인체의 형태적 구성 - 세포

인체의 형태적 구성을 살펴보면,

인체의 구조상의 최소단위는 세포이며, 그 세포들이 모여 조직이 되고, 조직이 모여 기관이 되고,

기관이 모여 계통이 되고 계통이 인체 전체가 형성됨을 알 수 있다.

인체의 복잡하고 놀라만한 작용을 이해하기 위해 우선 그 기본 단위가 되는 세포와

조직의 구조, 활동에 대해서 알아보자.

 

< 세포 >
인간은 생물 중에서 가장 고등한 것으로 한개의 세포, 수정란이 분열, 증식을 반복하여서

생긴 수 많은 세포와 그들 세포가 만들어낸 세포간 물질(세포간질)로 구성된다.

 

** 세포 **

세포는 인간, 동물, 식물, 박테리아를 포함하는 모든 생물체의 기본 구성 단위이며,

인체의 각 부분은 모양과 크기, 구조, 수명이나 기능이 서로 다른 세포로 구성되어 있다.

예를 들어 적혈구는 지름이 8 미크론의 원판상의 세포로서 수명은 약 120일에 불과하므로

끊임없이 새로운 적혈구로서 대치된다.

그러나 신경세포 같은 것은 일반적으로 별모양을 하며 많은 돌기를 갖고

수명도 그 개체의 수명과 같아서 평생 같은 신경세포가 거의 그대로 존재하기 마련이다.

세포는 저마다 고유의 기능이 있으며, 신경세포는 각종 자극을 전달하고,

근육세포는 수축성이 강해 운동을 주로하며, 타액선 같은 선세포는 분비작용이 왕성하고,

난소나 정소는 난자, 정자와 같은 번식세포를 만들기도 한다.

결국 인체의 모든 기능은 여러개의 세포 활동이 집합되어 나타나는 것이다.

 

** 세포의 구조 **

세포는 원형질과 이를 둘러싸는 얇은 막인 세포막(원형질막)으로 구성된다.

원형질의 대부분은 세포질로 되고, 일반적으로 그 중심부에 1개의 핵이 자리잡고 있다.

원형질은 젤과 같은 콜로이드이다. (이것은 계란의 흰자와 유사하다)

원형질은 세포의 주요 성분으로써 인체의 기본 단위를 물, 유기성 광물화합물을 포함하고 있다.

 

 ◎ 원형질의 성분

원형질의 화학적 구조는 세포의 활동과 그 고유한 조건에 따라서 변화 한다. 

그러므로 건강하고 영양을 잘 섭취한 인체의 피부조직을 형성하는 세포와 허약하고 영양불량

상태의 조직의 세포는 구조면에서 분명히 다른다.

한편 세포질(또는 원형질)내 특수한 세포 부분들을 세포질내 소기관이라고 하는데 세포질 소기관은

각각의 특수한 대사기능을 수행하며, 반면에 중심 부분에 위치하는 핵은 세포 전체의

대사 활동을 조절하며, 유전이나 중식(세포분열) 등에 관한 일을 한다.

   

  * 광물질 - 염소산 나트륨, 염화칼륨, 염화마그네슘 등

  * 유기 화합물 - 단백질 : 원형질에서 중요한 요소이다. 외형은 달걀의 흰자와 비슷하다.

                                     이 단백질은 세포의 기능에서 매우 중요한 역할을 하며 아미노산,

                                     단순 단백질, 폴리텝타이드 등으로 나룰 수 있다.

                       - 지질(지방물질) : 전자 현미경으로 보면 원형질 내에 지방과립체, 글리코겐

                                                 그리고 그 이외의 미립체가 있음을 발견할 수 있다.

                                                 이 지방질은 세포에 에너지를 공급하여 세포가 중요한 기능을

                                                 발휘하도록 해준다.

                       - 당질: 이 요소는 원형질을 만드는 데 또는 에너지를 공급하는데 이용된다.

   * 수분 - 수분은 세포의 문게 중 70~80%를 차지한다. 원형질에서도 가장 지배적인 성분이다.

               (우리 인체의 2/3가 물, 체액이라는 것만 보아도 알수 있다. 체액 중 2/3는 세포내 액,

                1/3은 세포외액, 즉 혈액, 림프액, 조직액 등으로 존재하여 세포의 물질대사를 영위하는데

                중요한 기능을 수행한다.)

