답변 내역

안녕하세요.국산콩 두부와 수입콩 두부의 가격 차이를 보면 의문이 생기실 수도 있는데요, 현재 시중에 유통이 허가된 GMO 콩을 원료로 만든 두부를 장기간 섭취한다고 해서 인체에 해롭다는 과학적 근거는 확인되지 않았습니다.가장 널리 재배되는 유전자변형 콩은 제초제에 잘 견디도록 설계된 품종인데요 대표적으로 Monsanto가 개발한 라운드업 레디 콩이 있으며, 특정 제초제에 저항성을 갖도록 유전자가 추가되었습니다. 우리가 콩을 먹으면 콩의 DNA나 단백질은 소화 과정에서 대부분 분해되는데 DNA는 핵산분해효소에 의해 잘게 잘리고, 단백질은 아미노산으로 분해됩니다. 따라서 일반 콩이든 GMO 콩이든 이 소화 과정 자체는 동일합니다. 섭취한 식물의 유전자가 우리 세포의 유전자에 그대로 들어가 기능을 한다는 주장은 현재 생물학적으로 성립하기 어렵습니다. 또한 국제적으로는 WHO, FAO 등 여러 기관에서 승인된 GMO 식품에 대해 독성, 알레르기 유발 가능성, 영양 성분 차이 등을 장기간 평가하며 현재까지 허가된 GMO 콩에 대해 일반 콩과 비교하여 건강 위험이 더 높다는 일관된 증거는 보고되지 않았습니다.유전자를 변형해서 콩을 심는 가장 큰 이유는 농업 효율성입니다. 제초제 저항성 콩은 잡초 제거가 쉬워 생산성이 높아지고, 병충해 저항성 품종은 농약 사용을 줄일 수 있으며 가뭄 저항성이나 수확량 증가를 목표로 하는 품종도 개발됩니다. 이는 식량 생산 비용을 낮추고 대규모 농업에 유리한데요 수입콩 두부가 더 저렴한 이유도 이러한 대규모 생산 구조와 관련이 있다고 보시면 됩니다. 감사합니다.

안녕하세요.높은 곳에 서면 다리가 후들거리는 현상은 단순한 겁을 먹어서라기보다는 뇌-신경-근육-자율신경계가 동시에 반응하는 생리학적 방어 반응입니다.사람이 높은 곳에 올라가면 시각을 통해 낙하 위험이라는 정보를 먼저 인지하는데요 이 정보는 대뇌에서 논리적으로 판단되기도 하지만, 그보다 더 빠르게 편도체와 같은 감정과 위험 처리 중추로 전달됩니다. 편도체는 생존과 직결되는 위험 신호에 매우 민감하기 때문에, 실제로 떨어질 가능성이 크지 않더라도 위험할 수 있다는 신호만으로도 즉각 반응하며 이때 뇌는 몸을 보호하기 위해 교감신경계를 활성화시키는데, 이것이 흔히 말하는 긴장 및 각성 상태입니다.이때 교감신경이 활성화되면 아드레날린과 같은 스트레스 호르몬이 분비되고, 심박수는 증가하며 호흡은 빨라집니다. 문제는 이 과정에서 근육에도 동시에 신호가 전달된다는 점인데요 높은 곳에서는 균형을 조금만 잃어도 치명적일 수 있기 때문에, 뇌는 다리 근육을 포함한 전신 근육을 항상 즉시 반응 가능한 상태로 유지하려고 합니다. 이때 근육은 완전히 이완되지도, 그렇다고 효율적으로 수축하지도 못한 채 미세한 수축과 이완을 반복하게 되며, 다리가 후들거리게 되는 것입니다. 감사합니다.

