[머리말]

인체를 공부하기 위해서 여러분은 물론 강사는 도서관, 인터넷, 교과서와 같이 이용할 수 있는 모든 원천들을 최대한 활용할 준비가 되어 있어야 한다. 이 교과서의 목표 중 하나는 인체가 어떻게 기능하는가에 대한 정보만이 아니라 공부하고 문제를 푸는데 힌트를 여러분에게 제공하는 것이다. 학습을 돕는 이러한 자료들은 내 제자들과 함께 개발하였기 때문에 여러분은 이 자료들이 매우 유용하다는 것을 알게 될 것이다.

단원1 기존 세포 과정: 통합과 조정 

1장 생리학 소개 1 
1. 생리학적 시스템 2 
2. 기능과 작용 3 
3. 항상성 4 
4. 생리학: 유전체를 넘어서 나아가다 6 
5. 생리학은 통합과학이다 7 
6. 생리학의 주제 8 
7. 과학으로서의 생리학 10 
7.1 훌륭한 과학적 실험은 철저히 디자인되어야 한다 10 
7.2 인간에 관한 실험의 결과는 해석하기 곤란한 점도 있다 11 
7.3 인간에 관한 연구는 다양한 형태로 진행될 수 있다 14 
8. 과학 문헌의 검색과 읽기 15 


2장 분자 상호작용 20 
1. 화학 지식의 검토 21 
1.1 원자는 양성자, 중성자, 전자로 구성되어 있다 21 
1.2 핵 안에 있는 양성자의 수가 원소를 결정한다 22 
1.3 동위원소들은 다른 수의 중성자를 가졌다 22 
1.4 전자들은 원자 사이의 결합을 형성하여 에너지를 저장한다 23 
2. 분자결합과 모양 24 
2.1 공유결합은 인접한 2개의 원자가 전자를 공유할 때 
형성된다 24 
2.2 원자들이 전자를 잃거나 얻을 때 이온결합이 형성된다 26 
2.3 수소결합과 반데르발스 힘은 원자들 사이의 약한 
상호작용이다 26 
2.4 분자 모양은 분자 기능과 관계가 있다 27 
3. 생체분자들 27 
3.1 탄수화물은 가장 풍부한 생체분자이다 28 
3.2 지질은 구조적으로 가장 다양한 생체분자이다 28 
3.3 단백질은 기능이 가장 많은 생체분자이다 31 
3.4 어떤 분자들은 탄수화물, 단백질, 지질을 포함한다 33 
3.5 뉴클레오티드는 에너지와 정보를 보관하고 전달한다 34 
4. 수용액, 산, 염기 그리고 완충용액 36 
4.1 모든 분자가 수용액에 녹는 것은 아니다 36 
4.2 용액의 농도를 표시하는 방법은 여러 가지가 있다 36 
4.3 몸의 수소 이온 농도는 pH 단위로 표현한다 37 
5. 단백질 상호작용 39 
5.1 단백질은 결합하는 분자에 대하여 선택적이다 40 
5.2 여러 가지 인자들이 단백질의 결합을 변화시킨다 41 
5.3 조절자는 단백질의 결합과 활성을 바꾼다 41 
5.4 물리적인 요인들이 단백질을 조절하거나 불활성화한다 43 
5.5 우리 몸은 세포에 존재하는 단백질의 양을 조절한다 44 
5.6 반응속도에는 최대한계치가 존재한다 44 


3장 구획화: 세포와 조직 51 
1. 몸의 기능적인 구획 52 
1.1 속이 빈 기관의 내강은 내부 환경의 일부가 아니다 52 
1.2 몸은 기능적으로 다른 3개의 유동성 구획으로 되어 있다 53 
2. 생체막 54 
2.1 세포막은 세포를 환경으로부터 격리시킨다 54 
2.2 막은 대부분 지질과 단백질로 되어 있다 55 
2.3 막지질은 세포질과 세포외액 사이의 장벽을 형성한다 56 
2.4 막단백질은 막에 느슨하거나 단단하게 결합되어 있다 56 
2.5 막탄수화물은 지질과 단백질에 모두 결합되어 있다 59 
3. 세포 내 구획 59 
3.1 세포는 여러 구획으로 나뉘어져 있다 59 
3.2 세포질은 세포기질, 봉입체, 세포소기관으로 구성되어 있다 60 
3.3 봉입체는 세포기질과 직접 연결되어 있다 62 
3.4 세포질의 단백질섬유는 세 가지 크기로 존재한다 62 
3.5 미세소관으로부터 중심소체, 섬모, 편모가 형성된다 62 
3.6 세포골격은 변화 가능한 지지체이다 63 
3.7 운동성 단백질은 이동성을 만들어낸다 64 
3.8 세포소기관은 특수 기능을 유지하기 위해 구획을 
이루고 있다 65 
3.9 핵은 세포의 조절중추이다 68 
4. 몸의 조직 69 
4.1 세포외 기질은 여러 가지 기능을 한다 70 
4.2 세포이음으로 세포가 연결되어 조직이 형성된다 70 
4.3 상피는 보호와 물질교환의 기능을 한다 73 
4.4 결합조직은 지지와 장벽의 기능을 한다 77 
4.5 근육과 신경조직은 흥분성이다 80 
5. 조직의 재구성 82 
5.1 세포자살은 세포 죽음의 한 형태이다 82 
5.2 줄기세포로 새롭게 특성화된 세포를 만들 수 있다 82 
6. 기 관 84 


