닥털리의 세상을 향하여

네이버로 이사합니다.

2012-01-14T03:10:00.002+09:00

텍큐때가 좋았는데 흡 ㅠㅠ

네이버(blog.naver.com/chlwkatmd)로 내용은 다 갖고 이사하는데

역시 생초보라 그냥 냅다 ctrl C V 했네요

여기 글들을 어케 숨기는 지도 모르겠고, 그냥 남겨둡니당

바잉

글꼴

2010-11-13T03:29:00.000+09:00

시상은 신경자극의 중계센터

2010-03-15T10:25:00.001+09:00

시상(Thalamus)은 길이 3cm, 폭 1.5cm의 타원형 구조입니다. 대뇌의 중심부에 푹 파묻힌 이 자그마한 부위가 굉장히 중요합니다. 시상 바로 앞과 밑부분에는 시상하부가 있고, 이 둘을 합쳐 간뇌라고 하죠.

시상이 중요한 이유는 감각신호가 대뇌피질로 방사되기 전의 1차 관문이기 때문입니다. 또한 대뇌피질에서 신경자극이 척수로 내려갈 때에도 시상을 통과합니다. 이를테면 중계자 역할을 하는셈이죠.

무엇을 중계하느냐에 따라서 기능적으로 12개의 핵으로 나뉘게 됩니다. 이 핵들은 각각 다양한 감각(후각 제외)을 전달하기도 하고, 대뇌피질에서 운동출력을 받아들여 척수 등으로 중계하기도 합니다.

아래 그림은 신경자극이 각각 어디로 가는지를 보여주는 것입니다.

몇 가지 중요한 것들을 짚어보면 우선 시상전핵군(thalamic anterior nuclear group)은 파페츠 회로의 한 부분을 구성합니다. 파페츠 회로는 기억을 형성하는 회로로 알려져 있죠.

파페츠회로
해마형성체 — (뇌궁) — 유두체 — (유두시상로) — 시상전핵군 — (시상피질방사) — 대상회 — (대상다발) — 내후각뇌피질 — (관통로) — 해마형성체

외측슬상체(lateral geniculate body)와 내측슬상체(medial geniculate body)는 각각 시각과 청각 자극을 중계합니다.

수질판내핵(intralamina nuclear group, intenal medullary lamina)은 뇌간, 척수, 소뇌, 기저핵 등 여러 피질하구조에서 구심성 섬유를 받고, 대뇌피질의 광범위한 영역으로 투사되는 비특수핵입니다. 주의 각성 시스템의 한 경로기 때문에 중요합니다.

내측등쪽핵(mediodorsal nucleus)은 전전두엽으로 가지를 냅니다.

배쪽후외측핵(ventral posterolateral nucleus)은 촉각의 주요 루트입니다. 척수 후섬유단-내측띠를 거쳐 배쪽후외측핵까지 올라온 후에 최종적으로는 1차 체감각영역에 가지를 내죠.

배쪽외측핵(ventral lateral nucleus)은 소뇌출력을 받는 곳입니다. 소뇌피질에서 소뇌심부핵(치아핵)에 방사된 후 시상 배외측핵에 시냅스 하고 1차 운동영역으로 올라가죠. 자세를 유지하는 데 있어서 우리는 아무런 의식조차 하지 않지만 이 경로를 통해서 신체의 고유감각정보가 수시로 업데이트 됩니다.

배쪽후내측핵(ventral posteromedial nucleus)도 있습니다. 내장정보가 미주신경을 거쳐 들어오면 연수를 지나 시상의 VPMb 핵과 시상하부에 최종적으로 정보를 전달하죠. 시상의 VPMb 핵은 후방뇌섬엽으로 연결되고 이게 전대상회와 배내측전전두엽으로 갑니다. 그 외에 VPMc 핵은 Aδ와 C 신경섬유의 정보를 받습니다.

이처럼 시상은 기능적으로 분화된 12개의 핵의 합으로 다양한 신경자극의 중계센터 역할을 하게 됩니다.

음식을 바꿔야 머리가 좋아진다

2010-02-15T12:08:00.000+09:00

다리를 떤다

입술을 깨문다

쉽게 짜증이 난다

최근에 기억력이 떨어졌다

집중해야 되는데 딴 생각을 하고 있다

이런 경우가 많다면 꼭 식습관을 점검해야 합니다.

이미 영국을 비롯한 많은 유럽권 국가에서는 수 년전부터 집중력은 국가 경쟁력이라는 사실을 깨닫고 어린 시절부터 두뇌 음식의 섭취와 교육 프로그램을 적극적으로 장려하고 있습니다.

두뇌음식이 별게 아닙니다. 우리의 뇌가 활동을 잘 할 수 있는 상태로 만들어주는 것이죠. 뇌는 신경전달물질을 통해서 대화를 합니다. 그러므로 두뇌음식이란 신경전달물질을 합성하는 원료를 제공하고, 잘 합성될 수 있도록 환경을 제공해주는 것에 지나지 않습니다.

뇌의 60% 이상은 지방으로 이루어져 있는데, 중요한 것은 신경세포를 코팅하고 있는 수초(myelin)입니다. 신경 전달 속도가 빠른 이유도 다 수초가 있기 때문이죠. 수초가 지속적으로 영양공급을 받지 못하여 재생되지 못하면 신경전달 속도가 느려질 뿐더러 신경전달의 효율이 줄어들게 됩니다.

또한 트랜스 지방산의 섭취로 인해 수초가 경화되는 것도 문제입니다. 사실 이런 경우가 더 많죠. 트랜스 지방산은 ATP 합성의 경로를 밟지 않기 때문에 구조를 이루는데 있어서 다른 불포화 지방산에 비해 더 우위를 갖습니다. 섭취하면 할수록 수초가 딱딱해진다고 보면 됩니다. 더 이상 번뜩이는 머리는 상상할 수 없지요.

그래서 각광받은 것이 오메가 지방산, 그 중에서도 오메가 3형 지방산인 DHA입니다. 새우깡에도 들어가 있었죠. ㅋ_ㅋ 오메가 3형 지방산은 시냅스의 막, 수초 등을 재생하는데 직접적인 원료입니다.

다음으로 신경전달물질의 합성에 관한 이야기를 해보지요. 신경전달물질이 제대로 합성되지 않는다면, 제때에 합성되지 않는다면 우리 뇌는 정보 소통을 못하게 됩니다.

신경전달물질이 합성되는데에는 아미노산이 기본원료입니다. 그 중에서 우리 몸에서 합성이 되지 않기 때문에 섭취해야될 아미노산을 따로 필수 아미노산이라고 합니다. 세로토닌의 전구체가 되는 트립토판이나 도파민의 전구체가 되는 페닐알라닌 등은 필수 아미노산이죠. 이는 꼭 식품으로 섭취해야 합니다. 그 외에도 아세틸콜린 합성의 전구체인 콜린이나 글루타민산 염 합성에 필요한 글루타민산, 노르에피네프린 합성에 필요한 타이로신 등도 중요한 전구물질들이죠.

그런데 현대에는 아미노산이 부족해서 신경전달물질을 합성하는데 어려움을 겪진 않습니다. 오히려 비타민과 무기질의 결핍이 더 문제지요.

특히, 비타민 B군은 모든 대사경로의 조효소(co-enzyme)로 작용하는 중요한 비타민입니다. 물론 신경전달물질을 합성하는 데에도 꼭 필요합니다. B6, B12, 엽산의 섭취가 중요합니다.

비타민 C와 E는 항산화 작용을 합니다. 항산화작용의 대상은 활성산소지요. 활성산소는 대부분 미토콘드리아로부터 나옵니다. ATP 생산 공장인 미토콘드리아가 에너지를 만들어내려면 산소가 필요하지요. 거의 대부분은 에너지 발생에 쓰이지만 1~2% 내외의 소량이 활성산소로 변하게 됩니다. 활성산소 분자는 전자가 하나 없기 때문에 매우 불안정하죠. 그래서 몸을 돌아다니다가 세포막, 지방질, DNA와 결합하여 세포의 기능저하를 초래합니다.

무기질은 칼슘, 마그네슘, 칼륨, 아연, 철분이 중요합니다. 아연은 DNA와 단백질을 합성하는데 꼭 필요하고, 철분은 세포의 ATP 생성에 꼭 필요한 산소를 공급해주는 역할을 하죠.

칼슘은 신경전달물질이기도 합니다. 이온 채널이 열려서 세포 안으로 칼슘 이온이 들어오면 칼슘 의존성인 칼모듈린 단백질 합성 효소를 증가시키죠. 장기 기억을 형성하는데 있어서 매우 중요한 요소입니다.

칼륨은 느린 신경전도를 주도하는 이온입니다. 탈분극된 시냅스가 다시 안정적인 전위로 돌아가려면 칼륨이 필요하죠.

마그네슘은 축적되는 칼슘을 강력하게 차단하는 역할을 하죠. 칼슘은 신경흥분을 지속시키는데 반해 마그네슘은 지속된 신경흥분을 안정시킵니다. 그렇기 때문에 마그네슘이 부족하면 쉽게 짜증이 잘 나는 것이죠.

정리하면, 두뇌음식이란 신경전달물질의 합성 원료들입니다. 필수 아미노산, 필수 지방산, 비타민, 무기질이 그 주인공이죠.

그런데 가장 큰 문제는 현대인의 식습관입니다. 인공감미료, 착색료, 트랜스 지방산, 포화 지방산, 정제된 탄수화물 등으로 범벅된 음식들은 우리 몸 안에서 영양소의 불균형을 초래합니다.

단거를 먹으면 화가 나요
탄산음료나 과자칩 버거랑 닭고기를 먹었을 때도 그래요

이는 혈중으로 흡수된 인공감미료가 무기질과 비타민을 흡착하여 소변으로 다 제거하기 때문입니다.

음식을 바꿔야 머리가 좋아질 수 있습니다. 일단 인공감미료, 착색료, 트랜스 지방산, 포화 지방산, 정제된 탄수화물을 멀리해야 합니다.

그런 다음에야 필수 지방산, 무기질, 비타민 섭취가 의미 있습니다.

트랜스 지방산 리뷰

2010-02-11T14:58:00.000+09:00

dietary food로서 트랜스 지방산, 포화지방산, 콜레스테롤을 비교했을 때 가장 안 좋은 것을 고르라면 단연 트랜스 지방산입니다. 그 다음이 포화지방산, 콜레스테롤 순이 되겠네요.

그 위해가 어느 정도냐면

2002, National Academy of Science(NAS) 에서는
Trans fatty acids are not essential and provide no known benefit to human health whether of animal or plant origin. 가공한 것을 떠나서 동식물 등 천연에서 나왔더라도 트랜스 지방산은 필요하지도 않고 건강상 아무런 이득도 없다 라고 하였고

의학적으로 권위가 높은 New England Jounal of Medicine(NEJM) 에서는 from a nutritional standpoint, the consumption of trans fatty acids results in considerable potential harm but no apparent benefit 잠재적인 위험이 있을 뿐더러 명백히 아무런 이득도 없다고 결론내렸죠.

World Health Organization(WHO)에서는 현실 가능한 수치로 1% 미만의 섭취를 권장한다고 했지만, 사실상 트랜스 지방산의 권장량은 제로입니다.

오늘은 바로 백해무익한 트랜스 지방산에 대한 리뷰 입니다.

정확히는 트랜스 지방산이다

우리가 흔히 말하는 지방은 트리글리세라이드로 글리세롤 1 분자와 지방산 3분자가 결합되어 있는 형태입니다. 그 중에 지방산은 이중결합이 있느냐 없느냐에 따라 불포화 지방산과 포화 지방산으로 나뉘게 되지요. 트랜스 지방산은 바로 불포화 지방산입니다. 불포화 지방산이므로 당연히 이중결합이 있습니다.

이중결합을 사이에 두고 수소가 같은 방향에 있는지 혹은 다른 방향에 있는지에 따라 cis('같은 방향에')와 trans('엇갈려서')로 나눕니다.

cis(Oleic 산)

trans(Elaidic 산)

구조적으로 생긴 것이 다르니 화학적인 특성이 물론 다릅니다. 트랜스 지방산은 보다 안정화된 형태기 때문에 트랜스 지방산과의 인력을 이겨내기가 더 힘듭니다. 그래서 같은 탄소 수라면 트랜스 지방산이 시스 지방산에 비해 녹는점이 더 높게 됩니다. Elaidic 산(trans)을 예로 들자면 녹는점이 45℃인데 반해 Oleic 산(cis)은 녹는점이 13.4℃ 입니다. 이는 즉, Elaidic 산(trans)은 상온에서 고체로 있다는 것이죠.

트랜스 지방산은 거의 모두 공장에서 가공된 것이다

자연적으로도 트랜스 지방산은 존재합니다. 주로 소 같은 반추 동물에서 얻어지는 우유나 체지방에 있습니다. 이런 것으로 만든게 바로 버터(트랜스 지방산 4%함유)나 라드(돼지비계) 입니다.

그런데 공장에서 트랜스 지방산을 대량 생산할 수 있게 되면서 버터는 가격 경쟁력에서 밀렸지요. 원래의 의도는 자연적으로 많이 존재하는 시스 지방산에 수소를 첨가하여 포화 지방산으로 만드는 것이었습니다. 그렇게 하면 상온에서 고체로 존재하니 저장이 쉬워지지요. 그런데 시스 지방산에 수소를 첨가하는 과정에서 트랜스 지방산으로 바뀌어 진 것입니다. 결과물은 다르지만 원하는 바를 얻은 셈이죠.

결국 우리가 섭취하는 트랜스 지방산은 거의 모두가 공장에서 가공된 것입니다.

트랜스 지방산에 대한 노출을 피하기는 힘들다

트랜스 지방산은 베이커리, 패스트 푸드, 과자, 튀김 등에 광범위하게 이용이 됩니다. 바삭바삭하게 만들기 위해서 사용하는 베이킹 쇼트닝은 중량의 30%까지 함유되어 있고, 마가린의 경우는 15%까지 들어 있습니다.

특히 빵을 만들기 위해서는 반 고체의 오일이 필요한데 포화 지방산인 팜 유는 가격이 너무 비싸죠. 일단 트랜스 지방산은 어떤 오일보다도 가격 경쟁력이 월등히 앞서 있고 식품의 유통기한도 늘려줄 뿐더러 부패에도 강합니다. 이윤을 추구하는 회사의 입장에서 안 쓸 수가 없지요.

만약, 현대인의 식단으로 트랜스 지방산을 작정하고 섭취하면 총 지방량의 최대 45%까지 트랜스 지방산으로 채울 수도 있습니다.

트랜스 지방산은 왜 위험한가

가장 그럴 듯한 이론은 인체의 지방분해효소(lipase)가 주로 시스 지방산 만을 소화시킬 수 있게 진화해왔다는 것입니다. 사실, 시스 지방산은 자연에 각종 식물들이 뽑는 기름 등으로 쉽게 구할 수 있죠. 만약, 그렇다면 우리 몸은 트랜스 지방산을 ATP로 이용할 수도 없고, 제거할 수도 없는 것입니다. 그냥 피 속을 돌아다니다가 혈관에 침착되어 플라크를 형성하고 염증을 일으켜 혈관 질환으로 발전하는 것이지요. 이미 관상동맥 질환의 위험 요인으로 많은 연구가 진행되어 왔습니다.

게다가 트랜스 지방산의 섭취는 비슷한 칼로리의 다른 식단에 비해 내장 지방을 현저하게 증가시킵니다. 인체의 지방분해효소는 췌장 뿐만이 아니라 지방조직, 간 등의 모세혈관 표면에 무수히도 많습니다. 췌장에서 나오는 지방분해효소는 음식으로부터 얻은 지질을 분해하는 역할이지만, 간이나 지방조직 등의 지방분해효소는 우리 몸에 저장되어 있는 지방을 분해하여 에너지를 얻게 하기 위해 꼭 필요하죠. 그런데 트랜스 지방산은 우리 몸이 이용할 수 있는 지방산의 형태가 아닙니다. 그렇기 때문에 계속 쌓이기만 하는 것입니다.

건강을 생각한다면 트랜스 지방산을 멀리하는 것부터 시작합시다. 바른 습관만 형성한다면 충분히 할 수 있는 일입니다.

하루에 영어 단어 10개를 외우는 습관을 가진 사람은 수 년이면 모르는 단어가 없게 됩니다. 건강을 지키는 일도 결국 올바른 습관을 갖는 것일 뿐, 그 이상 그 이하도 아닙니다. 아는 것보다 행동하는 것이 더 중요합니다.

밥만 먹어도 살찐다? - 탄수화물 제한의 필요성

2010-02-10T15:43:00.000+09:00

탄수화물의 최종산물은 포도당입니다. 포도당은 인슐린의 도움으로 세포 안에 들어가서 해당 작용(glycolysis)과 구연산 회로(critric acid cycle, Krebs cycle)를 돌아 ATP를 생성하지요.

해당작용, 구연산회로

만약, 우리 세포가 다 쓰고도 포도당이 남아버리면 어떨까요? 장관에서 이미 흡수된 터라 토해낼 수도 없고, 똥을 쌀 수도 없습니다. 아까운 거 버리기도 뭣하니 포도당은 저장하기 쉬운 형태로 변신을 합니다. 나중에 다시 포도당으로 변신해서 해당 작용과 구연산 회로를 거쳐서 ATP를 생성할 수 있으니 좋은 적금이 되는 셈이죠.

잉여 포도당은 글리코겐으로 저장할 수 있는 한도를 넘으면 지방으로 저장된다

포도당이 처음으로 저장되는 형태가 글리코겐입니다. 포도당의 커다란 중합체로 분자량이 평균 500만에 달하죠. 대부분의 글리코겐은 고형의 과립형태로 침전물을 형성하게 됩니다. 그냥 침전만 되기 때문에 세포 내외의 삼투압을 크게 변화시키지 않는 다는 장점이 있지요. 하지만 문제는 중량입니다. 무겁기 때문에 세포들은 소량의 글리코겐만 저장하게 됩니다. 많이 저장한다고 하는 간 세포도 무게의 5~8%, 근육 세포도 1~3%까지 밖에 저장을 못합니다.

세포가 저장할 수 있는 만큼 글리코겐이 저장이 되고 나면 대부분의 잉여 포도당들은 전량이 빠르게 지방(트리글리세라이드)으로 전환이 됩니다. 지방은 글리코겐에 비해 훨씬 더 압축이 된 형태이면서 g당 에너지가 2.5배나 되어 훌륭한 저장고가 되지요. 게다가 지방세포는 자기 몸집의 80~90%까지 트리글리세라이드를 저장시킬 수가 있습니다.

포도당에서 트리글리세라이드로 합성되는 장소는 주로 간입니다. 간에서 합성되는 동안에 포도당에 있는 에너지의 약 15%를 열의 형태로 잃어버리고 남은 85%의 에너지를 고스란히 트리글리세라이드에 저장해놓습니다. 효율이 엄청나죠. 이렇게 간에서 합성된 트리글리세라이드가 VLDL의 형태로 혈중으로 분비되어 최종적으로는 지방 세포로 가서 쌓이게 되는 것입니다.

더 중요한 것은 탄수화물의 지방절약 효과(fat sparing effect)다

우리 몸에서는 에너지 원으로 지방보다 탄수화물을 더 좋아합니다. 뇌에서는 포도당만을 에너지로 쓰려 하니 명품 에너지원이죠. 그렇기 때문에 여분의 탄수화물이 생기면 우리 몸은 지방보다 우선해서 탄수화물을 쓰려고 합니다. 탄수화물부터 에너지 생산에 이용하지요. 이것을 탄수화물의 지방절약 효과라고 합니다.

지방 조직에 이미 저장되어 있는 지방산의 사용 감소

지방 조직은 유리 지방산과 트리글리세라이드가 묘한 균형을 이루고 있습니다. 지방산은 바로 아세틸 CoA로 바뀌어 ATP를 생성할 수 있는 형태고, 트리글리세라이드는 몇 단계를 더 거쳐야 하죠. 그런데 이 균형이 여분의 포도당으로 인해 깨져버립니다.

포도당은 해당 작용을 거칠 때 α - 인산 글리세롤이라는 부산물이 나옵니다. 이것이 지방산이 결합할 뼈대가 되지요. 만약, 여분의 포도당이 생기면 α - 인산 글리세롤이 그만큼 많이 나오기 때문에 유리된 지방산과 결합하여 트리글리세라이드로 바뀌어 저장이 됩니다. 지방 조직의 균형이 트리글리세라이드를 저장하는 방향으로 바뀌게 된 것이죠.

반사적으로 간에서는 지방산의 생성 증가

게다가 여분의 포도당으로부터 많은 양의 아세틸 CoA가 만들어지는 것도 문제가 됩니다. 이미 간에서는 트리글리세라이드를 빠르게 합성하고 있어 혈중의 유리 지방산 농도가 낮기 때문에 우리 몸은 지방산 농도를 높이려 합니다. 이 때 포도당으로부터 만들어진 여분의 아세틸 CoA가 지방산의 재료가 되지요.

결과적으로 이렇게 만들어진 지방산은 혈중으로 유리되어 지방 세포에 가서 축적이 됩니다. 잉여의 탄수화물은 이래 저래 지방축적량을 증가시키는 것이죠.

탄수화물을 제한하면 살이 빠진다

우리 세포가 포도당을 이용할 수 없게 되면, 탄수화물의 지방절약 효과는 완전히 사라집니다. 우리 몸에서는 어떻게든 혈당을 조절하려 하기 때문에 부족한대로 아미노산과 트리글리세라이드의 글리세롤로부터 포도당을 만들어내죠. 이 과정을 포도당 신생이라고 하는데 단백질은 최후의 보루기 때문에, 주로 지방에서 포도당 신생이 일어납니다.

밥만 먹어도 살이 찌나요? 밥을 먹어서 그렇습니다. 정확히는 밥을 많이 먹어서 그렇습니다.

살을 빼려면 우선적으로 탄수화물을 제한해야 합니다.

콜레스테롤 보다 포화지방산이 더 문제다

2010-02-10T13:33:00.000+09:00

사람들은 건강을 챙기는 영양에 대해서 얘기할 때 콜레스테롤과 포화지방산을 매우 빈번하게 사용합니다. 그럼에도 정보가 정확하지 못하고, 자주 혼동되고 있다는 것이 문제가 됩니다. 여기서는 지질탐험, 지질의 소화와 흡수, 지질단백의 대사생리 편에 이어서 콜레스테롤과 포화지방산에 대해서 짤막한 리뷰를 하겠습니다.

몸 안에서 합성되는 콜레스테롤이 음식으로부터 얻는 것보다 훨씬 많다

70kg 성인 기준으로 우리 몸에 콜레스테롤은 약 140g이 존재하고, 혈중에 있는 콜레스테롤은 주로 LDL에 70%이상 있는데 고작해야 8g 정도입니다.

그 중에서 우리 몸에서 하루 동안 새로 생기는 콜레스테롤을 음식물로부터 얻는 콜레스테롤(exogenous cholesterol)과 간 등에서 합성되는 콜레스테롤(endogenous cholesterol)으로 나눕니다. 음식물로부터 얻는 콜레스테롤은 하루에 300mg 정도인데 반해 몸 에서 합성되는 콜레스테롤은 하루에 1000mg이나 되죠.

콜레스테롤 함량이 낮은 음식을 먹는 것보다 몸에서 콜레스테롤의 합성을 억제하는 것이 훨씬 더 중요합니다.

콜레스테롤이 많이 들어간 음식을 먹더라도 혈중 콜레스테롤은 크게 증가하지 않는다

간은 혈중 콜레스테롤의 수위에 따라 알맞게 조절하여 항상성을 유지하도록 합니다. 콜레스테롤의 합성과 분해에 중추적인 역할을 하지요.

우리가 콜레스테롤을 섭취하면 콜레스테롤 농도가 일시적으로 올라갑니다. 이는 체내에서 콜레스테롤 합성을 위해 꼭 필요한 효소인 3-수산화-3-메틸글루타르 CoA환원효소를 억제함으로써 혈장 콜레스테롤의 증가를 막게 됩니다. 이런 피드백으로 인해 15%이상 증가하지 않게 되죠.

실제로 더 문제가 되는 것은 포화지방산이다

우리 몸의 지질에는 크게 3가지(트리글리세라이드, 인지질, 콜레스테롤)가 있다고 했죠. 그 중에 트리글리세라이드와 인지질은 글리세롤의 뼈대에 지방산이 붙어 있는 형태입니다.

