동물의 조직 구분, 기능에 대한 설명 – 척추동물 중심
조직 (tissue)
동물의 조직은 비슷한 세포로 구성된 모임이라고 정의할 수 있다.
이런 조직은 다음과 같이 크게 2개로 나누어 볼 수 있다.
(1) 상피조직(epithelial tissue)
동물의 표면을 이루는 부분을 말한다. 주의해야 하는 점은 입, 비강, 기관지, 체강, 생식계의 관, 창자와 같이 외부와 연결되었지만
몸의 내부에 있는 조직도 상피 조직이다. 이 부분은 따로 내피(endothelium)라고 부른다.
상피조직에는 분비샘을 덮고 있는 두꺼운 상피 조직인 선상 상피(glandular epithelium)가 있다.
(2) 결합조직(connective tissue)
동물의 대부분을 이루는 뼈, 연골, 인대(ligament), 힘줄(tendon), 혈액 등을 말한다.
비세포성 물질인 결합조직기질(connective tissue matrix)을 만들어 내는 세포로 구성되며 1/3이 콜라겐으로 이루어져 있다.
콜라겐은 결합조직의 주성분으로 척추동물의 몸을 구성하고 있는 전체 단백질의 1/3에 해당하는 섬유성 단백질이다. 섬유아세포(fibroblast)에서 생성된다.
섬유아세포는 상처 치료나 부러진 뼈의 수선에 관련되어 있다.
이 밖에 엘라스틴(elastin)과 같은 탄력성 섬유의 주요 구성 물질로 많이 구성되어 있다. 이 엘라스틴은 대동맥에서 신축성 혈압을 유지하는 데 도움을 준다.
척추동물의 골격
척추동물의 골격은 결합조직 중 가장 단단하다. 중축골격(axial skeleton)인 두개골(cranium), 척주(vertebral column), 갈비뼈(rib cage), 가슴뼈(sternum)와
부속지 골격(appendicular skeleton)인 팔다리, 두 개의 지대(girdle)인 요대(pelvic girdle)와 견대(pectoral girdle)로 구성되어 있다.
(1) 관절(joint)
관절은 표면이 부드러운 연골로 얇게 덮여 있다. 뼈들은 인대(ligament)라 불리는 콜라겐 섬유에 의해 서로 연결되는데
움직임을 만들 수 있는 부분이 관절이다. 연골(cartilage)은 연골세포(chondrocyte)로 구성되며, 콜라겐 섬유로 두껍게 싸여있는 단백질 기질에 묻혀 있다.
특징적으로 활막강을 가지는데, 활막강이란 인대가 관절낭을 형성하는 곳이다. 여기서 관절낭 내부가 활막(synovial membrane)으로 덮여 활막관절(synovial joint) 형성한다.
이 활막강 안에는 활액(synovial fluid)이 있어 관철을 부드럽게 움직이게 해준다. 즉 부드러운 연골과 윤활작용을 하는 액체로 마찰을 적게하여
닳아 없어지지 않도록 관절을 보호하며 움직임을 부드럽게 한다.
이런 관절은 형태와 움직임 정도에 따라 활주관절(gliding joint), 도르래 관절(pivotal joint), 구와 관절(ball-and-socket joint), 경첩관절(hinge joint) 등이 있다.
(2) 중축골격(axial skeleton)
두개골(skull)과 턱(jaw) 포함을 포함하는 골격으로 척추동물의 진화에 많은 정보를 가지고 있다. 척주와 갈비뼈도 포함된다.
i) 두개골(skull)
어류의 두개골은 여러 개의 판으로 느슨하게 연결되어 있다. 턱은 간단하고 한 방향으로만 경첩(hinge) 형성되어 있는 것이 특징이다.
즉 턱은 좌우로는 움직일 수 없다.포유류에서는 상악골이 두개골과 하나가 되어 있지만, 나머지 동물은 위턱과 아래턱이 따로 모두 움직인다.