4장 세포대사 89 
1. 생물계에서의 에너지 90 
1.1 에너지는 일을 하는 데 쓰인다 91 
1.2 에너지는 운동과 위치의 두 가지 형태가 있다 92 
1.3 에너지는 하나의 형태에서 다른 형태로 전환될 수 있다 92 
1.4 열역학은 에너지 이용에 대한 학문이다 93 
2. 화학반응 93 
2.1 반응이 일어나는 동안에 분자들 사이로 에너지가 전달된다 93 
2.2 활성화 에너지는 반응을 개시한다 94 
2.3 에너지는 반응이 진행되는 동안 축적되거나 방출된다 94 
2.4 총 자유에너지 변화량은 반응의 가역성을 결정한다 95 
3. 효 소 96 
3.1 효소는 전형적인 단백질 상호작용에 참여한다 96 
3.2 효소는 활성화 또는 불활성화되거나 해서 조절될 수 있다 97 
3.3 효소는 반응의 활성화 에너지를 낮춘다 98 
3.4 반응속도는 변수이다 98 
3.5 가역반응은 질량작용의 법칙을 따른다 98 
3.6 효소반응은 분류될 수 있다 99 
4. 대 사 101 
4.1 세포는 대사 경로를 조절한다 101 
4.2 ATP는 반응 사이에서 에너지를 전달한다 102 
5. ATP 생산 103 
5.1 해당과정은 포도당과 글리코겐을 피루브산으로 전환시킨다 103 
5.2 무기성 대사는 피루브산을 젖산으로 전환시킨다 105 
5.3 피루브산은 유기성 대사과정에서 시트르산 회로 들어간다 106 
5.4 전자전달계는 NADH와 FADH2로부터 ATP로 에너지를 
전달한다 108 
5.5 ATP 생성은 수소 이온의 이동과 짝지어져 있다 109 
5.6 포도당 한 분자의 최대 에너지 생성량은 30~32개의 
ATP이다 109 
5.7 거대 생체분자는 ATP를 만드는 데 사용될 수 있다 109 
6. 합성 경로 111 
6.1 글리코겐은 포도당으로부터 만들어질 수 있다 111 
6.2 포도당은 글리세롤과 아미노산으로부터 만들어질 수 있다 112 
6.3 아세틸 CoA는 지질 합성을 위한 중요한 전구물질이다 112 
6.4 단백질은 세포의 기능을 위한 열쇠이다 113 
6.5 DNA에서 단백질을 합성하는 것은 복잡한 과정이다 114 
6.6 전사과정 동안 DNA가 자신과 상보적인 mRNA 분자의 
합성을 안내한다 114 
6.7 선택적 이어맞추기는 하나의 DNA 서열로부터 여러 개의 
단백질을 만들어낸다 116 
6.8 mRNA의 번역은 하나의 아미노산 연결체를 생성한다 118 
6.9 단백질의 분류과정으로 단백질의 최종 위치가 결정된다 119 
6.10 단백질의 최종 구조는 번역후 변형에 의해서 결정된다 120 
6.11 소포체에서 합성된 단백질은 분비경로로 들어간다 120 


5장 막의 역동성 126 
1. 질량 균형과 항상성 127 
1.1 배출은 몸으로부터 물질들을 제거한다 128 
1.2 항상성은 평형을 뜻하는 것이 아니다 128 
2. 확 산 130 
2.1 확산은 분자운동의 에너지만을 이용한다 130 
2.2 친지질성 분자는 인지질 이중층을 확산으로 통과한다 132 
3. 단백질 매개수송 134 
3.1 막단백질은 구조단백질, 효소, 수용체 그리고 수송체로 
기능한다 134 
3.2 채널단백질은 물로 채워진 열린 통로를 만든다 135 
3.3 운반단백질은 분자를 이동하기 위하여 분자구조를 바꾼다 136 
3.4 촉진확산은 운반단백질들을 이용한다 137 
3.5 능동수송은 농도 기울기의 높은 방향으로 물질을 이동한다 139 
3.6 운반체 매개수송은 포화, 특이성 그리고 경쟁을 나타낸다 142 
4. 소포 수송 144 
4.1 식세포작용은 세포골격을 이용하여 소포를 만든다 144 
4.3 세포외유출은 수송체 단백질로 이동하기에 너무 큰 분자를 
방출한다 146 
5. 상피관통 수송 147 
5.1 포도당의 상피관통 수송은 막단백질을 이용한다 148 
5.2 상피관통 수송은 상피세포를 통과하는 소포체를 이용한다 149 
6. 삼투작용과 긴장성 150 
6.1 우리 몸의 대부분은 물이다 150 
6.2 우리 몸은 삼투적 평형 상태이다 150 
6.3 삼투는 용액 속의 입자 수로 표시한다 151 
6.4 한 용액의 긴장성은 그 용액에 한 세포를 넣었을 때 부피 
변화를 나타낸다 153 
7. 휴지막전위 156 
7.1 세포막은 몸의 전하 분리를 가능하게 한다 156 
7.2 휴지막전위는 대부분 칼륨에 의한 것이다 158 
7.3 이온 투과성의 변화는 막전위를 변화시킨다 161 
8. 통합적으로 일어나는 세포막에서의 사건: 인슐린의 분비 162 


6장 소통, 통합 및 항상성 168 
1. 세포-세포 소통 169 
1.1 틈새이음은 원형질을 연결하는 다리를 형성한다 169 
1.2 접촉의존신호는 세포-세포 접촉이 필요하다 170 
1.3 주변분비물질과 자가분비물질은 국소 소통을 수행한다 170 
1.4 전기신호, 호르몬 및 신경호르몬은 장거리 소통을 수행한다 170 
1.5 시토카인은 국소 신호와 장거리 신호로 작용한다 171 
2. 신호경로 171 
2.1 수용체는 세포 내부나 세포막에 존재한다 172 
2.2 막 단백질은 신호전달을 촉진시킨다 174 
2.3 수용체-효소는 단백질인산화효소나 구아닐산 고리화효소의 
활성을 가진다 176 
2.4 대부분의 신호전달은 G 단백질을 이용한다 177 
2.5 아데닐산 고리화효소-cAMP는 많은 혐지질성 호르몬에 대한 
신호전달체계이다 177 
2.6 G 단백질 연결 수용체는 또한 지질 유래의 2차 전령을 
이용한다 178 
2.7 인테그린 수용체는 세포외 기질의 정보를 운반한다 178 
2.8 가장 빠른 신호경로는 채널을 통한 이온 흐름의 변화이다 178 
3. 독특한 신호분자 179 
3.1 칼슘은 중요한 세포 내부의 신호이다 180 
3.2 기체는 순간적인 신호분자이다 181 
3.3 지질도 중요한 주변분비물질 신호이다 182 
4. 신호경로의 변형 183 
4.1 수용체는 포화, 특이성 및 경쟁을 나타낸다 183 
4.2 수용체의 상승조절과 강하조절은 세포의 응답을 변화시킨다 184 
4.3 세포는 신호경로를 종결시킬 수 있어야 한다 185 
4.4 많은 질병과 그 약제들은 그 표적이 신호전달 단백질이다 185 
5. 조절경로: 응답과 되먹임 고리 186 
5.1 캐넌의 법칙은 조절변수와 생리조절계를 설명한다 186 
5.2 항상성은 국소 경로와 장거리 경로에 의해 유지된다 188 
5.3 응답 고리는 자극으로 시작하고 응답으로 끝난다 192 
5.4 한계점은 바뀔 수 있다 192 
5.5 되먹임 고리는 응답 고리를 변화시킨다 193 
5.6 예상조절은 몸으로 하여금 변화를 예상하게 하고 안정성을 
유지시키게 한다 194 
5.7 생물학적 리듬은 한계점의 변화에 기인한다 195 
5.8 조절계는 그 속도와 특이성이 변한다 196 
5.9 복합반사조절 경로는 몇 개의 통합중추를 가지고 있다 198 