지방산은 C와 H의 결합으로 이루어져 있는데, 그 안에 이중결합이 있느냐 없느냐에 따라 불포화지방산과 포화지방산으로 분류합니다. 이중결합이 없는 포화지방산이란 탄소 1개에 수소 4개가 다 붙어 있어서 더 이상 붙을 자리가 없다는 것이죠. 인체에서 풍부한 스테아린 산(stearic acid, C 18개), 팔미틴 산(palmitic acid, C 16개)이 포화지방산입니다.

펼쳐두기..

콜레스테롤의 합성은 세포 어느 부분에서도 이뤄질 수 있지만, 제거는 오직 간의 LDL 수용체를 통해서만 일어납니다. 포화지방산 섭취가 증가하면 간 세포의 세포 막 부위에 포화지방산의 농도가 높아지게 되고, 이는 막유동성의 저하를 가져오게 됩니다. 막 유동성이 저하되면 LDL 수용체 활성을 저해되고, 콜레스테롤 제거를 방해하게 되죠. 또한 SREBP(sterol response elementary binding protein)의 활성을 증가시킴으로써 콜레스테롤 생합성을 촉진시킵니다.

이런 기전으로 포화지방산이 많은 음식을 섭취하면, 혈중 콜레스테롤이 20%까지 증가할 수 있습니다. 그 뿐 아니라 체지방도 증가하게 되고, 간과 골격근에 인슐린 저항성이 증가된다고 알려져 있죠.

포화지방산의 함량을 꼭 확인하자

혈중 콜레스테롤을 높이는데 있어서 포화지방산의 섭취가 콜레스테롤의 섭취보다 훨씬 더 문제가 됩니다. 식품 안에 '노 콜레스테롤' 이라고 적혀 있어도, '포화지방산(saturated fat)'의 함량을 꼭 확인해보아야 합니다.

포화지방산은 고기에만 있는게 아닙니다. 식물성 기름 중에 특히 팜유나 코코넛유에는 함량이 엄청나게 높습니다. 팜유를 이용해 만든 커피 프림이나 라면, 과자 등과 코코넛 유를 이용해 만든 초콜릿 등이 그래서 문제가 되는 것입니다.

살을 빼고 건강을 지키려면 포화지방산의 섭취를 줄이는 것부터 시작합시다.

지질단백의 대사생리 - VLDL, LDL, HDL

2010-02-09T15:22:00.000+09:00

지질의 소화와 흡수 편에서 이어지는 내용입니다. 음식물에 포함된 지질은 최종적으로 킬로마이크론(chylomicron)으로 가공되서 림프관으로 흘러간다는 것이 마지막 내용이었습니다.

킬로마이크론은 결국 트리글리세라이드를 장에서 간, 골격근, 지방 조직 등으로 운반해주는 지질단백입니다. 각각의 장소에서 새롭게 가공이 되죠.

지질단백은 전에서도 잠시 설명했지만, 아포 단백 등이 지질을 운반하는 매개체역할을 하죠. 혈장 안의 지질의 95%가 지질단백의 형태입니다.

밀도(g/mL)	분류	직경(nm)	% 단백질	% 콜레스테롤	% 인지질	%트리글리세라이드
>1.063	HDL	5-15	33	30	29	4
1.019-1.063	LDL	18-28	25	50	21	8
1.006- 1.019	IDL	25-50	18	29	22	31
0.95- 1.006	VLDL	30-80	10	22	18	50
<0.95	chylomicrons	100-1000	<2	8	7	84

킬로마이크론이 장 림프로 흘러들어가면 간에 도달하기 전까지 말초 조직에서부터 광범위한 대사의 압박을 받습니다. 특히 지방조직, 심장, 골격근 등의 모세혈관 내피세포 표면에 프로테오글리칸에 의해 부착된 지질단백 지방분해효소(LPL, lipo-protein lipase)과 만나면서 처음으로 킬로마이크론이 쪼개지죠.

킬로마이크론의 트리글리세라이드에서 지방산이 쪼개져 나오고, 쪼개져나온 유리 지방산은 가까이 있는 근세포나 지방 세포에서 산화되거나 에스테르화 과정을 거쳐 트리글리세라이드로 저장이 됩니다. 일부는 다시 알부민에 결합하여 주로 간으로 수송이 되죠. 킬로마이크론의 나머지 잔존물들은 간으로 들어갑니다.

간에서 VLDL을 합성해서 혈장으로 분비합니다. 킬로마이크론에 비해 VLDL은 트리글리세라이드에 대한 콜레스테롤의 비율이 더 높고, 아포 단백의 종류도 다릅니다. 혈장으로 분비된 이후에 VLDL은 근육과 지방 조직의 지질단백 지방분해효소(LPL)의 작용으로 더 쪼개진 뒤에 IDL이 됩니다. VLDL의 잔유물과 IDL은 간이 다시 거둬들이죠. 나머지 IDL은 간의 지방분해효소에 의해 LDL이 되고 최종적으로 간이 거둬들입니다. LDL의 % 콜레스테롤은 50이나 되기 때문에 혈장 콜레스테롤의 대부분을 차지합니다.

HDL은 간과 장에서 합성됩니다. 아포단백, 인지질, 콜레스테롤 등으로 구성이 되죠. 킬로마이크론과 VLDL의 분해 과정에서 생긴 아포단백과 콜레스테롤을 받아들여 구형으로 되고, 어느 정도 커지면 LDL이 되서 최종적으로는 간으로 거둬들여집니다.

그림 용어 설명

지질 단백이 이런 대사를 할 수 있는 배후에는 간, 지방 조직 등에 존재하는 엄청난 양의 지질단백 지방분해효소(LPL) 때문입니다. 여러 지질단백들로부터 지방산을 분리해내어 세포로 전달해주기도 하고, 지방 조직에 저장되 있는 트리글리세라이드를 쪼개어 지방산을 유리시키기도 합니다.

이런 교환이 얼마나 자주 일어나냐 하면 매 2~3주마다 한번씩 새 것으로 바뀌는 정도입니다. 이번 달에 저장된 지방이 지난 달에 저장된 지방이 아닌 것입니다.

지질의 소화와 흡수

2010-02-09T11:38:00.000+09:00

지질탐험 편에서 우리 몸에서 존재하는 지질은 크게 트리글리세라이드, 인지질, 콜레스테롤 3 종류가 있었고, 혈장 안에서는 지질단백의 형태로 운반된다고 했습니다.

우리가 섭취하는 음식물 중에 대부분의 지질은 트리글리세라이드(triglyceride)이고, 소량으로 인지질, 콜레스테롤, 고 콜레스테롤 에스테르 들이 있습니다.

모든 지질의 소화는 췌장에서 나오는 리파제가 담당합니다. 입 안에서도 설하선에서 설 리파제가 나오지만 크게 영향을 미치지는 않죠.

지질은 보통 지용성인데 반해, 소화효소는 수용성이죠. 그래서 지질은 다른 영양소와는 달리 유화작용(emulsification)을 거쳐야 합니다. 수용성인 소화효소가 작용할 수 있도록 지질을 작은 크기로 잘게 부수는 것입니다. 이 일을 담낭에서 십이지장으로 분비되는 담즙이 합니다. 담즙 안에는 담즙염과 레시틴(인지질의 일종) 등이 있는데 이들은 지용성 부분과 수용성 부분을 둘 다 가지고 있죠. 지용성 부분은 지질의 덩어리에 맞닿고, 수용성 부분은 장 내강의 수용액과 맞닿아서 소화효소(lipase)가 공격할 수 있는 장소를 제공하게 됩니다.

지질 덩어리가 유화되어 표면적이 넓어지게 되면, 췌장에서 나오는 소화효소가 드디어 공격을 시작합니다. 트리글리세라이드는 대부분 모노글리세라이드와 유리 지방산으로 쪼개지고, 소량은 디글리세라이드와 유리 지방산으로 분해가 되죠.

분해산물들은 장의 미세융모 표면으로 운반되어 확산 및 운반수용체 등에 의해 소장 상피세포의 와(recess)내로 침투가 됩니다. 흡수된 모노글리세라이드와 유리 지방산은 세포의 내형질 세망에서 트리글리세라이드로 다시 합성이 되고,콜레스테롤은 그대로 흡수되어 콜레스테롤 에스테르로 변신을 합니다. 여기에 운반 매개체인 아포단백 B가 붙어서 킬로마이크론(chylomicron)의 뚱뚱한 지질단백 덩어리형태로 림프관에 흡수가 되죠.

그림 용어설명

그림엔 나와있지 않지만, 짧은 사슬의 지방산 사슬은 물에 대한 용해도가 상대적으로 높기 때문에 간문맥으로 직접 흡수됩니다.

지질 탐험 - 트리글리세라이드, 인지질, 콜레스테롤

2010-02-08T16:58:00.000+09:00

우리 몸에 존재하는 지질은 크게 3가지 종류입니다.

트리글리세라이드(triglyceride, TG, 중성지방, neutral fat)
인지질(phospholipid)
콜레스테롤(cholesterol)

트리글리세라이드(triglyceride)는 글리세롤 1분자에 지방산 3분자가 결합되어 있는 것입니다. 결합된 지방산의 종류에 따라 특성이 달라집니다. 이것이 바로 중성지방(neutral fat)이고, 지방조직에 침착되어 있는 형태죠. 지방세포는 세포 전체 부피의 80~90%까지 트리글리세라이드를 저장할 수 있습니다.

트리글리세라이드는 긴 사슬의 지방산을 3개나 포함하고 있다는 점에서 주요한 에너지원이 됩니다. 지방산은 해당경로를 거쳐 막대한 양의 ATP를 생성하게 되죠. 지방조직이 에너지 저장 창고라고 불리는 이유가 바로 트리글리세라이드를 저장하고 있기 때문에 그렇습니다.

인지질(phospholipid)은 글리세롤에 붙어 있는 1개의 지방산 사슬 대신에 인산기가 붙어 있고, 그 옆에 콜린, 에탄올아민, 세린, 이노시톨 같은 염기가 붙어있는 형태입니다.

구조적으로 지방산 사슬은 꼬리가 되어 소수성 부분을 형성하고, 염기와 인산기 부분은 머리가 되어 친수성 부분을 형성하게 됩니다.

이러한 특성 때문에 인지질은 세포막의 주요한 구성성분이 되죠. 우리 몸의 대부분은 물로 구성되어 있고, 물과 연접한 세포막은 물에 녹지 않아야하면서도, 물에 녹아있는 물질들과 교류가 가능해야합니다. 인지질의 구조적인 특성이 이러한 딜레마를 해결해주는 것입니다.

콜레스테롤(cholesterol)은 여러 개의 아세틸 CoA분자로부터 만들어진 스테롤 핵이 기본구조입니다. 앞서 본 트리글리세라이드와 인지질과는 구조적으로 완전히 다르죠.

콜레스테롤은 간에서 주로 담즙산(cholic acid)을 형성하게 됩니다. 그 외에도 부신에서는 부신피질호르몬, 난소에서는 프로게스테론 및 에스트로겐, 정소에서는 테스토스테론을 형성하는 재료가 되죠.

혈장 안에서 대부분의 지질은 지질단백이라는 형태로 존재한다

그런데 이러한 지질은 혈장 안에서 홀로 존재하지 않습니다. 아포단백질 같은 운반의 매개체가 있어야 자유자재로 돌아다닐 수가 있죠. 그렇기 때문에 혈장 안의 대부분의 지질은 지질단백이라는 형태로 존재합니다. 지질단백은 트리글리세라이드, 콜레스테롤, 인지질 등이 단백질과 붙어 있는 형태입니다.

그 함량에 따라 초저밀도지질단백(VLDL, very low density lipoprotein), 중밀도지질단백(IDL, intermediate density lipoprotein), 저밀도지질단백(low density lipoprotein), 고밀도지질단백(high density lipoprotein)으로 나뉘게 됩니다.

지질단백의 본래 기능은 혈액 속에서 지질 성분을 운반하는 것이죠. 초저밀도지질단백(VLDL)은 간에서 합성된 트리글리세라이드를 주로 지방조직으로 운반하며, 다른 지질단백들은 인지질 및 콜레스테롤을 간에서 말초로, 혹은 말초에서 간으로 운반하는 역할을 주로 하게 됩니다.

다음 포스팅에서는 지질이 우리 몸 속에서 어떻게 흡수되고 어떻게 돌아다니는 지에 대해 알아보겠습니다.

반복적인 자극만이 뇌를 변화시킨다 - long term potentation

2010-02-05T16:21:00.000+09:00

간혹 간질을 치료하기 위하여 해마의 양측을 제거한 사람들을 볼 수 있습니다. 이 사람들은 이미 학습된 기억은 전과 같이 떠올릴 수 있지만 새로운 정보는 더이상 저장할 수가 없습니다. 매일 만나는 사람들의 이름 조차도 기억할 수가 없죠. 오래 동안 장기기억(long term memory)을 형성할 능력이 제거된 것입니다.

해마의 기원은 후각피질입니다. 가장 하등한 동물에서 후각피질은 이 음식을 먹을 수 있는지, 이 물체의 냄새가 위험하지는 않은지, 향기가 성적 유혹을 하는 것인지 등을 결정하죠. 이로 미루어봤을 때 해마는 입력된 감각신호들에 대하여 중요하다고 생각되는 것에 대하여 별표를 치고 밑줄을 긋는 역할을 합니다.

이 역할은 특히 생존에 중요합니다. 통증을 유발하는 자극에 대하여 다른 것보다도 중요하게 학습하지 않는다면 우리 몸은 해를 입을 가능성이 더 커지는 것이죠.

해마에서의 그런 역할이 뉴런간의 long term potentation(LTP)이라는 작용으로 규명되었죠. 시냅스 전 뉴런과 시냅스 후 뉴런이 서로 더 쉽게 연락받을 수 있도록 시냅스의 구조 자체가 변하게 됩니다. 배선을 몇 개 더 증축하거나 갈고 닦아서 더 쉽게 전기가 통할 수 있도록 하는 것입니다. 그러기 위해서는 단적으로 유전자 전사와 단백질 합성이라는 과정이 필요합니다.

LTP는 short term potentation, early LTP, late LTP 세단계가 잇달아서 일어납니다. short term potentation의 기전에 대해서는 알려진 바가 거의 없기 때문에

early LTP와 late LTP에 대해서 이야기해보죠.

펼쳐두기..

초기 LTP(early LTP)

시냅스 전 신경말단에서 촉진성 신경전달물질인 글루타메이트가 분비가 되면 시냅스 후 AMPA 수용체에 결합하여 활동 전위가 유발됩니다. 평소에 NMDA 수용체는 Mg 이온에 의해 막혀 있는데, 활동 전위가 유발되고 어느 정도 시간이 지나면 NMDA 수용체가 열리게 되죠. 이 때 Ca 이온이 안으로 들어와 순식간에 수만 배 농도가 됩니다. 높은 농도의 Ca 이온은 Calcium/calmodulin-dependent protein kinase II (CaMKII)와 protein kinase C(PKC) 같은 단백질 합성 효소들을 활성화시키고, 그 외에 protein kinase A(PKA), mitogen - activated protein kinase (MAPK) 도 활성화됩니다.

활성화된 CaMKII와 PKC는 AMPA 수용체에 인산기를 붙여 활성을 연장함으로써 활동 전위를 유지시키도록 합니다. AMPA 수용체는 글루타메이트와 결합하여 뇌에 흥분신호를 전달하는 수용체죠.

LTP란 결과적으로 신경전달을 더 쉽게 할 수 있도록 하는 역할을 하는 것입니다.

후기 LTP(late LTP)

후기 LTP에서는 MAPK의 아형인 ERK(extracellular signal-regulated kinase)가 중요한 역할을 합니다. PKA, PKC 같은 대부분의 단백질 합성효소가 ERK를 활성화시키고, 핵공 안으로 들어가 유전자 전사를 지시하는 신호가 되죠.

AMPA 수용체 수도 늘어나고, 시냅스 안의 소낭도 더 합성이 됩니다. 이런 구조적인 변화가 모여서 뇌 안에 회로망을 형성하는 것입니다.

간단히 말해서

달팽이든, 사람이든 반복적인 자극만이 뇌를 변화시킬 수 있습니다.

반복해야 왜 학습효과가 있는가 -단기 기억과 장기기억

2010-02-04T11:15:00.000+09:00

열렬했던 첫 사랑의 추억을 기억하는 것은 찰나이지만, 뇌 안에서는 무수히 많은 신경회로망이 순차대로 반짝거린 연후에야 기억의 영상을 머릿 속에 띄우게 됩니다.

실제로 기억이라는 정보의 형태는 뇌의 특정 영역 안에 고이 간직해 두어서 필요할 때 꺼내어 보는 것이 아니라, 신경회로망의 시냅스(뉴런과 뉴런이 만나는 연접 부위)에 기록 되는 형태입니다.

다양한 감각계를 통해 들어오는 외부정보들이 신경계의 특정한 회로망들을 활동하게 하고, 활동의 결과는 회로망을 구성하는 뉴런 또는 뉴런 간의 시냅스에 저장이 되죠.

바로 이러한 시냅스에 기록된 형태에 따라 단기 기억과 장기 기억을 나누게 됩니다.

단기 기억일 때는 세포 핵에까지 영향을 주지 못합니다. 일시적으로 세포막의 수용체 활성을 변화시키는 것에 불과하죠. 자세히 보면 이렇습니다.

① 촉진성 인터뉴런의 시냅스 말단에서 5-HT가 분비가 됩니다.

② 5-HT는 감각 뉴런의 세포막에 존재하는 5-HT수용체에 결합하여 수용체의 구조를 변화시킵니다.

③ 변화된 수용체는 GTP결합 단백질을 자극하여 αβγ복합체를 α와 βγ로 분리시킵니다.

④ 분리된 α 소단위가 adenyl cyclase 효소를 활성화시켜 ATP로부터 cAMP라는 2차 전령자를 생산합니다.

⑤ cAMP는 단백질 인산화 효소 A(PKA)의 조절 소단위에 결합하여 촉매 소단위를 분리시킵니다.

⑥ 자유로워진 촉매 소단위는 확산에 의해 세포 내를 돌아다니면서 목표 단백질을 인산화시키는데 이 목표물 중의 한 가지가 세포 막에 있는 K 이온 채널입니다.

⑦ K 이온채널이 인산화되면 기능을 소실(K 이온채널 닫힘)하게 되므로 감각 뉴런의 흥분성이 증가합니다. K 이온이 활동 전위로부터 안정 전위로의 빠른 회복에 필요한 요소가 되기 때문에 그렇죠.

⑧ 지속된 활동 전위는 Ca 통로를 열고, 상당한 양의 Ca 이온이 세포 내로 들어와서 신경전달물질 분비를 증가시키게 됩니다.

⑨ 시간이 지나면 세포 내 탈인산화 효소가 인산화된 목표 단백질을 원상복구 시키면 흥분성이 떨어집니다.

만약, 반복적인 자극을 계속 주다보면 PKA 활성소단위 농도가 높아지고 활성 소단위는 세포핵의 핵공을 통해 핵으로 들어갑니다. 세포막의 시냅스 수를 늘리는 등의 구조적인 변화과정의 준비입니다.

① 세포핵에서 활성 소단위는 유전자 발현에 관여하는 전사 인자들을 인산화시킵니다. 기억 형성에 관련된 전사 인자 중에 CREB 단백질이 유명하죠.

② CREB을 활성화시키려면 CREB을 인산화시키거나 CREB 억제인자인 CREB-2를 불활성화시키면 됩니다.

③ 활성화된 CREB은 유전자의 5' 프로모터 부위에 존재하는 cAMP 반응 인핸서에 결합하여 유전자의 전사과정을 활성화시킵니다. C/EBP 등이 전사되죠.

④ C/EBP 등은 다른 기억 관련 유전자의 5'프로모터 부위에 결합하여 장기기억에 관여하는 단백질을 생산합니다.

⑤ 발현된 유전자의 산물들은 감각 뉴런의 시냅스 발달을 강화시키는 역할을 합니다. cAMP의 신호전달 능력을 향상시키거나, 활성 소단위의 활성을 지속시키거나, 시냅스 수를 늘리기도 합니다.

결과적으로 시냅스는 구조적으로 변화하죠.

신경전달물질의 분비를 위한 소포유리장소가 수적으로 증가합니다.

신경전달물질 소포의 수가 증가합니다.

시냅스 전 종말의 수가 증가합니다.

수상돌기 목의 크기가 커집니다.

시냅스의 이러한 구조적인 변화를 일으키려면 무엇보다 반복적인 자극이 핵심요소입니다.

기억은 어디에 저장되는가

2010-02-03T15:58:00.000+09:00

학습은 전적으로 뇌에서 이루어 집니다. 학습된 내용에 따라 대뇌 피질의 특정 주소에 차곡차곡 기억의 형태로 저장을 시켜놓지요.

대뇌피질은 감각영역과 운동영역 그리고 이들을 연결해주는 연합영역으로 나뉩니다.

이 중 발생학적으로 가장 먼저 발달하는 곳이 일차 운동감각영역(primary motor & sensory areas)으로 일차 시각영역, 일차 청각영역, 일차 체감각영역, 일차 운동영역으로 구성되있고 전체 뇌의 5%가량 차지합니다. 운동영역은 추체회로로, 시각영역은 시각로로, 청각영역은 청각 시스템으로, 체감각영역은 시상으로 연결되어 있으며 학습이나 훈련을 통해 얻은 정보는 이곳에 저장되지 않습니다.

뇌의 나머지 95%를 차지하는 부위가 연합영역입니다. 이는 다시 단일 연합영역과 다중 연합영역으로 나뉘는데, 단일 연합영역은 뇌에서 일차 운동감각영역 다음으로 발달하는 곳으로 일차 운동감각영역 바로 옆에 위치해서 각각에서 들어오는 정보를 인식하고 해석하는 기능을 합니다. 뇌량을 통하여 반대편으로 연결되며, 운동영역과 감각영역을 연결하기도 하죠. 학습된 정보는 바로 이 연합영역에 저장이 됩니다.

다중 연합영역은 피질 중에서 가장 늦게 발달하는 영역입니다. 전전두엽, 측두-두정영역의 각이랑과 모서리이랑(angular gyrus & supramarginal gyrus) 두 곳이죠. 이곳에서는 정보를 단일 연합영역에서 받아서 다른 단일 연합영역으로 연결시켜주거나, 운동감각영역이나 변연계로 보내게 됩니다.

우리 몸에서 들어오는 감각정보는 일차 체감각영역, 일차 시각영역, 일차 청각영역에서 일차적으로 분석된 다음 각각의 감각연합영역에서 과거의 경험과 비교분석되어 각각의 감각에 대한 최종적인 인식이 이루어진 후 다중감각연합영역(multi-sensory association area, MA)으로 이어집니다. 이곳에서 사물에 대한 인식이 완전하게 이루어지게 됩니다.

인식된 정보는 전전두엽 피질에서 행동에 대한 예지와 판단이 덧붙여져, 보완운동영역(supplementary motor are)과 전운동영역(premotor area)에서 운동에 대한 세세한 계획이 이루어진 다음, 일차 운동영역을 거쳐 반응으로 전환됩니다.

만약, 과거에 경험하지 못한 새로운 자극이라면 변연계의 파페츠 회로를 거쳐 새로운 기억 회로에 들어가고, 특별히 중요했던 자극이라면 편도핵 복합체로 들어가 감정을 동반하여 역시 전전두엽 피질과 운동영역을 거치게 되죠. 새로운 자극도 중요하다고 생각되면 편도핵 복합체를 통해서 파페츠 회로로 감정을 더해주게 되어 기억을 강화시켜줍니다. 이런 정보들이 연합영역에 저장이 되게 됩니다.

1. 한국소아과학회지, Vol. 49, No.4, 2006

기억이란 무엇인가

2010-02-02T22:07:00.000+09:00

신경계를 갖는 생물체는 환경과의 교류를 통하여 유용한 정보를 얻음으로써 환경적응과 생존에 필요한 적절한 행동을 창조해냅니다. 인간 뿐만이 아니라 말미잘이나 해삼도 종 고유의 고정된 유전적 행동 이외에환경에서 주어지는 다양한 정보를 습득하고 이에 대한 행동양식을 변화시킬 수 있습니다. 생물이 진화과정을 거듭해오면서 신경계의 구조를 더욱 복잡하고 정교하게 발달시킴에 따라서 이러한 행동적응 능력은 더욱 발전해왔습니다.

