인체 생리학: 해설이 있는 연습 문제

1생리학이란 무엇인가: 일정하게 유지하기

생리학은 몸이 어떻게 작동하는지를 연구합니다. 해부학은 심장이 어디에 있는지 알려 주고, 생리학은 심장이 어떻게 펌프질하고 그 펌프질이 어떻게 조절되는지 알려 줍니다.

하나의 아이디어가 이 학문 전체를 관통합니다. 항상성. 몸은 체온, 혈압, 혈당, pH 같은 내부 조건을 좁은 범위 안에 유지합니다.

이 조절의 대부분은 음성 되먹임으로 작동합니다. 변화가 감지되면 몸이 반대 방향으로 반응하여 변화가 작아집니다. 되먹임 고리는 세 부분으로 이루어집니다.

1. 수용기(센서)가 변화를 감지합니다. 예: 온도에 민감한 신경 말단.
2. 조절 중추가 기준값과 비교합니다. 예: 약 37 °C의 시상하부.
3. 효과기가 반응을 만듭니다. 예: 땀샘과 넓어지는 피부 혈관.

양성 되먹임은 드뭅니다. 어떤 사건이 끝날 때까지 변화를 더 크게 만듭니다. 예로는 분만 중 수축(옥시토신), 혈액 응고, 배란을 일으키는 LH 급증이 있습니다.

2정상 값과 핵심 공식

많은 문제가 수치에서 시작합니다. 건강한 성인의 안정 시 값을 익히세요.

• 심박수 분당 약 60–100회, 호흡수 분당 약 12–20회.
• 혈압 약 120/80 mmHg. 첫 번째 수는 수축기(심실이 수축할 때), 두 번째는 이완기(이완할 때)입니다.
• 심부 체온 약 37 °C, 동맥혈 pH 7.35–7.45.
• 뉴런의 안정 막전위 약 −70 mV.

두 공식이 심장과 혈관을 연결합니다.

CO는 심박출량, HR은 심박수, SV는 1회 박출량으로 한 박동에 내보내는 피입니다. 예: 분당 70회 × 70 mL = 4900 mL/min, 약 4.9 L/min.

MAP는 평균 동맥압이고 TPR은 혈관의 총 말초 저항입니다. 120/80 mmHg에서 MAP ≈ 80 + 40/3 ≈ 93 mmHg.

기체는 확산으로 분압이 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동합니다. 산소는 허파꽈리에서 혈액으로, 이산화탄소는 혈액에서 허파꽈리로 이동합니다. CO₂의 대부분은 중탄산염으로 혈액에서 운반됩니다.

3주요 계가 조절되는 방식

심장 박동. 각 박동은 오른심방에 있는 자연 박동원인 동방결절(SA)에서 시작합니다. 신호는 심방으로 퍼지고, 방실결절(AV)에서 지연되어 심실이 수축하기 전에 심방이 비워지는 것을 마칩니다.

심전도에서 P파는 심방 탈분극, QRS 복합체는 심실 탈분극, T파는 심실 재분극입니다.

신경. 활동전위에서 나트륨 이온(Na⁺)이 세포 안으로 흘러들어 탈분극을 일으킵니다. 그다음 칼륨 이온(K⁺)이 밖으로 흘러나가 재분극을 일으킵니다.

콩팥. 기능 단위는 네프론입니다. 혈액은 사구체에서 여과되고, 근위 세뇨관이 여과된 물과 나트륨의 대부분을 재흡수합니다.

• ADH(항이뇨 호르몬)는 집합관이 물을 더 재흡수하게 하여 소변을 농축시킵니다.
• 알도스테론은 콩팥이 나트륨을 재흡수하고 칼륨을 배설하게 합니다. 물은 나트륨을 따라갑니다.
• 콩팥의 낮은 혈압은 레닌을 분비시킵니다. 레닌은 안지오텐신 II로 이어지고, 안지오텐신 II는 혈관을 좁히고 알도스테론을 분비시킵니다. 이것이 레닌–안지오텐신–알도스테론계입니다.

포도당. 인슐린은 포도당을 세포로 옮겨 혈당을 낮춥니다. 글루카곤은 간의 글리코겐을 분해하고 새 포도당을 만들어 혈당을 높입니다.

산-염기. CO₂는 산으로 작용합니다. CO₂가 너무 많으면(느린 호흡) 호흡성 산증, 너무 적으면(빠른 호흡) 호흡성 알칼리증이 생깁니다. 중탄산염의 변화는 대사성 산증이나 알칼리증을 일으킵니다.

4생리학 문제를 추론하는 방법

대부분의 생리학 문제는 어떤 변화를 설명하고 다음에 무슨 일이 일어나는지 묻습니다. 사슬처럼 풀어 가세요.

1. 먼저 변한 변수의 이름을 말하세요. 혈액량, CO₂, 포도당 등.
2. 어떤 수용기가 그것을 감지하는지 물으세요. 압력은 압수용기, CO₂와 산소는 화학수용기.
3. 반응과 그 방향을 찾으세요. 음성 되먹임에서는 반응이 변화에 맞섭니다.
4. 공식으로 효과를 따라가세요. 예: CO = HR × SV, MAP = CO × TPR.
5. 함께하는 다른 장기를 확인하세요. 예를 들어 호르몬을 통해 더 천천히 작용하는 콩팥.

가면서 작은 화살표를 쓰세요: “부피 ↓ ⇒ SV ↓ ⇒ CO ↓ ⇒ MAP ↓”. 각 변화의 방향이 분명해집니다.

5풀이 예제

사슬을 한 고리씩 따라가세요. 열어 보기 전에 다음 고리를 예측해 보세요.

6흔한 실수

• 되먹임이 변화를 더 크게 만든다고 생각하는 것. 대부분의 조절은 변화를 작게 만드는 음성 되먹임입니다.
• ADH(물을 붙듦)와 알도스테론(나트륨을 붙들고 칼륨을 잃음)을 혼동하는 것.
• T파를 심방 활동으로 읽는 것. T파는 심실 재분극이며, 심방 재분극은 QRS 복합체에 가려져 있습니다.
• 산-염기를 거꾸로 이해하는 것. 빠른 호흡은 CO₂를 내보내 pH가 오릅니다: 호흡성 알칼리증.
• 출혈에서 혈압이 먼저 떨어질 것으로 예상하는 것. 반사가 혈압을 유지하므로 보통 심박수가 먼저 오릅니다.
• 확산 방향을 혼동하는 것. 기체는 항상 분압이 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동합니다.

7시험 문제의 유형

• 쉬움(핵심 용어와 사실): 정상 값과 기능. 예를 들어 정상 호흡수, 혈소판이 하는 일, 박동원의 위치.
• 보통(개념 적용): 기전. 호르몬이 어떻게 작용하는지, 심전도 파가 무엇을 보여 주는지, CO = HR × SV 같은 공식이 어떻게 변하는지.
• 어려움(사례와 분석): 환자나 실험. 혈액 가스를 읽고, 쇼크의 징후를 예측하고, 부종을 설명하거나, 질환을 실패하는 기전과 연결합니다.

어려운 문제에서는 화살표 사슬을 그리세요. 처음의 변화에서 시작하고 음성 되먹임이 각 반응의 방향을 알려 주게 하세요.