단원 2 항상성과 조절 

7장 내분비계 205 
1. 호르몬 206 
1.1 호르몬은 고대부터 알려져 왔다 206 
1.2 어떻게 화학물질이 호르몬이 되는가? 207 
1.3 호르몬은 수용체에 결합하여 작용한다 210 
1.4 호르몬 작용은 마지막에 꼭 종료되어야 한다 211 
2. 호르몬의 종류 211 
2.1 대부분의 호르몬은 펩티드호르몬이다 211 
2.2 스테로이드호르몬은 콜레스테롤에서 만들어진다 214 
2.3 아민호르몬은 두 아미노산의 어느 하나로부터 만들어진다 216 
3. 호르몬 방출의 조절 217 
3.1 호르몬은 그 반사작용 회로에 따라 분류된다 217 
3.2 내분비세포는 가장 간단한 내분비 반사작용의 감지 단위이다 218 
3.3 많은 내분비 반사작용은 신경계를 필요로 한다 218 
3.4 신경호르몬은 뉴런에 의해 혈액 내로 분비된다 218 
3.5 뇌하수체는 실제로는 2개의 내분비샘이 융합된 기관이다 219 
3.6 뇌하수체 후엽은 두 종류의 신경호르몬을 저장하고 방출한다 219 
3.7 뇌하수체 전엽은 여섯 종의 호르몬을 분비한다 220 
3.8 되먹임고리들은 시상하부-뇌하수체 회로에서는 다르게 
나타난다 221 
3.9 시상하부-뇌하수체 문맥계는 영양호르몬의 운반을 지령한다 223 
3.10 뇌하수체 전엽호르몬은 성장, 대사, 생식을 조절한다 223 
4. 호르몬의 상호작용 224 
4.1 협동작용으로 상호작용하는 호르몬의 효과는 두 호르몬의 
합보다 크다 224 
4.2 허용효과를 가진 호르몬은 다른 호르몬이 최대로 작용할 수 
있도록 한다 225 
4.3 길항적 호르몬은 반대효과를 보인다 225 
5. 내분비 병리학 225 
5.1 과다분비는 호르몬이 너무 큰 효과를 나타내게 한다 225 
5.2 분비 저하는 호르몬의 효과를 작게 하거나 없앤다 226 
5.3 수용체나 2차 전령의 문제는 조직의 이상반응을 초래한다 226 
5.4 내분비 병리학 진단은 반사반응의 복잡성에 의존한다 227 
6. 호르몬의 진화 228 


8장 뉴런: 세포와 네트워크의 특성 235 
1. 신경계의 구성 236 
2. 신경계의 세포 238 
2.1 뉴런은 전기신호들을 만들어내고 운반하는흥분성 세포이다 238 
2.2 신경교세포는 신경계의 지지세포이다 242 
3. 뉴런에서의 전기신호 244 
3.1 네른스트 방정식은 한 가지 이온에 대한 세포막전위를 
예측한다 244 
3.2 GHK 방정식은 여러 이온에 대한 세포막전위를 예측한다 244 
3.3 세포막을 통과하는 이온의 이동은 전기신호를 만들어낸다 245 
3.4 작동채널은 뉴런의 이온 투과도를 조절한다 245 
3.5 채널투과성의 변화가 전기신호를 만들어낸다 246 
3.6 차등전위는 이 전위를 생성한 자극의 강도를 반영한다 247 
3.7 활동전위는 강도를 유지하면서 먼 거리까지 전달할 수 있다 249 
3.8 활동전위는 세포막을 통과하는 Na+과 K+의 움직임을 나타낸다 250 
3.9 축삭의 Na+ 채널에는 2개의 게이트가 있다 251 
3.10 활동전위는 절대적 불응기 동안에는 생성되지 않는다 252 
3.11 자극 강도는 활동전위의 빈도수에 의해 조절된다 254 
3.12 활동전위는 이온 농도 기울기를 바꾸지 못한다 254 
3.13 활동전위는 유발 영역에서 축삭 말단으로 전도된다 255 
3.14 뉴런의 크기가 클수록 활동전위가 더 빠르게 전도된다 257 
3.15 유수축삭에서 신호의 전도가 더 빠르다 258 
3.16 여러 가지 화학적 인자에 의해서 전기 활성이 변화된다 259 
4. 신경계에서 세포 간의 신호전달 261 
4.1 시냅스에서 정보가 한 세포로부터 다른 한 세포로 전달된다 261 
4.2 칼슘은 시냅스에서 신경전달물질을 분비하는 신호이다 262 
4.3 신경 분비는 뉴런으로부터 다른 세포로 정보를 전달한다 263 
4.4 신경계는 많은 신경작용성 물질을 분비한다 263 
4.5 다양한 수용체 유형은 신경전달물질의 효과를 증폭시킨다 266 
4.6 시냅스후 반응이 모두 빠르고 짧은 지속효과를 가진 것은 
아니다 268 
4.7 신경전달물질의 활성도는 빠르게 종료된다 268 
5. 신경 정보전달의 통합 269 
5.1 신경 경로는 동시에 많은 뉴런을 연관시킨다 269 
5.2 시냅스 활성도는 축삭 말단에서 조절될 수 있다 271 
5.3 장기 강화는 시냅스 간의 정보전달을 변화시킨다 272 
5.4 시냅스 전달의 장애는 많은 질환의 원인이 된다 273 
5.5 신경계의 발생과정은 화학적 신호에 달렸다 274 
5.6 뉴런이 손상을 입었을 때 세포체에서 분리된 부분들은 죽는다 274 