 

            

1) 핵

핵은 가장 중요한 부분이다. 세포를 둘로 나누었을 때 세포핵을 포함한 부분은 계속 성장하지만

핵이 없는 부분은 자라지 않는다. 핵은 보통 둥그런 형태이며, 내용물은 끈적이는 과립형의 물질과

핵즙으로 되어 있으며 성분은 핵산으로 핵은 세포질 보다 훨씬 농도가 진하다.

전자 현미경으로 세포핵을 관찰하면 불규칙하게 엉켜있는 과립체들을 볼 수 있다.

이러한 과립체를 염색질이라고 부르는데 염기성 염료를 선호하는 경향이 있어 붙여진 이름이다.

또한 핵을 보면 한개 내지 두개의 핵소체를 발견할 수 있다.

핵의 크기는 세포 크기의 정비례로 1/3~1/4배이다. 이러한 정비례를 핵-원형질의 비율이라고 부른다.

이 핵-원형질의 비육에 변동이 생긴다면 즉시 세포의 삶에도 영향을 미치게 된다.

세포질과 핵은 매우 밀접한 연관성이 있어서, 세포질에 어떤 변동을 가하면 핵의 구조에 영향이 미치며

또한 핵에 변화가 오면 세포질에도 변동이 온다.

 

2) 세포막(원형질막)

세포막이란 세포를 둘러싸고 있는 두께 7~100nm 의 얇고 신축성 있는 투과성 막으로, 3겹으로 구성되어

있는데 안팎은 단백질, 중간층은 지질로 구성되어 있다.

적절한 환경에 살고 있는 세포는 수분입자 내에 있는 적절한 영양소만을 흡수 한다.

여기서 세포막은 가역성의 선택운동을 함으로써(선택적투과성막) 세포 마다 기능을 수행하는데

필요한 영양소를 흡수하며 또한 생성물을 세포질에 머물게 하거나, 밖으로 내보내는 조정 능력을 갖고 있다.

즉, 세포막은 세포의 활도에 필요한 모든 정보를 간직하고, 막을 통과하는 물질운반작용인 확산,여과,

삼투, 능동적 운반 및 음세포작용 등을 조절하고 있다.

결국 세포막이 있으므로 세포가 존재하는 것이며, 세포와 주위 환경과의 사이에서 일어나는

물질교환에서 중요한 역할을 담당하고 있는 것이다. 또한 세포가 모여서 조직 및 기관을 형성할 때

접한 세포들에 대해 인지하는 능력이 있으며, 여러가지 효소와 수용체가 있어 특별한 화학적 반응과

세포의 특정한 기능을 타나낸다.

 

3) 세포질 내에서 볼 수 있는 소기관들

* 미토콘드리아(사립체) - 미토콘드리아는 세포내의 호흡 생리를 담당하여 산소호흡을 하는 장소로서

                                   많은 효소를 갖고 있어 세포막을 통과하여 세포질 내로 들어온 영양분을

                                   분해하여 ATP(adenosine triphosphate)를 만들어 에너지를 생산하는

                                   에너지  생산공장이다. ATP는 고에너지 결합을 갖는 물질로서 세포의

                                  여러가지 기능 즉, 물질 합성, 이동, 근세포의 수축 등에 쓰이는 에너지를

                                 직접 공급하는 물질이다.

 

* 내형질세망 - 세포질내에 그물 모양으로 퍼져 있으며, 가느다란 작은 주머니들이 있다.

                        내형질세망은 리보소체(ribosomes)가 붙어 그 표면이 거칠은 과립내형질세망과

                        리보소체가 없이 표면이 매끈한 무과리내형질세망의 두가지가 있으며

                        이들 내형질세망은 단백질 합성과 깊은 관계를 맺고 있다.

 

* 골지체 - 골지체는 내형질세망에서 생산되어 운반해 온 물질을 농축하여 배출할 뿐만 아니라

               당단백, 점액 맟 당류의 함성에도 관여한다.

 

* 용해소체 - 산성 분해 효소를 갖고 있어 단백질, 함수탄소, 지질, DNA 및 RNA 등을 용해할 수 있으므로

                  세포가 손상을 받을 때는 이로써 세포 자체가 용해된다.

 

* 중심소체 - 짝지워 핵의 상부에 흔히 위치하며, 유사세포분열시 중심소체는 각각 반대극으로 이동하면서

                  방추를 형성하여 염색체의 이동에 관여한다. 세포기질에는 그외에 지방소적, 당원과립,

                  난황과립, 분비과립, 색소과립 및 결정체 등을 포함하고 있다.  