단적으로, 생물이 처해있는 물리적, 생물학적 환경이 주는 특수한 정보와 지식을 얻는 과정을 학습(learning)이라고 정의하며 그러한 정보와 지식의 형태를 기억(memory)라고 합니다. 쉽게 말하면 학습은 환경으로부터 정보를 저장하는 과정이고, 기억은 저장된 정보를 재생하는 과정입니다. 재생할 수 없으면 기억이 아니죠.

이러한 학습과 기억이 언어, 의식, 신념, 인식, 사상, 감정 등의 고등 인지기능을 형성하는 기본적인 요소가 됩니다. 인류의 문화, 예술, 전쟁 등이 다 여기에서 출발하는 거죠.

기억은 저장기간 또는 의식여부에 따라 일반적으로 감각기억(sensory memory), 작업기억(working memory), 단기기억(short term memory), 장기기억(long term memory) 으로 나뉩니다.

감각기억(sensory memory)은 0.2~0.5초간의 극히 짧은 시간에 순식간에 지속하는 정보들을 말합니다. 이러한 형태의 정보는 처리되지 않죠. 기차를 타고 가면서 계속 바뀌는 풍경과도 같은 것입니다. 이러한 감각기억은 시각 및 청각 등의 감각적인 공명으로 생각되고 있습니다.

감각기억이 주의를 끌게 되면 단기기억(short term memory)의 형태로 넘어가는데 이도 오래가진 못하고 수 초에서 수 분 정도 지속이 됩니다. 장기기억의 회상 역시 단기기억이라고 합니다.

단기기억은 반복적인 자극에 의해 장기기억(long term memory)으로 넘어갈 수 있습니다. 장기기억은 용량에도 제한이 없고 기한에도 제한이 없습니다. 맘만 먹으면 평생 기억할 수 있습니다. 아침 조회 때 앞으로 나란히 한 기억은 고통스러워서 그런지, 수없이도 반복해서 그런지 눈만 감으면 기억이 나죠.

작업기억(working memory)은 임시적인 정보의 저장소가 될 뿐 아니라 정보조작을 위해 사용되는 두뇌 속의 프로세스입니다. 단기기억이 장기기억으로 가기 위해 거쳐야 할 부호화 과정이기도 하며, 장기기억에 저장된 정보들을 불러내어 새로이 정보를 조작하는 과정이기도 하죠. 그런데 이 작업기억의 용량이 7‡2라고 합니다. 우리의 전화번호 정도가 최대용량인 것이죠.

대다수의 지적활동이 작업기억을 바탕으로 이루어집니다. 작업기억은 보통 짧은 시간 작용하지만, 오랫동안 기술을 숙련한 사람들의 경우 장기 작업기억을 갖기도 하죠. 에릭슨은 이에 대해서 이렇게 이야기하고 있습니다.

'한 전문가가 특정 영역에서 충분한 훈련과 연습으로 갈고 닦으면, 단기 작업기억과 마찬가지로 특정 영역에서의 장기작업 기억을 아주 원할하게 사용할 수 있다. 단기작업기억 메커니즘은 고도의 숙련도를 요구하는 지적활동에 대한 작업기억에 충분한 공간을 제공하지 못한다. 정보의 일반적인 저장능력은 익숙하지 못한 활동보다 특별하게 숙련된 활동에서 더욱 커진다. 전문 기능을 습득하려고 노력하면 작업기억의 저장소는 더욱 커질 수 있다. 전문가의 기억이나 예외적인 기억의 우수성은 특정 영역에 한정된다. 증가된 기억 기능 역시 특정 숙련활동에 한정된다. 장기 작업기억의 습득된 본성은 작업 사이에 차이가 존재한다. 게다가 주어진 업무에 대한 장기 작업기억 활동에서 개인적인 차이가 광범위하게 존재한다'

즉, 장기 작업기억이란 재생할 수 있는 단서에 의해 장기기억 속에 저장되어 있는 패턴화된 지식을 불러내오는 것입니다.

1. 생물학연구정보센터 BioWave Vol, 8 No.6

2. 한국뇌학회지, Vol.1, No.1, pp13-24, 2001

미주신경의 해부학적 주행

2010-02-02T11:55:00.000+09:00

미주신경은 길이가 가장 긴 신경으로 인체 곳곳에 존재한다고 해서 'wandering nerve'라는 별명도 있습니다. 특히 미주신경섬유의 80~90%가 감각섬유로 이루어져 있어서 우리 몸안의 곳곳의 정보를 시시각각으로 뇌로 전달하고 있죠.

미주신경은 경정맥공(jugular foramen)을 통과하기 전에 두 개의 감각신경절과 만납니다.

윗 신경절은 경정맥신경절(jugular ganglion)로 이개신경(auricular nerve)이 분지합니다. 최종적으로 후이개신경(posterior auricular nerve)과 합쳐지고, 나머지는 귀덮개와 외이도 뒷쪽의 피부로 들어갑니다.

아래 신경절은 ganglion nodosum으로 경정맥신경절보다는 조금 더 큰데 이는 심장, 후두, 폐, 인두-위장관의 감각정보를 받아들이고 통합하기 때문에 그렇습니다.

경정맥공을 나와서는 처음으로 인두 가지(pharyngeal branch)를 냅니다. 내경동맥을 따라가다가 중인두수축근의 윗부분에서 수많은 가지와 만나게 됩니다. 설인신경, 교감신경, 외후두신경의 가지와 만나서 인두총(pharyngeal plexus)을 이루게 되고 최종적으로는 경골인두근을 제외한 인두의 모든 근육과 점막, 입천장긴장근(tensor veli palatini)을 제외한 연구개 근육에 분지합니다.

다음으로는 상후두신경(superior laryngral nerve)입니다. 교감신경의 상경신경절에서 정보를 받기도 하죠. 인두 옆, 내경동맥 뒤에서 외후두신경과 내후두신경으로 갈라집니다.

외후두신경은 후두를 따라 내려가다가 흉골갑상근(sternothyroid muscle)아래에서 윤상갑상근(cricothyroid muscle)에 분지합니다. 또한 앞서 보았듯이 인두총(pharyngeal plexus)으로 가지를 내서 하인두수축근에 분지하고, 총경동맥 뒤에 있는 상심장신경(superior cardiac nerve)과 교통합니다.

내후두신경은 갑상설골막(hyothyroid membrane)을 따라 내려가다가 상후두동맥(superior laryngeal artery)와 함께 막을 뚫고 후두 점막에 분지합니다. 가지를 쳐서 후두개와 후두개샘, 혀 밑바닥에 분지하기도 합니다. 후두점막 밑에서 갑상연골의 안쪽면에서 회귀신경(recurrent nerve)과 만나게 됩니다. 성대 윗쪽의 후두의 감각은 내후두신경이 담당하고, 성대 아래쪽의 후두 감각은 회귀신경이 답당합니다. 음식이나 물이 혹 후두로 잘못 들어왔을 때에 처음으로 그 감각을 인지하는 부위가 내후두신경이고 이물질을 뱉기 위해 기침을 하게 됩니다.

다음으로 회귀후두신경(recurrent laryngeal nerve)입니다. 아래 그림과 같이 왼쪽과 오른쪽 미주신경의 주행이 다릅니다. 왼쪽은 대동맥궁을 끼고, 오른쪽은 우쇄골하동맥을 끼고 올라가죠. 이들은 윤상갑상근(cricothyroid)을 제외한 후두의 모든 근육(목소리 관련)에 분지합니다.

갑상선 수술 중에 행여나 회귀신경이 손상이라도 당하면, 쉰 목소리가 나오고 두 쪽다 끊어지면 목소리조차 안나오게 됩니다.

아래로는 상경심장 가지(Superior cervical cardiac branch)가 나오는데 왼쪽은 심장신경총의 superficial part를 구성하고, 나머지 가지들은 회귀신경과 만나서 심장신경총의 deep part를 구성하는 성분이 됩니다.

미주신경이 흉강으로 내려오면 하심장가지를 내고 이는 다시 심장신경총과 합쳐집니다.

내려와서 허파가지를 내는데 앞과 뒷 가지로 나뉩니다. 앞쪽 부분은 허파중심부의 앞쪽면에 분지하고, 교감신경 섬유들과 합쳐져서 신경총을 형성합니다. 뒷쪽부분은 좀 더 많은 수의 큰 가지를 내는데 허파 중심부의 뒷 부분에 분지하고, 역시 교감신경 섬유들(T3-4 level)의 신경절과 합쳐져서 신경총을 형성합니다.

좌우 미주신경은 식도 신경총(esophageal plexus)을 형성한 후에 횡격막을 통하여 복강으로 내려오는데 이 때 큰 줄기(trunk)를 앞과 뒤로 냅니다. 앞쪽 미주신경줄기는 간 가지(hepatic branch), 복강 가지(celiac branch), 앞위가지(anterior gastric branch)를 내고, 뒤쪽 미주신경줄기는 복강 가지(celiac branch), 뒤 위가지(posterior gastric branch)를 내게 됩니다.

더 내려오면 신장으로 가지를 냅니다.

1. wikipedia : vagus nerve

2. functional and chemical anatomy of the afferent vagal system, Hans-Rudolf Berthoud, Winfried L. Neuhber, 2009

힘들지 않으면 운동이 아니다

2010-01-30T22:25:00.000+09:00

내장지방은 심혈관계 질환 및 대사증후군의 위험한 요소이기 때문에, 건강을 위해서라도 이를 악물고 악착같이 빼야 합니다.

그런데 제가 종종 운동하는 헬스장을 가보면 배나온 분들일 수록 마치 동네 마실 나온 사람들처럼 설렁설렁 뛰는 듯 마는 듯 하더란 겁니다. 물론 집에서 하루종일 티비에 들어갈 것 같은 분들보다는 백천배 낫지만 말이죠.

하지만, 체성분을 변화시키려면 운동의 강도가 매우 중요합니다.

오늘은 논문 'Effect of exercise training intensity on abdominal visceral fat and body composition'(Brian A. Irving et al)을 통해서 운동의 강도에 따른 차이를 비교해보겠습니다.

총 세그룹으로 나눕니다.

A그룹은 아무런 운동도 하지 않고 평상시처럼 활동하는 그룹입니다.

B그룹은 저강도(Low intensity)의 운동(16주)을 합니다.

1-2주차(한 주에 3일)에는 하루에 총 300kcal,

3-4주차(한 주에 4일)에는 하루에 총 350kcal,

5-16주차(한 주에 5일)에는 하루에 총 400kcal를 소모하도록 뛰는데 힘들지 않을 정도로만 뜁니다.

(참고로 성인이 한 시간에 8킬로미터를 달려야 500kcal이 소모가 됩니다.)

C그룹은 고강도(High intensity)의 운동(16주)을 하는 그룹이죠.

B그룹과 형식은 같되 월수금에는 심장이 터져나갈 듯이 뛰고, 화목에는 힘들지 않을 정도로만 뜁니다. 미친듯이 뛸 때에는 젖산의 생성 속도가 소모속도보다 빨라지기 때문에 젖산이 검출이 됩니다.

고강도의 운동을 다른 그룹들과 비교해서 결과를 살펴보죠. 빨간 줄이 고강도 운동을 한 C 그룹입니다.

우선 눈에 뛰게 허리 둘레가 줄어듭니다

체중, 전체지방량 등이 감소합니다
특히 복부지방(내장 및 피하지방)이 많이 줄어 듭니다

고강도의 운동을 하게 되면, 운동이 끝난 후에 거친 숨을 몰아 쉬게 됩니다. 산소 섭취량이 극대화되면서 동시에 지방을 분해하는 호르몬 분비가 유도되면서 몸안의 지방들을 태우는 기전이라고 생각됩니다.

Slentz et al.의 논문에서는 운동의 강도 뿐 아니라 운동량도 상당히 중요한 요소라고 말합니다. 힘들정도로 뛰되 조금 더 오래 뛰라는 말이겠죠.

거듭 말하지만, 몸을 변화시키려면 운동의 강도가 높아야 합니다. 힘들지 않으면 운동이 아닙니다.

'mbc 스페셜' 비

식이섬유 제대로 알고 먹자

2010-01-29T17:12:00.000+09:00

식이섬유(dietary fiber)가 다이어트에 이용되면서 식이섬유에 대한 관심이 지극히 높아진 것이 사실입니다. 그런데 제대로 된 설명 없이 식이섬유는 무조건 좋다라는 식으로 몰아가는 글들이 많은 것도 사실입니다.

오늘의 포스팅 주제는 식이섬유를 제대로 알기 입니다.

식이섬유에는 수용성과 불용성이 있다

식이섬유는 주로 cellulose와 그 외에 dextrin, inulin, lignin, wax, chitin, pectin, β glucan, oligosaccharide 등으로 구성되어 있습니다. 구성성분의 비중에 따라 물을 잘 빨아들이는 성질이 결정이 됩니다. dextrin, inulin 등이 많으면 수용성이 되고, wax 등이 많으면 불용성이 되죠.

multiple	disaccharides	sucrose․ lactose․ maltose․ trehalose․ turanose․ cellobiose
	trisaccharides	raffinose․ melezitose․ maltotriose
	tetrasaccharides	acarbose․ stachyose
	other oligosaccharides	fructooligosaccharide(FOS)․ galactooligosaccharides(GOS)․ mannan-oligosaccharides(MOS)
	polysaccharides	glucose/glucan: glycogen․ starch(amylose, amylopectin)․ cellulose․dextrin/dextran․ beta-glucan(zysmosan, lentinan, sizofiran)․ maltodextrin fructose/fructan : inulin․ levan beta2→6 mannose/mannan galactose/galactan N-Acetylglucosamine : chitin

수용성 식이섬유와 불용성 식이섬유는 그 기전이 다르다

수용성 식이섬유는

① 물과 흡착하여 위장관 내의 겔 상태로 됩니다. 겔 상태의 식이섬유는 탄수화물을 잡아둠으로써 글루코스의 흡수를 지연시키죠. 결과적으로 혈당이 완만하게 올라갑니다.

② 소장에서 담즙과 결합하여 결과적으로 혈액 내의 콜레스테롤 레벨을 낮춥니다.

③ 장관계 박테리아의 발효로 가스와 짧은 사슬의 지방산이 생성되고, 이는 장관 내 pH를 조절하는 역할을 합니다. inulin, pectin, β glucan, oligosaccharide 등의 함량이 높을 수록 발효가 활발합니다.

불용성 식이섬유는 어떤 것과도 흡착하지 않아 장관 내용물을 벌크하게 합니다.단순히 내용물의 부피 증가만으로도 위장관 통과 시간을 빠르게 함으로써 연동운동을 촉진하고, 변비를 감소시킵니다.

수용성과 불용성 모두 결과적으로는 내용물의 부피를 증가시킵니다. 우리 몸에는 식이섬유를 잘게 쪼개는 소화효소가 없어서 그렇습니다.

식이섬유는 비타민과 무기질 모두와 흡착하지 않기 때문에 이들의 흡수에는 아무런 영향도 주지 않습니다. 오히려 칼슘 같은 경우 장관계 박테리아의 발효활동으로 흡수가 더 증가되기도 하죠.

음식에 따라 수용성 식이섬유와 불용성 식이섬유 함량이 다르다

수용성 식이섬유 함량이 높은 음식

콩과 식물(완두, 대두 혹은 다른 콩)

귀리, 호밀, 보리

과일, 과일쥬스(말린 자두, 자두, 산딸기류, 바나나, 사과, 배)

브로콜리, 당근

감자, 고구마, 양파 같은 뿌리 채소

불용성 식이섬유 함량이 높은 음식

통밀로 만든 음식

밀, 옥수수 겨

견과류, 씨앗류

감자 껍질

아마씨

긴 콩깍지를 그대로 요리해 먹는 야채, 양배추, 애호박, 셀러리, 선인장

토마토, 껍질째 먹는 과일

식이섬유의 섭취 효과가 식욕억제 뿐만은 아니다

식이섬유의 섭취로 얻을 수 있는 건강상의 이득은

포만감을 유발하여 체중 관리에 기여

변비 예방

대장암 예방

위장관 기능 증진

내당능과 인슐린 반응 증진

고지질혈증, 고혈압, 관상동맥 위험 요인의 감소 등이 있습니다.

식이섬유 섭취에도 권장량이 있다

인류의 조상들은 식이섬유 섭취가 압도적으로 많았습니다. 주식이 과일이었기 때문에 하루 평균 77~120g을 섭취했죠. 현대인에 비해 무려 8배나 많은 수치입니다.

그렇다고 그만큼 먹을 필요는 없습니다. 성인 기준으로 25~30g 정도가 일일권장량입니다.

식이섬유 섭취와 관련하여 한가지 우려가 되는 것은 이를 극단적인 다이어트의 수단으로 사용하고 있다는 점입니다. 소위 원 푸드 다이어트는 영양소 결핍의 위험성이 크기 때문에 절대로 해서는 안됩니다. 슬림한 몸매를 갖기 전에 몸을 망치게 됩니다.

식욕의 조절 메커니즘

2010-01-28T14:56:00.000+09:00

단순계산으로 30년동안 0.3%정도 과잉섭취를 하게 되면 체중이 9kg 정도가 늘게 됩니다. 9kg의 체중 증가는 이전과 비교하여 유지하는데 더 많은 비용이 들기 때문에 효율적이지 못합니다. 따라서 인체는 폭식을 하게 되면 식욕을 떨어뜨리고 에너지 소비를 증가시키는 보상작용이 일어나죠.

식욕은 에너지 섭취를 조절하는 중요한 인자기 때문에, 현재 시판되고 있는 비만치료제의 대부분이 식욕을 억제하는 기전을 갖고 있죠. (대표적으로 sibutramine 제제-리덕틸, 슬리머 등)

오늘의 포스팅 주제는 식욕 조절 메커니즘입니다.

식욕을 조절하는 중추(섭식중추, 포만중추)는 시상하부에 있습니다. 시상하부는 뇌의 다른 부위와 다르게 혈액-뇌장벽이 불완전해서 혈액 내를 순환하는 여러 인자와의 접촉이 비교적 자유롭기 때문에, 통합 센터의 역할을 합니다. 말초 및 중추 신호를 통합하여 음식 섭취나 육체적인 활동, 기본적인 에너지 소비에 대해 지시하는 가장 윗분이 바로 시상하부죠.

단기적 조절

위장과 십이지장이 팽창되면 미주신경을 따라 전달되어 시상하부의 섭식중추를 억제하게 되어 식욕이 감소합니다. 또한 위장과 십이지장에 음식물이 남아 있으면 췌장에서 인슐린과 글루카곤이 다량 분비되어 섭식중추를 억제하게 됩니다.

지방이 십이지장으로 들어가면 콜레시스토키닌이 주로 분비되고 이는 시상하부로 들어가서 섭식중추를 억제합니다.

금식시나 식사 직전에는 위에서 그렐린(ghrelin) 호르몬이 분비되어 섭식중추를 활성화시켜 식욕을 증진시킵니다.

장기적 조절

체내에 저장된 대부분의 에너지는 지방의 형태로 이루어져 있고, 에너지 저장량은 지방세포에서 분비되는 렙틴 호르몬을 통해 시상하부에서 감지됩니다. 지방조직의 양이 증가하면 지방세포에서 렙틴 생성량이 증가하고, 이는 시상하부의 렙틴 수용체와 결합하여 지방저장량을 감소시키는 반응들이 시작이 됩니다.

우선, 시상하부의 식욕자극물질인 뉴로펩티드 Y의 생성이 감소하고, 부신피질 자극호르몬이 나와 음식 섭취를 억제합니다. 교감신경의 활성이 증가되어 대사율과 에너지 소비량을 증가시키고, 췌장에서는 인슐린의 분비를 억제하여 에너지를 저장하려는 행위를 금지하죠.

섭식 억제
serotonin
norepinephrine
α-melanocyte stimulating hormone
corticotropin releasing hormone
cholecystokin
enterostatin
glucagon like peptide

섭식 촉진
neuropeptide Y
melanin concentrating hormone
orexins
endorphins
galanin
amino acids(glutamate and γ-aminobutryic acid)
cortisol

비만의 기원을 찾아서

2010-01-27T14:22:00.000+09:00

지난 포스팅의 주제는 에너지 밸런싱에 관한 거였습니다. 에너지 섭취가 에너지 소비보다 많으면 살이 찌고, 이 흐름이 지속적으로 유지되면 비만이 되는것이죠.

오늘은 시간을 조금 거스르는 작업을 하겠습니다.

오랜 기간을 거쳐 DNA에 새겨진 진화적 유산을 점검하는 것이 첫째고, 이런 진화적 유산을 가진 현대인이 어떠한 환경과 만나서 비만을 부추기는지 살펴보는 것이 둘째입니다.

250만년 전에 인류 조상은 거의 매일같이 심한 굶주림에 시달렸습니다. 식량을 구하기 위해서 매일 33km에 해당하는 거리를 걸었고, 맹수라도 만날라치면 허기진 배에 도망치기도 힘들었죠. 그러다가 운좋게도 남자들이 사냥에 나가 고기를 구해오거나, 열매가 주렁주렁 달린 나무 떼거지를 발견했을 때는 마파람에 게눈감추듯 배터지게 먹었습니다.

그 당시의 주식은 대부분 과일이었고, 식이섬유가 풍부한 견과류나 씨앗, 풀에서도 영양을 공급받았습니다. 사냥한 고기의 대부분은 지방함량이 극히 드물어 엄청난 고단백의 식품이었죠.

이런 반복적인 생활은 농경이 시작(약 15000년전)되기 전까지 오랜 기간 계속되었고 줄곧 우리 몸에서는 근검절약유전자(thrifty gene)가 강력하게 선택되었습니다. 근검절약유전자의 가장 큰 역할은 굶주림에 대비하는 것입니다. 배고플 때에는 기초대사를 낮춤으로써 생존가능성을 높이고(요요현상의 이유), 배부르게 먹은 때는 잉여에너지(주로 탄수화물)를 지방의 형태로 저장을 하죠.

이런 지방은 잉여에너지 주머니기 때문에 우리 몸이 활동하기에 저항이 가장 적은 곳에 배치되어야 하죠. 그런데 이 부위가 남성와 여성이 달랐습니다. 남성의 경우는 주로 사냥을 나갔기 때문에 복부나 목덜미 등 활동하기에 전혀 불편함이 없는 곳에 지방이 쌓였습니다. 여성의 경우 임신이라는 인생의 큰 이벤트가 있죠. 임신기에는 아이의 무게 때문에 무게 중심이 앞으로 쏠리게 됩니다. 그래서 주로 엉덩이와 허벅지 주위에 지방이 쌓임으로써 무게중심의 균형을 잡는 역할을 했습니다. 그러다가 폐경기가 되면 무게중심의 균형을 잡는 역할을 굳이 할 필요가 없기 때문에 복부에 주로 쌓이게 됩니다.

인류의 조상이 잡아먹히는 위험으로부터 벗어나기 시작한 때가 바로 200만년 전 즈음입니다. 그 전까지는 굶주림의 연속이었기 때문에 잉여에너지를 저장하기도 힘들었지만, 지방이 많아 체중이 늘면 생존의 문제가 생깁니다. 맹수를 만나도 도망치기가 어렵죠.

그래서 일정 부분 이상 지방이 쌓이지 않도록, 지방 저장을 억제하는 메커니즘이 작동하고 있었습니다. 그런데 인류의 조상이 먹이사슬의 가장 윗단계로 올라가면서 그럴 필요가 없어졌습니다(gene drift). 충분히 먹을 수만 있다면, 얼마든지 지방을 저장할 수 있는 가능성이 열린 것입니다.

1만 5천년전에 드디어 농경이 시작되었고, 최소한의 에너지 섭취를 지속할 수 있는 토대를 마련하게 됩니다.

전세계적으로 봤을 때 풍요의 시대는 불과 100여년이 채 안됩니다. 대량생산을 무기로 미국발 풍요의 배는 전세계로 뻗어나가 웨스턴 스타일이라는 하나의 문화로 자리잡습니다. 이들의 식재료는 주로 고농도로 가공된 탄수화물이나 트랜스 지방 들이죠.

혀에서 단 맛을 느끼게 되면 우리 몸에서는 당을 받아들일 준비를 하게 됩니다. 췌장에서 인슐린이 분비되고, 당을 세포 안으로 끌고 가서 ATP로 합성할 준비를 하게 되죠. 그런데 인슐린이 직접 만나게 되는 것은 당이 아니라 인공감미료 들 뿐입니다. 당을 이용하지 못하게 되므로 뇌에 공복 신호를 보내어 식욕을 자극시키게 되는 것이죠. 과자를 아무리 먹어도 배고프고, 햄버거를 먹어도 금방 배고파지는 것이 그 때문입니다. 엄청난 과식이 잉여 에너지로 남게 되고 이는 전량이 지방으로 저장되게 됩니다.

