외부환경온도변화에 따른 항온성 동물 생체내의 행동적, 생리적 변화와 체온조절 기작

소개글

외부환경온도변화에 따른 항온성 동물 생체내의 행동적, 생리적 변화와 체온조절 기작에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. Title

2. Introduction

3. Materials & Methods

4. Results

5. Discussion

6. References

본문내용

찾아보기 힘들었다. 개인적인 생각으로, 실험전에 충분한 음식섭취가 이루어지지 않았다던가, 7℃와 30℃온도 조건에 순응하는 일주일동안 많은 영양분을 이미 소모하여, 지질과 단백질의 대사가 더욱 발달되고 적응이 된 것이 아닐까라고 여겨진다.
<30℃와 7℃로 순응 시킨 2 group간의 패턴 분석>
30℃에 일주일동안 순응이 된 mouse는 고온 순화(Acclimatization to Heat)되었다고 할 수 있다. 고온순화란 생체가 고온환경하에서 체온을 유지하고, 정상적으로 생존하기 위한 적응성의 생리적 반응을 의미한다. 사람의 경우, 급격히 기온이 더워지면 불쾌감을 느껴 작업능력이 저하되지만, 매일 고온폭로를 반복하면 초기단계에서는 불쾌감, 나쁜마음, 현기증 등을 일으키며, 심박수의 증가, 체온상승을 나타낸다. 이것은 생체가 고온에 적응한 결과인 것이다. 몇 회의 폭로로 순화되면 그 효과는 2주일 정도 지속된다고 한다. 이와 반대로 7℃에 일주일동안 순응이 된 mouse는 한랭순화(Cold Acclimation)라는 것을 겪는다. 생체가 한랭하에서 체온을 유지하여 정상적으로 생존하기 위한 적응성의 생리적 조절반응을 한랭순화라 한다. 이처럼 고온순화와 한랭순화된 mouse들의 대사율을 각각 살펴보니, 차이점을 발견할 수 있었다. 30℃의 고온순화된 mouse에게는 30℃의 주변환경의 높은 온도에 한랭순화된 mouse보다 더 적응이 잘 되어 있으므로 UL가 30℃주변에서 나타남을 볼 수 있었다. 이보다 온도가 높아질 시에 체내로 받는 열을 방출시키기 위하여 대사율이 증가하는 것이다. 이 쥐들에겐 기온이 높은 환경에 노출되었을 때 생기는 단기간의 반응이 아닌, 체질이나 신체조직의 변화가 일어났다고 생각해야 할 것이다. 그 변화는 쉽게 없어지지 않는데, 예를 들면 열대주민은 한선의 수가 많고 체중당 체표면적이 크며, 체열에 유리한 체형을 가지고 있다는 것 등이다. 고온에 적응이 된 쥐들이 추운환경에 노출이 되면 계속해서 대사량이 증가하는 것을 확실히 볼 수 있다. 이는 추운환경에 적응이 안 되어있기 때문에 계속적인 행종적, 생리적 조절을 함으로 인해 대사률이 계속해서 증가하는 것이다. ---------①
하지만 7℃의 한랭순화된 mouse의 대사율을 살펴보면 30℃이전인, 20℃주변에서 대사율의 증가가 조금씩 나타남을 볼 수 있었다. 이는 7℃의 낮은 온도에 적응이 되어 높은 온도에서 견디기가 힘들어진 것이다. 그러므로 그들은 고온순화된 mouse보다 더 낮은 온도인 20℃에서 더운환경에 대한 반응, 행동적 조절과 생리적 조절을 시작하게 되는 것이다. 한랭순화된 mouse의 graph를 살펴보면 약 10℃ 주변에서 대사율이 다시 낮아지는 것을 확인할 수 있다. 이것은 추운온도에 적응이 되어 있는 개체이기 때문에 구지 대사율을 많이 높이지 않고도 잘 견뎌 낼 수 있다는 것을 보여주는 것이라 여겨진다. 한행폭로에 따라 특유한 생리적 변화로서 떨림에 의한 열 생산이 점차 감소하고 떨리지 않는 산열이 증가하게 되지만, 이것은 자율신경을 통해 일어난다. 부위는 갈색지방조직이라 불리는 곳인데, 교환신경지배에 따라 놀아드레날린에 의해 자극된다. 이 조직은 생후 얼마 후에 소실되지만 한행폭도에 의해 재차 출현될 수 있는 가능성이 있다고 생각했다. -----------------①
