[신경과학] 15.2 : 식음행동(drinking), 온도 조절

 

 

이번 포스트에서는 drinking에 대한 motivation이 어떻게 조절되는지에 대해 알아보자. drinking에 대한 motivation은 low blood volume을 인지한 결과 생길 수도 있고(volumetric), high blood osmolarity를 인지한 결과 생길 수도 있음(osmometric).

 

 

우선 volumetric한 조절에 대해 살펴보자.

 

 

 

 

실제로 위 그림 1과 같이 kidney에서 혈압이 인식된 결과 결과적으로 angiotensin II가 활성화되고 뇌의 subfornical organ에 작용해서 물마심이 촉진될수도 있고, 위 그림 2와 같이 heart 근처 대동맥에서 혈압이 mechanical하게 sense된 뒤 vagus nerve를 거쳐서 nucleus of the solitary tract으로 가 물을 마시게끔 하는 반응이 촉진될 수도 있음. (참고로 앞서 식욕 조절 과정에서도 vagus neuron이 관여했는데, 대분류상으로는 여기에서 사용되는 vagus nerve와 같은 카테고리이지만, 세부분류가 다르기에 역할도 다름)

 

 

 

다음으로 osmometric한 조절에 대해 살펴보자.

 

 

 

 

보면 vascular organ of the lamina terminalis(OVLT)라는 기관에서 blood hypertonicity가 sensing됨. 이 때 OVLT는 혈액과 잘 섞여있는 구조여서 쉽게 blood hypertonicity를 측정할 수 있음. 일단 이렇게 활성화된 OVLT는 magnocellular neurosecretory cell과 lateral hypothalamus의 cell들을 activation시켜주게 되고, neurosecretory cell은 vasopressin을 혈액으로 분비하는 한편, lateral hypothalamus의 neuron들은 osmometric thirst를 유발하게 됨. (이것이 탈수 시 물을 마셔야겠다는 motivation으로 작용하게 됨) 그 결과 피가 묽어지게 됨.

 

 

한편 vasopressin은 antidiuretic hormone, 혹은 ADH로도 불리우며, kidney에 작용해 water retention을 증가시켜줌. 그 밖에 urine production은 감소시켜서 결국 체내 수분양을 증가시켜주게 됨.

 

 

그런데 만약 hypothalamus의 paraventricular region에 있는 vasopressin-secreting neuron이 없어지게 된다면, 오줌이 너무 묽어지게 되고 그 결과 diabetes insipidus가 발생할 수 있음. 이 질병이 발생할 시 계속 목마름을 느끼게 됨. 물론 이 질병은 매우 고통스러울 수 있지만, 단순히 vasopressin을 주사 형태로 주입시키는 것 만으로 상당히 증상이 완화되는 것을 알 수 있음.

 

 

 

다음으로 우리 몸의 온도 조절기작에 대해 간단히 알아보자.

 

 

우리 몸의 세포들은 37도 근방의 온도로 계속 유지되도록 fine-tuned되어있음. 실제로 temperature regulation을 위해 매우 중요한 temperature sensor들은 anterior hypothalamus에 cluster를 이루고 있는데, 이곳으로부터 출발한 neuron들이 hypothalamus의 medial preoptic area(OVLT 근처에 존재)에 있는 neuron에 projection되어서 visceromotor response를 촉진시키거나, 혹은 lateral hypothalamic area로 projection되어서 somatic motor(behavioral) response를 촉진시키게 됨.

 

 

 

 

실제로 anterior hypothalamus에 있는 cold sensitive neuron이 추위를 인지하게 되면 위와 같은 일이 일어남. 보면 우선 anterior pituitary에서부터 TSH가 분비되고, TSH는 thyroid gland에 작용해 thyroxin의 분비를 촉진시키게 됨. 이렇게 해서 분비된 thyroxin은 cellular metabolism을 더 많이 일어나게 하고, 이 과정에서 mitochondria에서 열이 발생하게 되면 체온이 올라가게 됨.

 

 

 

한편 hypothalamus의 medial preoptic area에 의한 visceromoter response의 경우를 생각해보면, cold가 sensing될 시 skin의 blood vessel들을 constrict시켜서 표피로 가는 혈액량을 줄여주고(그 결과 열발산량을 줄여주고) goose bump(소름)가 생기게 됨. 그리고 LH에 의한 somatic motor response를 생각해보면, involuntary한 shivering, 혹은 voluntary한 warmth seeking(따뜻한 장소나 환경을 찾아나서게 되는 것)이 유발됨.

 

 

한편 반대로 temperature가 높아질 경우 anterior hypothalamus에 있는 warm-sensitive neuron에 의해 이것이 sensing되게 되고, 그 결과 TSH release 정도가 줄어들면서 metabolism 속도가 느려지고, sweating과 같은 somatic response가 유발되며, skin의 blood vessel이 이완되는 visceromotor response도 유발되게 됨(그 결과 표피로 가는 혈액량이 증가함).

 

 

 

 

위 표에는 이번 chapter에서 다루었던 여러 sensor, actuator들이 나타나 있으므로 유심히 봐둘 것. 참고로 이런 반응을 이해하는데 있어서는 무엇이 sensor이고 무엇이 actuator이며, 작동 과정에서 어떤 종류의 pathway가 이용되는지 등에 대해 파악하는 것이 중요함.

 

 

 

다음 포스트부터는 성 행동(sexual behaivor)에 대해 알아보자.