와 동맥혈류량의 변화를 지각함·ADH 분비억제 - 이뇨증가ADH 분비증가 - 혈액량 증가, 혈압 증가, 삼투질 농도 증가* 수분과다시-체액의 삼투질 농도 감소 -> 시상상핵의 소포가 팽창+- 시상상핵에서 ADH 억제+- 뇌하수체 후엽에서 ADH 억제; ADH가 분비되지 않아서 원위세뇨관 및 집합관 수분 투과성이 극도로 감소되어 신장수질과 삼투성 평형을 이루지 못하기 때문에 헨렌씨고리의 저장성요가 그대로 배설되어 과잉의 수분을 배설하므로써 체액량 및 삼투질 농도를 정상으로 회복시킨다 (희석소변)* 갈증- 체액의 삼투질 농도 증가 (1% 증가해도) -> 시상상핵의 소포가 수축+- 시상상핵에서 ADH 생성촉진+- 뇌하수체 후엽에서 ADH 분비 촉진; 분비된 AD는 원위 세뇨관 및 집합관의 수분투과를 증가시켜 고장성인 신장수질과 삼투성 평형을 이루어 고장성요를 배설하여 체액의 소실을 최소한으로 줄인다 (농축소변)키기 위해 수분은 세포밖으로 이동한다. 이로 인해 세포외액이 고삼투질 상태, 즉 고장액이 되면서 물은 세포에서 빠져나와 세포외약으로 들어가게 되고 세포는 탈수되어 주름이 잡히게 된다.(나) 저삼투성 불균형저삼투성 불균형 또는 수분과다 증상은 액체의 과잉이나 용질이 부족하여 초래된다. 수분중독은 세포외 구간의 용질의 양은 정상이지만 수분이 과다하며 세포가 부어오른다.모든 저삼투성 상태의 증상은 세포의 부종에 기인한다(2) 용량 불균형용량 불균형은 세포외액 구간에서 혈장과 간질액 사이에 나트륨과 수분이 이동한 결과로 일어난다. 수분이동에서 용매인 물과 용질이 나트륨이 동등한 비율로 움직이면서 등장액 불균형을 만든다. 삼투성 불균형은 용질과 용매가 불균형하게 움직이는 데에 비해 용량 불균형은 용질과 용매가 동등한 비율로 움직이는 점에 대조가 된다.(가) 세포외액 용량감소/저혈량세포외액 용량감소 또는 저혈량은 나트륨과 물이 혈장에서 체외로 배설되어 발생된다.다량의 출혈, 발한, 설사, 구토, 회장루, 결장루, 장관루, 배액시 수분과 전해질의 손실(저혈압, 노량 감소 등)(나) 세포외액 용량 과다/ 고혈량나트륨의 증가와 더불어 체수분이 과다할 경우 과다한 체액은 세포외 구간에 정체되고 과혈량과 부종이 생긴다. 부종은 간질강내에 수분이 축척된다.(3) 체내 Na+함량 불균형나트륨은 세포외액의 중요한 양이온이다. 나트륨에 대한 2가지 중요한 사실은 나트륨 이온은 세포외액에서 혈장과 간질액 사이를 빠르게 움직이고, 나트륨과 수분은 함께 이동한다는 점이다. 나트륨은 세포외액의 용량과 농도의 제1조절자이다. 또한 나트륨은 신체의 수분균형과 세포외액의 삼투압에 영향을 주며, 근수축과 신경자극의 전달에 필요한 전기화학적 상태를 만든다. 따라서 나트륨의 불균형은 체액량, 혈량과 신경계에 영향을 미친다.(가) 저나트륨혈증세포외액의 나트륨 결핍이며, 혈청 나트륨치가 135mEq/L보다 낮은 상태를 나타낸다. 이러한 상태는 나트륨의 소실 또는 수분획득의 결과일 수도 있으나, 항상 나트륨보액체를 이동시키는 원인이 되며, 이로 인해 세포는 탈수가 되거나 주름지게 된다.(식용부진, 오심, 구토, 갈증, 혼돈, 과반사 반응, 불규칙한 맥박, 저혈압 혹은 고혈압, 농축된 핍뇨)4. 체내 K+함량의 조절칼륨의 정상 혈중농도는 3.5-5.mEq/L이다. 칼륨은 신체 모든 구간에 존재하지만 98%는 세포내에 존재하며 세포내의 중요한 양이온이 된다. 나머지 2%의 칼륨은 신경근육계가 적절히 기능하도록 돕는다. 칼륨은 세포내 삼투질 농도를 조절하고, 세포 성장을 촉진시키며, 심근 기능을 촉진시키고, 산염기 균형을 돕는다.칼륨은 생존에 절대 필요하지만 체내에 저장 될 수는 없다. 따라서 매일 식사에서 칼륨을 섭취해야 하는데 보통 성인의 식이에서 섭취하는 양은 매일 50-100mEq이며, 필수적인 양은 일일 40mEq이다. 칼륨의 80%는 원위 세뇨관을 통해서 요로 배설되며, 20%는 장과 한선을 통해 소실된다. 칼륨은 신체의 요구에 따라 세포벽을 통하여 끊임없이 역동적으로 움직인다. 세포내 칼륨의 양은 세포벽의 통합성과 세포가 소모되었을 때 칼륨은 보존키위해 신장의 능력 및 나트륨-칼륨 펌프에 따라 결정된다.(1) Na-K 펌프나트륨- 칼륨 펌프는 세포내의 칼륨은 보존하면서 나트륨을 능동적으로 세호퇴로 배풀시키는 기전이다. 글루코스 대사에 알칼리증은 칼륨이 모두 세포내로 이동하게 만든다. 세포의 파괴 또는 세포대사의 손상, 산성증, 또는 격렬한 운동 후의 칼륜은 세포 밖으로 이동한다. 칼륨 균혀은 알도스테론에 의해 영향받는다. 신장의 혈류가 감소되어 renin-angiotensin 기전이 자극을 받으면 부신피질에서 aldosterone이 생성된다. aldosterone의 증가는 나트륨을 보존하는 한편 칼륨 배설을 촉진시킨다.(2) 저칼륨혈증칼륨 부족 또는 제ㄹ륨혈증은 혈청내 칼륨치가 3mEq/L보다 낮은 상태로, 이는 칼륨 섭취부족, 과다한 칼륜 소실 및 신체내 과다한 칼륨 이용으로 초래된다.1) 저칼륨혈증의 원인부적당한 칼륨 섭취·영양불량·금식 환자에게 칼륨없과잉증