part2. 생리학

(1) 신경세포의 흥분

① 안정막전위

• 자극이 없는 안정 상태에서 세포막은 안쪽이 바깥쪽보다 음전위를 띤다 (약 -70mV)
• 나트륨-칼륨 펌프 (Na⁺-K⁺ pump)가 나트륨을 밖으로, 칼륨을 안으로 이동시켜 이온 농도 차이를 유지
• 안정 상태에서는 칼륨에 대한 막 투과성이 높아 음전위가 유지

② 활동전위

• 문턱값 (역치) 이상의 자극이 가해지면 나트륨 통로가 열려 나트륨이 유입되며 탈분극이 발생
• 이어 칼륨이 유출되며 재분극되고, 일시적으로 안정막전위보다 더 낮아지는 과분극을 거쳐 회복
• 실무율 (all or none law): 문턱값에 도달하면 자극 크기와 무관하게 일정한 크기의 활동전위가 발생

③ 흥분의 전도

• 말이집신경에서는 신경섬유마디를 건너뛰는 도약전도가 일어나 전도 속도가 빠름
• 신경섬유가 굵을수록, 말이집이 두꺼울수록 전도가 빠름
• 불응기: 활동전위 직후 반응하지 못하는 절대 불응기와, 강한 자극에만 반응하는 상대 불응기로 구분

(2) 시냅스 전달

① 시냅스의 구조와 전달

• 연접이전막에서 신경전달물질이 연접틈새로 방출되어 연접이후막의 수용체에 결합
• 주요 신경전달물질: 아세틸콜린 (ACh), 노르에피네프린, 도파민, 세로토닌, 가바 (GABA), 글루탐산

② 흥분성·억제성 시냅스

• 흥분성 전달물질은 연접이후막을 탈분극시켜 흥분을 유발
• 억제성 전달물질은 과분극을 일으켜 흥분을 억제

(3) 근육의 수축 생리

① 흥분-수축 연관

• 운동신경의 활동전위 → 신경근육연접부에서 아세틸콜린 방출 → 근육섬유막 탈분극 → 가로세관 (T세관)을 따라 전달 → 근육세포질그물 (근형질세망)에서 칼슘 이온 (Ca²⁺) 방출
• 칼슘이 트로포닌에 결합하면 트로포미오신이 이동해 액틴과 미오신이 결합하며 수축이 발생
• ATP가 미오신 머리에 결합하면 액틴에서 분리되며, ATP가 고갈되면 분리가 일어나지 못해 사후강직 (사후경직)이 발현

② 수축의 형태

• 단일수축: 한 번의 자극에 대한 한 번의 수축
• 가중과 강축: 자극이 빠르게 반복되면 수축이 합쳐져 강축이 됨
• 등장력수축 (isotonic): 장력이 일정한 채 근육 길이가 변하는 수축으로, 근육이 짧아지는 동심성수축 (구심성)과 길어지며 버티는 편심성수축 (원심성)으로 구분
• 등척수축 (isometric): 길이가 변하지 않고 장력만 발생하는 수축

③ 수축의 에너지원

• ATP-크레아틴 인산: 수축 초기에 빠르게 ATP 공급
• 무산소성 대사: 산소 없이 ATP 생성, 젖산 축적
• 유산소성 대사: 산소를 이용한 지속적 ATP 생성

(1) 순환 생리

① 심장의 자극전도계

• 심장의 흥분은 굴심방결절 (동방결절, 페이스메이커)에서 자발적으로 발생
• 굴심방결절 → 방실결절 → 히스속 (방실다발) → 푸르키네섬유의 순서로 전도되어 심방·심실이 차례로 수축

② 심장주기와 심박출량

• 심장주기: 수축기 (혈액 박출)와 이완기 (혈액 충만)가 반복
• 심박출량 = 1회 박출량 × 심박수
• 심전도 (ECG)는 심장의 전기적 활동을 기록한 것

③ 혈압과 조절

• 혈압: 혈액이 혈관벽에 미치는 압력으로 수축기·이완기 혈압으로 표시
• 혈압은 심박출량과 말초혈관 저항으로 결정되며, 압력수용기와 자율신경이 즉각 조절하고 콩팥·호르몬이 장기 조절

(2) 호흡 생리

① 호흡운동과 폐용적

• 들숨: 가로막과 바깥갈비사이근이 수축해 가슴안이 넓어지고 압력이 낮아져 공기가 유입
• 날숨: 호흡근이 이완하며 공기가 배출
• 1회 호흡량, 들숨·날숨 예비량, 잔기량으로 폐용적을 구분하며, 폐활량은 최대로 들이쉰 후 내쉴 수 있는 양

② 가스 교환과 운반

• 외호흡: 허파꽈리와 모세혈관 사이의 가스 교환
• 내호흡: 조직과 모세혈관 사이의 가스 교환
• 가스는 분압이 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 확산
• 산소는 적혈구의 헤모글로빈과 결합해 운반되고, 이산화탄소는 주로 중탄산염 형태로 운반

