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체온은 무한정 변화할 수 있는 것이 아니라 비교적 좁은 범위 내에서 움직이도록 조절되고 있으므로 체온을 조절된 변수라고 부른다. 나트륨, 칼륨, 칼슘의 혈장 내 농도도 조절된 변수다. 왜냐하면 항상성 조절 기작에 의해 일정하게 유지되기 때문이다. 대부분의 항상성 조절 기작은 같은 패턴을 다른다. 즉 조절된 변수 하나가 증가하면 시스템은 이를 감소시키는 방향으로 반응한다. 변수가 감소하면 시스템은 이를 증가시키는 방향으로 반응한다. 이런 식으로 행동하는 시스템을 음성 피드백에 따라 움직이는 시스템이라고 한다. 

음성 피드백 시스템의 친숙한 예는 자동차의 정속 주행장치이다. 이 장치는 원하는 지점가지 자동차가 일정한 속도로 주행하도록 해준다. 평지를 달리던 차가 언덕을 오르기 시작하면 차는 속도가 떨어진다. 조절 기작이 차의 실제 속도와 운전자가 원하는 속도와의 차이를 감지하면 이 기작은 엔진에 더 많은 연료를 보내고, 다라서 차의 속도가 상승한다. 차가 원하는 속도에 도달하면 연료 공급을 다시 줄여 정해진 속도를 유지한다. 차의 속도가 정해진 속도와 달라지지 않는 한 조절 기작은 연료의 흐름에 어더한 변화도 가하지 않는다. 자동차의 정속 주행 장치처럼 대부분의 기작은 조절된 변수의 실제값과 정상적인 정해진 값 사이에 차이가 발생할 때만 조절을 수행한다. 이 정상적인 값을 설정점이라고 한다. 실제값과 설정점 사이의 차이는 모두 오류 신호로 받아들여진다. 보통 조절기 작은 조절된 변수를 설정점 근처 가지 가져가는 쪽으로 작동하므로, 이들은 결국 오류 신호를 최소화하는 쪽으로 기능한다. 예를 들어 체온이 정상적 설정점인 37도씨를 초과할 때 발사되는 오류 신호는 결국 체온을 치온을 37도씨 근처까지 끌어내리는 조절 기작을 활성화한다. 

정상적으로 작동하려면 항상성 조절기작은 조절된 변수를 감시하는 수단을 갖추고 있어야 한다. 이를 수행하는 것이 수용기로, 이들은 문제의 변수에 민감한 세포들이다. 예를 들어 일부 혈관에는 혈액 속의 탄소와 이산화탄소 농도를 감지하는 화학 수용기라는 세포들이 들어있으며 뇌를 비롯한 신체의 여러 부분에는 온도를 감지하는 온도 수용기라는 뉴런이 들어있다. 일반적으로 수용기는 신호를 통합 중추로 전달하며, 이 세포는 조절된 변수의 현재 값과 설정점을 비교하여 적절한 반응을 이끌어낸다. 들어온 입력에 반응하여 통합 중추는 신호를 세포, 조직, 기관으로 전달하여 최종적인 반응을 일으키도록 한다. 이러한 세포, 조직, 기관을 효과 기라고 한다. 

체온에 대한 항상성 조절기작을 보면 체온을 모니터 하기 위해 온도 수용기가 뇌에서 온도조절을 담당하는 구역인 온도조절 중추로 입력을 보낸다. 온도가 설정점 위로 상승하면 온도 조절 중추는 효과기에 신호를 보내고, 효과 기는 체온을 떨어뜨리도록 작용한다. 이렇게 체온이 떨어진 사실은 온도 수용기에 의해 감지되며, 그 결과가 온도조절 중추로 다시 전달되므로, 시스템의 출력은 효과적으로 시스템의 입력에 되먹여져 이른바 피드백 루프를 형성한다. 

이 피드백은 음성피드백이라고 불리는데 그 이유는 시스템의 반응이 이 기작을 가동하게 만든 원인과는 반대방향으로 작용하기 때문이다. 

음성 피드백은 중요하다. 왜냐하면 적절한 때만 조절된 변수에 대해 변화를 일으키기 때문이다. 예를 들어 일단 체온이 상승하여 이를 보상하기 위해 체온을 떨어뜨리는 음성 피드백이 작동하면, 이대 발사되는 오류 신호는 체온이 거의 정상상태를 향해 가는 과정에서 계속 약해진다. 그러므로 음성 피드백에 대한 보상은 체온이 설정점 이하까지 떨어지기 전에 종료된다. 

음성피드백 뿐만 아니라 생리학에서는 몇 가지 양성 피드백도 중요하다. 양성 피드백에서는 시스템의 반응이 그 반응을 촉발한 변화와 같은 방향으로 움직인다. 예를 들어 여성의 경우 뇌하수체가 황체형성호르몬 이라는 호르몬을 분비하는데, 이 호르몬은 난소를 자극하여 에스트로겐이라는 호르몬을 분비시키며, 에스트로겐은 생식기능을 조절한다.

