인체의 체온조절 -항상성-

- 인체의 체온조절 -

인간은 생명현상 유지에 체온에 의한 영향을 많이 받는다. 약간의 온도 변화에도 물질대사 속도가 변하고 효소활동도 영향을 받으며 생명활동을 할 수 없게 되는 경우까지 생긴다.

1) 체온

인체내의 온도는 높고 인체 외의 온도는 낮기 때문에 체심부와 체표부로 구분된다. 따라서 체온은 체심부 온도와 체표부 온도로 나뉜다. 체표부의 온도는 잘 변하지만 체심부의 온도는 대체적으로 37℃로써 잘 변하지 않아 통상 체심부의 온도 즉, 신체 심부 온도를 측정하고 이것을 체온이라 한다.

심부온도 중 항문에 7cm이상 삽입하여 측정하는 항문 온도(Anal Temperature)가 가장 신뢰성이 높으며 편의상 구강 온도를 측정한다. 겨드랑이를 이용한 액와 온도는 정확한 측정을 하기 위해서는 시간이 많이 걸리는 단점이 있다. 구강온도는 항문온도 보다 1.5℃ 낮고 액와 온도는 0.8℃ 낮다

2) 체온의 변동요인

체온은 1주기 리듬과 연령, 성주기에 따라 변한다 체온에는 하루 동안의 리듬이 있는데 1주기 리듬이라 한다. 아침 3-6시와 오후 3-6시에는 0.7 - 1.2℃의 변동폭이 있다. 수면과는 관련이 없으며 생체리듬 조절의 기능에 의한 것이다.

신생아는 체온조절 중추기능이 발달되지 않았기 때문에 환경온도에 딸 체온 변화가 쉽게 되고 체온조절이 안정되는 시기는 생후 6개월이다. 성인과 같은 체온조절 기능을 가지는 시기는 10세 전후이며 노인화 될수록 체온은 저하된다. 여성의 경우 배란 일에 일시적으로 체온이 낮아진다. 그밖에 음식을 먹고 난 30 - 90분 경에 체온이 상승하는 데 음식물의 특이적 역학 작용이라 한다.

3)체내에서의 열 생성

체내의 열은 섭취한 영양소가 대사 될 때 발생한다. 활동에 소비되는 것은 1/3, 1/4 정도이고 모두 열로 변한다. 체내온도가 안정적일 때는 열 생성 기전이 작용하지 않아도 체내 열 생성량만으로 체온을 유지시킨다. 저온의 경우는 열 방출 량이 증가되므로 기초 대사 만으로는 열이 유지가 되지 않아 떨림 현상이 나타난다. 떨림은 골격의 신근과 굴근이 동시 수축하여 짧은 율동적 주기로 반복되는 현상이다. 이는 외부에 대한 활동이 없기 때문에 근 수축 에너지는 모두 열로 바뀐다.

열 생성 기전 중 떨림이나 근 수축에 의존하지 않는 것을 비 떨림 열 생성이라 한다. 환경에 대한 적응에서 오는 것으로 급히 추운 환경에 노출되어도 근수축한지 않고 장시간 노출되면 순응하여 점차적으로 적응 하는게 특징이다.

4) 열 발산

생성된 체온 즉, 열이 물리 적으로 외부로 발산되는데 그에 의한 것은 복사, 전도, 대류, 증발이 있다.

(1) 복사

인체나 주위의 물체들이 발생하는 전자파를 서로 주고 받음으로써 체온이 변한다. 이것을 열의 복사라 하며 이 동량은 물체 표면 절대온도의 4승에 비례한다.

(2) 전도 및 대류

물체에 접촉하여 열이 이동하는 것이 전도이며 공기 중 열전도 도는 매우 낮아 손실되는 열은 매우 적다. 피부는 7cm 두께의 공기 경계층이 형성되어 있어서 열의 이동은 더욱 적어진다. 피부표면의 공기에서 대류가 일어나면 피부 표면의 공기가 바뀌어 열발산이 촉진된다.

(3) 증발

물 1g이 증발될 때 필요한 기화열은 약 0.58kcal이다. 피부 및 기도로부터의 수분증발로써 열 발산이 되는 데 그 방법에는 증발 및 발한이 잇다. 증발은 땀과 우리가 느끼지 못하는 피부표면 수분의 증발과 기도를 통한 증발이 있다. 발한은 손, 발, 겨드랑이에서 땀이 분비되는 것으로 통상 의식할 수 있다.

고온 환경 하에서 발한이 시작되면 열 발산 량은 현저히 증가한다. 물리적 발산이 있는 반면 그것을 제어하는 생리적인 구조가 있다.

① 피부혈관의 조절

온도가 높으면 혈관이 확장되어 혈류의 열을 피부로 보내고, 반대이면 혈관이 수축하여 혈류가 감소해 열의 발산 량이 감소한다.

② 발한

발한은 환경온도 상승시 적극적으로 증발에 의한 발산 량을 증대시키는 구조이다. 인체에서의 발한되는 부분은 에크린 땀샘, 겨드랑이 , 회음부, 얼굴 일부분이며 체온조절과 관계 있는 것은 아포크린 땀샘이다. 정신 작업시나 긴장될 때 나오는 땀을 정신성 발한이라 하는데 체온 조절과는 큰 상관이 없다.

5) 행동성 체온조절

인간이 선풍기를 틀거나 옷을 두텁게 입는 것과 동물이 돌 위에서 햇볕을 쬐거나 그늘로 들어가는 것이 그에 속한다.

6) 열평형

대사에 의한 열 생성량과 물리적 기전에 의한 열 발산 량과의 균형을 열 평형이라 한다.

7)체온 조절기구

체온이 항상 37℃가 되는 것은 체온 조절 중추작용이 있기 때문이다.

(1)온도 수용기

중추온도 수용기와 말초온도 수용기가 있다. 체온조절 중추로 각종 정보를 보내는 일을 한다.

(2)체온조절 중추

열발산 및 생성기전을 조절하여 체온을 유지시킨다. 작용방법으로서 설정온도 가설이라는 것이 잘 알려져 잇는데 중추에 일정한 온도가 설정되어 있기 때문에 발산 및 생성 또는 방출기전을 작동시킨다는 것이다.

8) 고체온증

울열과 발열이 있는 데 울열은 전달받는 열이 매우 크거나 심한 운동으로 열 방출기전을 최대한 작용시켜도 온도가 상승하는 고체온증을 울열이라 한다. 울열 상태가 장시간 지속되면 열 때문에 2차 적 체온조절이 장애를 일으키는 데 이것을 열사병이라 한다. 발열은 체온조절 중추기능의 이상으로 설정온도가 높아져서 체온이 정상보다 높아지는 상태라 생각된다. 체온이 상승하는 시기에 외부기온이 급하강하면 심한 추위를 느끼는데 이것을 ‘오한’이라 한다.

9) 저체온증

환경온도에 따라 체온이 점차 하강하는 경우를 우발적 저체온증 이라 한다. 직장 온도가 35℃ 이상이면 심장기능 이상, 30 - 29℃에 이르면 의식을 상실하고 27℃이면 사망한다.