답변 내역

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.낫모양 적혈구 빈혈증은 단 하나의 유전 염기 변화가 단백질 구조와 세포 형태가 변화를 일으키는 대표적인 유전 질환입니다. 발생 원인과 이로 인해 인체에 나타나는 유해한 영향들을 설명해 드릴게요.낫모양 적혈구 빈혈증은 베타 글로빈 유전자의 단 하나의 염기가 변이되면서 세포내 정보흐름에서 글루탐산 대신 발린으로 번역되면서 돌연변이가 발생합니다. 이로 인해 생성된 변종 헤모글로빈은 저산소 환경에서 서로 엉겨 붙어 긴 섬유 구조를 형성하고 정상 적혈구는 납작한 도넛 모양에 유연성이 뛰어난 반면, 이 적혈구는 유연성을 잃은 뻣뻣한 낫 모양으로 변형됩니다.​이렇게 변형된 적혈구는 모세혈관을 매끄럽게 통과하지 못하고 혈관을 막아버립니다. 이로 인해 조직으로 가는 혈류가 차단되면서 극심한 통증과 조직 손상, 장기 괴사 등의 혈관 폐색 증상이 나타납니다. 또한 비정상적인 적혈구는 수명이 대폭 줄어들어 쉽게 파괴되므로 체내에 심각한 만성 용혈성 빈혈을 유발하며, 비장 손상에 따른 면역력 저하와 뇌졸중 등 생명을 위협하는 전신 합병증으로 이어질 수 있습니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.성인헤모글으로 헤모글로빈은 단백질 소단위체인 2개의 알파 글로빈 사슬과 2개의 베타 글로빈 사슬이 결합한 구조입니다. 각 소단위체 중심에는 철 이온(Fe²⁺)을 품은 헴 기가 들어 있어, 헤모글로빈 1분자는 최대 4개의 산소 분자와 결합하여 운반할 수 있습니다.헤모글로빈의 핵심 기능으로는 폐에서 온몸으로 산소를 운반하고, 이산화탄소와 수소 이온의 배출을 도우며 체액의 pH를 일정하게 조절하는 기능을 합니다.​산소 운반은 주변 환경에 따라 달라지는데, 산소 분압이 높은 폐에서는 산소가 하나 결합할수록 다음 산소 결합이 더 쉬워지는 협동적 결합을 통해 빠르게 산소를 결합합니다. 반면, 산소 분압이 낮고 이산화탄소 농도가 높아 pH가 떨어진 말초 조직에서는 산소 친화도가 감소하는'보어 효과가 나타나, 결합해 있던 산소를 떨어뜨려 필요한 세포에 효과적으로 방출합니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.종이는 나무에서 추출한 셀룰로오스와 나무 세포벽을 단단하게 지지해 주는 리그닌 성분으로 이루어져 있는데, 책을 구성하는 물질이 시간이 지나면서 가수분해 반응 등 화학 반응이 일어나는데, 이 과정에서 고분자 물질들이 잘게 부서지며 다양한 기체 분자가 발생합니다. 즉, 헌책 냄새는 리그닌이 깨지며 나오는 바닐라 향과 셀룰로오스가 분해되며 나오는 구수한 빵 향 냄새, 그리고 종이가 산성화되며 방출되는 시큼하고 퀴퀴한 향이 세월 속에서 아주 완벽한 비율로 섞여 만들어진 화학 분해 물질들의 혼합물입니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.질문자님 말씀처럼 베이킹 소다와 식초를 섞으면 거품이 발생합니다. 그 이유는 베이킹 소다는 약한 염기성물질이고 식초는 산성 물질입니다. 둘이 섞에 되면 산과 염기의 중화반응이 일어나 아세트산의 수소 이온과 베이킹 소다의 탄산수소 이이 반응하여 아세트산나트륨과 탄산이 형성됩니다. 그런데 탄산은 수용액 상태에서 불안정하기 때문에 즉시 물과 이산화탄소 기체로 빠르게 분해되면서 생성된 이산화탄소 기체가 순간적으로 많이 발생하면서 용액 밖으로 빠져나가려고 기포를 만들게 됩니다.화산 만들기 실험에서는 주방세제를 약간 섞어주면 발생한 이산화탄소가 세제 성분에 갇혀 끈적한 거품을 형성되어, 거품이 용기 밖으로 밀려 나오면서 마치 진짜 화산이 용암을 분출하는 것처럼 보이게 됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.봄철 도로에 폭탄을 맞은 듯 둥글고 깊게 파이는 포트홀은 물이 얼고 녹아서 생긴 현상과 차량의 하중이 결합하여 발생하는 파손 현상입니다. 겨울철 내린 눈이나 비가 도로에 뿌려진 제설제로 인해 아스팔트 표면에 미세한 균열이 생기고, 이 틈새로 물이 깊숙이 스며듭니다. 기온이 영하로 내려가면 틈새에 스며든 물이 얼어 얼음으로 변할 때 부피가 증가하여 얼음이 팽창하면서 아스팔트와 골재 사이의 틈새가 크게 벌어지고 도로 내부는 약해집니다.