항상성

생물의 특성에서 항상성이 왜 목록에 들어가는지 생각해 봅시다. 이유는 효소에 있습니다. 몸속의 모든 화학 반응은 효소가 맡고, 효소는 정해진 온도와 pH의 좁은 범위에서만 제대로 일합니다. 체온이 몇 도, 혈액의 산성도가 조금만 벗어나도 물질대사 전체가 멈춥니다. 그러니 살아 있다는 것은 곧 이 값들을 지켜 낸다는 뜻입니다.

지키는 방법은 자극과 반응에서 배운 회로 그대로입니다. 다만 감지하는 대상이 바깥세상이 아니라 내 몸의 상태입니다. 시상 하부가 혈액의 온도와 삼투압을, 이자의 세포가 혈당을 직접 감지하고, 그 값이 범위를 벗어나면 신경과 호르몬으로 반대 방향의 신호를 보냅니다.

조절에는 두 계통이 함께 쓰입니다. 신경은 빠르지만 짧게, 호르몬은 느리지만 오래 작용합니다. 그래서 급한 조절은 자율 신경이 먼저 처리하고, 오래 유지해야 하는 조절은 호르몬이 이어받습니다. 두 계통을 잇는 접점이 시상 하부입니다 — 뇌이면서 동시에 호르몬을 만드는 기관이라, 감지한 것을 신경 명령으로도 호르몬 명령으로도 바꿔 낼 수 있습니다.

항상성이 지키는 값은 여러 가지입니다. 혈당 조절, 체온 조절, 콩팥과 삼투 조절이 대표적이고, 혈액의 pH도 그중 하나입니다. 혈액이 산성이나 염기성으로 크게 기울지 않는 것은 화학에서 배우는 완충 용액의 원리가 몸속에서 작동하기 때문이며, pH와 수소 이온 농도를 알면 왜 그 값이 그렇게 예민한지 이해할 수 있습니다. 그리고 바깥에서 들어오는 침입자를 막는 면역도 넓게 보면 항상성을 지키는 장치입니다.