기근을 대비하기 위한 근검절약 유전자가 우리 몸에 새겨져, 살을 잘 뺄 수 없는 여건을 만들어놓았죠. 거기에 가공된 탄수화물 위주의 식습관과 현대인의 지독한 운동부족이 비만을 부추기게 되는 것입니다.

Intro. 에너지 밸런싱

2010-01-26T17:22:00.000+09:00

에너지 밸런스의 개념은 앞으로 전해드릴 비만(obesity)이라는 주제를 이해하기 위해서 꼭 짚고 넘어가야 합니다. 왜 살이 찌게 되는지, 현재 유행하고 있는 비만치료는 에너지 밸런스의 어떤 부분을 조절하고 있는 지 등에 대해서 제대로 알 수 있게 해주죠. 무엇보다 무분별한 다이어트로 몸과 마음이 고생하시는 분들에게 꼭 필요한 공부입니다.

'안정된 체중을 유지하는 건강한 성인에서 에너지 섭취는 에너지 배출과 균형을 이룬다' 이것이 바로 에너지 밸런스의 개념입니다. 다르게 이야기하면, 체중이 유지되려면 에너지 섭취량과 에너지 소비량이 같아야 된다는 것이죠.

에너지 섭취는 보통 음식에서 충당됩니다. 탄수화물(4Cal/g), 단백질(4Cal/g), 지방(9Ca/gl)이 연소가 되면 세포들이 쓸 수 있는 통화(energy currency)의 형태(ATP)로 합성이 되고, 합성된 ATP는 거의 모든 세포 기능을 수행하기 위한 에너지원으로 사용되죠.

에너지 소비는 음식의 처리에 사용되는 에너지와 최소한의 생존에 필요한 에너지와 신체활동에 사용되는 에너지의 합으로 구성이 됩니다.

① 음식의 처리에 사용되는 에너지(thermogenic effect of food)

음식을 먹게 되면 몸 안에서 소화시키고, 흡수하고, 저장하는 등등의 여러 화학반응이 일어나게 되는데 에너지가 필요하게 됩니다. 필요로 하는 에너지는 세포들이 대사율을 높임으로써 충당하고 그 과정에서 열이 발생하죠.

탄수화물이나 지방이 많이 포함된 식사에서는 보통 대사율이 4% 정도 증가하지만, 고단백 식사를 하게 되면 대사율이 약 30% 이상까지 증가하기도 합니다.

우리 몸은 신기하게도 탄수화물과 지방이 풍부한 식사를 하게 되면 신체에 필요한 에너지는 거의 이 둘에서 얻고 단백질로부터는 거의 얻어지지 않습니다. 고단백식이를 통해서 다이어트를 하려면 탄수화물과 지방을 제한해야 하는 이유죠.

② 신체활동에 사용되는 에너지(physical activity)

수면 65(Cal/h)
가만히 누워있기 77(Cal/h)
앉아서 휴식하기 100(Cal/h)
편안히 서있기 105(Cal/h)
옷갈아입기 118(Cal/h)
빠르게 타자치기 140(Cal/h)
천천히 걷기(4km/h) 200(Cal/h)
뛰기(8km/h) 570(Cal/h)
수영 500(Cal/h)
계단 오르락내리락하기 1100(Cal/h)

이 외에도 자세를 유지하기 위해서 근육이 긴장을 하고 있거나, 안절부절할 때에도 에너지가 사용되는데, 전체 에너지 소비의 7% 정도를 차지합니다.

③ 기초대사율(Basal Metabolic Rate, BMR)

기초대사율은 생존하는데 필요한 에너지의 최소수준을 말합니다. 중추신경계나 심장, 신장 등의 다른 기관들의 기본활동이 많은 부분을 차지하고 골격근 자체만으로도 20~30%를 차지하게 됩니다.

개인에 따른 기초대사율의 차이는 주로 골격근의 양과 신체 크기에 따라 다르게 되죠. 한 예로 나이를 먹으면 근육도 소실되고, 근육이 더 낮은 대사율을 갖는 지방으로 대체되기 때문에 기초대사율이 낮아집니다. 남자의 경우 여자보다 근육이 많고 지방이 적기 때문에 기초대사율이 높죠. 운동선수가 일반인에 비해서 기초대사율이 높은 것도 근육량이 많기 때문입니다.

골격근 요인 외에도 기초대사율을 증가시키는 요인에는 갑상선 호르몬(50~100%), 남성 호르몬(10~15%), 성장 호르몬(15~20%), 열(10℃오를 때마다 화학반응 120%증가) 등이 있습니다.

반면에 불충분한 수면과 영양부족은 기초대사율을 감소시키는 요인이죠. 특히 수면 중에는 중추신경계의 활동도 감소하고 골격근의 긴장도 감소하기 때문에 대사율이 10~15% 정도 감소하게 됩니다.

우리 몸이 에너지 밸런스 상태에 있으면 체중은 유지됩니다. 하지만 에너지 섭취가 에너지 소비보다 많게 되면 체중이 늘고, 에너지 섭취가 에너지 소비보다 적게 되면 체중이 줄게 되죠.

에너지 밸런싱은 앞으로 전개해나갈 이야기의 가장 기본적인 원리입니다.

스트레스 매니지먼트 - [3] 영양

2010-01-25T13:27:00.000+09:00

스트레스 반응 시에는 부신피질호르몬 등에 의해 기초대사율이 30~40% 정도 일시적으로 증가하게 됩니다. 대사의 항진에 따른 열량 뿐만 아니라 생체의 회복을 위해 필요한 열량까지 그 수요가 증가합니다. 이 때 체내에 저장되어 있던 에너지가 방출되죠. 따라서 지속적인 스트레스 상태에서는 충분한 열량의 보충이 필요합니다. 하지만 스트레스가 증가할수록 식욕감퇴로 인해 실제로 식사량은 감소하기 때문에, 적당한 영양공급은 굉장히 중요합니다.

식욕증진

스트레스에 의해 식욕이 저하되었을 때에는 과즙, 과일 등이 도움이 됩니다. 충분한 수분 섭취 뿐만 아니라 단 맛, 신 맛이 식욕을 촉진시키며 비타민 C를 공급하죠. 우유, 요구르트, 아이스크림, 푸딩 등의 차고 신선한 음식도 식욕을 증진시킵니다. 향신료나 약간의 자극성 식품을 이용하는 것도 좋습니다.

당질보충

뇌는 포도당 먹는 하마입니다. 엄청나게 복잡하고, 수많은 일을 처리함에도 포도당만을 유일한 열량원으로 받아들이죠. 섭취된 포도당의 25%가 뇌에서 소비될 정도입니다.

뇌에서 포도당이 부족해지면 배가 많이 고파지고, 어지러워집니다. 머리도 아플 수 있고, 온몸에 기운이 빠진 것 같죠. 그러다가 저혈당(70mg/dl 이하)이 되면 아드레날린이 대량 분비되면서 스트레스 반응을 유발합니다.

반면에 설탕과 같은 고농도의 당섭취를 할 때에는 과잉 공급 증상이 나타날 수 있습니다. 신경이 예민해지고, 화를 잘 내고 불안정해지죠. 설탕을 분해하고 이용하는데 우리 몸의 무기질과 비타민을 갖다가 쓰기 때문에 무기질과 비타민이 부족해질 수도 있습니다.

단백질보충

체내 질소는 스트레스의 종류에 따라서 크고 작은 손실을 초래합니다. 화상이나 골절 같은 경우 질소가 180~400g, 단백질이 1.1~2.5kg이 손실되죠. 수면이 부족하거나 생활리듬이 깨지는 등의 생리적 스트레스나 정신적인 불안, 긴장 등의 심리적 스트레스에는 질소가 6~20% 정도 손실이 됩니다.

손실되는 단백질을 보충하기 위해서 특히 동물성 단백질이나 대두 단백질을 충분히 섭취하여 필수 아미노산이 충족되도록 해야합니다. 간장, 혈액, 근육 등의 저장단백질도 늘려줌으로써 스트레스에 대한 저항력이 증진되기도 합니다.

칼슘보충

우리나라의 경우 채식(칼슘 흡수를 방해하는 키틴산 등 함유) 및 밥과 국 위주의 식습관, 맵고 짠 음식(나트륨 배설시 칼슘이 같이 배설) 등으로 인해 칼슘 섭취량이 많이 부족한 실정입니다.

칼슘이 부족해지면 근육에 쥐가 잘나고 손발이 잘 저리게 됩니다. 또한 흥분을 억제해주지 못해 화를 잘 내게 되죠. 몸에서 쓸 수 있는 칼슘이 충분한 상황이라면 스트레스를 받아도 정신적으로 크게 동요하지 않습니다.

비타민보충

비타민 A : 비타민 A가 부족해지면 cortisol합성이 저하됩니다. 또한 비타민 A가 상피세포나 점막의 재생에 관여하므로, 부족해지면 위나 십이지장 궤양과 연관이 있죠. 제때제때 재생을 잘 못해주는 것입니다.

비타민 B 그룹 : 스트레스를 받으면 체내의 신진대사가 항진되면서 비타민 B1, B2, B6, 니아신, 엽산의 소비가 높아집니다. 비타민 B1은 당대사에 관여하고, B6는 아미노산 대사에 관여하여 여러 가지 신경전달물질의 생성에 이용됩니다.

비타민 C : 비타민 C는 부신에 다량 함유되어 있습니다. 부신피질, 부신수질 호르몬 합성시의 산화환원 반응에 비타민 C 가 이용되기 때문에 스트레스를 받게 되면 자연히 비타민 C 농도가 감소하죠. 스트레스로 신진대사가 항진될 때도 크게 소비되므로 지속적으로 스트레스를 받게 되면 그 섭취량을 증가시켜야 합니다.

스트레스를 받게 되면 우리 몸은 기초대사가 항진되고, 손상받은 조직들의 재생이 활발히 이뤄지는데 이 때 우리 몸에 비축되어 있는 에너지를 먼저 내어 쓰게 됩니다. 지속적인 스트레스 상황 하에서는 계속되는 에너지 소비때문에 스트레스 반응시에 필요한 여러 가지 신경전달물질이나 호르몬 합성의 재료들을 계속 공급해주어야 합니다. 또한 식욕이 감퇴하기 때문에 더더욱 영양 공급이 중요해집니다.

스트레스 매니지먼트 - [2] 단계별 전략

2010-01-25T11:07:00.000+09:00

스트레스를 매니지하는데에도 전략이 필요합니다. 55사이즈를 누구에게나 입힐 수 없듯이 각각에 맞는 상황에 따라 다른 작전이 필요하죠. 때에 따라서는 나 자신을 변화시켜야 할지도 모릅니다. 단계별로 할 수 있는 것부터 해봅시다.

전략 1 : 불필요한 자극을 피하자

모든 스트레스를 피할 수는 없겠지만 상당수 내가 피할 수 있는 부분들이 있습니다. 똥이 있다면 아예 다른 길로 가는 것이죠. 그것부터가 스트레스를 매니지하는 첫 단계입니다.

'아니오'라고 말하는 법을 배우자 - 내 한계를 명확히 해야 합니다. 지금 현재 내 능력에 맞추어 할 수 있는 부분만 제대로 하는 것입니다. 내 깜냥의 초과부분은 온전히 내 마음의 화병을 키우는 장작으로만 쓰일 것입니다.

일의 우선순위를 정하자 - 내가 꼭 해야될 일과 하면 좋은 일들을 구분해서 스케쥴을 작성하는 것입니다.

스트레스를 주는 사람을 피하자 - 누군가가 지속적으로 스트레스를 준다면 그 사람과 함께 있는 시간을 좀 줄이거나 아니면 완전히 인연을 끊는 것입니다. 세상은 넓고 사람은 많죠. 주변에 동료가 똑같은 주제로 계속 무한반복하고 있나요? 잠시 전화받으러 나가시면 됩니다.

내 환경을 컨트롤하자 - 잠시만 TV를 꺼놓으세요. 세상만사에 관심이 많으신 분들에게 해당되는 말입니다. 혹여 매일 출근길 지옥철을 타고 계십니까? 그렇다면 조금만 일찍 나오시는 건 어떨까요.

전략 2 : 환경을 뜯어고치자

모든 스트레스 상황을 다 피할 수는 없습니다. 그럴 때는 내가 조금만 그 상황을 융통성있게 변화시키는 전략을 쓰면 됩니다.

남을 몰아세우기 전에 현 감정을 표현하라 - 누군가가 계속 스트레스를 준다면 그에게 '너의 이러저러한 점 때문에 내가 조금 힘들다'라고 솔직히 말하는 것입니다. 내 감정의 소리를 들을 줄 알아야 상황을 변화시킬 수 있습니다. 그래도 우린 문화시민이니까 삿대질은 하지 마시고 조용히 대화로 풀면 됩니다.

똑같이 진상짓을 하라 - 누군가의 행동을 변화시키고 싶으시다면 진상짓이라고 생각한 그 짓을 똑같이 하는 방법도 있습니다. 똑같이 느끼게 해주는 것이죠.

좀 더 적극적이 되라 - 인생이라는 자동차에 혹시 조수석에 앉아 계십니까? 그렇다면 당장에 운전대를 잡아서 문제를 적극적으로 해결하세요. 상황을 변화시키는 데 있어서 가장 중요한 마음가짐입니다.

시간을 좀 더 효율적으로 쓰라 - 스트레스를 관리하는 데 가장 중요한 요인은 일정입니다. 일정을 효율적으로 관리할 줄 알아야 내 깜냥을 무한대로 증대시킬 수 있습니다. 남는 시간, 버린 시간 다 주워서 건강한 재충전의 시기로 삼으세요.

전략 3 : 스트레서(stressor)에 적응하자

전략 1과 전략 2는 스트레스를 주는 상황을 변화시키는 방법들이었습니다. 그런데 살다보면 도저히 그 방법이 안통할 때가 있죠. 그럴 때는 내 자신을 변화시키는 것입니다. 훌륭한 동기부여가들이 지치지 않는 모터를 가지게 된 비결이죠. 웃는 사람에게는 자다가도 떡이 나옵니다.

긍정적으로 보라 - 꿀같은 아침잠을 포기할 수 없어서 어쩔 수 없이 지옥철을 타야 한다면 음악을 들으면서 지옥철을 즐기면 됩니다.

큰 그림을 보라 - 장기적으로 봤을 때 이 일이 나한테 얼마나 중요한지 상기시키는 것입니다. 그리고 되뇌이는 겁니다. 잘할 수 있고, 이 일로 나는 한 단계 성숙할 것이라고.

완벽주의는 No,No - 완벽주의는 나 뿐만이 아니라 상대방도 지치게 합니다. 완벽주의 성향의 분들은 '이 정도면 충분하다'고 한 발짝 물러서 조망하는 자세가 필요합니다.

좋았던 기억을 생각하라 - 마음이 불안하고 안정이 안되면, 내가 가장 사랑하는 사람 10번을 되뇌이세요. 스트레스의 파도는 점점 잠잠해질 것입니다. 참으로 신통방통한 방법입니다. 모태솔로시거나 돌싱분들은 부모님 존함이라도 외치세요. 눈물의 쓰나미가 펼쳐지면서 카타르시스를 경험하십니다.

전략 4 : 상황을 받아들이자

컨트롤 할 수 없는 부분들을 컨트롤하려 하지 말자 - 직장상사의 태도를 뜯어고칠 수는 없습니다. 그러다간 짤리죠. 사실 대부분의 스트레스가 내가 어찌할 수 없는 부분들이 많습니다. 최선은, 스트레스에 대처하는 나의 방식을 점검하는 것이죠. 이건 컨트롤 할 수 있습니다.

보다 높은 곳을 보라 - 위기는 곧 기회입니다. 날 죽이지 않는 정도의 위협은 내 성장에 도움을 주는 것들이죠.

감정을 공유하라 - 친한 친구나 정신과에 가서 상담을 받는 것도 괜찮습니다. 그들이 해줄 수 있는게 아무 것도 없더라도 마음은 편해집니다.

용서하라 - 우리는 완벽하지 않은 세계에서 살고 있고, 누군가는 실수를 할 수도 있습니다. 부정적인 에너지로부터 자신을 놓아주는 연습을 해야 합니다.

전략 5 : 즐거움을 주는 시간을 만들어보자

여가생활을 확보하자 - 산책이나 운동의 시간을 삶에서 뒤로 밀면 안됩니다. 오히려 중간중간에 적재적소에 배치해야 하죠. 여가 시간을 확보하는 것부터 시작하는 것입니다.

노홍철에게 전화하자 - 삶을 언제나 긍정적으로 바라보고 있는 삶의 고수들이 주변에 있다면 그들에게 전화해서 긍정적인 에너지를 조금만 나눠달라고 하는 것입니다.

무한도전을 보자 - 웃는 것 만으로도 몸의 긴장을 풀어내는 효과가 있습니다. 웃음은 만병통치약입니다.

전략 6 : 건강한 라이프 스타일을 즐기자

육체적인 건강을 통해서 정신적인 스트레스에 대항하는 힘을 기를 수 있습니다.

정기적으로 운동하자 - 내가 흘리는 땀에 스트레스가 녹아서 날려버린다고 생각하세요. 그러면 신통방통하게 도움이 됩니다.

건강보양식을 먹자 - 스트레스를 받으면 우선 몸과 마음이 지치게 됩니다. 특히 스트레스 반응시에 몸에 비축된 에너지를 쓰기 때문에 잘 먹는 것이 중요하고, 제대로 된 것을 먹는 것이 중요해집니다.

카페인과 설탕을 줄이자 - 카페인 종류는 기분을 항진시켜서 일시적으로 기분이 좋게 만들 수는 있지만 불충분한 수면을 유발하고, 몸을 더 긴장되게 합니다. 커피는 하루에 한 잔 정도로 족합니다.

알콜, 담배, 약물을 피하자 - 알콜, 담배, 약물 등의 수단은 일시적이고 또다시 스트레스의 상황은 돌아옵니다. 명료한 정신으로 복잡하게 헝클어진 매듭을 풀어야 합니다.

충분한 수면을 취하자 - 수면은 으뜸의 보약입니다. 불충분한 수면이 오히려 스트레스에 더 취약하게 만들기도 하죠.

스트레스 매니지먼트의 시작은 스트레스를 받는 상황을 제대로 인식하는 것에서부터 출발합니다. 스트레스 일지를 통해서 내게 스트레스를 주는 자극원, 스트레스 상황에 대한 나의 반응 등을 알아볼 수 있었죠.

이번 포스팅의 주제는 스트레스 상황, 더 나아가 내 자신을 변화시킴으로써 불필요한 스트레스를 줄일 수 있다는 것이었습니다. 우리 모두, 자신에게 맞는 최적의 전략을 구사해보도록 합시다.

스트레스 매니지먼트 - [1] 대처하는 자세

2010-01-22T17:00:00.000+09:00

언뜻 생각하면 우리가 느끼는 스트레스에 대해서 할 수 있는 것은 아무것도 없어 보입니다. 화난다고 직장 상사를 때릴 수도 없고, 신용카드 대금 명세서를 날라오지 않게 할 수도 없죠.

하지만 우리가 할 수 있는 일들은 생각보다 많습니다. 스트레스 매니지먼트에 있어서 꼭 기억해야 될 사실은 '내가 내 삶의 주인이다'라는 것입니다. 스트레스를 극복하려면 우선 내 삶에 대한 책임의식을 가져야 합니다. 현재 내가 가진 생각들, 감정들, 나의 일정, 문제를 대처하는 방식, 심지어 나의 환경까지 말이죠. 스트레스를 극복하기 위한 궁극적인 목표는 균형을 잡는 것입니다. 일, 사랑, 친구, 즐거움 등에 나의 인생에 대한 균형이죠.

스트레스를 주는 진정한 이유가 무엇인지 생각해보라

스트레스를 매니지하기 위한 첫 번째 단추는 나의 인생에서 스트레스를 주는 것들이 무엇인가를 생각해보는 것입니다. 스트레스를 주는 진짜 근원을 알아내기란 말처럼 쉽지만은 않습니다. 가령, 내가 하고 있는 일의 마감일이 다가와서 머리를 쥐어 뜯고 계십니까? 여기서 스트레스를 받고 있는 진짜 이유는 일의 마감일 때문이 아니라 미루는 습관이 더 먼저일 수 있다는 것이죠.

내가 받고 있는 스트레스의 진정한 이유를 확인하기 위해서 나의 습관, 삶에 대한 태도, 내가 얼마나 자주 변명을 하고 있는지 등을 체크해보아야 합니다.

혹시 이런 말 들을 자주하십니까?

해야 될 일들이 너무 많아서 토나와. 피똥싸겠어
내 주변은 항상 이 모양이야 이런 빌어먹을 세상
난 원래 신경질적이야. 그게 나야
이게 다 그 놈 때문이야

스트레스를 주는 진짜 이유를 알아 보기 위해 일지를 작성해보죠. 일지에는 다음과 같은 항목들을 적습니다.

오늘 하루 내가 스트레스를 받은 상황은 어떤 것이었나요
그 상황에 대해서 어떻게 느꼈나요 (정신적으로, 육체적으로)
그 상황을 어떻게 대처하였나요
다시 기분이 좋아지기 위해서 어떤 행동이나 어떤 생각들을 하였나요

일지를 매일 같이 작성하다보면 스트레스를 주는 진정한 이유 뿐만이 아니라 나란 사람이 누구인지에 대해서도 제대로 알 수 있게 됩니다.

스트레스에 어떻게 대처하고 있는가

다음으로 알아야 될 것은 스트레스를 극복하는 방식입니다. 방법이 그릇되었다면 스트레스를 주는 상황 뿐 아니라 극복하는 방식 자체가 또한 문제가 됩니다. 악순환이죠.

혹시나 스트레스를 이렇게 푸십니까?

줄담배
술고래
과식 혹은 금식
티비나 컴퓨터 앞에서 줄창 앉아 있기
친구나 가족을 회피하고 은둔형 외톨이 생활
약물
잠순이 잠돌이
미루는 습관
다른 사람에게 윽박지르거나 구타, 쌍욕

누구나 스트레스를 극복하는 방식은 다양합니다. 하지만 건강한 방식이어야 하고 무엇보다도 몸과 마음이 편안해야 합니다.

다음 포스팅에서는 스트레스를 주는 상황 및 스트레스에 대처하는 우리의 반응을 변화시키는 전략에 대해서 이야기하겠습니다.

스트레스 증상 - [4] 에필로그

2010-01-22T10:57:00.000+09:00

스트레스 반응과 관련한 일련의 메커니즘을 고찰하다 보면 중요한 이음새가 몇 군데 있습니다.

우선, 우리 몸의 체온이나 혈압 등의 가장 기초적이면서도 중요한 부분들은 언제나 항상성을 유지하려고 한다는 것이죠. 하지만 계속적인 스트레스 압력에 시달리면 허용할 수 있는 범위 내에서 비용을 치루면서 항상성(allostasis)을 유지하려 합니다. 건강의 연속성을 대변해주는 개념이죠.

또한 우리 몸에는 인류의 조상들이 남기고 간 큼직큼직한 회로들이 깔려있고, 환경의 변화에 아랑곳 하지 않고 이 회로들은 자신의 할일을 한다는 것입니다.

우리 신체에는 몇 백만년의 진화를 거치면서 생존에 이득이 되었던 유전자의 발현회로가 몸에 새겨져 있습니다. 그런데 이런 것들이 현대에 와서는 급격히 바뀐 환경과 맞지 않아 문제가 되는 것이죠.

가령, 우리 인류의 조상들은 굶주림, 탈수, 감염성 질환, 포식자의 위협 등이 만연한 시대에 살았습니다. 극한의 굶주림은 에너지를 저장하는 시스템으로 발전했고, 지금 같은 풍요의 시대에 현대인은 비만과 대사증후군 등으로 고생하고 있다는 것입니다.

스트레스 반응 역시 그러한 결과물이고, 다른 메커니즘의 최상위 단계에 위치하고 있습니다. 굶주림, 탈수 같은 대부분의 스트레스 자극원에 대한 반응이 스트레스 반응과 처음부터 연계하거나 진행하면서 거의 연계가 되기 때문이죠.