 

** 세포의 기능 **

1) 환경에 대한 반응

    생물체의 모든 기능은 그 자체의 질서, 조화 맻 통일을 기하여 과학으로 다 설명할 수 없는 항상성을

    유지하고, 생활 환경의 변화에 대한 각종 자극을 감수하면서 반응을 하게 된다.

    근육조직의 세포가 자극을 받으면 수축이 되고, 타액선과 같은 선조직세포가 자극을 받으면 타액이

    분비되는 것은 세포의 독특한 반으의 한 예라 할 수 있다. 이와 같은 생물체의 일련의 운동 과정은

    많은 에너지를 생산하고 소비하면서 대사, 성장, 번식, 적응 및 유기체의 구성을 갖고 내외적

    변화에 적응하는 것이다.

2) 영양공급(세포 대사)

    세포는 세포의 내용물과 외부 환경과의 경계를 이루는 세포막의 특별한 기능에 의해 대사와

    성장에 필요한 물질(영양소-물, 화학적 요소, 유기화합물)을 세포질 내로 얻고 세포질 내의 

    미토콘드리아는 이것으로 에너지를 생산, 이용하므로써 세포의 생리가 정상으로 수행될 수 있도록

    주도한다. 세포체내에서 발생하는 이러한 모든 반응과 계속되는 분해를 '세포 대사'

    (세포의 신진대사 또는 물질대사)라고 하며 여기에는 동화작용과 분비, 이화작용의 두가지 주요 

    단계가 있다. 

    동화작용이란 살아있는 조직을 생성시키는 과정이고, 이화작용이란 영양소를 분해시켜 더 작은 

    생물체로 만들어 에너지를 발산케하는 과정이다. 

    즉, 세포는 동화작용 동안 자기 자신에게 필요한 물질을 받아들여 이것으로 단백질 합성을 하고 

    불필요한 물질을 재출하는 한편, 이화작용 동안세포내에 저장하고 있는 물질 (지방, 글맄겐 등)을

    분해해서 에너지를 발생, 발산된 에너지를 이용하여 활성물질을 생성시키고 그 다음 다시 동화작용을

    한다. 그러므로 세포는 살아있는 동안 동화 및 이화작용에 의해 열과 에너지와 그 부산물을 계속적으로

    생성하여 100조 이상의 세포가 에너지 평형을 유지하게 된다.

3) 성장

    세포는 영양소를 흡수하여 성장하고 에너지를 만든다. 세포는 계속 성장하다가 정상적인 크기에 

    도달하면 성장을 멈추고 또 다른 세포를 생성시킨다. 

4) 증식(세포분열)

    세포의 증식에는 복잡한 여러 요인들이 있으며 세포들은 끊임없이 죽기 때문에 재생산은 필수이다.  

    단세포 동물과 달리 모든 다세포 동물은 원래 한개의 세포, 즉 난자로부터 생겨난 것이다. 

    이 난자는 배우체 혹은 생식세포와 는 두개의 배우자 세포가 융합하여 생긴 것으로 그 모세포는

   적절한 크기에 이르면 두 개의 새로운 세포로 나뉘어진다. 따라서 새로운 세포, 딸 세포의 핵은

    모세포와 똑같은 염색체를 갖게되고 유전적인 특성을 이어 받는다.

    또한 단세포 기관에서와 는 대조적으로 여기서 갈라지는게 아니라 그 스스로 세분되어 조직, 기관

    계통(기관계)으로 분화되는 것이다.

    세포의 분열에는 직접분열과 간접분열 등이 있는데, 인간과 고등동물의 세포분열에서 흔히 볼 수

    있는 것은 분열과정에서 섬유성 구조물(방추사)이 나타나는 '유사분열'이다.

    유사분열은 핵 성분인 염색질 내에서 발생되는 일련의 복잡한 변화과정으로 보통 전기, 중기, 후기,

    종기의 4기로 구분된다. 유사분열의 소요시간은 대략 1~2시간이며, 세포의 종류나 동의 성장시기에

    따라 분열되는 속도, 빈도, 세포주기 등이 다른다.

    적혈구나 신경세포와 같은 세포들은 그들이 성숙했을 때 분열은 멈추는 반면에 창자나 피부에 있는 

    상피세포는 빠르고 계속적으로 분열한다.