호흡지수(RQ)를 비교해보면, 한랭순화된 mouse의 RQ값이 20-40분 정도에서 0.8가까이로 약간 증가하는 것을 볼 수 있었다. 이는 온도가 최고로 올라갔을 때의 호흡지수로서, 대사률이 갑자기 증가할 때를 나타낸다. 온도가 증가하여, 대사율을 높여 열 발산을 증가시켜야 하는데 먹이섭취를 통한 에너지의 공급이 이루어지지 않았기 때문에, 체내에 저장되어 있던 지질과 단백질의 대사를 통해 대사율을 증가시키고 있음을 알 수 있다. 한랭순화된 쥐들의 호흡지수는 실험을 마칠때 쯤 모두 0.6에 가까운 값을 가지는데, 이는 대사률이 낮아짐에 따라, 적은량의 단백질의 대사의 필요성이 줄어들어, 지질의 대사만이 이루어져 그런 것이 아닐까 라고 생각이 든다. 이미 오랜시간이 지나 탄수화물의 분해는 모두 이루어져 포도당을 이용한 대사는 함께 이루어지지 않고 있기 때문에 처음에 시작한 점보다 약간 낮다고 생각이 된다. 그리고 한랭순화된 쥐들은 교환신경지배에 따라 놀아드레날린에 의해 자극되는 갈색지방조직의 발달로 ATP를 생성하지 않고도 미토콘드리아 내막에 있는 thermogenin에 의해 열 발생이 이루어질 수 있기 때문에 처음 시작된 RQ의 값보다 좀더 낮은 값을 가진다고 여겨진다.
고온순화된 쥐들에게서도 비슷하게 20-40분경에 호흡지수 값이 약간 올라감을 볼 수 있었다. 그런데 이들의 RQ값의 끝은 한랭순화된 mouse의 값보다 약간은 높은 6.5주변에 있음을 볼 수 있는데, 이는 추운환경에 대한 반응으로 인한 높은 대사율로 설명되어 질 수 있다. 필요한 높은 대사율과 여기에 미치지 못하는 먹이섭취에 의해, 체내에 소량으로 저장되어 있는 영양소의 대사가 끝까지 일어나고 있는 것이다.
이러한 실험 결과를 통해, 항상성 동물이 어떠한 생리적 조절로 심부 체온을 항상 미세하게 조절하여 일정한 체온을 유지하는지 알 수 있었고, 더 나아가 장기적인 고온, 저온에 대한 노출이 생체에 어떤 변화를 일으키게 하는지 그리고 우리 생체내 순응력의 중요성을 알 수 있었다.
References
① 운동생리학, 2001, 조현철 외2명, 홍경, p310, p296, p298-301
② 내 몸 안의 지식여행 인체생리, 2006, 다나카 에츠로, 전나무숲, p189
③ 해부생리학실험-이기수 조교님 PPT 자료
④ 인체생리학, vol5, 2003, 소명숙 외 5명, 고문사, p190, p209
⑤ 보건, 의료인을 위한 Human Body Story, 2007, GAKKEN, 대학서원, p95, p96
⑥ 인체생리학, vol2, 2002, 김복랑 외 6명, 고문사, p 225-231, p242-244
⑦ 기초간호과학, 2006, 김조자 외 12명, 수문사, p247-249
⑧ 동물생리학-최인호 교수님 PPT 수업자료-Ⅷ체온조절과 에너지 대사

키워드

생리학실험레포트,   신진대사(metabolism),   항온성동물,   체온조절기작,   외부완경온도