이러한 두 가지 큰 이음새를 추적하다 보면 우리가 왜 스트레스로 그렇게 고생을 하는지, 이런 저런 문제로 고생하게 된 연후에 나중에는 어떻게 발전할 수 있을 지 등에 대해 많은 것을 알게 해주는 것입니다.

스트레스 증상 - [3] 질환편

2010-01-22T09:39:00.000+09:00

최근 리뷰논문(stress and disorders of the stress system, George P. Chrousos, 2009)에서 스트레스 시스템이 질환으로 발전하게 되는 경로를 도식화한 것입니다.

스트레스에 유난히 취약한 사람들의 경우 스트레스 반응이 초기에 과도하게 나타나서 급성기 질환으로 나아갈 수 있습니다. 주로 면역계통이 그렇습니다. 폐나 피부에 분포해 있는 비만세포를 터뜨림으로써 면역반응을 일으키죠. 천식이나 습진, 두드러기 같은 증상들이 나타납니다. 뇌로 가는 혈관 부위에 존재해 있는 비만세포에게도 영향을 미쳐 혈관을 확장시키고, 뇌혈관장벽을 느슨하게 합니다. 주기적인 편두통으로 나타납니다.

또한 교감신경성 기능의 과잉활동이나 과소활동은 두통, 복통, 골반이나 하부 요통 같이 여러 종류의 통증을 야기하기도 합니다. 특히 통증이 만성적으로 이행되면 통증을 전달하는 감각섬유들이 교감신경 섬유들과 연계를 하게 되죠. 그렇게 되면 통증의 원인이 되었던 국소 병소가 어느 정도 치료가 되더라도, 부적절한 자극으로 교감신경이 흥분되면 통증을 느끼게 됩니다.

장기화되면 불안장애, 우울증, 수면장애 같은 정신장애가 나타납니다. 고혈압 같은 심혈관계통의 질환이나 비만, 2형당뇨, 동맥경화증 같은 대사증후군의 문제가 발생하기도 합니다.

스트레스 증상 - [2] 신체편

2010-01-21T15:10:00.000+09:00

스트레스 반응이 우리 몸에서 어떤 신체적인 증상으로 발현될 수 있는지에 앞서 알로스타시스(allostasis)라는 개념에 대해서 먼저 소개하겠습니다.

알로스타시스(allostasis)는 한 개체가 변화에 따라 취득하는 적응 능력입니다. 이는 항상성(homeostasis)을 확장한 개념으로, 환경의 변화와 상호작용하는 개체의 능력을 인정한 것이죠. 고온의 환경에서는 우리 몸의 온도를 36.5℃로 기를 쓰고 내리지 않고 어느 정도는 고온의 상태에서 항상성을 이룬다는 것입니다. 아프면 아픈대로 그럭저럭 참고 사는 것이죠.

스트레서에 지속적으로 노출이 되게 되면, 중간에 있는 최적(optimum)의 상태에서 오른쪽이나 왼쪽으로 커브가 이동합니다. 개체의 입장에서 오른쪽으로 넘어가게 되는 것이 시상하부-뇌하수체-부신 축(HPA axis)이 과하게 활성화된 상태로 우리 몸이 항상성을 유지하고 있을 때이고, 왼쪽으로 넘어가는 것이 시상하부-뇌하수체-부신 축(HPA axis)의 활성이 저하되면서 항상성을 유지하고 있을 때를 말하죠. 예를들어, 단일 기관의 입장에서 생각해보면 위장관계의 기능은 저하되기 때문에 왼쪽 커브에 있다고 생각할 수도 있죠.

그런데 이런 항상성은 환경의 변화에 우리 신체가 적응한 결과입니다. 항상성을 지켜내기 위해 비용을 계속 지불하고 있는 것입니다. 이런 비용을 계속 지출하다보면 신체조직들은 적잖이 손상을 당하게 됩니다. 이가 아픈걸 계속 내버려두면 통증은 그럭저럭 참을만해지지만 결국엔 뽑아야 하는 거죠.

지속된 스트레스 자극원에 의해 스트레스 반응이 활성화된 상태로 유지되고 있는 우리 몸을 생각해보겠습니다. 이를 테면 급성기 증상들(symptoms)입니다. 시간이 지나면 일반적응증후군(GAS)의 소진기로 나아가고, 질환(disease)으로 발전하게 됩니다.

수면

스트레스를 받으면 각성이 되어 수면에 방해를 받게 됩니다. 쉽게 잠들지 못하고, 꿈도 많아집니다. 밤에 잠을 제대로 못자니 낮에 선잠 자는 경우도 많아 지죠.

대사 및 심혈관계통

심박은 빨라지고, 혈압은 높아집니다. 가슴은 두근두근 거릴 때가 있고, 가슴이 조이도록 아플 수 있습니다. 어깨가 결리며 뒷목이 뻣뻣하고 눈도 쉽게 피곤해지죠. 우리 몸에서 비축한 영양분을 빼어서 쓰므로 살이 빠질 수도 있습니다.

위장관계 기능

스트레스 반응이 지속된다는 것은 교감신경계의 충동이 지속적이라는 것을 의미합니다. 교감신경계와 부교감신경계의 작용은 중추신경계 레벨에서 통합되어 어느 한쪽이 지배적으로 작용하죠. 위장관계 기능은 미주신경에 의해 조절되는 대표적인 부교감신경성 기능입니다. 스트레스 반응 상태에서는 시상하부에서 부교감신경성 중추가 억제되기 때문에 위장관계의 기능이 전반적으로 저하가 됩니다. 샘(glands)에서 점액이나 소화효소 분비가 떨어지고, 위장관의 운동이 느려집니다.

식사를 하면 위 부위에서 불쾌한 포만감이 들고, 소화가 불량하여 식욕도 떨어지고 복통에 시달립니다. 변비로 고생할 수도 있죠. 너무 긴장하면 불규칙한 위장관 운동을 만들어내기 때문에 설사를 할 수도 있습니다. 과민성대장증후군으로 발전하기도 합니다.

면역계통

스트레스 반응의 초기에는 아드레날린성 호르몬의 영향으로 면역기능이 증진됩니다. 항원이 있는 곳으로 면역세포들을 불러모아서 상처난 조직을 재생하고, 이에 대한 면역 기억을 강화시킵니다. 5일 이내에 일어나는 반응 들입니다.

하지만 지속된 스트레스로 알로스태틱 부하(allostatic load)가 계속 걸리면 면역 기능이 저하되어 입안이 자주 헐거나 자주 감기에 걸리게 되죠.

스트레스 증상들

스트레스 반응이 지속적으로 활성화된 상태에서는 반드시 그 상태에 적응하려는 움직임을 수반합니다. 잠이 잘 안들고 꿈이 많아 수면의 질이 안좋을 때에는 낮잠 같은 형태로 보충하는 셈입니다. 일종의 보상기전이지만 내지 않아도 될 비용을 치루는 거죠. 신체적인 증상을 만들어내는 두 개의 힘은 바로 '변화와 적응' 인 것입니다.

스트레스 증상 - [1] 정신편

2010-01-21T11:26:00.000+09:00

우리가 스트레스 받는 말을 듣게 되면, 머리 속에서는 두 가지 반응이 순차적으로 일어납니다. 대뇌 피질 단계에서 언어 중추와 작업 기업이 그 의미를 해독하여 의식의 전면에 배치하고, 대뇌 피질 아래 단계에서는 스트레스 반응을 촉발하죠. 대뇌 피질 단계에서 일어나는 반응 속도는 μ(마이크로) 초 단위에서 이루어지지만, 스트레스 반응은 초나 분 단위로 가동이 됩니다. 스트레스 자극원에 대한 생각은 금방 사라지지만 스트레스 반응 자체는 감정과 연계되어 오래 지속이 됩니다. 한 번 폭발한 흥분은 쉽게 가라앉지 않는 거죠.

이런 부정적인 감정들은 스트레스 받았던 상황을 세부적으로 기록하게 됩니다. 다른 평상시 기억보다도 더 중요하다고 밑줄도 긋고 별표를 치는 거죠.

진화심리학에서는 이런 부정적인 감정이 왜 스트레스 반응과 연계되는지를 설명해줍니다. 정확히는 스트레스 반응에 수반하는 호르몬들의 작용이 왜 우리 머리에서는 부정적으로 인식하는지를 설명하는 것이죠. 수백만년에 걸친 진화 과정에서 엄청난 선택압을 이기고 살아남은 배경에는 치열했던 생존과 관련이 있습니다.

상황 감정 이득
미지의 상대 공포 각성(호랑이에게 물려가도
정신만 제대로 차리면 산다)
포식자 만연 은둔욕구 위협에 대한 노출 최소화

어렸을 때 자랐던 환경이 영향을 끼치기도 합니다. 부정적인 기억들은 더 오래 남기 마련이고, 부정적인 감정과 연계되어 A형 성격 같은 소인들을 형성해내죠.

진화심리학에서 나온 먹으로 그린 그림 위에 양육의 환경에서 나온 먹으로 덧칠을 하죠. 먹을 든 사람에 따라 나무가 강조되기도 하고 졸졸졸 흐르는 개울물이 강조되기도 합니다. 스트레스 자극원(stressor)에 똑같이 노출이 되더라도 어떤 이는 불안이 더 심하기도 하고, 어떤 이는 우울함이 더 심하기도 하는 것이죠.

스트레스 반응의 매개자인 CRH, 노르에피네프린, 코티솔 등의 호르몬들은 공포 시스템을 활성화시킵니다. 이런 공포는 우리 인류의 조상들에게 각성을 더욱 명료하게 해주기 때문에 잠재적인 위협을 예측하고 분석하는데 도움을 주었지만 현대인에게는 불안이나 불면증으로 증상이 나타납니다. 불안을 해소하기 위해서 술을 마셔보기도 하고, 밥을 배터질때까지 먹기도 해보죠. 근육이 터져나갈 때까지 운동도 해보고, 손톱을 깨물기도 합니다. 이런 일련의 행동들이 강박증으로 발전하기도 합니다.

우리 인류의 조상들은 위협으로부터의 노출을 최소화 하기 위해서 생활반경이 작았습니다. 지레짐작 새로운 것을 겁내는 것이죠. 이는 현대인에게 우울증으로 발전할 수 있는 소인이 됩니다. 불안을 해소하지 못하여 우울증으로 빠지기도 하죠. 식욕, 성욕을 비롯한 대부분의 욕구가 감소하여 신경성 식욕부진증 등으로 발전하기도 합니다.

또한 스트레스 반응 자체가 교감신경성 작용의 총체입니다. 교감-부신계와 시상하부-뇌하수체-부신 축(HPA axis)이 활성화된 상태죠. 화를 잘내거나 신경질적이게 되는 것입니다.

스트레스 반응 자체(anger, fear)를 회피하려는 힘(depression)과 스트레스 반응 자체(anger, fear)와 관련지어 스트레스 반응에 수반하는 감정(anxiety)을 극복하려는 노력(behavioral action)이 스트레스 정신증상을 구성하는 요소입니다.

인지적 증상
붕어 기억력
집중력 저하
판단력 저하
부정적인 시선
달고사는 걱정
불안한 마음

정서적 증상
가을타는 남자
신경질적인 기질
강박증
외톨이라는 생각
우울감, 불행하다고 생각

행동적 증상
많이 먹거나 안 먹거나
많이 자거나 안 자거나
자청하여 왕따생활
일 저질르고 나몰라라
술, 담배, 여자, 약물 탐닉

스트레스와 A형 성격

2010-01-20T17:17:00.000+09:00

똑같은 일을 당해도 열을 올리고 화를 박박 내는 사람이 있는 반면에, 조용히 화를 삭이는 사람들도 있고, 아무 일도 없었다는 듯이 그냥 대수롭게 넘어가는 사람들도 있습니다. 사람마다 스트레스 자극원(stressor)에 대한 감수성이 다 다르고 이런 경향성을 우리는 성격이라고 부릅니다.

같은 직장 상사 밑에서 일해도 시환이는 군말 않고 잘 다니지만 좀 게으르고, 기동이는 매사 불만이 많고 짜증을 부리지만 일은 참 잘합니다. 기동이는 A형 성격일 가능성이 높습니다.

여기서 A형 성격은 1960년대 미국의 프리드먼과 로즈먼 박사의 논문을 토대로 하고 있습니다. 3000여명을 대상으로 스트레스가 높은 사람들의 특징 유형을 뽑아낸 거죠.

걸음걸이가 빠른 편이다
푸념을 하거나 우는 소리를 내는 사람을 보면 짜증이 난다
소곤소곤 속삭이는 투로 말하지 않는다
당황하지 않고 상대의 눈을 보면서 말할 수 있다
말을 할 때 손발을 움직이거나 몸을 흔드는 수가 많다
입을 크게 벌리고 웃어대는 일이 없다
상대가 일을 제대로 해주지 않을 때는 자신이 그 일을 해버린다
주먹을 쥐거나 손가락질을 하는 경우가 많다
비틀거리거나 물건을 떨어뜨리는 일이 자주 있다
손에 힘을 주고 악수하거나 상대의 몸을 치거나 할 때가 있다
큰소리로 힘을 주어 말한다
시계를 자주 본다
쉬지 않고 말을 빨리 한다
이를 악물거나 턱에 힘을 주는 때가 종종 있다
방심하는 표정을 짓지 않으려고 신경 쓴다
자신을 눈에 생기가 있고 정력적이라고 생각한다
누구를 오래 기다리는 것은 고통스럽다
신문이나 잡지를 낱낱이 읽지 않는다
갑자기 한가한 시간이 생기면 고통스럽다
상대의 이야기를 끝까지 듣지 않는다
의자에 앉을 때에는 의자 앞쪽에 가볍게 앉는다

평가
0-7개 : B형 성격
8-14개 : A형과 B형의 중간형
15-21개 : A형 성격

현대인의 스트레스의 본질은 괴리입니다. 욕망과 능력의 괴리. 무능력도 스트레스고, 기대치가 너무 높아도 스트레스고, 간극을 계속 좁히려고 하는 노력 자체도 스트레스입니다. 그런 성향을 잘 나타낸 것이 바로 A형 성격입니다.

부모님께 물려받았든, 과거 어렸을 때의 환경탓이든 A형 성격은 스트레스에 대한 감수성이 높죠. 같은 환경에 있어도 생각하는 방식이 다르고, 대처하는 방식이 다릅니다. 이것이 스트레스와 관련한 모든 주제의 근원입니다.

모든 것은 마음에 달렸죠. 마음은 필연적으로 몸에 영향을 미칩니다. 이것이 바로 신체정신의학(psychosomatic medicine)의 핵심이고 우리가 불쾌하다고 여겨지는 스트레스 증상을 해결하는 키가 되죠.

우리는 스트레스를 받게 되면 대부분 불쾌감, 두려움, 공포, 우울감 등의 부정적인 정서와 관련지어 현재의 환경을 재해석 합니다. 스트레스 자극원에 의해 부정적인 감정들이 유발되고 A형 성격의 경우 이럴 가능성이 더 높은 겁니다.

화를 내거나 공포를 느끼면 아드레날린성 신경물질이 증가하고, 반대로 사랑을 하게 되면 스트레스 반응에 관여하는 신경전달물질이나 호르몬들이 감소하죠.

스트레스 반응과 관련된 증상 이전에 바로 마음이 먼저인 것입니다.

일반적응증후군(General adaptation syndrome)

2010-01-20T11:50:00.000+09:00

현대인에게 있어 스트레스 반응은 아무 이득 없이 고비용을 치루고 있는 것이라고 했습니다. 물론 으슥한 밤길에 혼자 걷는다거나, 불의에 맞서 주먹다짐을 하기로 결정한 순간 등의 특수한 경우를 제외하고 말이죠.

우리네 삶 속의 스트레스는 매우 광범위하고 지속적입니다. 직장생활이나 주위 인간관계에 대한 고민, 경제력에 대한 무능력, 결혼과 같은 중대차한 일 등에 대한 고민은 하루에도 수십번씩 머리를 쥐어 뜯게 하죠.

우리 인류의 조상들이야 자신에게 해를 가하는 물리적인 위협들에 대해 맞서 싸우거나 도망치면 끝이었지만 현대인들은 그렇지 않습니다. 직장이 아무리 힘들어도 직장상사와 맞서 싸운다거나, 사직서 쓰고 나오면 곤란하죠. 월욜에 로또 한장 사서 일주일을 계속 견뎌야 하는 겁니다. 그렇기 때문에 스트레스 자극원(stressor)에 지속적으로 노출되었을 경우 우리 몸이 어떻게 반응할 것인지가 중요한 화두로 떠올랐습니다.

그런 고민의 결과물이 바로 Hans Selye의 일반적응증후군(General adaptation syndrome)입니다. 스트레스 자극원(stressor)에 노출된 시간에 따라서 우리 몸이 스트레스에 저항하는 양상과 정도를 고찰한 모델입니다. 일반적응증후군(GAS)은 크게 경고반응기(alarm), 저항기(resistance), 소진기(exhaustion) 3단계로 나누어집니다.

① 경고반응기(alarm)

스트레스 자극원(stressor)을 처음으로 접하게 되면 경고 사인을 처음으로 지시하는 곳이 바로 시상하부입니다. 시상하부의 교감신경 중추를 자극하고 교감신경계는 일제히 아드레날린 러쉬를 하게 되죠. 교감신경말단에 뒤이어 부신수질에서까지 에피네프린과 노르에피네프린을 발사하고 나면 우리 몸은 싸우거나 도망칠 준비를 마치게 됩니다. 이것이 누차 이야기했던 fight or flight 반응이죠.

심장박동은 빨라지고 호흡은 가빠지며 혈압은 올라갑니다. 피부로 가는 혈관은 수축되어 얼굴은 창백해지고 위장관과 신장으로 가는 혈관 역시 수축되어 근육에게 혈액을 몰아주죠. 간에서는 저장된 당분을 혈액으로 방출하여 근육이 쓸 에너지를 미리 내어줍니다.

② 저항기(resistance)

스트레스 자극원(stressor)에 노출되는 시간이 점점 증가하면 땀이나 피 등의 체액손실도 생겨나고 상처난 조직들도 생겨나게 됩니다. 그러면 우리 몸에서는 체액손실을 보상하고, 상처난 조직들을 재생시키는 작용기전이 작동되죠. 부족한 군수물자를 보충하고 부상당한 병사를 어루만져서 다시 재정비하는 시간입니다.

체액손실을 보상하기 위해서 시상하부는 항이뇨 호르몬(ADH)을 분비하여 신장에서 이미 한번 걸러진 뇨에서 수분을 거두어 들입니다. 레닌-안지오텐신 시스템도 활성화되게 됩니다. 최종적으로는 부신 피질에서 알도스테론이 분비되어 신장에서 수분과 나트륨 이온을 다시 거두어 들이고 칼륨 이온을 배설하는 작용을 합니다. 이것이 체액손실을 보상하기 위한 기전이죠.

상처난 조직들을 재생시키고, 스트레스 자극원(stressor)에 지속적으로 영양을 공급하기 위해서는 우리 몸에서 비축되어 있는 에너지를 쓸 수 밖에 없습니다. 그런 역할을 시상하부에서 분비된 성장호르몬(growth hormone)과 부신피질에서 분비된 cortisol이 합니다. 이것이 이른바 시상하부-뇌하수체-부신 축(HPA axis)이죠.

충분한 보상이 이루어지면 조직은 재생되고 체액도 항상성을 찾아 몸이 회복되지만, 지원사격해줄 총알이 부족해지면 소진기 단계로 넘어가게 됩니다.

③ 소진기(exhaustion)

저항기 단계에서 스트레스 자극원(stressor)에 대한 노출이 없어지고 우리 몸이 적절한 보상이 이루어지면 항상성을 되찾게 됩니다. 하지만 스트레스 속에서 살고 있는 우리 현대인들은 소진기 단계로 이행할 가능성이 높죠.

오랜 기간동안 스트레스를 받게 되다보면 우리 몸은 스트레스 반응이 과도하게 활성화된 상태로 있게 됩니다. 체액을 보상하려는 기전이 과도해지면 고혈압이 오죠. 칼륨은 항상 부족하고, 혈당은 항상 높은 상태로 유지가 됩니다. 또한 cortisol은 늘 높은 농도로 존재하게 되어 면역과 염증 시스템을 억제하여 감염에 취약해집니다.

특히 부신 같은 분비선(glands)의 경우에는 시시각각 호르몬을 합성해서 비축해놓아야 하는데, 만성적으로 가게 되면 그런 기능 자체에 직접적으로 영향을 받습니다.

소화기계나 심혈관계통에 심각한 증상을 유발할 수 있고, 위궤양, 당뇨병, 우울증 같은 질환은 만성적인 스트레스와 밀접한 관련이 있죠. 다른 정신과적인 문제도 수반하게 됩니다.

현대를 살고 있는 우리에게 있어서 지금 현재 스트레스의 어느 한 단계에 고정되어 있다고 생각하기는 어렵습니다. 스트레스 자극원(stressor)은 다양하고 복잡하며 또한 지속적이기 때문이죠. 파도가 계속 밀려오는 것과 같습니다. 견디기 힘든 거친 파도가 몰려오기도 하고 한번은 잔잔한 파도가 오기도 하죠. 그러다가 파도가 완전히 멈추게 되면 생명력도 다한 것입니다.

현대인의 스트레스

2010-01-19T16:25:00.000+09:00

우리 인류의 조상들은 입시를 치루기 위해 10여년을 책과 씨름하지 않아도 되고, 대기업에 들어가기 위해 대학교 내내 성적관리며, 토익이며, 면접 같은 걸 준비하지 않아도 되죠. 어디 그 뿐인가요. 직장에 들어가서는 상사한테 치일 걱정도 안해도 되고, 결혼자금 모으느라 고생할 필요도 없죠. 뭐 가타부타 더 말할 것도 없이 현대인의 인생이 스트레스죠.

그래서 누군가는 그럴지도 모르겠습니다. 우리가 우리 조상들보다도 더 많은 스트레스 속에서 살고 있다고 말이죠.

그런데 이것은 조금 다른 맥락입니다. 우리 조상들의 스트레스에 대해서 조금만 생각해보면 스트레스의 양과 질 측면에서 절대 뒤지지 않았습니다. 음식 저장고가 없어서 늘 배고프에 시달려야 했고, 의약품이 없었기 때문에 뼈가 부러져도 참아야 했죠. 설치류는 넘쳐나서 위생은 보나마나 였고, 길가에 만연해 있는 포식자는 언제나 위협의 대상이었습니다. 생활은 단순했지만 어디하나 만만한 게 없었습니다.

가장 크게 다른 것이 있다면 우리 조상들은 스트레스원(stressor)에 대응하는 반응을 통해서 이득을 봤다는 점입니다. 그것은 신체를 직접적으로 위협하는 물리적인 자극원이었기 때문에 가능했습니다.

반면에 우리 현대인의 스트레스는 사회 속에서 겪는 정신적 스트레스가 대부분입니다. 삶의 반경은 넓어졌고 세상은 좁아졌고 생각할 것은 많아졌죠. 되고 싶은 것도 많고 가지고 싶은 것도 많지만 내가 할 수 있는 일들에는 한계가 있습니다. 내 능력에 비해 기대치가 높아지면 본질적으로 불안을 낳습니다. 결국에는 불안한 거고 두려운 거죠.

불안과 두려움은 시도 때도 없이 시상하부-뇌하수체-부신 축(HPA axis)을 흔들어대고 어김없이 우리 몸에서 스트레스 반응을 유발합니다. 하지만 이렇게 야기된 스트레스 반응 자체는 아무 이득이 없이 순수하게 지불해야 하는 비용들인 것이죠. 더이상 맹수에게 잡혀먹을 일도 없고, 배고픔에 떨지 않아도 되니까요. 그럼에도 계속 우리는 스트레스의 홍수 속에서 값비싼 비용을 치루고 있는 겁니다.

스트레스 반응 [2]

2010-01-19T11:16:00.000+09:00

스트레스 자극을 받으면 우리 몸은 교감-부신계(sympathoadrenal system)와 시상하부-뇌하수체-부신축(HPA axis)을 활성화시킵니다. 교감-부신계가 활성화되면 교감신경계 말단에서는 노르에피네프린(NE)과 뉴로펩티드 Y(NPY) 분비가 늘어나고 부신수질에서는 에피네프린(E)과 노르에피네프린(NE)생성이 증가하죠.

