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生理學 / Physiology
생명체의 각 구조가 어떻게 물리·화학적으로 기능을 발휘하고 전체적으로 어떻게 서로 상호작용하는지를 연구하는 학문이다.
목차
1. 개요
2. 규모에 따른 분류
2.1. 분자생리학(Molecular Physiology)
2.2. 세포생리학(Cellular Physiology)
2.3. 조직생리학(Tissue Physiology)
2.4. 기관생리학(Systems Physiology)
2.5. 통합생리학(Integrative Physiology)
3. 생물분류에 따른 분류
3.1. 동물생리학(Animal Physiology)
3.2. 식물생리학(Plant Physiology)
3.3. 미생물생리학(Microbial Physiology)
1. 개요
2. 규모에 따른 분류
2.1. 분자생리학(Molecular Physiology)
2.2. 세포생리학(Cellular Physiology)
2.3. 조직생리학(Tissue Physiology)
2.4. 기관생리학(Systems Physiology)
2.5. 통합생리학(Integrative Physiology)
3. 생물분류에 따른 분류
3.1. 동물생리학(Animal Physiology)
3.2. 식물생리학(Plant Physiology)
3.3. 미생물생리학(Microbial Physiology)
1. 개요 ✎ ⊖
규모에 따라, 분자생리학(Molecular Physiology), 세포생리학(Cellular Physiology), 조직생리학(Tissue Physiology), 기관생리학(Systems Physiology), 통합생리학(Integrative Physiology)로 나뉘며, 또 생물분류에 따라, 동물생리학(Animal Physiology), 식물생리학(Plant Physiology), 미생물생리학(Microbial Physiology)로 나눌 수 있다. 일반적으로 생리학의 범주가 어디까지라고 명확하게 정의된 바는 없지만, 개체 이하 수준에서 발생학, 유전체학, 생화학 등 타영역에 속하지 않는 모든 범위를 교재에 실어 가르친다. 대체로 생물학 저널을 찾아보면 연구자의 직감 상 생리학의 범주에 포함되는 것 같다고 생각되면 그냥 끼워준다. 국내에서는 '생리학'이라고 하면 의학과에서 배우는 인체생리학을 지칭하는 경우가 많다. 따라서 서로 '생리학'을 일반적인 용어로써의 '생리학'으로 알아먹는 경우에만 써야지, 안 그러면 구체적으로 명시해주는 것이 좋다.
2. 규모에 따른 분류 ✎ ⊖
2.1. 분자생리학(Molecular Physiology) ✎ ⊖
생체분자 수준에서의 생리학을 다루는 영역으로, 보통 생물학과, 생물교육과, 농학과, 의학과 등에선 생화학 과목에 이 내용을 다룬다. 참고로 이름만 보면 분자생물학(Molecular Biology)와 관련이 있을 거라 생각될 지 모르지만, 서로 큰 관련은 없다.(1) 보통 분자생물학이나 시스템생물학(Systems Biology), 생화학을 연구하는 사람들이 가장 많이 밝혀내는 분야가 바로 이 분야인데, 분자 수준에서의 생명 현상을 기술함으로써 생명 현상 전체를 기술할 수 있다고 주장한다. 생리학 분야에서 가장 나중에 생겨난 분야지만 가장 많은 지식을 필요로 하는 분야인데, 그 이유는 분자동역학(Molecular Dynamics), 열역학(Thermodynamics), 통계역학(Statistical Mechanics), 유기화학(Organic Chemistry) 등 다양한 분야의 지식이 있어야 연구함에 있어 수월하기 때문이다.
2.2. 세포생리학(Cellular Physiology) ✎ ⊖
세포 수준에서의 생리학을 다루는 영역인데, 일반적으로 분자생리학과 상당 부분 겹친다. 세포가 어떤 형태냐에 따라 다시 동물세포생리학(Animal Cellular Physiology), 식물세포생리학(Plant Cellular Physiology), 원핵세포생리학(Prokaryote Cellular Physiology)로 나뉘는데, 국제적으로 의학적인 관점이나 수의학적인 관점 등으로 인해 동물세포생리학에 대한 연구가 활발히 진행된다. 생물학과, 생물교육과, 농학과 등에선 세포생물학 시간에 이 내용을 다루며, 대체로 책의 절반 정도가 세포생리학에 속하는 내용이다. 세포생리학은 그 특성상 다양한 생리적 현상을 나눠서 기술하기 때문에 통합적으로 어떻게 작용하는지는 알아내기 어렵다. 이 부분에 대해서는 시스템생물학이 잘 대답해주며, 수학적 모델링과 데이터베이스 기반 시뮬레이션을 통해 각각의 생리적 현상들이 서로 어떻게 상호작용하는가를 보여준다.
2.3. 조직생리학(Tissue Physiology) ✎ ⊖
조직 수준에서의 생리학을 다루는데, 보통 의학과에서의 조직학 과목을 제외하곤 배우지 않는다. 일반적으로 생리학에서 관심 있는 것은 대개 기관 수준이기 때문에 조직 수준에서의 생리학은 잘 다루지 않는다. 조직생리학은 생리학적인 가치보다는 오히려 병리학적인 가치가 더 높은데, 그 이유는 고전적으로 병리학에선 조직 수준의 검사 및 병의 발생 등을 연구하였기 때문이다. 하지만 특정 역할을 수행하는 세포들의 집단인 조직이 어떻게 생명 현상을 나타내는가에 대해서는 연구해 볼 가치가 있다.
