뿌리학습 · 중학 과학탐구
호르몬과 몸의 기능 조절
우리 몸은 밖의 환경이 달라져도 안의 상태를 일정하게 유지한다. 더운 곳에 있어도 체온이 크게 오르지 않고, 밥을 먹은 뒤에도 혈액 속 포도당의 양이 지나치게 높아지지 않는다. 이렇게 몸속 상태를 일정한 범위로 유지하려는 성질을 항상성이라고 한다.
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개념 정리
여기서 말을 정확히 해 두자. 항상성은 아무것도 변하지 않는 상태가 아니다. 몸속 상태는 끊임없이 흔들리고, 흔들릴 때마다 원래 범위로 되돌리는 조절이 일어난다. 변하지 않는 것이 아니라 계속 되돌리고 있는 것이다.
이 조절을 맡는 방법은 두 가지다. 하나는 앞에서 배운 신경이고, 다른 하나가 호르몬이다.
호르몬은 몸의 기능을 조절하는 물질로, 내분비샘에서 만들어진다. 내분비샘은 관을 거치지 않고 호르몬을 혈액으로 직접 내보낸다. 침샘이나 땀샘처럼 관을 통해 밖으로 내보내는 샘과는 방식이 다르다. 혈액으로 나간 호르몬은 혈액을 타고 온몸을 돈다.
온몸을 돈다고 해서 모든 기관에 작용하는 것은 아니다. 호르몬마다 작용하는 기관이 정해져 있고 이를 표적 기관이라고 한다. 온몸에 배달되지만 받을 수 있는 곳에서만 효과가 나타나는 셈이다.
우리 몸에는 여러 호르몬이 있다. 뇌하수체에서 나오는 성장호르몬은 몸의 생장을 촉진하고, 갑상샘에서 나오는 티록신은 세포호흡을 촉진해 체온을 유지하는 데 관여한다. 이자에서 나오는 인슐린과 글루카곤은 혈당량을 조절한다.
호르몬의 양도 중요하다. 호르몬은 아주 적은 양으로 큰 효과를 내기 때문에, 필요한 양보다 많아도 적어도 몸에 문제가 생긴다. 같은 호르몬이라도 지나치게 많을 때와 부족할 때 나타나는 증상이 서로 다르다. 많을수록 좋은 물질이 아니라 적정한 양이 있는 물질이다.
이제 신경 조절과 비교해 보자. 일반적으로 신경은 신호가 매우 빠르게 전달되지만 정해진 경로를 따라가므로 작용 범위가 좁고 효과도 짧게 끝나는 편이다. 호르몬은 혈액을 타고 이동하므로 신호가 전달되는 데 시간이 걸리지만, 작용 범위가 넓고 효과가 오래가는 편이다. 속도, 범위, 지속 시간 이 세 가지를 함께 기억해야 두 방식을 제대로 구분할 수 있다.
느리다고 해서 호르몬이 덜 중요한 것은 아니다. 두 방식은 쓰임이 다르다. 뜨거운 것에서 손을 떼는 것처럼 급한 상황에는 신경이 알맞고, 성장이나 혈당 유지처럼 오래 이어져야 하는 조절에는 호르몬이 알맞다. 게다가 실제 몸에서는 두 방식이 따로 작동하지 않고 함께 작동한다.
대표적인 예가 혈당량 조절이다. 밥을 먹어 혈액 속 포도당이 많아지면 이자에서 인슐린이 분비되어 포도당을 세포로 들여보내고 저장하게 해 혈당을 낮춘다. 반대로 오래 굶어 혈당이 낮아지면 이자에서 글루카곤이 분비되어 간에 저장해 둔 양분을 포도당으로 분해해 내보내게 함으로써 혈당을 올린다. 두 호르몬은 서로 반대 방향으로 작용하며, 그래서 혈당이 한 방향으로만 치우치지 않는다.
체온 조절도 마찬가지다. 몸이 추위에 노출되면 몸 표면의 혈관이 좁아져 열이 빠져나가는 것을 줄이고, 몸을 떨어 열을 만들어 낸다. 이 과정에는 상황에 따라 신경과 호르몬의 조절이 함께 관여할 수 있다.
마지막으로 조절이 이루어지는 방식을 정리해 두자. 조절은 한 번 일어나고 끝나는 직선 과정이 아니다. 혈당이 높아 인슐린이 나오고 그 결과 혈당이 낮아지면, 낮아진 혈당이 다시 인슐린 분비를 줄이는 쪽으로 작용한다. 조절의 결과가 조절의 원인에 되돌아가 영향을 주는 것이다. 이렇게 되돌아가는 구조가 있어야 몸속 상태가 한쪽으로 치우치지 않고 일정한 범위 안에 머무를 수 있다.
이 단원 시험에서 묻는 것
학교 시험은 교육과정 성취기준을 바탕으로 출제됩니다. 이 단원의 성취기준은 다음을 할 수 있는지 확인하도록 정하고 있습니다.
- [9과20-03]우리 몸의 기능 조절에 호르몬이 관여함을 알고, 관련 자료를 조사하여 발표할 수 있다.