③ 호흡 조절

• 숨뇌 (연수)와 다리뇌 (교뇌)의 호흡중추가 호흡 리듬을 조절하며, 혈중 이산화탄소 농도 증가가 호흡을 촉진하는 가장 강력한 자극

(3) 면역 생리

① 선천면역과 후천면역

• 선천면역 (비특이면역): 피부·점막·식세포·염증반응 등 즉각적·비선택적 방어
• 후천면역 (특이면역): 림프구가 특정 항원에 선택적으로 반응하며 면역 기억을 형성

② 체액면역과 세포면역

• 체액면역: B림프구가 항체를 생성해 항원을 무력화
• 세포면역: T림프구가 감염세포를 직접 공격
• 항체 (면역글로불린)에는 IgG, IgM, IgA, IgE, IgD가 존재

(1) 소화 생리

① 소화관 운동과 소화액

• 연동운동으로 음식물을 이동시키며 분절운동으로 혼합
• 침 (아밀레이스), 위액 (펩신·염산), 이자액 (아밀레이스·트립신·라이페이스), 쓸개즙 (지방 유화), 장액이 소화에 관여

② 영양소의 소화와 흡수

• 탄수화물은 포도당, 단백질은 아미노산, 지방은 지방산·글리세롤로 분해
• 작은창자 (소장)의 융모에서 흡수되어 포도당·아미노산은 혈관으로, 지방은 림프관으로 유입

(2) 대사

① 에너지 대사

• 동화작용 (합성)과 이화작용 (분해)으로 구분되며, 세포는 ATP 형태로 에너지를 사용
• 기초대사율 (BMR): 안정 상태에서 생명 유지에 필요한 최소 에너지 소비량으로 갑상샘호르몬의 영향을 받음

(3) 내분비 생리

① 호르몬 작용과 조절

• 호르몬은 내분비샘에서 혈액으로 분비되어 표적기관에 작용하며, 대부분 음성 되먹임 (negative feedback)으로 조절

② 주요 내분비샘과 호르몬

• 뇌하수체: 성장호르몬, 항이뇨호르몬 (ADH), 옥시토신 등을 분비하고 다른 내분비샘을 조절
• 갑상샘: 티록신 (대사 촉진), 칼시토닌 (혈중 칼슘 저하)
• 부갑상샘: 부갑상샘호르몬 (PTH, 혈중 칼슘 상승)
• 부신: 코르티솔 (스트레스 대응), 알도스테론 (나트륨 재흡수), 에피네프린 (아드레날린)
• 이자 (췌장): 인슐린 (혈당 저하), 글루카곤 (혈당 상승)

(4) 배설 생리

① 콩팥의 소변 생성

• 여과: 콩팥 토리 (사구체)에서 혈액이 걸러져 원뇨가 생성
• 재흡수: 토리쪽곱슬세관 등에서 포도당·물·전해질이 다시 흡수
• 분비: 노폐물이 세관으로 분비되어 최종 오줌이 형성

② 수분·전해질 조절

• 항이뇨호르몬 (ADH)은 물의 재흡수를, 알도스테론은 나트륨 재흡수를 촉진해 체액량과 혈압을 조절

(5) 생식 생리

① 성호르몬과 생식주기

• 남성: 테스토스테론이 정자 형성과 2차 성징을 담당
• 여성: 에스트로겐과 프로게스테론이 난소주기·자궁주기 (월경주기)와 임신을 조절

(1) 감각의 일반 원리

① 감각수용기와 적응

• 감각수용기는 자극 종류에 따라 기계수용기·온도수용기·통각수용기·화학수용기·광수용기로 구분
• 같은 자극이 지속되면 반응이 약해지는 감각 적응이 발생

(2) 특수감각

① 시각

• 망막의 막대세포는 명암과 어두운 곳의 시각을, 원뿔세포는 색과 밝은 곳의 시각을 담당해 시각신경으로 전달

② 청각과 평형감각

• 청각: 소리가 고막 → 귓속뼈 → 달팽이의 청각수용세포에서 신경신호로 전환
• 평형감각: 반고리관 (회전운동)과 안뜰기관 (위치·기울기)이 담당

③ 후각과 미각

• 후각: 코안 위쪽의 후각상피가 화학물질을 감지
• 미각: 혀의 맛봉오리가 단맛·짠맛·신맛·쓴맛·감칠맛을 감지

(3) 고유수용기

① 근육방추와 골지힘줄기관

• 근육방추 (muscle spindle): 뼈대근육 속에 있어 근육의 길이 변화와 속도를 감지
• 골지힘줄기관 (Golgi tendon organ, GTO): 힘줄에 있어 근육의 장력 (당겨지는 힘)을 감지
• 고유수용기는 관절의 위치·움직임을 인지하는 고유수용감각의 기초로, 작업치료 평가·중재에서 핵심 개념