일정 조건하에서 혈장내 에스트로겐 농도가 높아지면 황체형성호르몬이 더 많이 분비될 수 있다. 그러면 황체형성호르몬(LH)가 에스트로겐 분비를 자극하고 그로인해 황체형성호르몬의 분비가 더욱 활발해져 에스트로겐의 더 많이 분비되는 식의 순환이 지속된다. 그 결과 혈장내 황체형성호르몬의 농도가 급상승하는데 이를 LH급증이라고하고 이로써 배란이 이루어진다. 생리적 변수에 발생하는 변화를 최소화하는 음성피드백과 달리 양성피드백은 몇몇 생리적 시스템에는 유용하다. 왜냐하면 이로인해 어떤 변수가 자극에 반응하여 급속히 변할 수 있기 때문이다. 

양성피드백에서는 어떤 변수가 급속히 변한다 하더라도 끝없이 증가하거나 통제 불능상태가 되지는 않는다. 이렇게 되는 이유는 항상 어떤 인자가 작용하여 당초의 자극을 제거하거나 아니면 시스템이 그 자극에 반응하는 능력을 제한하여 양성피드백 루프를 종결시키기 때문이다. 예를 들어 LH급증 기간 중 LH 농도는 급속히 상승하여 최고점에 달한 후 하강하기 시작한다. 왜냐하면 이 급속한 증가로 인해 배란이 촉발되고, 배란은 일시적으로 난소의 에스트로겐 분비 능력을 저해하기 때문이다. 이렇게 해서 혈장 에스트로겐 수준이 떨어지면 당초 LH 분비를 끌어올린 자극이 사라지고 이에 따라 LH수준이 떨어진다. 

항상성이라는 용어는 많이들 들어봤을 것이다. 하지만 정확히 어떤 것인지 어떻게 우리 몸을 조절하는 데에 영향을 주고 관여하는지에 대해서 오늘 살펴볼 것이다. 

인체의 세포는 생존을 위해 서로 의지한다. 세포를 신체로부터 분리하면 보통 짧은 시간 안에 죽는다. 과학자들은 배지에서 인간의 세포가 좀 더 오래 생명을 유지하는 기작을 연구해 왔지만, 결국 세포가 죽어감에 따라 끊임없이 새로운 세포로 대체할 필요가 있다는 사실을 발견하게 되었다. 기술의 발전에도 불구하고 과학은 아직 생명을 유지하는데 필요한 인체 내의 조건을 재현해내지 못하고 있다. 

인간의 세포가 이렇게 변화하는 환경에 민감하다면 인간의 몸은 어떻게 해서 극단적인변화를 견뎌낼까? 어쨌든 인간은 열대 지방처럼 아주 더운 기후로부터 상당히 추운 기후에 이르기까지 다양한 지여겡서 살 수 있다. 그리고 산소가 풍부한 해수면 근처의 고도에서도 살 수 있는가 하면 대기 중 산소 농도가 상대적으로 낮은 고산지대에서도 생존한다. 인간은 또한 건조한 사막지대에서도 살 수 있고 열대우림의 극심한 습기 속에서도 산다. 인간의 몸은 어떻게 이렇게 다양한 환경에 적응할까? 인체는 외부 환경에서 발생하는 여러 가지 변화에도 불구하고 외부 환경의 조건을 비교적 변하지 않는 상태로 유지하는 모든 종류의 조절 기작을 갖추고 있다. 내부 환경이 이렇게 변하지 않는 상태를 유지하는 성질을 항상성이라고 한다. 내부 환경이 일정하게 유지되도록 조절된다는 말은 정상 조건하에서는 세포외액의 조성, 온도, 양이 크게 변하지 않는다는 뜻이다. 세포외액의 온도는 보통 37도씨로 유지되며 여러 가지 용질의 농도도 비교적 일정하게 유지된다. 이렇게 일정하게 유지하는 능력은 중요하다. 왜냐하면 인체는 외부 환경 또는 인체 자체로부터 기인하는 여러 가지 변화, 즉 충격을 줄 수 있는 변화에 끊임없이 직면하기 때문이다. 예를 들어 주변 환경이 따뜻해지거나 운동을 하면 체온이 오른다. 체온이 올라가면 체온을 낮추는 방향으로 작동하는 조절 기작이 활동을 시작하여 체온을 정상적으로 끌어내린다. 생리학을 공부하다 보면 알겠지만 인체는 오직 서로 다른 여러 기관 상호 간의 협력에 의존해서만 일정한 조건을 유지할 수 있다. 

항상성 조절 기작이 내부환경의 변화에 저항하는 방향으로 작동하기는 하지만 모든 조절 시스템은 질병이나 상처에 의해 손상을 받지 않고 정상적으로 작동하고 있다 하더라도 한계가 있을 수 있다. 예를 들어 체온은 주변 환경의 온도가 너무 극단적이 아닌 상태에서만, 그리고 조절 시스템에 가해지는 스트레스가 너무 크지 않을 때만 정상 체온에 가깝게 유지된다. 그러나 극심한 운동 혹은 극도의 고온 환경에 노출되면 체온이 걷잡을 수 없이 올라가 생명을 위협하는 상황에 까지 이를 수 있다. 사실 어떤 시스템이든 항상성 유지에 실패하면 궁극적으로 질병의 징후와 증상이 나타나기 시작한다. 왜냐하면 이러한 상태는 기관계의 기능에 악영향을 미치기 때문이다.