2.4. 기관생리학(Systems Physiology) ✎ ⊖
기관 수준에서의 생리학을 다루는 영역으로, 보통 생물학과, 생물교육과, 농학과 등에선 동물생리학, 식물생리학 과목으로 수강하고, 의학과에선 생리학 과목으로 수강한다.(2) 보통 영어 명칭으로 보면 시스템생물학과 혼동할 수 있는데, 둘은 별 상관 없는 학문이다. 각각의 기관이 어떻게 각자 자신들의 역할을 수행하는지는 본래 의학적인 관심과 자연철학적인 관심에서 출발하였다. 고대 그리스 시기엔 물리학과 생리학이 구분되지 않아서 거의 같은 명칭으로 불렀는데, 이때 공통적으로 들어간 단어가 φύσις(physis; nature)였다. 이 당시에는 생명체가 어떻게 살아갈 수 있는지를 철학적으로 연구하였으나, 현대적인 관점에서 보면 별로 신통치 않은 내용이므로 생략한다. 이후 르네상스를 거치면서 해부학이 발전했는데, 해부학적인 근거들과 다양한 실험을 통해 각각의 기관이 어떻게 그 기능을 발휘하는지를 밝혀내었다. 근대에 와서는 신경계에 대한 연구가 시작되었고, 이는 그 이전에 하비(W. Harvey)에 의해 시작된 순환계에 대한 연구와 더불어 기관들의 통합적인 상호작용에 대해 연구하게 되는 전초가 되었다. 대체로 동물기관생리학에 대한 내용은 세포에 대한 내용만큼 교육과정에 많이 언급되는 내용이다. 이것은 기관생리학이 그만큼 중요하다는 뜻이기도 하다.
2.5. 통합생리학(Integrative Physiology) ✎ ⊖
개체 수준에서 개체 미만의 수준들이 어떻게 서로 상호작용하면서 생명 현상을 일으키는지에 대해 연구하는 영역이다. 보통 세포 이하의 수준은 잘 다루지 않는데, 그 이유는 그 부분은 시스템생물학이 주로 다루는 영역이기 때문이다. 통합생리학에서는 일반적으로 실험 등을 통해 현상을 알아내기보다는 오히려 수학적 모델링 또는 DB 기반 모델링을 통해 현상을 알아내는 것을 더 선호한다. 그 이유는 실제적으로 통합적인 현상을 실험으로 측정해내기엔 그만큼 불리한 점도 많을 뿐 아니라 측정 장비들의 수가 많고 또 크기도 거대하다보니 실질적으로 정상적인 실험이 이루어지기엔 어려운 점이 많기 때문이다. 국제적으로 볼 때 이 분야는 별로 인기가 없는데, 그 이유는 꼭 이렇게 하든 말든 대부분 기관생리학 수준에서 기술할 수 있다보니 그 필요성이 별로 부각되지 않아서이다. 대체로 연구를 하더라도 순수과학적인 관심은 별로 없어서 대개는 동물이나 인체에 대한 연구가 수행되고 있다.
3. 생물분류에 따른 분류 ✎ ⊖
3.1. 동물생리학(Animal Physiology) ✎ ⊖
동물로 분류되는 생물의 생리현상을 연구하는 분야이다. 보통 학부 때에는 거의 척추동물에 대해 설명을 듣는데, 이것은 생물학 자체의 관심보다는 수의학이나 의학, 축산학 등 타영역의 관심으로 인한 영향이 크다. 동물생리학에서는 보통 신경생리학, 신경계, 근육생리학, 근골격계, 감각생리학, 내분비학, 순환계, 호흡계, 배설계, 소화계, 생식계 등에 대한 내용을 주로 다룬다. 동물생리학은 기본적으로 동물을 대상으로 연구하지만, 기본적으로 사람도 동물이므로 인체생리학에 영향을 준다. 동물생리학도 내부적으로는 척추동물생리학, 곤충생리학, 갑각류생리학, 인체생리학 등 연구 대상에 따라 다시 나누기도 한다. 하지만 동물생리학의 주된 연구 대상은 척추동물이며, 그 중 사람도 포함된다. 동물생리학에서는 사람에 대한 내용도 때때로 다루기도 하며, 보통은 영장류에 관한 설명에 있어서 사람과의 유사성 등을 지적하여 비교하기도 한다.
3.2. 식물생리학(Plant Physiology) ✎ ⊖
식물로 분류되는 생물의 생리현상을 연구하는 분야이다. 보통 학부 때에는 거의 대체로 녹색식물에 대한 설명이 많으며, 이는 다른 분야에의 응용에 따른 결과이다. 식물생리학에서는 광합성, 호흡, 생장, 호르몬 조절, 생식 등을 다룬다. 식물생리학도 여러 분야로 나누긴 하지만 대개는 그렇게 구분하지 않는데, 그 이유는 식물 분야는 그렇게 큰 관심을 끌지 않기 때문이다.
3.3. 미생물생리학(Microbial Physiology) ✎ ⊖
세균, 고세균, 원생생물로 분류되는 생물의 생리현상을 연구하는 분야이다. 원래는 각각 나눠서 연구하지만, 학부 시절에는 편의상 다 같이 설명한다. 대체로 세균에 대한 설명이 많은데, 그 이유는 세균이 연구에 많이 쓰이며 원생생물은 진핵세포이기 때문에 세포생물학에서 거의 모든 내용을 다루기 때문에 따로 설명할 필요가 없기 때문이다. 고세균은 아주 극한의 환경에서만 서식하므로 일반적인 환경에선 찾을 수 없다. 기본적으로 미생물학의 한 종류로 포함하여 미생물학 강의 때 설명한다. 하지만 미생물생리학에 대한 연구를 통해 미생물, 특히 세균이 어떻게 살아가고 병원성을 보이는 종의 경우 어떤 특성을 갖는가에 대해서는 충분히 연구 가치가 있다.
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