9장 중추신경계 281 
1. 신경 네트워크의 창발적 특성 282 
2. 신경계의 진화 282 
3. 중추신경계의 해부구조 284 
3.1 중추신경계는 속이 빈 관에서부터 발생한다 284 
3.2 중추신경계는 회색질과 백색질로 나뉜다 285 
3.3 뼈와 결합조직이 중추신경계를 조정한다 286 
3.4 두뇌는 뇌척수액 내에 떠 있다 289 
3.5 혈뇌장벽은 혈액 내의 위험한 요소들로부터 뇌를 보호한다 289 
3.6 신경조직은 특별한 대사작용이 필요하다 291 
4. 척수 291 
5. 뇌 292 
5.1 뇌줄기는 척수춿 중뇌 간의 전환점이다 293 
5.2 뇌줄기는 연수, 교뇌, 중뇌로 이루어져 있다 295 
5.3 소뇌는 움직임을 조절한다 295 
5.4 간뇌는 항상성 중추를 포함한다 295 
5.5 대뇌는 뇌의 고등기능이 수행되는 장소이다 296 
5.6 대뇌는 회색질과 백색질, 두 영역으로 나뉜다 297 
6. 뇌의 기능 298 
6.1 대뇌피질은 기능적 영역으로 구성되어 있다 299 
6.2 감각정보는 척수와 뇌에서 통합된다 299 
6.3 감각정보는 지각으로 처리된다 300 
6.4 운동계는 중추신경계에서 나오는 정보를 관리한다 301 
6.5 행동상태계는 운동신호를 조절한다 301 
6.6 망상활성계는 각성 상태에 영향을 준다 301 
6.7 왜 우리는 잠을 잘까? 302 
6.8 생리학적 기능은 하루주기리듬을 나타낸다 304 
6.9 감정과 동기 부여는 복잡한 신경경로를 통해 나타난다 304 
6.10 기분은 오랫동안 유지되는 감정 상태이다 306 
6.11 학습과 기억은 뇌 안의 시냅스 연결에 변화를 준다 306 
6.12 학습은 지식의 습득이다 307 
6.13 기억은 정보를 유지하고 다시 생각해낼 수 있는 능력이다 307 
6.14 언어는 가장 정교한 인지 행동이다 309 
6.15 성격은 경험과 유전성의 조합이다 310 


10장 감각생리학 316 
1. 감각계의 일반적인 특징 317 
1.1 수용체는 특정 에너지 형태에 민감하다 318 
1.2 감각 변환은 자극을 차등전위로 전환시킨다 319 
1.3 하나의 감각뉴런은 하나의 수용야를 가진다 319 
1.4 중추신경계는 감각정보를 통합한다 320 
1.5 정보의 신호화와 처리과정은 자극의 양상, 위치, 강도, 지속 
시간을 구별한다 322 
2. 체성감각 325 
2.1 체성지각 경로들은 체성감각 피질과 소뇌로 뻗어 있다 325 
2.2 촉각수용체들은 여러 가지 다른 자극들에 반응한다 327 
2.3 온도수용체들은 자유신경종말이다 327 
2.4 통각수용체는 보호 반응을 일으킨다 328 
2.5 통증과 가려움은 통각수용체에 의해 전달된다 329 
3. 화학수용: 냄새와 맛 331 
3.1 후각은 가장 오래된 감각 중 하나이다 331 
3.2 미각은 다섯 가지 기본 감각들의 조합이다 332 
4. 귀: 청각 336 
4.1 청각은 소리에 대한 지각이다 336 
4.2 소리 변환은 다단계 과정이다 338 
4.3 달팽이는 체액으로 채워져 있다 338 
4.4 소리는 먼저 달팽이에서 처리된다 341 
4.5 청각 경로는 청각피질로 뻗어 있다 342 
4.6 청각 소실은 물리적 또는 신경의 손상에 기인한다 342 
5. 귀: 평형 343 
5.1 전정기관은 내림프로 채워져 있다 343 
5.2 전정기관은 공간에서의 운동과 위치에 대한 정보를 제공한다 345 
5.3 반고리관은 회전 가속을 감지한다 345 
5.4 이석기관은 직선 가속과 머리의 위치를 감지한다 345 
5.5 평형 경로는 주로 소뇌로 뻗어 있다 345 
6. 눈과 시각 346 
6.1 눈은 두개골에 의해 보호된다 346 
6.2 빛은 동공을 통해 눈으로 들어온다 348 
6.3 수정체는 망막 위에 빛을 모은다 349 
6.4 광변환은 망막에서 일어난다 352 
6.5 광수용체는 빛을 전기적 신호로 변환시킨다 354 
6.6 신호 처리는 망막에서 시작된다 357 


11장 원심신경계: 자율신경 조절과 체성신경 운동 조절 364 
1. 자율신경계 365 
1.1 자율신경 반사는 항상성을 위해 중요하다 366 
1.2 길항적 조절은 자율신경계의 특징이다 367 
1.3 자율신경로는 연속하여 2개의 원심성 뉴런을 가지고 있다 367 
1.4 교감신경가지와 부교감신경가지는 다른 부위에서 척수를 빠져 
나간다 369 
1.5 자율신경계는 다양한 신경전달물질과 조절물질을 이용한다 370 
1.6 자율신경로는 평활근과 심근, 분비샘 그리고 림프조직과 
지방조직을 조절한다 370 
1.7 자율신경 신경전달물질들은 축삭에서 합성된다 371 
1.8 대부분의 교감신경로는 아드레날린성 수용체에 
노르에피네프린을 분비한다 371 
1.9 부신 수질은 카테콜아민을 분비한다 373 
1.10 부교감신경로는 무스카린성 수용체로 아세틸콜린을 분비한다 373 
1.11 자율신경 작용제와 길항제는 연구와 의학에서 중요한 수단이다 374 
1.12 자율신경계의 주요 질병들은 상대적으로 드물다 374 
1.13 교감신경가지와 부교감신경가지의 요약 376 
2. 체성운동신경계 376 
2.1 체성신경 운동로는 하나의 뉴런으로 구성되어 있다 376 
2.2 신경근육이음부는 니코틴성 수용체를 가진다 377 