봄이 되어 기온이 오르면 팽창했던 얼음이 녹아 빠져나가면서 아스팔트 내부에 텅 빈 공간이 남게 되면서 약해진 도로 위로 무거운 차량이 반복해서 지나가면, 위에서 가해지는 압력을 견디지 못한 표면이 깨지고 무너지면서 깊은 구멍인 포트홀이 생겨나게 되는 것입니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.김이나 과자 봉지 안에서 들어 있는 실리카겔은 주성분인 이산화규소는 체내에 흡수되지 않고 자연 배출되어 화학적으로 독극물이 아니기 때문에 인체에 무해하지만, 먹었을 때 첨가물이기 때문에 신체에 손상을 줄 수 있어 먹지 마시오라는 문구가 있는 것입니다.실리카겔은 강력한 건조제여서 삼킬 경우 입안과 식도, 위장의 수분을 순식간에 흡수해 점막을 자극하고 통증을 유발할 수 있습니다. 또한 알갱이나 포장재가 기도와 식도를 막아 질식을 일으킬 수 있으며 일부 파란색 알갱이에는 유독성 첨가물인 염화 코발트가 들어있어 건강에 해롭습니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.물이끓 때 수증기 방울이 수면에 도달하는 순간 표면장력을 이기지 못하고 즉시 터지며 수증기 형태로 공기 중에 날아가 버리지만., 우유의 단백질과 라면의 전분은 수증기의 기포를 감싸는 튼튼하고 끈적한 막을 형성하여 기포가 터지는 것을 막고 거품을 부풀게 만들기 때문에 넘치게 됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.유리 잔의 벽을 타고 와인이 눈물처럼 흘러내린다고 해서 와인 애호가들 사이에서는 와인의 눈물이라고 불립니다. 그런데 이 현상을 유체역학에서는 마랑고니 효과라고 하며 물리화학적 성질이 담겨 있습니다. 이 현상의 핵심은 와인을 구성하는 두 가지 주성분인 물과 알코올의 서로 다른 분자적 특성, 즉 증발 속도와 표면장력의 차이가 충돌하며 만들어내는 힘의 불균형에 있습니다.유리 잔 벽에 묻은 얇은 와인 막에서 휘발성이 강한 알코올이 먼저 증발하면, 그 자리는 물의 비율이 높아져 표면장력이 강해지고, 유체는 표면장력이 약한 곳에서 강한 곳으로 끌려가는 성질이 있어, 바닥에 있는 와인이 잔 벽을 타고 계속 위로 올라가게 되는 것입니다. 이렇게 위로 모인 액체가 점점 무거워져 표면장력으로 무게를 버틸 수 없게 되면, 결국 중력에 의해 눈물처럼 주르륵 흘러내리게 됩니다. 알코올의 증발이 핵심이므로 도수가 높을수록 이 현상이 더욱 뚜렷하게 관찰됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.우리가 냄새를 맡는 것은 공기 중의 냄새 분자가 코점막에 있는 후각 수용체에 결합하여 전기 신호를 발생시키기 때문이지만 특정 냄새가 나는 공간에 오래 머물러 있으면 냄새를 느끼지 못하게 되는 현상을 후각 순응이라고 하는데, 이는 인체가 새로운 자극을 더 잘 감지하기 위해 기존 자극을 의도적으로 차단하기 때문입니다.지속적으로 동일한 냄새 분자가 코의 후각 수용체에 결합하게 되면 세포 내에서 억제 단백질이 수용체에 달라붙는 탈감작 작용이 일어나고, 이로 인해 냄새 분자가 코점막에 계속 존재하더라도 뇌로 가는 신호 발생이 화학적으로 완전히 차단됩니다.또한 우리의 뇌는 정보 처리 용량에 한계가 있여 이미 안전하다고 판단된 지속적인 냄새 정보를 뇌에서 지워버림으로써, 새롭게 다가오는 냄새를 즉각적으로 감지할 수 있게 합니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.피부가 자외선에 노출되면, 표피에 있는 멜라닌 세포가 세포의 DNA가 파괴되는 것을 막기 위해 검은 색소인 멜라닌을 대량으로 합성하고 멜라닌 입자들이 일반 피부 세포들로 피부가 까맣게 보입니다. 그런데 실내 생활을 하며 자외선이 완벽히 차단되면, 멜라닌 세포는 더 이상 멜라닌 색소가 필요가 없다고 판단하여 생성을 멈추고 기본 생성량 수준으로 되돌아갑니다.하지만 이미 색소를 머금은 세포가 스스로 하얗게 탈색되지는 않습니다. 새로 분열된 깨끗한 세포들이 점차 위로 올라오면서, 멜라닌이 있는 기존의 검은 세포들을 표면 밖으로 밀어어 각질의 형태로 자연스럽게 떨어져 나갑니다.새 세포가 생겨나기 까지는 보통 약 28일 정도 걸리며, 피부가 원래의 톤을 완전히 되찾으려면 이 과정이 몇 차례 반복되어야 하므로 보통 1~3개월 정도 소요되며, 나이가 들수록 세포 대사가 느려져 회복 기간이 더 길어질 수 있습니다.