자주 하는 착각
호르몬과 내분비샘
- 호르몬이 신경을 타고 전달된다고 본다. 몸을 조절하는 것은 신경이라고 먼저 배우기 때문이다. 호르몬은 내분비샘에서 혈액으로 분비되어 혈액을 타고 온몸을 돈다. 전달 통로가 신경과 다르다.
- 호르몬이 혈액을 타고 온몸을 도니 모든 기관에 작용한다고 본다. 이동 경로와 작용 대상을 같은 것으로 보기 때문이다. 호르몬은 온몸을 돌지만 정해진 표적 기관에만 작용한다. 그 기관만이 해당 호르몬을 받아들일 수 있다.
- 호르몬은 많을수록 좋다고 본다. 몸에 필요한 물질이라고 배우기 때문이다. 호르몬은 적정한 양이 있어서 많아도 적어도 문제가 생긴다. 같은 호르몬이라도 과다할 때와 부족할 때 나타나는 증상이 다르다.
- 내분비샘도 관을 통해 물질을 내보낸다고 본다. 샘이라는 말이 침샘이나 땀샘을 떠올리게 하기 때문이다. 내분비샘은 관 없이 혈액으로 직접 분비한다. 관을 통해 내보내는 것은 다른 종류의 샘이다.
신경과 호르몬의 비교
- 호르몬 조절이 신경 조절보다 느리니 덜 중요하다고 본다. 빠른 쪽이 더 좋은 방식이라고 여기기 때문이다. 두 방식은 쓰임이 다르다. 급히 피해야 할 때는 신경이, 오래 유지되어야 하는 조절에는 호르몬이 알맞다.
- 신경과 호르몬 중 하나만 작동한다고 본다. 두 방식을 나누어 배우기 때문이다. 실제 몸의 조절에서는 둘이 함께 작동한다. 체온이나 혈당을 조절할 때 신경과 호르몬이 같이 관여한다.
- 두 방식의 차이를 속도로만 기억한다. 표에서 속도가 가장 먼저 나오기 때문이다. 세 가지를 함께 정리해야 한다. 일반적으로 신경은 빠르고 좁은 범위에 짧게 작용하며, 호르몬은 느리지만 넓은 범위에 오래 작용한다.
항상성과 되먹임
- 항상성을 몸이 전혀 변하지 않는 상태로 본다. 항상이라는 말 때문이다. 항상성은 변화가 없는 상태가 아니라, 변화가 생기면 다시 일정한 범위로 되돌리는 성질이다. 늘 조절이 일어나고 있다.
- 혈당량 조절에서 인슐린 하나만 기억한다. 혈당이 높을 때의 조절이 더 자주 다뤄지기 때문이다. 혈당이 높으면 인슐린이, 낮으면 글루카곤이 작용해 서로 반대 방향으로 조절한다. 한쪽만 알면 혈당이 낮은 상황을 설명할 수 없다.
- 조절의 결과가 원인에 다시 영향을 준다는 점을 놓친다. 자극과 반응을 한 번의 직선 과정으로 생각하기 때문이다. 조절이 이루어지면 그 결과가 다시 조절의 필요를 줄이는 방향으로 되돌아간다. 이 되돌아감이 있어야 일정한 범위가 유지된다.
이런 오개념, 나도 갖고 있을까?
호르몬은 신경을 통해 온몸으로 전달된다.정답 보기
X (흔한 오개념이에요)
몸의 조절 기능을 배울 때 신경을 먼저 접하다 보니, 호르몬도 신경을 타고 이동한다고 생각하기 쉬워요. 실제로는 호르몬의 전달 통로는 신경이 아니라 혈액이에요. 호르몬은 내분비샘에서 만들어져 혈액 속으로 분비된 뒤, 혈액을 타고 온몸을 돌아다니며 몸의 기능을 조절해요.
호르몬은 혈액을 타고 온몸을 순환하지만, 정해진 표적 기관에만 작용한다.정답 보기
O (맞는 설명이에요)
호르몬이 혈액을 따라 온몸을 돌아다닌다는 사실을 알면, 이동 경로와 작용 대상을 같은 것으로 여기기 쉬워요. 하지만 실제로는 호르몬이 온몸을 순환하더라도 그 호르몬을 받아들일 수 있는 특정 기관, 즉 표적 기관에만 작용해요. 표적 기관이 아닌 곳은 호르몬이 지나가더라도 반응하지 않아요.
호르몬은 몸에 필요한 물질이므로 양이 많을수록 건강에 좋다.정답 보기
X (흔한 오개념이에요)
호르몬이 몸에 꼭 필요한 물질이라고 배우다 보면, 많으면 더 좋을 것이라고 생각하기 쉬워요. 하지만 실제로는 호르몬마다 적정한 양이 정해져 있어서, 과다할 때와 부족할 때 각각 다른 증상이 나타나요. 즉, 호르몬은 많다고 좋은 것이 아니라 적절한 양으로 균형을 이루는 것이 중요해요.
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자주 묻는 질문
교육부 고시 제2022-33호 과학탐구 교육과정 기반