12장 근 육 382 
1. 골격근 384 
1.1 골격근은 근섬유로 이루어져 있다 384 
1.2 근원섬유는 근섬유가 수축할 수 있도록 한다 385 
1.3 근육수축은 힘을 만든다 389 
1.4 근육은 수축하면 짧아진다 389 
1.5 트로포닌과 트로포미오신의 조절로 근육수축이 일어난다 393 
1.6 아세틸콜린은 흥분-수축 짝물림을 시작하게 한다 393 
1.7 골격근 수축은 지속적으로 ATP가 필요하다 396 
1.8 근육피로의 원인은 다양하다 397 
1.9 골격근섬유는 수축 속도와 피로에 대한 저항도에 따라 
분류된다 398 
1.10 근섬유에 의한 장력은 섬유길이에 비례한다 399 
1.11 수축력은 근육연축의 가중에 비례한다 400 
1.12 하나의 운동단위는 하나의 체성운동뉴런과 이 신경에 연결된 
근섬유들로 이루어진다 401 
1.13 근육수축은 운동단위의 종류와 숫자에 의해서 결정된다 402 
2. 몸 운동의 역학 403 
2.1 등력수축은 부하를 이동시키나 제길이수축은 부하의 이동 없이 
힘을 만든다 403 
2.2 관절 주변의 뼈와 근육은 각각 지렛대와 받침점에 해당한다 404 
2.3 근육질환에는 여러 원인이 있다 406 
3. 평활근 407 
3.1 평활근은 골격근섬유보다 작다 408 
3.2 평활근은 좀더 긴 액틴과 미오신을 가진다 409 
3.3 평활근의 수축 필라멘트는 근절로 배열되어 있지 않다 410 
3.4 단백질의 인산화는 평활근수축에 중요한 역할을 한다 411 
3.5 평활근의 이완은 몇 단계를 거친다 412 
3.6 칼슘 유입은 평활근수축을 위한 신호이다 412 
3.7 근육 신장은 Ca2+ 채널을 열게 한다 413 
3.8 어떤 평활근은 불안정한 막전위를 보인다 413 
3.9 평활근의 활성은 화학신호로 조절된다 414 
4. 심근 415 


13장 통합적 생리학 I: 몸 운동의 조절 421 
1. 신경반사 422 
1.1 신경반사 경로는 다양한 방법으로 분류된다 422 
2. 자율반사 423 
3. 골격근반사 424 
3.1 근방추는 근육신장에 반응한다 425 
3.2 골지힘줄기관은 근육장력에 반응한다 427 
3.3 신장반사와 상호억제는 관절 주변의 움직임을 조절한다 429 
3.4 굽힘반사는 팔다리를 고통스러운 자극으로부터 멀리하게 한다 430 
4. 몸 운동의 통합적 조절 432 
4.1 운동은 반사적, 수의적, 율동적으로 분류된다 432 
4.2 중추신경계는 운동을 통합한다 433 
4.3 파킨슨병의 증상은 기저신경절의 기능을 반영한다 436 
5. 내장근에서 운동의 조절 436 

단원 3 기능의 통합 

14장 심혈관계 생리학 440 
1. 심혈관계의 개요 441 
1.1 심혈관계는 체내에서 물질을 수송한다 442 
1.2 심혈관계는 심장과 혈관, 혈액으로 이루어져 있다 442 
2. 압력, 부피, 유동과 저항 444 
2.1 이동하는 유체의 압력은 거리에 따라 감소한다 444 
2.2 액체의 압력은 부피 변화 없이도 변한다 445 
2.3 혈액은 고압면에서 저압면으로 흐른다 445 
2.4 저항은 유동에 대한 항력이다 446 
2.5 유속은 유량과 단면적에 따라 변한다 447 
3. 심근과 심장 448 
3.1 심장은 4개의 방이 있다 448 
3.2 심장판막은 심장에서 일어나는 유동을 한 방향으로 진행시킨다 449 
3.3 심근세포는 신경자극 없이 수축한다 452 
3.4 심장의 흥분-수축 연관은 골격근과 평활근의 복합적 
특징이 있다 454 
3.5 심근 수축은 차등 변화가 가능하다 455 
3.6 심근이 신장하게 되면 더 강하게 수축한다 456 
3.7 심근세포의 활동전위는 세포 형태에 따라 다르다 456 
3.8 자율신경계의 신경전달물질은 심장박동수를 조절한다 458 
4. 펌프로서의 심장 460 
4.1 심장의 전기 전도는 수축을 조정한다 460 
4.2 박동원은 심장박동수를 결정한다 462 
4.3 심전도는 심장의 전기적 활동을 반영한다 463 
4.4 1회의 심장주기 동안 심장은 수축과 이완을 한 번 진행한다 466 
4.5 압력-부피 곡선은 1회의 심장주기를 나타낸다 468 
4.6 박출량은 1회 수축 시 하나의 심실에서 분출하는 혈액량이다 471 
4.7 심박출량은 심장 기능의 척도이다 471 
4.8 심장박동수는 자율신경과 카테콜아민에 의해 조절된다 471 
4.9 다중인자가 1회 심박출량에 영향을 미친다 472 
4.10 수축성은 신경계와 내분비계가 조절한다 473 
4.11 EDV와 동맥혈압은 후부하를 결정한다 475 


15장 혈류와 혈압 조절 482 
1. 혈 관 484 
1.1 혈관은 혈관평활근을 갖고 있다 484 
1.2 동맥과 세동맥은 혈액을 심장으로부터 멀리 운반한다 484 
1.3 혈액과 간질액 사이의 교환은 모세혈관에서 일어난다 485 
1.4 혈류는 세정맥과 정맥으로 합류한다 485 
1.5 혈관형성은 새로운 혈관을 형성한다 485 
2. 혈 압 486 
2.1 혈압은 동맥에서 가장 높고 정맥에서 가장 낮다 486 
2.2 동맥혈압은 혈류의 추진압력을 반영한다 488 
2.3 혈압은 혈압계로 측정한다 488 
2.4 심박출량과 말초 저항은 평균 동맥압을 결정한다 489 
2.5 혈액량의 변화는 혈압에 영향을 미친다 490 
3. 세동맥의 저항 490 
3.1 근원성 자동조절은 혈류를 자율적으로 조절한다 492 
3.2 주변분비는 혈관평활근 수축을 변하게 한다 492 
3.3 교감신경은 대부분의 혈관평활근을 조절한다 493 
4. 조직으로의 혈액 분배 495 
5. 모세혈관에서 일어나는 물질교환 496 
5.1 혈류의 속도는 모세혈관에서 가장 느리다 497 
5.2 대부분의 모세혈관 교환은 확산과 세포관통수송에 의하여 
일어난다 497 
5.3 모세혈관 여과나 흡수는 부피유동에 의하여 일어난다 498 
6. 림프계 500 
6.1 부종은 모세혈관 교환 변화의 결과이다 501 
7. 혈압 조절 502 
7.1 압력수용기 반사는 혈압에 대한 1차 항상성 조절이다 502 
7.2 기립성 저혈압은 압력수용기 반사를 일으킨다 504 
8. 심혈관질환 504 
8.1 심혈관질환의 위험인자에는 흡연, 비만 그리고 유전인자가 
있다 505 
8.2 죽상동맥경화는 하나의 염증과정쳀다 506 
8.3 고혈압은 항상성 기능의 실패를 나타낸다 508 