시상하부-뇌하수체-부신축이 활성화되면 시상하부에서 CRH(corticotropin- releasing hormone)과 AVP(arginin vasopressin 분비가 증가됩니다. 이들은 뇌하수체에서 ACTH(adrenocorticotropin) 생성을 자극하고 이는 다시 부신피질에서의 cortisol 분비를 자극하게 됩니다.

이러한 스트레스 시스템은 음성 피드백에 의해 조절이 되는데 cortisol이 뇌로 들어가서 해마 등의 여러부위의 수용체와 결합함으로써 CRH생성을 저해함으로써 스트레스 시스템은 off가 됩니다.

이런 일련의 과정이 스트레스 반응의 메커니즘입니다. 좀 더 시간적으로 구분하면 다음과 같죠.

스트레스에 의한 자극을 받게 되면 시상하부에 의해서 즉각적으로 교감신경을 활성화시키고 교감신경 말단에서는 에피네프린과 노르에피네프린이 나와서 불과 2~3초 안에 호흡이 가빠지고 심박동이 빨라지며 동공은 확장됩니다. 위장관으로 가는 혈류를 차단하여 근육 쪽으로 공급해줄 준비를 하므로 위장관 운동 및 위장관 선 분비는 감소하게 되죠.

얼마 지나지 않아 부신수질에서는 에피네프린과 노르에피네프린을 혈류로 방출함으로써 앞서 일어났던 교감신경 충동에 지원사격을 해주게 됩니다. 혈류를 통해 방출이 되므로 지속시간도 20~30초로 길고, 교감신경이 미처 가지 못한 곳까지 영향을 미치기 때문에 비로소 무장이 완료가 됩니다. 맞서 싸우거나 혹은 냅다 뛸 준비를 마친 것이죠.

그 뒤부터는 재정비의 시간입니다. 땀이나 피를 많이 흘렸다면 체액손실을 보상해주어야 하고, 상처가 났다면 염증 반응을 최소화하여 통증을 조절해야 하죠. 이런 역할들을 ACTH, vasopressin, thyroxine 등이 합니다. 수 분에서 수시간 때로는 수 주가 걸릴 수도 있습니다.

우리 인류의 조상이 먹이사슬의 한 단계에 있을 당시에 이런 일련의 과정들은 최적의 시스템이었습니다. 일단 경보가 울리면 모든 조직과 기관들이 협동적으로 일했고, 일한 뒤에는 충분한 보상의 시간을 가졌죠.

인간이 완전히 먹이사슬의 피식자에서 벗어난 것은 지구의 46억년 역사에서 봤을 때, 아니, 현생 인류의 조상에서 거슬러 올라와서 보아도 불과 얼마 전의 일입니다. 피식자의 역사 속에서 우리 인류의 조상들은 살기 위해서 생존을 위한 도구를 몸에 아로 새겼던 것이죠. 스트레스 반응 자체가 생존본능인 것입니다.

스트레스 반응 [1]

2010-01-19T10:42:00.000+09:00

자극에 반응하는 것은 모든 유기체의 공통된 습성입니다. 그 중에서도 먹이사슬의 윗단계에 있는 포식자에게 잡혀먹히지 않으려면 자신을 위협하는 자극에 재빠르게 행동해야 하죠.

스트레스 반응은 싸우거나 도망치기(fight or flight) 반응이라고 합니다. 이것은 오랜 세월동안 포식자 등의 위협에 대항하여 유기체가 가다듬은 훌륭한 경보시스템입니다. 도망치든 싸우든 결정을 하기 위해서는 머리는 명민해져야 하며, 근육은 힘을 비축해야 합니다. 산소를 더 많이 받아들이기 위해 호흡 속도를 높이거나 심장박동을 빨리 해서 피를 빨리 돌리는 것들은 근육 활동에 도움을 주기 위한 것들이죠.

그런데 이 경보시스템에는 두 가지 문제가 있습니다. 하나는 비용이 너무 많이 든다는 것이고, 다른 하나는 적막한 가운데 밟히는 낙엽 소리에도 경보가 울려댄다는 점이죠.

이러한 결함에도 경보시스템이 지금까지 살아남아 우리 몸에 새겨질 수 있었던 것은 만에 하나 치명적인 위협을 회피하지 않은 것에 대한 대가가 크기 때문입니다. 죽음 아니면 심각한 부상이죠. 만약 경보시스템을 울리는데 필요한 비용이 300㎉ 정도 된다고 한다면, 잡아 먹히는 것은 300,000㎉ 정도의 손실입니다. 그렇기 때문에 0.1%의 위협에도 경보시스템을 울릴 가치가 있는 것입니다.

새들은 뒤에서부터 다가오는 그림자에도 반응을 해서 날아간다고 하죠. 그게 설령 해가 뉘엇뉘엇 넘어가고 있는 것임에도 말입니다. 고요하고 적막한 가운데 밟히는 낙엽 소리에도 우리 인류의 조상들은 긴장을 한 것입니다. 그게 혹여나 맹수의 발소리가 아닌가 해서죠.

우리 인류의 조상들이 먹이사슬의 한 단계를 차지했던 그 당시에는 이러한 경보시스템이 최적이었습니다. 활동, 휴식, 활동, 휴식, 활동, 휴식.. 이럴 정도로 삶은 단순했기 때문에 거짓된 경보가 울리는 횟수가 상대적으로 적었죠. 또 경보시스템의 효율을 높이기 위해서 청각(주로 noise)과 시각 등의 감각을 다른 감각에서 받아들이는 정보보다 우선했습니다.

이러한 경보시스템이 온전히 우리 몸에 교감신경계의 통합적인 기능으로 기억된 것입니다. 다음 포스팅에서는 교감신경계 및 내분비계와 관련지어 스트레스 반응을 살펴보겠습니다.

Intro. 스트레스

2010-01-18T13:42:00.000+09:00

많은 연구자들에게 연구되어 수십년간에 걸쳐 정의되어 왔고, 의학에서뿐만이 아니라 일상 생활 전반에 걸쳐서 하나의 신드롬처럼 아무 무리 없이 사용하고 있는 용어. 바로 스트레스입니다.

스트레스 반응은 대부분 불쾌한 상황과 맞닿아 있고, 불쾌한 행동반응들을 유발하기 때문에 약으로라도 조절하고 싶은 그 무언가였습니다. 상황이 아무리 힘들고 어렵더라도 웃으면서 뚜벅뚜벅 헤쳐나가고 싶은데, 내 마음이, 내 몸이 힘들다고 말합니다.

Hans Selye같은 석학이 eustress라는 개념을 통해서 긍정적인 반응을 유도해내는 스트레스가 있고, general adaptation syndrome이라는 용어를 통해 스트레스의 유용성에 대해서도 말해보았지만, 여전히 스트레스는 짜증나고 불쾌해서 제거해버리고 싶은 대상임에는 틀림이 없는 것 같습니다.

대부분의 사람들이 하루에 한번씩은 경험하는 스트레스를 굳이 이렇게 이야기로 끄집어내는 것이 흔히들 말하는 '스트레스 해소법' 같은 스킬을 말하려고 하는 것은 아닙니다. 그렇다고 해서 '스트레스 반응이 좋은 측면이 있으니까 참고 한번 즐겨보자' 라고 설득하려는 것도 아닙니다.

제가 전해드리고 싶은 이야기는 스트레스 반응이라는 것이 꽤나 유용할 때가 있었고 그래서 그것을 우리 몸이 기억하고 다듬어서 우리 몸에 착실하게 새겨놓았다는 것입니다. 다만, 지금의 스트레스 자극원(stressor)은 우리의 먼 조상들이 살던 시대의 것과는 너무나도 다릅니다. 극한의 추위에 떨거나 극도의 배고픔에 치를 떨지 않아도 되고, 잡혀먹을까봐 걱정하지 않아도 됩니다. 지금 우리가 말하는 스트레스는 너무나도 다르고 자극의 질과 양 자체에서 보더라도 생존을 위협할 만큼 강력한 것도 아니지만 우리 몸이 수도 없이 '스트레스 반응' 사이렌을 울려댈만큼은 충분하더라는 겁니다.

이런 걸 미스매치라고 합니다. 타이슨과 싸우려면 최홍만 주먹 정도는 되야겠지만, 동네 형님과 싸우려면 최홍만 주먹까지도 필요 없더란 말입니다.

그런데 사람들마다 스트레스에 대해, 보다 엄밀히 말하면 스트레서가 유발하는 내 몸과 마음의 반응들에 대해 대처하는 방식이 다 다를 뿐더러 스트레스 반응의 양상 자체가 다양하고 복잡합니다. 아예 스트레스로 느끼지 못하는 감수성이 둔한 사람도 있고, 자살까지 생각할 정도로 견디기 힘들 수도 있더란 것이죠. 대부분의 사람들은 그 중간 어느메에 있지만 어떤 사람들은 몸이 더 힘들고, 어떤 사람들은 마음이 더 힘들다고 얘기합니다. 또 내 몸 여기가 어쩌고 저쩌고, 내 마음이 이러쿵 저러쿵하니까 힘들다 합니다. 사람마다 다른 겁니다. 이건 좀 더 어려운 이야기입니다.

어디까지 풀어내고 어떻게 끝맺을 지 모르겠지만 스트레스의 정체에 대해서는 꼭 말하고 싶었습니다. 이게 밥인지 똥인지 꼭 먹어봐야 아냐고 하시겠지만 꼭 먹어봐야 압니다. 밥인지 똥인지 먹어봐야만, 구린 냄새가 나고 황금색의 흐물흐물한 걸 보면 이제 더 이상은 안먹을 수 있는 거죠. 스트레스 반응의 정체에 대해서 꼭 알아야만 내 마음과 몸을 더 잘 어루만질 수 있습니다.

번외편 : 체온조절

2010-01-15T14:03:00.000+09:00

신체의 체온조절 메커니즘은 너무도 정교해서 몸의 중심부 온도는 거의 항상 ±0.6℃ 내외로 일정하게 유지됩니다.

체온

체온은 열생산과 열손실의 균형에 의해 조절됩니다. 우리 몸에서 생산되는 열은 기본적으로 인체의 대사율에 의해 열생산 속도가 결정이 됩니다. 몇 가지 중요한 인자들은 ①모든 세포의 기초대사율, ②근육활동, ③티로신의 효과, ④에피네프린, 노르에피네프린, 교감신경성 자극 ⑤세포 자체의 온도가 올라갈 때 부가적인 대사 등입니다.

이렇게 체내에서 생산된 열은 심부 장기와 조직으로부터 피부로 전달되어 최종적으로는 대기로 방출이 됩니다. 이 과정에서 열 방출량은 전적으로 ①심부에서 생성된 열이 피부로 얼마나 빠르게 전달되는지 ②열이 피부에서 대기로 얼마나 빠르게 방출되는지에 달려 있습니다.

①심부에서 생성된 열이 피부로 얼마나 빠르게 전달되는가

이것은 교감신경계에 의해 전적으로 달려 있습니다. 피부의 정맥총으로 혈액을 공급하는 동정맥 문합과 세동맥의 수축을 교감신경이 담당하고 있고, 심부온도와 대기온도의 변화에 얼마나 민감하게 반응하는지에 따라 피부로 혈액을 얼마나 보낼지가 결정이 되죠.

피부의 정맥총으로 들어가는 혈류량은 거의 제로에서부터 심박출량의 30%까지에 이르기까지 다양합니다. 심부에서 피부로의 열전도를 충분히 커버할 수 있는 폭입니다.

②열이 피부에서 대기로 얼마나 빠르게 방출되는가

피부로부터 대기로 열을 방출하는 방법에는 크게 세가지입니다.

인체에서 모든 방향으로 나가는 열적외선의 형태로 방출되는 복사가 그 첫째고, 공기로의 전도가 그 둘째고, 땀에 의한 증발이 마지막입니다.

시상하부의 온도감지기

전시상하부-시상교차 앞구역(anterio hypothalamic-preoptic area)에는 냉감수성 뉴런(cold-sensitive neuron)과 열감수성 뉴런(heat-sensitive neuron)이 있어 체온이 증가하면 열감수성 뉴런의 신경충동이 2~10배 증가하고, 체온이 떨어지면 냉감수성 뉴런의 신경충동이 증가하게 되어 온도 감지기의 역할을 합니다.

체온조절

체온이 올라가면 후시상하부에 위치한 교감신경성 중추를 억제함으로써 피부의 혈관이 강하게 확장이 됩니다. 이로써 피부로 이동되는 열의 양을 8배 정도 증가시키게 되며, 열생산이 감소가 됩니다. 또한 체온이 1℃ 상승하게 되면 기초 열생산량의 10배를 방출할 정도로 충분한 땀을 배출합니다.

반대로 체온이 떨어지면 후시상하부의 교감신경성 중추의 자극에 의해 피부의 혈관수축이 일어나며, 교감신경성 자극은 모낭의 입모근 역시 수축시켜 털을 서게 합니다. 이는 두꺼운 공기절연층을 만드는 효과가 있습니다. 티로신 분비 역시 항진되어 전체적인 대사율을 높이게 됩니다.

자율신경계의 생리적 기능 [8]

2010-01-14T15:22:00.000+09:00

[1] 순환기계 (Circulatory system)

[2] 호흡기계 (Respiratory system)

[3] 신경계 (Nervous system)

[4] 소화기계 (Digestive system)

[5] 내분비계 (Endocrine system)

[6] 비뇨기계 (Urinary system)

[7] 생식기계 (Reproductive system)

[8] 외피계 (Integumentary system)

한선(sweat gland)

땀샘은 포유류에게만 특징적으로 발견되는 효율적인 냉각시스템입니다. 사람에게는 200만~500만개가 있으며 에크린 한선과 아포크린 한선으로 나누어지죠. 둘 다 교감신경에 의해 자극을 받게 됩니다.

에크린 한선은 전신의 피부에 분포하는데 교감신경에 의해 자극되면 다량의 땀을 분비하게 됩니다. 대부분의 한선에 분포하는 교감신경섬유는 콜린성이고, 부교감신경의 중추라고 여겨지는 시상하부의 중추에 의해 일차적인 자극을 받기 때문에 부교감신경성 기능이라고 일컬어집니다.

아포크린 한선은 겨드랑이, 외이도, 항문주위, 유두, 안검의 눈썹부위, 콧날개 등에 분포하여 교감신경에 의해 자극을 받으면 냄새나는 땀을 분비합니다. 겨드랑이 같은 경우 어깨관절이 운동하기 쉽게 안쪽면의 마찰을 최소화해주는 역할을 합니다. 아포크린 한선 같은 경우에는 교감신경섬유가 아드레날린성이기 때문에 교감신경 중추에 의해 조절이 됩니다.

땀은 98%이상이 수분이죠. 하루에 정상인이 흘리는 땀은 600~700ml라고 합니다. 땀배출의 가장 큰 목적은 체온조절입니다. 체온의 1℃ 추가 상승은 기초 열생산량의 10배를 방출할 정도의 충분한 땀을 내게 하고, 땀 1L당 585㎉의 열이 방출될 정도로 효과가 강력합니다.

자율신경계의 생리적 기능 [7]

2010-01-14T14:25:00.000+09:00

[1] 순환기계 (Circulatory system)

[2] 호흡기계 (Respiratory system)

[3] 신경계 (Nervous system)

[4] 소화기계 (Digestive system)

[5] 내분비계 (Endocrine system)

[6] 비뇨기계 (Urinary system)

[7] 생식기계 (Reproductive system)

[8] 외피계 (Integumentary system)

남성 성행위

요추 윗부분을 절단된 후에도 자극이 적합하게 주어진다면 사정을 할 수 있다고 합니다. 즉, 남성에게 있어 성행위는 척수에서 통합된 반사기작의 결과이고 뇌의 기능 자체는 성행위를 하는데 있어서 꼭 필요한 것은 아니라는 말이죠. 하지만 정신적 자극은 성행위 능력을 크게 향상시킬 수 있죠.

성적 자극의 첫 번째 결과물은 음경의 발기입니다. 발기의 정도는 정신적, 물리적, 자극의 정도에 비례합니다. 발기는 천수로부터 음경까지 이어지는 부교감신경의 충동에 의해 일어납니다. 여타의 다른 부교감신경 섬유와 비교해봤을 때 아세틸콜린 이외에도 혈관을 확장시키는 물질들인 산화질소나 혈관작용성 장펩티드(VIP)가 더 분비되어 평활근과 음경동맥을 이완시켜주는 역할을 합니다.

발기조직은 커다란 해면정맥동인데 정상적으로는 비교적 혈액이 비어있는 상태이지만 정맥혈류가 부분적으로 차단되면서 동맥혈이 빠르게 발기조직 안으로 흘러들어가면 굉장한 압력에 시달립니다. 음경이 단단하고 길어질 때까지 이 압력은 유지되죠.

부교감신경 충동은 음경의 발기와 더불어 요도선과 구요도선에 점액이 분비되어 성교시 윤활에 도움을 주게 됩니다.

성행위가 최고점에 다다르면 척수의 반사중추는 T12~L2에서 기시한 교감신경충동을 방출하기 시작하여 하복신경총과 골반교감신경총을 거쳐서 생식기관까지 도달합니다.

이러한 교감신경 충동은 정관과 팽대부를 수축시키고, 이어서 전립선 근육층, 정낭의 수축으로까지 이어져 전립선액과 정낭액을 요도로 배출시켜 사정에 이르게 합니다.

여성 성행위

질입구 주위에 위치하고 음핵을 확장하는 발기조직은 남성의 것과 거의 유사합니다. 천추총으로부터 외부생식기까지 부교감신경에 의해 조절되고, 성자극의 초기시기에 부교감신경 섬유 종말에서 아세틸콜린과 더불어 산화질소와 혈관작용성 장펩티드(VIP)가 방출되어 발기조직들의 동맥을 확장시키게 됩니다.

마찬가지로 부교감신경 신호들은 소음순 아래 위치한 바르톨린선(Bartholin's gland)을 통과하여 질입구 내부에 즉시 점액의 분비를 일으킵니다.

자율신경계의 생리적 기능 [6]

2010-01-13T17:19:00.000+09:00

[1] 순환기계 (Circulatory system)

[2] 호흡기계 (Respiratory system)

[3] 신경계 (Nervous system)

[4] 소화기계 (Digestive system)

[5] 내분비계 (Endocrine system)

[6] 비뇨기계 (Urinary system)

[7] 생식기계 (Reproductive system)

[8] 외피계 (Integumentary system)

방광 및 요관의 신경지배

방광으로 가는 가장 기본적인 신경은 주로 S2~S3에서 기시한 골반신경입니다. 골반신경은 감각 및 운동섬유를 모두 포함하고 있는데, 감각신경섬유는 방광벽의 신장 정도를 감지하며 특히 후요도(posterio urethra)의 신장에서 발생하는 신호가 강합니다. 이는 배뇨반사를 유발하는 주된 자극이 되죠. 운동신경은 부교감신경입니다. 방광벽에 위치하는 신경절에서 시냅스되어 최종적으로는 방광근을 지배합니다.

체신경섬유인 음부신경은 방광의 외괄약근을 지배합니다.

L2 에서 기시한 하복신경 안에 교감신경섬유가 들어있는데 이는 주로 혈관을 자극하며 방광의 수축에는 거의 영향을 미치지 않습니다.

요관의 벽은 평활근을 포함하고 있으며 교감, 부교감신경의 지배를 받을 뿐 아니라 요관 전체에 걸쳐 뻗어있는 신경섬유와 벽내 신경총의 신경지배를 동시에 받습니다. 부교감신경이 자극되면 요관의 연동운동성 수축이 항진되고 교감신경에 의해 억제가 됩니다.

요관에는 통증신경섬유가 풍부하게 분포하고 있어서 만약에 결석같은 것으로 요관이 막히면 강력한 반사성 수축이 통증과 함께 발생합니다. 통증의 흥분파는 신장에 교감신경반사를 유발하여 급속히 신세동맥을 수축시키고 더 많은 뇨가 요관과 신우로 흘러 들어오는 것을 방지하게 됩니다.

배뇨반사
요가 차서 방광내압이 상승하게 되면 방광 및 후요도의 신장에 의해 감각신호가 골반신경으로 전달됩니다. 이 신호는 다시 같은 신경의 부교감신경 섬유를 통해 반사적으로 다시 방광으로 돌아오게 되고 방광수축을 일으킵니다. 잠시후에 방광근의 수축이 멈추면 방광내압은 기준치로 돌아서게 되죠.

이 때 방광이 계속 채워지면 배뇨반사의 빈도는 점차 증가하고 방광근의 수축이 더욱 강화가 됩니다. 배뇨반사가 더욱 자주, 더욱 강하게 일어나면서 강력해지면 음부신경을 통해 외괄약근을 억제하게 되는데 실제 배뇨의 시작은 뇌의 고위중추에 의해서 일어납니다.

자율신경계의 생리적 기능 [5]

2010-01-13T16:28:00.000+09:00

[1] 순환기계 (Circulatory system)

[2] 호흡기계 (Respiratory system)

[3] 신경계 (Nervous system)

[4] 소화기계 (Digestive system)

[5] 내분비계 (Endocrine system)

[6] 비뇨기계 (Urinary system)

[7] 생식기계 (Reproductive system)

[8] 외피계 (Integumentary system)

자율신경계가 내분비계에 영향을 미치는 것은 췌장과 부신수질이라는 두 가지 조직을 통해서입니다.

췌장

췌장의 내분비 조직은 랑게르한스섬입니다. 랑게르한스섬은 형태 및 염색성질에 따라 α세포, β세포, δ세포로 이루어져 있죠. β세포는 전체의 60%를 차지하며 인슐린과 아말린을 분비하고, α세포는 전체의 약 25%를 차지하며 글루카곤을 분비하고, δ세포는 약 10%로 소마토스타틴을 분비합니다.

교감신경이 자극되면 β세포로의 분비를 억제하고, α세포로부터의 분비가 증가하므로 인슐린 분비가 촉진되며, 부교감신경이 자극되면 둘 다 분비가 증가합니다.

부신수질(adrenal medulla)

부신수질을 지배하는 교감신경섬유는 척수의 측각으로부터 나온 신경절전 교감신경섬유가 시냅스 없이 직접 부신수질에 도달하여 이들 섬유가 에피네프린과 노르에피네프린을 혈액으로 분비하게 됩니다.

부신수질로 가는 교감신경섬유가 자극되면 다량의 에피네프린과 노르에피네프린이 혈액속으로 방출되어 이 두 호르몬은 혈액을 타고 신체의 모든 조직으로 운반됩니다. 평균적으로 에피네프린이 80%고, 노르에피네프린이 20%입니다.

피 속에서 순환하는 에피네프린과 노르에피네프린은 여러 장기에 대하여 직접 교감신경을 자극하는 것과 같은 효과를 나타내는데, 호르몬이 혈중에서 1~3분간에 걸쳐 서서히 소실되기 때문에 효과의 지속시간이 5~10배 정도 더 길게 됩니다.

부신수질은 두 가지 중요한 가치가 있습니다. 교감신경섬유가 파괴된 기관에 작용해서 교감신경성 작용을 해내는 게 그 첫째고, 교감신경성 섬유에 의해 지배되지 않는 신체의 구조물들을 에피네프린과 노르에피네프린이 자극할 수 있습니다.

에피네프린(E)과 노르에피네프린(NE)에도 차이는 있습니다.

E는 β수용기를 더 잘 자극하여 심장에 대해서 더 큰 효과가 있고,

NE에 비하여 근육의 혈관을 수축시키는 작용이 약하며,

NE에 비하여 5~10배 대사작용이 더 큽니다.

자율신경계의 생리적 기능 [4]

2010-01-13T11:55:00.000+09:00

[1] 순환기계 (Circulatory system)

[2] 호흡기계 (Respiratory system)

[3] 신경계 (Nervous system)

[4] 소화기계 (Digestive system)

[5] 내분비계 (Endocrine system)

[6] 비뇨기계 (Urinary system)

[7] 생식기계 (Reproductive system)

[8] 외피계 (Integumentary system)

장관신경계(Enteric nervous system)

소화기계에서 빠뜨리고 넘어갈 수 없는 중요한 부분이 바로 위장관의 고유한 장관신경계(Enteric nervous system) 이죠. 장관신경계는 식도에서 항문에 이르기까지 모든 창자의 벽에 존재하며 신경세포수만 하더라도 약 100만개 정도로 척수의 신경세포 수와 거의 맞먹습니다.

장관신경계는 다음과 같이 두 개의 신경총으로 구성됩니다.