안녕하세요.어떤 물질이 물에 녹을 때 열이 나거나 반대로 차가워지는 현상은 용해 과정 전체에서의 에너지 출입, 즉 열역학적 에너지 수지에 의해 결정되는 것입니다.우선 고체 물질이 물에 녹기 위해서는 그 물질을 이루고 있던 입자들 사이의 결합이 끊어져야 하는데요 예를 들어 이온성 고체라면 양이온과 음이온 사이의 정전기적 인력이 끊어지고, 분자성 물질이라면 분자들 사이의 분자 간 인력이 약화됩니다. 이 과정은 기존의 안정한 결합을 깨뜨리는 일이므로 반드시 에너지를 필요로 하며, 이는 흡열 과정입니다. 동시에 물 분자들끼리도 수소 결합으로 어느 정도 결합되어 있기 때문에, 용질이 들어오기 위해서는 물 분자들 사이의 결합 일부도 끊어져야 하며, 이 역시 에너지를 흡수합니다. 다음 단계에서는 분리된 용질 입자들이 물 분자에 둘러싸이면서 새로운 상호작용이 형성되는데 이를 용매화라고 하며, 이온과 물 분자 사이의 이온-쌍극자 인력, 극성 분자 사이의 수소 결합 등 비교적 강한 상호작용이 새롭게 만들어집니다. 새로운 결합이 형성되는 과정에서는 에너지가 방출되며, 이는 발열 과정에 해당합니다. 다음으로 전체 용해 과정에서 열이 나느냐, 차가워지느냐는 이 두 에너지의 크기 비교로 결정됩니다. 즉, 기존 결합을 끊는 데 필요한 에너지의 총합보다 새로운 결합이 형성되면서 방출되는 에너지가 더 크면, 남는 에너지가 열로 주변에 방출되어 용액의 온도가 올라가게 되는 것이고 이 경우를 발열 용해라고 합니다. 반대로, 결합을 끊는 데 필요한 에너지가 더 크고 새로 형성되는 결합에서 방출되는 에너지가 이를 충분히 보상하지 못하면, 부족한 에너지를 주변으로부터 흡수하게 되어 용액과 용기의 온도가 내려가며, 이를 흡열 용해라고 합니다. 감사합니다.

안녕하세요.매니큐어가 마른다는 것은 물처럼 굳는 것이 아니라, 액체 상태를 유지하게 해 주던 용매가 빠르게 증발하면서 고체 성분만 손톱 위에 남는 과정입니다. 즉, 매니큐어는 화학 반응으로 굳는 것이 아니라 물리적인 상변화라고 할 수 있는 용매의 증발을 통해 마르는 물질입니다.매니큐어는 크게 세 가지 요소로 이루어져 있는데요 첫째는 고분자 수지로, 마른 뒤 손톱 위에 단단한 막을 형성하는 주된 성분입니다. 둘째는 색소로, 우리가 보는 색을 만들어 주며 셋째가 바로 용매인데, 이 용매가 고분자 수지를 녹여 액체 상태로 만들어 줍니다. 우리가 바를 때 매니큐어가 묽고 잘 펴지는 이유는 이 용매 덕분입니다.손톱에 매니큐어를 바르는 순간부터, 실제로 일어나는 일은 용매의 빠른 증발인데요 매니큐어에 사용되는 용매들은 대부분 끓는점이 낮고 공기 중으로 잘 날아가는 성질, 즉 휘발성이 매우 큽니다. 바르자마자 손톱 위에 얇게 펼쳐지면 표면적이 급격히 증가하고, 이로 인해 용매 분자들이 공기 중으로 빠르게 탈출하게 됩니다. 용매가 사라질수록 액체 상태를 유지하던 조건이 무너지고, 남아 있던 고분자 수지들이 서로 가까워지면서 연속적인 고체 막을 형성하게 되며 이 상태를 우리가 마른다고 느끼는 것입니다.다음으로 질문해 주신 휘발성과 분자 간 인력의 관계를 말씀드리자면 어떤 물질이 잘 증발한다는 것은, 그 물질의 분자들이 서로를 붙잡고 있는 힘이 상대적으로 약하다는 뜻입니다. 분자 간 인력이 약하면, 액체 상태에서도 분자들이 쉽게 표면을 벗어나 기체 상태로 이동할 수 있습니다. 반대로 물처럼 수소결합이 강한 액체는 분자들이 서로 단단히 잡혀 있어 쉽게 증발하지 않습니다. 매니큐어 용매들은 대부분 분자 크기가 작고 분자 간 인력이 약하며 분자들이 서로 강하게 끌어당기지 않는 구조를 가지고 있기 때문에 실온에서도 분자들이 활발하게 움직이며 공기 중으로 탈출할 수 있고, 이로 인해 아주 짧은 시간 안에 마르는 것처럼 보이는 효과가 나타나는 것입니다. 감사합니다.