16장 혈 액 514 
1. 혈액 속의 혈장과 세포성분 515 
1.1 혈장은 물, 이온, 유기 분자 그리고 용해 기체로 구성된다 515 
1.2 혈액의 세포성분은 적혈구, 백혈구 그리고 혈소판으로 
구성된다 517 
2. 혈액세포의 형성 517 
2.1 혈액세포들은 골수에서 만들어진다 518 
2.2 조혈과정은 집락-자극 인자, 인터류킨 그리고 다른 
시토카인 등에 의해 조절된다 519 
2.3 집락-자극 인자들이 백혈구 생성을 조절한다 519 
2.4 혈소판생성소는 혈소판 생산을 조절한다 520 
2.5 적혈구생성소는 적혈구 생산을 조절한다 520 
3. 적혈구 521 
3.1 성숙한 적혈구는 핵이 없다 521 
3.2 헤모글로빈의 생산에는 철이 필요하다 523 
3.3 적혈구는 약 4개월 정도 생존한다 524 
3.4 적혈구 이상은 산소 수송 능력을 감소시킨다 525 
4. 혈소판과 혈액응고 526 
4.1 혈소판은 세포의 작은 조각이다 526 
4.2 지혈은 손상된 혈관으로부터의 혈액 유출을 방지한다 527 
4.3 혈액응고 과정은 혈소판 활성화에서 시작된다 529 
4.4 응고반응은 혈소판 마개를 더욱 단단한 혈병으로 만든다 529 
4.5 항응고제는 혈액응고를 방지한다 531 


17장 호흡역학 536 
1. 호흡계 538 
1.1 흉곽의 뼈와 근육은 폐를 둘러싸고 있다 538 
1.2 흉막낭은 폐를 감싸고 있다 538 
1.3 기도는 폐를 외부 환경과 연결한다 539 
1.4 폐포는 기체 교환이 일어나는 장소이다 539 
1.5 폐순환은 고유속, 저압력 체계이다 542 
2. 기체법칙 543 
2.1 공기는 기체의 혼합물이다 543 
2.2 기체는 고압력 지대에서 저압력 지대로 이동한다 544 
2.3 보일의 법칙은 기체의 압력과 부피와의 상관관계를 나타낸다 544 
3. 환 기 544 
3.1 폐부피는 환기중 변화한다 544 
3.2 기도는 흡입된 공기를 가온, 습윤 및 여과시킨다 546 
3.3 환기중 공기는 압력 차 때문에 흐른다 547 
3.4 흡식은 폐포압이 감소할 때 일어난다 548 
3.5 호식은 폐포압이 대기압을 초과할 때 일어난다 549 
3.6 흉막강내압은 환기중 변화한다 550 
3.7 폐의 신전성과 탄성은 질병 상태에서 변할 수 있다 552 
3.8 표면활성제는 호흡부하를 감소시킨다 552 
3.9 기도 지름은 기도 저항의 주요 결정인자이다 553 
3.10 호흡률과 깊이는 호흡의 효율을 결정한다 554 
3.11 폐포 내 기체 조성은 정상 호흡 동안 거의 변하지 않는다 556 
3.12 환기와 폐포 혈류는 조화의 일치를 이룬다 557 
3.12 청진과 폐활량 측정은 폐 기능을 평가한다 558 


18장 기체 교환과 운반 564 
1. 기체의 확산과 용해도 565 
1.1 액체 속의 기체의 용해도는 압력, 용해도 및 온도에 의존한다 566 
2. 폐와 조직에서의 기체 교환 566 
2.1 폐포 산소분압의 감소는 폐의 산소흡수를 감소시킨다 568 
2.2 폐포막의 변화는 기체 교환을 변경한다 569 
3. 혈액 내 기체운반 570 
3.1 헤모글로빈은 조직에 대부분의 산소를 운반한다 570 
3.2 각 헤모글로빈 분자는 4분자의 산소까지 결합한다 572 
3.3 산소-헤모글로빈의 결합은 질량작용의 법칙을 따른다 572 
3.4 산소분압은 산소-헤모글로빈 결합을 결정한다 573 
3.5 산소결합은 백분율로 나타낸다 573 
3.6 온도, pH 및 대사산물은 산소-헤모글로빈 결합에 영향을 준다 574 
3.7 이산화탄소는 세 가지 방식으로 운반된다 576 
4. 환기의 조절 579 
4.1 연수의 신경세포가 호흡을 조절한다 579 
4.2 이산화탄소, 산소 및 pH는 환기에 영향을 준다 581 
4.3 방어반사는 폐를 보호한다 583 
4.4 고위대뇌중추는 환기양식에 영향을 준다 584 


19장 신 장 589 
1. 신장의 기능 590 
2. 비뇨기계의 해부학적 구조 591 
2.1 비뇨기계는 신장, 요관, 방광, 요도로 이루어져 있다 591 
2.2 네프론은 신장의 기능적 단위이다 591 
3. 신장 기능의 개관 594 
3.1 네프론의 세 가지 작용은 여과, 재흡수, 분비이다 595 
3.2 부피와 삼투압은 액체가 네프론을 통과함에 따라 변화된다 595 
4. 여 과 596 
4.1 신소체는 세 가지의 여과 장벽으로 이루어진다 596 
4.2 여과는 모세혈관의 정수압에 의해 일어난다 597 
4.3 혈압과 신혈류량은 사구체 여과율에 영향을 미친다 598 
4.4 사구체 여과율은 신경의 자동조절 지배를 받는다 600 
4.5 호르몬과 자율신경은 사구체 여과율에 영향을 미친다 600 
5. 재흡수 601 
5.1 재흡수는 능동적이거나 수동적이다 602 
5.2 신수송의 포화도는 신장 기능에서 중요한 역할을 한다 604 
5.3 세뇨관 주위 모세혈관의 압력이 재흡수를 촉진시킨다 605 
6. 분비 606 
6.1 경쟁은 페니실린 분비를 감소시킨다 606 
7. 배 설 607 
7.1 청소율은 사구체 여과율을 측정하는 비침입적인 방법이다 607 
7.2 청소율과 GFR을 아는 것은 신장이 어떻게 용질을 처리하는지 
이해하는 데 도움이 된다 609 
8. 배 뇨 610 