근층간 신경총, Auerbach's plexus : 종주근과 윤상근 사이에 위치
점막하 신경총, Meissner's plexus : 점막하층에 위치

이들은 대부분 위장관 전체에서 신경세포의 사슬로 일렬로 상호연결이 되있는 구조인데 여기에 교감신경과 부교감신경 섬유가 시냅스합니다. 교감신경과 부교감신경의 자극이 장관신경계에 영향을 줘서 위장관 기능을 억제 또는 촉진하는 것입니다.

근층간신경총은 장평활근의 종주층과 윤상층 사이에 위치하기 때문에 주로 운동성을 조절하는 일을 하게 됩니다. 자극되었을 때 장관의 연동운동을 촉진시키고,(+) 괄약근의 경우에는 괄약근을 억제함으로써(-) 위에서 십이지장으로, 소장에서 맹장으로 내용물의 배출을 돕게 됩니다.

점막하 신경총은 위장관 상피에서 기원한 감각성 신호들을 통합하는 역할을 맡습니다. 이들은 주로 국소적인 장분비나, 장흡수, 위장관 점막의 주름 잡기정도를 조절하게 됩니다.

위장관의 자율신경조절

위장관에 분포된 부교감신경은 뇌와 천수부분에서 나옵니다. 입과 인두 부위를 제외하고는 미주신경이 대부분의 위장관에 분포되고, 천수에서 나오는 부교감신경은 대장의 하반부에 분포하는데 특히 S상결장, 직장 및 항문 부위에는 훨씬 더 많은 섬유가 분포함으로써 배변반사를 돕습니다. 항문 부위는 성감대 부위이기도 하죠.

부교감신경계의 신경절후 신경세포는 근층간 신경총에 시냅스하며 자극이 되면 전체 장관신경계 활동의 증가를 초래하여 거의 모든 위장관 기능을 활성화시킵니다.

반면에 위장관에 분포하는 교감신경은 T5에서 L2사이에서 시작하여 교감신경사슬을 통과하여 복강신경절 및 여러 장간막신경절에 도달합니다. 여기서 다시 신경절후 섬유가 나와 장관신경계의 신경세포에 시냅스하는데 특정 부위에 많이 분포하기보다는 기본적으로 위장관의 모든 부위에 분포하게 됩니다.

교감신경이 자극되면 위장관 활동을 억제하는데 이는 두 가지 방식으로 나타납니다. 신경종말에서 분비된 노르에피네프린이 평활근을 직접 억제하고, 간접적으로 장관신경계의 신경세포를 억제하게 됩니다. 그렇기 때문에 교감신경계에 대한 강한 자극은 위장관의 운동을 지나치게 억제하여 변비를 유발할 수도 있게 되는 것이죠.

위장관의 정보를 시시각각으로 전달하는 구심성 섬유에 대해서도 말하고 넘어가겠습니다. 많은 구심성 감각섬유들은 위장관 벽에서 위장관 점막의 자극이나, 특정 화학물질에 대한 자극, 혹은 위장관의 과도한 팽창등을 감시하게 됩니다.

이들의 정보는 최종적인 접선지가 어디냐에 따라 크게 3가지로 나누어져서 위장관반사(gastrointestinal reflex)를 이루는 기초가 됩니다.

① 장관신경계에서 통합 : 위장관 분비, 연동, 혼합성 수축
② 척수전 교감신경절로 가서 다시 위장관으로 :
위결장반사(gastrocolic reflex) : 음식물이 위에 들어오면 결장의 내용물을 배설하라고 신호보냄
장위반사(enterogastric reflex) : 결장과 소장에서부터 위의 운동성과 분비를 억제하는 신호보냄
결장회장반사(colonoileal reflex) : 결장에서부터 회장의 내용물을 결장으로 배출하는 것을 억제
③ 척수나 뇌간으로 가서 다시 외장관으로 :
위십이지장에서 뇌간으로 갔다가 다시 미주신경을 통해 위의 운동성과 분비를 조절
전체 위장관을 일반적으로 억제하는 동통반사
배변반사(defecation reflex) : 결장과 직장에서부터 척수로 가서 다시 결장, 직장, 복부의 강력한 수축

위장관혈류 : 내장순환

아래는 궁상형 동맥계를 경유하여 소장과 대장의 벽에 혈액을 공급하는 상장간동맥과 하장간동맥에 대한 그림입니다. 장관벽에 들어오자마자 동맥은 가지를 쳐서 창자 주변에 선회하는 동맥을 내고 이 동맥이 장벽을 관통합니다. 근육다발을 경유해서 장융모속으로 최종적으로는 점막하 혈관까지 길을 내게 됩니다.

정상적인 상황에서 위장관 각 부위의 혈류는 국소적인 활동의 양상에 따라 자동조절(autoregulation)됩니다. 영양소가 능동적으로 흡수될 때는 융모와 이에 인접한 점막하층의 혈류량은 8배 혹은 이상까지 증가합니다. 또한 위장관의 운동이 증가함에 따라 근육층의 혈류량도 따라서 증가합니다. 식후에는 위장관의 운동, 샘 분비, 영양소 흡수 등의 활동으로 혈류량이 크게 증가하고 2~4시간에 걸쳐 안정상태로 되돌아오죠.

부교감신경이 자극되면 위나 하부결장에서 선분비를 증가시키게 됩니다. 선활성도의 증가와 더불어 분비샘에서 나온 키닌 같은 혈관확장물질들이 위장관의 혈류량을 증가시킵니다.

반대로 교감신경의 자극은 모든 위장관에 직접적으로 영향을 미쳐 세동맥을 격렬하게 수축시킴으로써 위장관 혈류량을 감소시킵니다. 하지만 곧 자동조절 매커니즘이 작동해서 수분 내에는 보상되게 됩니다. 그러나 쇼크와 같이 극심한 상황에서는 교감신경이 지속적으로 자극되어 용적이 큰 장과 장간정맥을 수축시킴으로써 뇌와 심장이 혈액을 공급받을 수 있도록 작동합니다.

선(gland) 분비

위장관 전역에서 분비선들은 소화효소와 윤활액 분비라는 중요한 임무를 맡고 있습니다.

타액분비

타액선은 뇌간의 상행 및 하행 침분비핵으로부터 부교감신경 신호에 의해 주로 조절됩니다. 침분비핵을 자극하는 요소로는 신맛, 부드러운 접촉자극, 식욕, 자극적이거나 메스꺼운 음식 등이 있습니다.

타액선의 가장 큰 역할은 윤활입니다. 많은 양의 물을 함께 마셔도 딱딱한 빵을 삼키기란 참 힘든 일이죠. 또한 자극적인 음식을 중화시켜 위장관이 좀 덜 괴롭게 도와주기도 하죠. 아무래도 입은 위장관의 처음이자 외부물질을 처음으로 접하는 곳이니 우리 몸에서 해로운 것들은 처음부터 배척하는 편이 낫을 것입니다. 이 때 타액선의 분비 조절을 통해서 일차적으로 걸러내는 것입니다.

식도분비

식도가 시작하는 부위에 대부분 분비선들이 몰려 있습니다. 음식물이 내려가기 쉽게 윤활이 역할을 하죠. 부교감신경이 자극되면 식도분비선의 점액분비가 증가하게 됩니다.

위선분비

위액분비에는 3가지 단계가 있습니다. 뇌상(cephalic phase), 위상(gastric phase), 장상(intestinal phase)이 그것입니다.

뇌상 단계에서는 음식물이 위에 들어가기도 전에 작동합니다. 음식을 보고, 냄새를 맡고, 먹고 싶고 등의 이런 자극이 미주신경을 경유하여 위액분비를 촉진합니다. 20%정도 됩니다. 정서적 자극을 받으면 매시간당 50ml 혹은 그 이상씩

위액이 분비되기도 하는데 이는 위궤양을 발생시키는 인자 중 하나죠.

위상단계에서는 음식이 위로 들어가면 미주신경반사, 국소 소장반사, 가스트린 등의 3가지 기전으로 위액분비가 촉진됩니다. 70%정도 됩니다. 그런데 소장에내용물이 꽉 차있을 때 위 배출을 억제하고자 위액 분비 및 위 운동성감소시키는 enterogastric reflex를 수행합니다.

장상단계는 십이지장에 음식이 있을 때 위가 소량의 위액을 분비하는 것을 말합니다.

췌장분비

부교감신경의 미주신경 말단 및 장관신경계에 있는 콜린성 신경에서 분비되는 아세틸콜린이 췌장선 분비를 촉진시킵니다.

소장분비

가장 중요한 수단은 국소 장관신경의 반사입니다. 위장관 운동이 증가하거나 음식물의 접촉, 자극적인 음식물이 들어왔을 때 소장의 분비가 증가합니다.

대장분비

거의 모두가 점액입니다. 대장의 원위 1/2에서 2/3의 부위를 지배하는 부교감신경인 척수의 골반신경 자극과 국소 신경자극 반사를 통해서 점액 분비 속도가 조절이 되죠. 가끔 정서적 장애에 의해 유발되는 극도의 부교감 신경 자극기에 많은 양의 점액이 과량으로 분비되기도 합니다.

자율신경계의 생리적 기능 [3]

2010-01-12T16:49:00.000+09:00

[1] 순환기계 (Circulatory system)

[2] 호흡기계 (Respiratory system)

[3] 신경계 (Nervous system)

[4] 소화기계 (Digestive system)

[5] 내분비계 (Endocrine system)

[6] 비뇨기계 (Urinary system)

[7] 생식기계 (Reproductive system)

[8] 외피계 (Integumentary system)

눈은 교감신경 및 부교감신경 둘 다로부터 신경지배를 받습니다.

부교감신경의 신경절전섬유는 Ⅲ 뇌신경 내의 에딩거-웨스트팔핵(Edinger-Westphal nucleus)에서 시작하여 Ⅲ 뇌신경과 같이 눈 바로 후방에 있는 섬모체 신경절(ciliary ganglion)으로 들어갑니다. 여기서 신경절전섬유는 신경절후 부교감 뉴런과 시냅스되어 섬모체 신경(ciliary nerve)를 따라 안구 내로 들어가는데 이들 신경은 수정체의 초점 조절을 하는 섬모체근(ciliary muscle)과 동공을 축소시키는 홍채의 괄약근을 흥분시키게 됩니다.

눈의 교감신경은 T1의 중간외측기둥(intermediolateral horm)에서 기시하여 상부신경절(superior cervical ganglion)으로 가서 신경절후 뉴런과 시냅스하여 경동맥의 표면을 따라 눈에 도달합니다. 주로는 홍채의 방사상 섬유 및 몇몇 외안근을 지배하고 약하게나마 모양체근도 지배를 합니다.

요약하면, 교감신경은 홍채의 경선섬유를 수축시켜 동공을 산대시키는 반면, 부교감신경 충동은 홍체의 윤상근(circular muscle)을 수축시켜 동공을 축소시킵니다.

빛을 눈에 비추면 동공은 수축하는데 이를 동공대광반사(pupillary light reflex)라고 하죠. 동공대광반사의 기능은 빛의 강도의 변화에 눈이 빠르게 적응하도록 도와주는 것입니다. 보다 세부적인 기전은 이렇습니다. 빛이 망막에 도달하면 몇몇의 신호가 시신경을 통해 개막전핵(pretectal nucleus)에 도달하고 여기서

에딩거-웨스트팔핵(Edinger-Westphal nucleus)으로 2차 신호를 보냅니다. 마지막으로 부교감신경을 타고 되돌아가서 홍채의 괄약근을 수축시키게 되는 것입니다. 반대로 어둠 속에서는 반사가 억제되어 동공이 커지게 됩니다.

한편, 동공대광반사의 이상은 여러 질환을 암시합니다.

중추신경매독, 알코올 중독, 뇌염 등에서는 망막에서 에딩거-웨스트팔핵(Edinger-Westphal nucleus)으로의 시각 신호 전달이 손상되어 동공반사를 막는 경우가 있습니다.

에딩거-웨스트팔핵(Edinger-Westphal nucleus)이 어떤 다른 경로에 의해 자극을 받게 되면 동공이 더 수축될 수가 있습니다. 정상적으로 눈이 가까운 물체를 바라볼때 찡그리죠? 이 때 초점 조절을 위해서 동공이 작아집니다. 그런데 신경매독의 경우에 빛에는 반응하지 않고 초점 조절에는 반응하며 동공이 매우 작아져 있는 Argyll Robertson 동공이 특징적입니다.

Horner syndrome이라는 것도 있습니다. 이는 홍채를 지배하는 경동맥주위 교감신경섬유(pericarotid sympathetic fibers)가 제 역할을 못하는 것입니다. 이 사람들은 특징적으로 윗 눈꺼풀이 처져있습니다. 깨어있는 동안 눈꺼풀이 열린 채로 있을 수 있는 것은 윗눈꺼풀의 평활근이 교감신경에 의해 수축된 상태로 유지되기 때문인데 여기에 문제가 생겼으니 처지는 것입니다. 또 동공이 반대편에 비해 계속 작아져있고, 문제가 생긴 쪽에서 땀이 나질 않게 됩니다.

자율신경계의 생리적 기능 [2]

2010-01-12T15:50:00.000+09:00

[1] 순환기계 (Circulatory system)

[2] 호흡기계 (Respiratory system)

[3] 신경계 (Nervous system)

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[7] 생식기계 (Reproductive system)

[8] 외피계 (Integumentary system)

기관지 및 세기관지
흡입한 공기는 기관, 기관지 및 세기관지를 통과하여 폐내로 분산됩니다. 기관 및 기관지는 연골로 된 고리와 평활근으로 구성되어 있고, 세기관지의 벽은 오직 평활근으로만 구성되어 있습니다.

교감신경은 폐의 중심부에는 거의 분포하지 않아 세기관지에 대한 조절효과는 매우 약합니다. 하지만 기관지는 교감신경자극에 의해 분비된 norepinephrine 과 epinephrine에 항상 노출되어 있어 β수용체를 강하게 자극하는 epinephrine에 의해 기관지가 이완이 됩니다.

한편, 부교감신경은 폐의 실질조직에도 분포하며 미주신경이 자극될 때 말단에서 분비되는 acetylcholine은 세기관지를 수축시킵니다. 유독가스, 먼지, 담배연기 및 세기관지의 감염 에 의해서 기도의 표피세포가 자극되면 반사적으로 부교감신경이 자극될 수도 있습니다. 천식과 같은 질환으로 인해 이미 세기관지가 수축되어 있는 경우라면 부교감신경의 자극으로 더 악화가 될 수도 있는 것이죠.

기침반사(cough relax)는 우리 신체의 소중한 방어작용입니다. 호흡 경로에 침입한 외부 물질을 몸 밖으로 쫓아내기 위해 특별히 고안된 것이죠. 후두와 기관이 기관지로 나누어지는 부위인 분기부(carina)는 매우 민감한 부위입니다. 종말세기관지와 폐포는 sulfar dioxide와 chlorine gas와 같은 부식성 화학물질에 매우 민감하게 반응합니다. 이런 자극들은 미주신경을 통해 연수로 전달되고, 복근(수축)의 도움으로 호식근이 수축되고 폐내 압력이 100mmHg 이상으로 높아지면서 닫혔던 성대와 성문이 갑자기 열리면서 고압의 폐내 공기가 외부로 배출이 됩니다.

호흡중추

호흡중추는 3가지의 신경세포군으로 구성되어 있습니다.

① dorsal respiratory group : 연수의 뒷면에 위치하여 주로 흡식을 유발

② ventral respiratory group : 연수의 앞 측면에 위치하여 흡식, 호식 유발

③ pneumotaxic center : 뇌교 윗쪽 뒷면에 위치하여 호흡 빈도와 양식 조절

dorsal respiratory group의 신경세포는 연수의 전체길이에 걸쳐 분포합니다. 이것은 대부분 NTS 내에 위치하는데 NTS에서는 말초화학수용기, 압수용기, 폐내 수용기로부터 오는 구심성전보를 미주신경과 설인신경을 통해 전달받습니다.

dorsal respiratory group의 신경세포에서는 흡식을 유발하는 활동전위가 주기적으로 발생합니다. 발사의 형태는 램프와 비슷해서 처음에는 신호가 매우 약하지만 2초동안 점점 강해져서 그 후 약 3초동안은 신호발사가 정지됩니다. 신호가 발사될때는 이 활동전위가 주요 흡식근인 횡격막으로 전달되서 공기를 들이마셨다가, 신호발사가 정지되는 3초 간에는 횡격막에 대한 자극효과가 없어지고, 폐와 흉곽의 탄성력으로 호식이 유발됩니다.

폐가 어느 정도 확장이 되면 기관지와 세기관지벽의 근육층에 있는 신장수용기가 미주신경을 통해 dorsal respiratory group으로 신호를 보내어 램프 신호의 지속시간을 짧게 만듬으로써 흡식을 억제하라고 합니다. 이를 Hering-Breuer inflation reflex라고 하는데 일회 호흡량이 1.5L 이상 크게 증가될 때 작동합니다. 이는 사실상 폐환기를 조절하기 보다 폐의 과도한 확장을 방지하기 위한 보호기전이 되는 셈이죠.

ventral respiratory group은 과도한 운동시에 많은 양의 폐환기가 필요할 때만 활성화되는 overdrive 매커니즘으로 생각됩니다.

산소분압, 이산화탄소분압, pH조절

호흡의 궁극적인 목적은 조직내 산소와 이산화탄소 및 수소이온농도를 일정하게 유지하는 것입니다.

혈액 내에 존재하는 과량의 이산화탄소와 수소이온은 주로 호흡중추에 직접 작용하여 흡식과 호식을 유발하는 강력한 신호를 호흡근에 전달하게 됩니다. 호흡중추는 수소이온에 대해서만 강력하게 자극이 되는데 아이러니하게도 이 수소이온은 직접 뇌혈관 장벽을 통과하지 못합니다. 따라서 중요한 인자는 이산화탄소 분압이 되는 것이죠. 이산화탄소는 뇌혈관장벽을 통과할 수 있고 몸안에 이산화탄소 분압이 높아지면 자연스럽게 뇌혈관장벽을 통과하는 이산화탄소도 많게 됩니다. 이 과량의 이산화탄소는 물과 반응하여 수소이온을 내놓게 되고 이 수소이온이 직접 호흡중추를 작동하게 하는 것입니다.

반면에 산소는 호흡중추에 대한 직접적인 작용은 거의 없습니다. 경동맥 소체와 대동맥 소체, 흉곽 및 복부의 동맥에 위치한 화학수용기가 산소분압의 변화를 민감하게 감지해내서 이를 dorsal respiratory group으로 올려보냄으로써 호흡중추를 자극하게 됩니다.

자율신경계의 생리적 기능 [1]

2010-01-12T11:38:00.000+09:00

[1] 순환기계 (Circulatory system)

[2] 호흡기계 (Respiratory system)

[3] 신경계 (Nervous system)

[4] 소화기계 (Digestive system)

[5] 내분비계 (Endocrine system)

[6] 비뇨기계 (Urinary system)

[7] 생식기계 (Reproductive system)

[8] 외피계 (Integumentary system)

혈류의 재분배

순환조절을 위해 교감신경계가 특히 중요합니다.

교감신경은 모세혈관, 모세혈관 전 괄약근, 대부분의 후세동맥을 제외한 모든 혈관에 분포하죠. 소동맥과 세동맥에 분포하는 교감신경이 자극되면 말초 저항이 증가되어 조직으로 가는 혈류량이 감소하게 되고, 정맥과 같은 큰 혈관들은 수축되면 혈관내의 혈액량을 감소시켜 심장으로 가는 환류량을 증가시키게 됩니다. 모두 동맥압을 증가시키는 역할을 합니다.

신장과 장관, 비장, 피부에서는 교감신경의 혈관 수축 작용이 강력한데 반해 골격근과 뇌에서는 작용이 미미합니다. 특히 골격근에 분포하는 교감신경 섬유에는 혈관수축섬유뿐 아니라 혈관확장섬유가 들어 있습니다. 위협을 받았을 때 다른 장기로 가는 혈액량을 희생하더라도 근육에는 충분한 양의 혈액을 즉시 공급하게 되는 도구를 갖추게 되는 셈이죠. 실제로 공포나 두려움에 의해 시상하부가 자극되면 스트레스 반응이 유발되는데 동맥압이 수초 내에 정상보다 2배 증가하게 됩니다. 냅다 도망칠 준비를 하는 것이죠.

골격근의 혈관확장반응은 실신을 유발할 정도의 감정적 혼란을 겪은 사람들에게 이따금씩 일어납니다. 동시에 미주신경성 심장억제중추가 심장에 강력한 흥분을 보내게 되면서 심박수를 감소시키고, 그 결과로 동맥압이 감소되며 뇌로 가는 혈류량이 감소되어 의식을 잃게 됩니다. 이를 미주신경성 실신이라고 합니다. 대뇌피질(감정적 혼란)이 시상하부 앞쪽의 혈관확장 중추, 연수의 미주신경 중추, 최종적으로는 골격근의 교감신경성 혈관확장섬유에까지 영향을 미친거죠.

정상상태에서는 연수와 뇌교의 망상체에 위치한 혈관운동중추의 혈관수축부위에서 초당 1.5내지 2정도의 속도로 지속적인 흥분파를 보냅니다. 그래서 우리 몸의 혈관들은 계속 수축 상태를 유지하게 됩니다. 만약에 혈관으로 가는 교감신경성 섬유를 제거하면 수초 내에 혈관이 두배로 확장하게 됩니다.

동맥압의 조절

동맥압이 증가하게 되는 경우는 크게 3가지죠.

세동맥이 수축해서 총 말초저항이 증가될 경우, 강력하게 수축된 정맥으로 정맥환류량이 증가하여 심박이 빨라질 경우, 심장 자체가 교감신경에 의해 직접 자극받을 경우 입니다.

동맥압을 빠르게 조절하기 위해서 압수용기 조절 시스템이 작동합니다. 경동맥동과 대동맥동에 분포하는 압수용기가 증가한 동맥압에 의해 신전되면 흥분파가 발생되어 NTS로 전달되게 됩니다. 이 때 다시 2차적인 흥분파가 발생되어 연수의 혈관수축중추를 억제하고 미주신경중추를 흥분시킴으로써 말초순환계의 정맥과 세동맥은 이완되고, 심박수와 심장 수축력은 감소하게 되어 동맥압이 감소하게 되는거죠.

한편, 누워있다가 일어설 때는 동맥압이 감소하여 의식이 소실될 수 있습니다. 이 때 압수용기 반사가 일어나서 강력하게 교감신경을 흥분시킴으로써 머리와 신체상부의 동맥압 감소를 최소화합니다.

이처럼 압수용기 시스템의 일차적인 목적은 시시각각 발생하는 동맥압 변화를 최소화하는 것입니다. 왜 시시각각이냐면, 장기간의 평균 압력 변화에는 흥분 유발빈도가 감소하기 때문입니다. 즉, 지속적인 압력 증가나 감소시에는 흥분 발사 빈도가 감소함으로써 결국에는 원래의 수준으로 돌아오게 됩니다. 장기간의 평균 동맥압 조절에는 신장-체액 시스템이 관여해야 합니다.

심장의 조절

일정한 심방압에서 심박출량은 교감신경 흥분에 의해 100%가량 증가할 수 있습니다. 그러나 이는 수분 내에 다시 보상됩니다. 반면, 부교감신경(미주신경)의 흥분에 의해 심박출량은 거의 0이 될 수도 있습니다.

교감신경이 강하게 자극되면 젊은 성인의 경우 심박이 180~200회까지 증가될 수 있습니다. 또한 심장 수축력을 증가시켜 심박출량과 박출압을 증가시키게 됩니다.

반면, 강하고 지속적인 미주신경 자극이 있으면 심장박동이 몇 초동안 멈출 수도 있습니다. 수축력은 20~30%가량 밖에 감소시키지 못하는데, 이는 미주신경의 대부분이 주로 심방에 분포하고 심실에는 적게 분포하기 때문입니다. 따라서 미주신경 자극은 주로 심박수의 감소로 나타나고 수축력에는 큰 변화를 나타내지 못하는 것입니다.

자율신경계의 신경해부학적 기초 [3]

2010-01-12T10:34:00.000+09:00

[1] 원심성 내장운동 조절계(Efferent visceromotor system)

[2] 중추자율신경회로망(Central Autonomic Network)

[3] 구심성분(Afferent signals)

자율신경계의 감각수용기는 내장과 혈관에 분포되어 있습니다. 대부분이 자유신경종말이며, 속이 빈 관상 장기의 경우 견인 및 압력에 민감하게 반응하여 통증의 형태로 전달되게 됩니다.