<<위턱뼈와 아래턱뼈는 곤충에 분류에 가장 중요한 부분이다. >>
척추동물의 두개골은 여러 부분이 융합되는 방향으로 진화되어 뇌를 보호한다. 용량이 커진 뇌도 안전하게 보관할 뿐만 아니라 여러 수용기(receptor)들도 가지고 있다.
척추와 연결되는 두개골의 큰 구멍을 대후두공(foramen magnum) 이라 부른다.
ii) 척추(vertebral column)
몸 전체가 유연한 축이 될 수 있도록 각각의 척추가 연결된 형태를 보이고 있다. 추간 연골(intervertebral disk, fibrocartilage) 구조로 되어 있다.
추간 연골이란 유합된 척추를 제외한 모든 척추를 분리하여 완충 작용 및 척추를 좌우로 움직일 수 있게 하는 연골을 말한다.
생물학적으로 지지체 역할 외에 척수(spinal cord; 각 척추의 신경관 속에 있음)를 보호하는 역활을 한다.
(3) 부속지골격(appendicular skeleton)
i) 견대와 요대(pectoral and pelvic Girdles)
직립자세를 하기 위해서는 무게의 분산이 필요하다. 이를 위해서 몸통은 선장 관절(sacroiliac joint; 천추(sacrum)와 장골(ilium) 사이의 관절)에 의지한다.
게다가 등 근육의 도움으로 장골에 약간의 무게 분산하여 몸을 지탱하게 된다.
견대는 두 개의 어께뼈(scapula, shoulder blade)과 두 개의 쇄골(clavicle)로 구성되어 있다.
ii) 척추동물의 사지
날아다니는 새와 박쥐 등은 앞발 특히 손가락은 비상을 위해 많이 변형되어 있다.
또한 사람과 다른 영장류와의 차이로는 마주 볼 수 있는 엄지, 아치 모양의 발, 대둔근(gluteus) 등이 있다.
골격의 발생
척추동물의 발생 배에서는 뼈의 전구물질이 만들어져서 골격을 형성한다.
특히 경골의 골격(bony skeleton)은 몸을 지지하는 것뿐만 아니라,
근육의 부착점으로 작용, 보호작용, 내부에서 적혈구 생성, 칼슘저장 창고 역할을 하게 발생한다.
대부분의 뼈는 콜라겐 기질 안에 있는 딱딱한 인산칼슘으로 되어 있다.
팔다리를 이루는 긴 뼈는 골막(periosteum)이라고 하는 결합조직의 얇은 막으로 둘러싸인다.
골격의 구조 (뼈의 구조)
골격은 크게 해면골(spongy bone)과 치밀골(compact bone)로 구성된다.
해면골
골의 양 끝이 팽배한 부위로, 적혈구 세포의 생산 장소인 적색골수(red marrow)가 있다.
치밀골
지방질로 된 황색골수(yellow marrow)가 있다. 이 적색골수는 성체가 되면 황색골수로 대체된다.
활발하게 대사활동을 하는 많은 경골 세포 포함하고 있는 곳으로 대부분의 뼈의 단단함을 이루고 있다.
치밀골의 특징으로는 해버스골공동계(Haversian system) 또는 골단위(osteon)가 있다. 이 골단위에는 혈관과 신경이 있는 중심관(central canal)이 있고,
주변에 석회화된 뼈로 이루어진 라멜라(lamella)가 여러 층으로 배열되어 있어서 뼈의 특징적인 구조가 된다. 여기에 뼈를 만드는 골세포(osteocyte)가 있다.
골세포는 소관계(canaliculi)의 기다란 돌기에 의해 다른 뼈세포와 연결되어 있고 이런 돌기 중 일부는
중심관에 도달하기 때문에 순환계와 물질교환을 할 수 있다.
이런 골세포의 생리는 호르몬에 의해 일어나는 칼슘농도의 조절과정에 대단히 중요한 역할을 하고 있다. 우리 몸의 칼슘 농도의 조절은 여기가 담당한다.