20장 통합생리학 II: 수분과 전해질 균형 616 
1. 수분과 전해질의 항상성 617 
1.1 세포외액의 삼투몰농도는 세포 부피에 영향을 미?다 617 
1.2 수분과 전해질 균형은 다양한 기관계의 통합을 요구한다 618 
2. 수분 균형 619 
2.1 매일 수분 섭취와 배설은 균형을 이룬다 619 
2.2 신장은 수분을 보존한다 619 
2.3 오줌 농축은 헨레고리와 집합관에 의해 결정된다 620 
2.4 바소프레신은 오줌의 삼투몰농도를 조절한다 621 
2.5 혈압과 삼투몰농도의 변화는 수분 균형 반사를 유도한다 622 
2.6 헨레고리는 역류증폭기이다 623 
3. Na+ 균형과 세포외액의 부피 조절 626 
3.1 알도스테론은 Na+ 균형을 조절한다 627 
3.2 혈압은 알도스테론 분비에 영향을 미치는 가장 중요한 자극이다 628 
3.3 안지오텐신 II는 다양한 경로를 통해 혈압에 영향을 미친다 630 
3.4 심방 나트륨뇨 펩티드는 Na+과 수분 분비를 촉진시킨다 630 
4. K+ 균형 631 
5. 수분과 염분 균형에서의 행동적 메커니즘 632 
5.1 물을 마시는 것은 수분 손실을 보충한다 632 
5.2 낮은 Na+은 짠맛에 대한 식욕을 자극한다 633 
5.3 기피 행동은 탈수를 방지한다 633 
6. 부피와 삼투몰농도의 통합적 조절 633 
6.1 삼투몰농도와 세포외액의 부피는 독립적으로 변할 수 있다 633 
6.2 탈수는 신장과 심혈관 반응을 유도한다 635 
7. 산-염기 평형 637 
7.1 효소와 신경계는 pH 변화에 민감하다 638 
7.2 몸에서 산과 염기는 다양한 원천에서 온다 638 
7.3 pH 항상성은 완충제, 폐, 신장에 의존한다 639 
7.4 완충계는 단백질, 인산 이온, HCO3-을 포함한다 639 
7.5 환기는 pH 불균형을 보상할 수 있다 640 
7.6 신장은 암모니아와 인산 이온 완충제를 이용한다 640 
7.7 근위세뇨관은 H+를 분비하고 HCO3-을 재흡수한다 642 
7.8 원위네프론은 산분비를 조절한다 643 
7.9 산-염기 불균형은 호흡적 또는 대사적 원인을 가진다 643 


단원 4 대사, 성장 그리고 노화 

21장 소화계 650 
1. 소화계의 기능과 과정 651 
2. 소화계의 해부 652 
2.1 소화계는 구강, 위장관 및 부속샘으로 구성되어 있다 652 
2.2 위장관은 4개의 층으로 구성된다 653 
3. 운 동 656 
3.1 위장관의 평활근은 자발적으로 수축한다 656 
3.2 위장관의 평활근은 다양한 형태의 수축을 한다 657 
4. 분 비 658 
4.1 소화계는 이온과 물을 분비한다 658 
4.2 소화효소는 입, 위 그리고 창자로 분비된다 660 
4.3 특수하게 분화된 세포들은 점액을 분비한다 661 
4.4 침은 외분비성 분비물이다 661 
4.5 간은 담즙을 분비한다 661 
5. 위장관 기능의 조절 661 
5.1 내장신경계는 중추신경계의 지배 없이 독자적으로 작용할 
수 있다 664 
5.2 위장관 펩티드에는 호르몬, 신경분비물질, 시토카인이 있다 665 
6. 소화와 흡수 665 
6.1 탄수화물은 단당류로 흡수된다 666 
6.2 단백질은 짧은 펩티드와 아미노산으로 분해된다 667 
6.3 일부 큰 펩티드는 분해되지 않고 흡수될 수 있다 669 
6.4 담즙염은 지방 분해를 돕는다 669 
6.5 핵산은 염기와 단당류로 분해된다 670 
6.6 창자는 비타민과 무기질을 흡수한다 671 
6.7 창자는 이온과 물을 흡수한다 671 
7. 뇌 상 672 
7.1 화학적, 기계적 소화는 입에서 시작한다 672 
7.2 연하작용으로 음식물이 입에서 위로 이동된다 673 
8. 위 상 673 
8.1 위는 음식물을 저장한다 674 
8.2 위는 산, 효소 그리고 신호물질을 분비한다 675 
8.3 위는 소화와 보호의 균형을 조절한다 676 
9. 창자상 677 
9.1 소장에서의 중탄산염은 위산을 중화시킨다 678 
9.2 대부분의 용액은 소장에서 흡수된다 679 
9.3 대부분의 소화는 소장에서 일어난다 679 
9.4 대장에서 배변물을 농축시켜 배설한다 680 
9.5 설사는 탈수를 유발할 수 있다 681 
10. 위장관의 면역 기능 682 
10.1 M 세포는 창자의 내용물을 조사한다 682 
10.2 구토는 보호 반사의 일종이다 682 