기계적 수용기는 경동맥동(carotid sinus)과 대동맥동(aortic sinus)에 분포하는데 혈관벽의 기계적인 압박이나 신장을 통해 혈압을 감지하게 됩니다. 이렇게 감지된 혈압은 압수용기 반사를 통해 동맥압을 정상적으로 돌려놓습니다. 그런데 이 수용기가 1일 내지 2일간 특정한 압력에 지속적으로 노출되면 평균값이 다시 세팅이 됩니다. 즉, 혈압이 100mmHg에서 160mmHg로 오른다면 처음에는 수용기의 흥분발사가 증가해서 계속 신호를 보내지만 시간이 흐르면서 발사하는 빈도가 정상으로 돌아옵니다. 그러면 혈압이 160mmHg라도 압수용기는 그렇게 크게 위험의 인지를 느끼지 못하게 됩니다. 그래서 동맥압의 장기조절에 더 중요한 인자가 신장-체액 시스템이죠.

화학적 수용기는 경동맥 소체(aortic body)에 분포합니다. 여기서 혈액 내 산소분압과 이산화탄소 분압, ph를 감지하게 되죠.

내장수용기에서 받은 신호들은 최종적으로 뇌간의 NTS(solitary tract neuron)로 전달되게 됩니다. 이곳에서는 내장감각 뿐 아니라 전정기관을 비롯한 체성감각과 시상하부, 편도, 뇌섬엽 겉질(insula cortex) 등에서 오는 여러 구심성 정보를 받게 되고 통합하는 과정을 거치게 됩니다.

뇌간의 NTS는 ①국소적으로는 뒤쪽 미주 운동핵(vagal dorsal motor nucleus), 모호핵(nucleus ambigus), V 운동핵(motor V nucleus)등으로 가고 ② 교뇌의 후측부위에 있는 parabrichial/Koelliker-Fuse nuclear complex로 강하게 신호를 전달합니다. 또한 ③ 시상하부의 다양한 부위(PVN, LHA, ARC, DMN)와 더불어 전뇌까지 신호를 전달함으로써, 미주신경의 구심성분들이 우리 몸 전체에 영향을 끼칠 수 있는 해부학적 근거가 됩니다.

자율신경계의 신경해부학적 기초 [2]

2010-01-11T17:41:00.000+09:00

[1] 원심성 내장운동 조절계(Efferent visceromotor system)

[2] 중추자율신경회로망(Central Autonomic Network)

[3] 구심성분(Afferent signals)

자율신경계의 중추신경계는 뇌섬옆겉질(insula cortex), 앞띠이랑(anterior cingulate), 이마앞겉질(prefrontal cortex), 편도(amygdaloid)와 시상하부를 비롯하여 중뇌수도관주위 회색질(periaqueductal gray matter, PAG), 교뇌의 부완핵(parabrachial nucleus)과, 복외측연수(ventrolateral medulla, VLM), 고립로핵(solitary tract nucleus, NTS) 등으로 구성되어 있어 상, 하행하는 배측뇌실주위 경로와 외측 피개경로에 의해 서로 회로를 이루면서 여러 가지 원심성 자율신경로에 작용하고 있습니다.

중추신경회로에 다양한 구심성 신호가 전달되면 통합되어 척수의 중간외측기둥(intermediolateral column, IML)과 뇌간의 부교감신경핵을 통해 원심성 성분이 전달됩니다.

시상의 배뒤쪽핵을 통해 올라온 내장신호는 NTS와 부완핵, 그리고 외측시상핵을 거쳐 뇌섬엽겉질로 연결됩니다.

이마앞겉질과 앞띠이랑은 감정과 지각과 관련되어 자율신경계의 고위 조절과 관련되어 있습니다.

편도핵은 시각, 청각, 체성감각을 담당하는 대뇌의 겉질로부터 신호를 통합하는 작용을 합니다.

한편, 시상하부는 해마형성체, 편도핵복합체, 이마앞피질에서 주로 구심섬유를 받는데 이 경로는 정서적인 반응이 내장신경계에 영향을 주는 해부학적 경로로 생각되고 있습니다.

특히 시상하부의 뇌실주위핵은 신경분비조절과 생체리듬을 생성하는 역할을 하고, 내측에 위치한 시각앞핵은 온도조절의 중추이며, 외측핵은 각성과 동기유발 행동의 중추로 생각됩니다. 부뇌실핵은 arninince vasopressin,AVP 과 corticotropin releasing hormone, CRH 을 분비하여 스트레스에 대한 반응을 일으킵니다.

시상의 등안쪽핵은 스트레스에 대하여 심장혈관계 반응을 조절하고, 시상의 외측은 미주신경로를 통해 소화기계의 움직임과 인슐린 분비, 심혈관계의 조절을 담당합니다.

중뇌에서는 스트레스에 대하여 PAG가 자율신경계와 통각조절, 행동조절에 중요한 전달 및 통합기능을 합니다.

NTS는 심장혈관계, 호흡계, 소화기계의 구심성분이 모두 전달되어 고위중추로 연결되는 자율신경의 구심로에서 가장 중요한 구조물입니다. 가장 윗부분은 미각성 정보가 전달되며, 아래쪽 부분은 ⅨⅩ뇌신경으로부터 오는 내장신호가 전달됩니다. 또한 압수용기 반사에 작용하는 압수용기, 화학수용기, 심혈관수용기, 소화수용기가 있어 국소적 반사에 있어 중요한 역할을 합니다. 가장 아래쪽 부분에는 맞교차섬유가 위치하여, 각각 다른 내장 수용기에서 올라오는 신호를 통합하여 뇌간 및 뇌하수체, 편도, 시상으로 연결하여 줍니다.

연수에서는 VLM이 가장 중요한 곳으로 교감신경성 혈관조절신경원들이 모여 있어 척수의 IML로 혈관조절신호를 보냅니다. 입쪽복외측연수에 있는 혈관조절성신경원들은 압수용기반사, 체성교감신경반사, 전정교감신경반사 등에서 중요한 역할을 담당합니다. 또한 뇌의 저산소-허혈상태에서 뇌의 혈관반응과 교감신경흥분성 반사를 담당하여 뇌혈류를 유지시킵니다. RVLM이 혈압을 증가시키는 반응을 하는데 반해서 꼬리쪽복외측연수는 혈압을 감소시키는 반응을 유도합니다. CVLM은 NTS로부터 압수용기반사에 대한 흥분성 신호를 받아 RVLM에 억제성 신호를 보냅니다. CVL은 또한 시상하부의 PVN과 상시각핵에 있는

AVP 합성호르몬을 자극하여 AVP를 유리시킵니다. CVLM은 RVLM과 더불어 심혈관계 수용기로부터 오는 구심성 신호를 시상으로 전달하는 역할을 합니다.

Reference : 자율신경계의 임상적 개관, 이태경, 2007

자율신경계의 신경해부학적 기초 [1]

2010-01-11T17:10:00.000+09:00

자율신경계는 크게 3가지의 신경해부학적인 기초를 갖고 있습니다.

[1] 원심성 내장운동 조절계(Efferent visceromotor system)

[2] 중추자율신경회로망(Central Autonomic Network)

[3] 구심성분(Afferent signals)

원심성 내장운동 조절계(Efferent visceromotor system)

교감신경계는 C8 또는 T1에서 L2까지의 척수 외측각에 있는 중간외측기둥(intermediolateral column, IML)에서 첫 신경원이 기시합니다.

그런데 그 뒤 부터는 두 가지 경로가 있죠.

① 전신의 혈관, 땀샘, 입모근, 안구, 호흡, 순환기계로 가는 경로

척추옆신경절(paravertebral ganglion)에 연접한 후 두 번째 신경원이 척수신경(spinal nerve)과 합쳐져 주행합니다. 척추옆신경절(paravertebral ganglion)은 각 척추의 분절마다 쌍을 이루어 상하로 길게 사슬을 이루는데 이를 교감신경사슬(sympathetic chain)이라고 합니다.

② 간, 위, 신장, 부신, 대장, 방광 및 괄약근과 복강 내 혈관 조절경로

척추옆신경절(paravertebral ganglion)에 연접하지 않고 내장신경(splanchnic nerve)의 형태로 척추앞신경절(prevertebral ganglion)에 연결되어 효과기를 지배합니다.

부교감신경계의 첫번째 신경원은 뇌신경(ⅢⅦⅨⅩ)의 핵인 에딩거-웨스트팔핵, 상타액핵, 하타액핵, 미주신경배 배측운동핵 과 천수(S2-S4)의 중간외측핵에 위치하여 두개천골계라고도 합니다.

식도의 근위부가 모호핵으로부터 원심지배를 받고,

대장의 원위부와 직장은 천수 부교감신경핵의 지배를 받으며,

위장관을 지배하는 대부분의 부교감신경은 미주신경의 등쪽운동신경원으로부터 시작됩니다.

교감신경 신경절후 뉴런의 신경원들이 대부분 교감신경사슬의 신경절안(척추옆신경절)에 있거나 복강 내에 독립된 신경절(척추앞신경절)에 위치하는 반면에 부교감신경의 신경절후 뉴런의 신경원들은 기관의 벽에 존재합니다. 따라서 부교감신경계의 신경절후 신경섬유는 수mm에서 수cm로 짧죠.

교감신경계가 ganglion에 연접한다는 것은 반응의 양상이 총체적이고 교감신경사슬을 통해서 증폭될 수 있다는 점에서 중요한 의미가 있습니다.

교감신경계와 부교감신경계

2010-01-11T16:02:00.000+09:00

자율신경계가 기능적으로 교감신경계와 부교감신경계로 나뉘어져 역할을 수행하는 것이 참으로 경이로운 일입니다.

교감신경계의 신경절은 효과기에서 먼 곳에 위치함으로써 하나의 절전 섬유가 다수의 절후 섬유를 지배하게 됩니다. 거기에 부신수질에서 분비되는 노르에피네프린의 작용이 더해져서 교감신경의 지배력은 가히 광범위하고 지속적입니다.

이런 해부학적 구조의 특성상, 교감신경계는 흔히 거의 모든 부분들이 하나의 단위로 동시에 흥분이 됩니다.

교감신경계는 우리 조상들이 맹수를 만났을 때 생존가능성을 높이는 역할을 하는 훌륭한 시스템이었습니다. 맹수를 만나면 일단 겁을 먹게 됩니다. 그러면서도 결정해야 할 일이 많아집니다. 싸울 것인지 있는 힘껏 내뺄것인지 아니면 쥐죽은 듯 가만히 있을 것인지. 도망을 친다면 근육들은 바빠지고 근육이 필요로 하는 영양분과 산소는 무한대로 필요하게 됩니다. 이런 반응은 총체적으로 일어나며 이를 스트레스 반응이라고도 합니다.

반면에 부교감신경계의 신경절은 효과를 나타내는 장기의 근처에 위치하고, 절전 섬유가 극히 소수의 절후섬유를 지배하게 됩니다. 또한 아세틸콜린 분해도 빨라 부교감신경계는 보통 지속시간이 짧고 작용도 국소적입니다.

대부분의 내장기관은 교감신경과 부교감신경이 동시에 지배하고 있으며 서로 반대되는 작용을 하고 있습니다. 이러한 작용은 표적 내장기관에서 각각 따로 작용하는 것이 아니라 중추신경에서 통합되어 서로 반대되는 방향으로 작용하게 합니다.

양쪽의 신경계는 휴식기에 긴장성으로 계속 활성화되어 있는데 한쪽의 활동이 증가되면 다른 한쪽이 억제되는 식으로 상승효과(synergistic effect)를 나타냅니다.

대부분의 내장효과기가 양측의 신경지배를 받아 각각의 상반된 조절을 받지만 혈관의 평활근과 땀샘은 교감신경계만 단독으로 분포하며, 위장은 부교감신경에 의해 주로 조절됩니다.

이러한 신경지배의 양상은 기능적으로 매우 중요합니다.

부교감 신경계의 활동이 주된 경우에, 즉 휴식기에는 각 장기로 가는 혈류는 그 조직 자체의 자동혈류조절(autoregulation)에 의해 유지됩니다. 만약 특정 조직으로의 혈류가 국소적으로 증가 또는 감소되었다는 것은 항상성이 위협받고 있다는 것이므로 교감신경에 의해 조절되어야 한다는 것을 의미합니다.

자율신경계의 재조명

2010-01-11T14:50:00.000+09:00

1898년 John Newport Langley에 의해 자율신경계가 정의된 이래로 많은 비약적인 연구성과들이 있었습니다. 현재까지 밝혀진 연구결과를 토대로 자율신경계의 가장 주요한 역할은 항상성을 유지하는 것입니다.

자율신경계가 내외부의 환경변화에 맞춰 항상성을 유지해낼 수 있는 바탕에는

일단, 신체의 거의 모든 장기에 시냅스 되어 있고

내장기능을 변화시키는데 있어서 빠르고 강하기 때문이죠. (일례로 혈압은 10~15초 이내에 2배로 증가하며, 4~5초 이내에 기절할 정도로 낮아지기도 합니다)

또한 상대적으로 비용이 적게 드는 시스템이기 때문입니다. 골격신경계와 비교해볼때, 골격신경계가 완전활성화되기 위해서는 초당 50~100회의 신경흥분파가 필요한데 비해 자율신경계는 1초에 1번의 신경흥분파면 작용을 유지하는데 충분합니다.

이런 특성들때문에 자율신경계의 기능적 이상 증상들은 매우 다양하며, 변화무쌍하게 됩니다.

증상들은 대체로 조합의 형태로 띠게 되며 숙련된 의사일 수록

1. 자율신경계의 어떤 레벨에서 침범되었는지 (중추성, 원심성, 구심성, 신경절 이전 혹 이후)

2. 자율신경계의 어떤 기능을 주로 침범하였는지

3. 얼마나 심한지

를 평가함으로써 증상의 조합에 대해 적절한 치료 및 티칭을 할 수 있게 됩니다.

의사는 최고의 플라시보다

2009-12-10T16:44:00.000+09:00

제가 생각하는 환자란 평생을 두고 깊고 친밀한 우정을 쌓는 친구입니다.

긴 시간을 보내는 동안 서로 더욱 가까워지고 서로가 자식을 낳는 것을 지켜보는 거죠. 서로의 삶을 바라보고 성공과 실패를 함께 하는 겁니다.

그러다 무슨 일이 생긴다면 죽음을 맞게 되거나 의사가 도울 수 없는 고통을 맞게 된다면 아니면 심한 만성 질병을 갖게 된다면 의사와 환자가 서로 쌓여왔던 우정이라는 것이 치료약이 되는 것입니다.

30년동안 친하게 지낸 환자를 어루만지며 "정말 안타깝지만 자네는 암이 있다네. 함께 해주겠다고 약속하겠어" 라고 말해주는 겁니다. 상대방을 만져주는 그 관계가 가능성을 주는 겁니다. 제게 있어서는 제게 주었던 가장 커다란 경험은 바로 우정이었습니다. 의료에 있어서 '모든 이들에게 가장 좋은 것'이라는 맥락에서 최고의 의사는 바로 친구입니다. - 패치 아담스

제가 아는 의사분이 있습니다. 진료에 있어서 늘 자신감에 넘쳐 설명해주시고 전문 분야 외에 아는 것도 많으신 분이었습니다. 하지만 더 인상 깊은 건 환자분 손을 꼭 잡아주시는 모습이었죠. 진료를 받고 나오신 환자분이 이런 얘기 하는 걸 들었습니다. '얼굴만 봐도 낫는 것 같다'고 말입니다. 의사가 듣는 말 중의 최고의 찬사가 아닐까 합니다.

사실 환자의 입장에서 생각해보면 말이죠. 아프다는 것 만으로도 충분히 불편한일인데 병원에 가서 의사를 봐야 된다는 생각이 얼마나 스트레스입니까. 그럴 때 친구처럼 편안하게 내 몸을 맡길 수 있다면, 내게 진심으로 대해주는 의사가 곁에 있다면 얼마나 좋을까요.

의사에게 간다는 믿음과 기대가 하나의 치료효과가 됩니다. 이는 그 어떤 플라시보보다 가장 강력한 것입니다.

아는 것도 많고 임상경험도 많은 의사를 우리 시대엔 명의(名醫)라 하고, 명의에 인간미까지 더한 사람을 심의(心醫)라 합니다. 이 땅의 모든 의사가 심의가 되길 바랍니다.

질투의 진화적 기원

2009-11-24T11:02:00.000+09:00

아기의 어머니가 누구인가는 확실하지만 아버지가 누구인가는 언제나 논란의 대상이다. 남자는 다른 남자의 아이를 거느린 여자를 몇년간 부양하거나 자기 자식이 아닌 아기를 자기도 모르게 키우는 위험을 늘 안고 살지만, 반대로 여자는 항상 자기 자식이 누군지 안다. 질투할 줄 모르는 남자는 부정한 아내를 짊어질 위험이 아주 높을 것이며, 결과적으로 번식 성공도 또한 낮아진다. 아내와 바람을 피울지도 모를 남자를 은근히 위협하고, 외간 남자와 동침하지 못하게끔 아내를 단속하는 남자는 진화적인 이점을 누린다. 따라서 남성의 성적 질투심을 일으키는 유전자는 유전자 풀 내에 계속 유지된다.

반면에 여성의 입장에서 질투의 기원은 다르다. 남편의 분방한 애정행각은 응당 아내에게 가야할 자원과 시간을 새나가게 할 수 있고, 남편을 다른 여자에게 빼앗길 수도 있으며, 성병을 옮길 수도 있다.

R. 네스, G. 윌리암즈, [인간은 왜 병에 걸리는가] 中

질투라는 감정은 번식 성공률을 높인다는 이점 때문에 수천 세대를 걸쳐 교묘하게 살아남은 진화적 산물입니다. 이렇게 유구한 역사를 거쳐 살아남은 감정은 인간의 의지로 쉽게 억제할 수 있는 부분이 아니죠. 기분전환을 위해서 신나는 음악도 듣고 영화도 보고 때로는 미친듯이 술을 퍼먹기도 하지만 불꽃같이 타오른 질투를 쉽게 사그라들게 하진 못합니다. 아가멤논의 질투처럼 메가톤 급으로 더 타오르기도 하죠.

사실, 이런 감정들을 억지로 통제하려는 시도는 대부분 실패로 끝납니다. 뇌의 신경회로가 진화해 온 역사 속에서 볼 때 정서에서 인지에 이르는 연결이 그 반대의 연결보다 훨씬 강력하도록 설계되어 있기 때문입니다. 즉, 감정에 대한 의식적인 통제는 미약하지만 반대로 감정이 의식을 통제하는 정도는 강력하다는 것을 의미합니다.

다시 질투로 얘기를 돌려보죠. 질투에 관한 한가지 흥미로운 사실은 비교문화적 연구결과 성에 대한 사회적인 관습은 천차만별이나 성적 질투는 일관되게 여성보다 남성에게 더 심한 것으로 보고되어 있다는 것입니다.

아이러니하게도 남자는 권력과 권위를 이용하여 어디에서나 여자의 성을 통제하는 사회적 장치 및 성에 대한 다양한 사회적 관습들을 만들어 냅니다. 중국 화남지방 및 이슬람 문화권 소수에서는 아직도 처녀성 검사가 행해지고, 아프리카 소녀들의 상당수는 음핵을 절제해서 음순을 꿰매는 수술을 합니다. 지금은 사라졌지만 전족으로 여성들을 밖으로 돌아다니지 못하게 막기도 했죠. 모두 남성의 성적 질투가 낳은 극단적이고 비정상적인 관습들입니다. 질투에 관한 한, 인위적인 통제가 생물학적 경향(질투성향이 유전자 풀에서 계속 존재하는 것)을 오히려 부채질한 셈입니다.

하지만 질투라는 감정 자체가 이처럼 부정적인 것만은 아닙니다. 질투심을 치료해주는 알약이 개발되었다고 가정을 해보죠. 질투가 너무 심해져서 사회적으로 용인하는 범위 내에서 해결되지 않을 때 jealousy pill(이른바 의처증환)을 먹고 잠이 듭니다.

잠에서 깨어났을 때 질투의 화신은 원상이('질투는 나의 힘'에서 박해일분)가 되어 있습니다. 열심히는 살지언정 뛰는 심장이 느껴지지 않는데요, 마치 1001마리의 말이 끌고 있는 베이롱 마차 안에 탄 듯이 조용하고 무미건조합니다. 사랑하는 여자가 다른 남자를 만나는 것에 대해 아주 so coool합니다. 그 남자와 술도 먹고 친해져서는 파마도 같이 하러 갑니다. 이처럼 의처증 환은 의처증을 다스릴 수는 있지만 아내가 바람필 수 있다는 부작용이 있습니다. 이는 질투가 기본적으로 소유욕과 맞닿아 있기 때문입니다.

질투라는거, 바로 양날의 칼입니다. 적당한 질투는 매우 건강하다는 증거입니다. 내가 사랑하는 사람을 지킬 수 있고, 사랑하는 사람에게 잘 보이기 위해서 나를 더 다듬는 계기를 제공해주는 건강한 감정이죠. 그런 의미에서 오늘도 질투는 나의 힘인 것입니다.

의학에도 다윈의 잣대를?

2009-11-20T15:18:00.000+09:00

Randolph M. Nesse와 Geoge C. Wiilams의 Why we get sick을 다시 읽고 있습니다.

다윈의 종의 기원이 나온지 150여년이 흘렀고, 사회 모든 영역에 걸쳐서 진화에 대한 이야기를 하고 있지만 의학의 영역에 다윈의 잣대를 들이댄 것은 불과 얼마전의 일입니다. 이른바 진화생물학과 의학의 만남입니다.

대부분의 의학서적들은 신체의 구조와 메커니즘, 덧붙여 질병이 어떤 방식으로 기능을 마비시키는지에 대해 잘 설명해주고 있습니다. 이것을 다윈의학에서는 <근접 설명>이라고 합니다. 이러한 설명은 해부학적, 생리학적, 생화학적 특성들과 발생학적 과정에 관한 것입니다.

반면에 <진화적 설명>이란 Why에 관한 것입니다. 왜 그 유전정보가 그런 특성을 발현하는지, 왜 그러한 구조로만 발현을 하는지에 대한 답입니다.

현재 대부분의 의학연구는 근접 설명을 추구하여 왔고, 진화적 설명은 생리학 및 생화학 등의 기초의학에서만 조금씩 다루어질 뿐이고 임상의학에서는 완전히 간과되어 왔습니다. 우리는 미뢰 taste bud의 구조 및 맛의 화학적 특성에 대한 구별, 그리고 그 정보가 신경세포에서 뇌로 어떻게 전기적 신호로 바뀌는지에 대해서는 잘 알고 있지만, 미뢰가 왜 네가지 맛만을 구별하는지, 이런 구별능력이 인체에 어떻게 도움을 주는지에 대해서는 잘 알지 못합니다.

진화적 설명의 장점은 현상에 대한 진화적 기원의 모색을 통하여 근접 설명에 대한 폭넓은 이해를 가져다 주는 것입니다. 그러한 방법론을 통해서 궁극적으로 인간 신체의 설계에 존재하는 결함을 이해하고 질병(혹은 증상)을 새롭게 재정의하는 것입니다.

가령, 입덧은 임신 5~7주에 시작되서 15주 정도가 되면 끝나는 증상으로 임산부의 50%이상이 경험할 정도로 흔한데 에스트로겐, 프로게스테론, hCG의 증가, 저혈당 등이 원인으로 알려져 있습니다.

입덧이라는 증상에 다윈의 잣대를 들이대면 입덧의 시기, 근접 원인 등에 대해서 '왜'라는 물음을 품을 수가 있습니다. 이러한 물음을 토대로 현재까지 알려진 바에 의하면 입덧은 태아의 정상적인 기관발생을 위한 독소로부터의 보호작용이라는 것입니다. 따라서 입덧이 임신부에게는 불쾌하고 고통스러운 증상이긴 하지만 약물 등으로 구역반응을 완화하는 것은 생각해볼 여지를 남겨줍니다.

근접 설명으로부터 진화적 설명에 대한 가설이 도출될 것이고, 진화적 설명은 근접 설명에 대한 이해를 폭넓게 해줄 것입니다. 이 둘은 서로 상호보완하여 질병을 더욱 정확하게 이해할수 있도록 하여, 보다 더 나은 치료법의 실마리를 제공합니다.

진화생물학과 의학이라는 견고한 토대 위에 다윈의학은 비로소 포문을 열었습니다.