22장 물질대사와 에너지 균형 688 
뇌의 음식 섭취 조절 689 
1. 에너지 균형 690 
1.1 에너지 유입은 에너지 유출과 같다 690 
1.2 에너지 사용은 개인의 산소 소비로 반영된다 691 
1.3 에너지는 지방과 글리코겐으로 저장된다 693 
2. 물질대사 693 
2.1 영양소 섭취로 얻은 에너지는 즉시 사용되거나 저장된다 694 
2.2 호르몬은 효소활성을 변화시켜 물질대사 경로를 조절한다 695 
2.3 포만 상태에서는 동화작용이 우세하다 696 
2.4 혈장 콜레스테롤 수준으로 관상심장질환을 예상할 수 있다 698 
2.5 절식 상태에서는 이화작용이 우세하다 699 
3. 물질대사의 항상성 조절 700 
3.1 췌장에서 인슐린과 글루카곤이 분비된다 700 
3.2 인슐린과 글루카곤의 비율이 물질대사를 조절한다 702 
3.3 인슐린은 포만 상태에서 우세한 호르몬이다 702 
3.4 인슐린은 동화작용을 촉진한다 703 
3.5 글루카곤은 절식 상태에서 우세하다 706 
3.6 당뇨병은 물질대사질환의 일종이다 707 
3.7 제1형 당뇨병은 케톤산증 관련 질환이다 707 
3.8 제2형 당뇨병의 경우 대부분 높은 인슐린 수치를 나타낸다 709 
3.9 물질대사 증후군은 당뇨병과 심혈관계질환을 연결하게 된다 710 
4. 체온 조절 711 
4.1 체온은 열발생, 열획득 및 열손실에 의해 균형을 이룬다 711 
4.2 체온은 항상성을 가지고 조절된다 713 
4.3 몸은 운동과 물질대사를 통해 열을 발생한다 714 
4.4 몸의 온도조절장치는 재조정될 수 있다 715 

23장 성장과 대사작용에 대한 내분비 조절 720 
1. 내분비의 원리 복습 721 
2. 부신 당질코르티코이드 722 
2.1 부신 피질이 스테로이드호르몬을 분비한다 722 
2.2 코르티솔 분비는 ACTH가 조절한다 723 
2.3 코르티솔은 생명 유지를 위한 필수성분이다 723 
2.4 코르티솔은 좋은 치료 의약품이다 724 
2.5 코르티솔 병리현상은 호르몬 과다나 결핍에 의해 야기된다 725 
2.6 CRH와 ACTH는 부가적인 생리기능이 있다 726 
3. 갑상샘호르몬 726 
3.1 갑상샘호르몬은 요오드를 포함한다 727 
3.2 갑상샘호르몬은 생활수준에 영향을 미친다 729 
3.3 TSH는 갑상샘호르몬을 조절한다 730 
4. 성장호르몬 732 
4.1 성장호르몬은 동화작용을 일으킨다 732 
4.2 성장호르몬은 아이들의 정상적인 성장에 필수적이다 733 
4.3 유전공학기법에 의해 만들어진 인간 성장호르몬은 윤리적인 
문제를 야기한다 733 
5. 조직과 뼈의 성장 734 
5.1 조직 성장은 호르몬과 주변분비 인자가 필요하다 734 
5.2 뼈의 성장은 적당한 양의 칼슘 섭취가 필요하다 734 
6. 칼슘의 균형 735 
6.1 혈액 속의 칼슘 농도는 엄격하게 조절된다 736 
6.2 세 가지 호르몬이 칼슘의 균형을 조절한다 737 
6.3 칼슘과 인산의 항상성은 연결되어 있다 739 
6.4 골다공증은 뼈의 상실로 인한 병이다 740 


24장 면역계 744 
1. 면역계의 기능에 대한 개괄 745 
2. 인간에 영향을 미치는 병원체들 746 
2.1 세균과 바이러스는 서로 다른 방어 메커니즘이 필요하다 746 
2.2 바이러스 증식을 위해서는 반드시 숙주세포가 필요하다 746 
3. 면역반응 747 
4. 면역계의 해부학적 특성 748 
4.1 림프조직은 온몸에 분포한다 748 
4.2 백혈구는 면역계의 중심 세포이다 748 
5. 선천성 면역: 비특이적 반응 752 
5.1 물리적, 화학적 장벽이 몸의 1차 방어선을 구축한다 753 
5.2 식세포는 외부물질을 인식하고 섭취한다 753 
5.3 자연살해 림프구는 바이러스에 감염된 세포와 암세포를 
제거한다 754 
5.4 화학 매개 물질들이 염증반응을 만든다 754 
6. 후천성 면역: 항원 특이적 반응 756 
6.1 림프구는 후천성 면역반응의 중심 세포이다 756 
6.2 B 세포는 형질세포와 기억세포로 분화한다 756 
6.3 항체는 형질세포에서 분비되는 단백질이다 758 
6.4 T 세포는 반드시 표적세포와 직접적인 접촉을 해야 한다 760 
7. 면역반응의 경로 762 
7.1 염증은 세균 침입에 대한 전형적인 반응이다 762 
7.2 바이러스 감염과 싸우기 위해서는 세포 내부의 방어메커니즘이 
필요하다 763 
7.3 알레르기 반응은 특이항원에 의해 유도되는 염증반응이다 765 
7.4 MHC 단백질은 타인에서 유래된 조직을 구분할 수 있게 한다 767 
7.5 자기의 인식은 면역계의 중요한 기능 중 하나이다 768 
7.6 면역감시를 통해 비정상적인 세포들을 제거할 수 있다 768 
8. 신경-내분비-면역계 간 상호작용 769 
8.1 스트레스는 면역계의 기능을 변화시킨다 770 
8.2 현대의학은 심신치료법을 이용한다 771 


25장 통합 생리학 III: 운동 776 
1. 물질대사와 운동 777 
1.1 호르몬은 운동 시 물질대사를 조절한다 778 
1.2 산소 소비는 운동 강도와 관련이 있다 779 
1.3 몇 가지 요인들이 운동을 제한한다 779 
2. 운동에 대한 환기적 반응 780 
3. 운동에 대한 심혈관 반응 781 
3.1 운동 시 심박출량은 증가한다 781 
3.2 운동 시 말초혈관의 흐름은 근육에 재분배된다 782 
3.3 운동 시 혈압은 약간 올라간다 782 
3.4 압력수용기 반사는 운동에 맞게 조절된다 783 
4. 운동에 대한 피드포워드 반응 784 
5. 운동 시 온도 조절 784 
6. 운동과 건강 784 
6.1 운동은 심혈관 질병의 위험을 낮춰준다 785 
6.2 제2형 당뇨병은 운동으로 호전될 수 있다 785 
6.3 스트레스와 면역계는 운동에 의해 영향을 받는다 786 


26장 생식과 발달 790 
1. 성의 결정 791 
1.1 성염색체는 유전적 성을 결정한다 792 
1.2 성의 분화는 발달 두 달째 일어난다 794 
2. 생식의 기본 양상 795 
2.1 배우자발생은 자궁 내에서 시작되며 사