안녕하세요.계란 흰자가 익으면서 투명한 상태에서 불투명한 흰색으로 변하는 현상은 단백질의 구조 변화와 그에 따른 빛의 산란 방식 변화와 관련있습니다. 날계란 상태의 흰자는 주로 물과 여러 종류의 단백질로 이루어져 있는데, 이 단백질들은 정상 상태에서 3차 구조를 유지한 채 물속에 균일하게 분산되어 있습니다. 이때 단백질 분자들의 크기는 매우 작고, 물과 굴절률 차이도 크지 않기 때문에, 빛이 흰자를 통과할 때 거의 산란되지 않고 그대로 지나갑니다. 그래서 날계란 흰자는 무색에 가까운 반투명한 액체로 보이는 것입니다. 이제 열을 가하면 상황이 급격히 달라지는데요 계란 흰자의 단백질은 열에 매우 민감한데, 가열되면 단백질을 접어 두고 있던 수소 결합, 이온 결합, 소수성 상호작용 같은 약한 결합들이 끊어지기 시작합니다. 이 과정에서 단백질의 3차 구조가 붕괴되며, 단백질은 원래의 정교하게 접힌 형태를 잃고 길게 풀어진 상태가 됩니다. 이를 단백질의 열 변성이라고 합니다.또한 풀어진 단백질 사슬들은 물속에서 다시 안정해지기 위해 서로 엉키고 달라붙기 시작하는데요 이때 새로운 결합들이 형성되면서, 단백질들은 큰 덩어리를 이루고, 이 응집체들이 서로 연결되어 그물망 구조를 만들게 됩니다. 이것이 우리가 계란 흰자가 익어 굳는다고 느끼는 물리적 변화입니다. 이 지점에서 색의 변화가 나타나는데요 단백질이 응집해 만들어진 구조물의 크기는 이제 빛의 파장과 비슷한 수준이 됩니다. 이렇게 되면 빛은 흰자 내부를 직진하지 못하고, 여러 방향으로 강하게 산란되며 모든 파장의 가시광선이 거의 동일하게 산란되기 때문에, 우리 눈에는 특정 색이 아니라 하얀색으로 인식되는 것입니다. 감사합니다.

안녕하세요.짠 음식을 먹고 갈증이 심해지는 이유는 체액의 염분 농도가 올라가면서 삼투압이 증가하고, 그 변화를 감지한 뇌가 물을 더 섭취하라는 신호를 보내기 때문입니다. 짠 음식에는 염화나트륨이 많이 들어 있고, 소화 및 흡수 과정에서 나트륨 이온이 혈액과 조직액으로 빠르게 들어옵니다. 그 결과 혈액과 세포 바깥을 채우는 체액의 용질 농도, 즉 염분 농도가 상승하게 됩니다. 용질 농도가 높아진다는 것은 곧 삼투압이 증가한다는 뜻입니다. 이때 삼투압이란, 반투과성 막을 사이에 두고 물이 이동하려는 힘을 의미합니다. 물 분자는 농도가 낮은 쪽에서 높은 쪽으로 이동하려는 성질을 가지고 있는데요 여기서 중요한 점은, 용질이 많은 쪽에서는 자유롭게 움직일 수 있는 물 분자의 비율이 줄어들기 때문에, 결과적으로 물이 그쪽으로 이동해 농도를 희석하려는 방향으로 흐른다는 것입니다.따라서 염분이 많은 음식을 먹으면 혈액과 세포 외액의 삼투압이 올라가고, 상대적으로 세포 내부의 삼투압은 더 낮은 상태가 됩니다. 이때 반투과성 막인 세포막을 사이에 두고 물 분자가 세포 안에서 바깥으로 빠져나가려는 경향이 생깁니다. 즉, 몸 전체로 보면 물은 그대로인데 염분만 늘어난 상태가 되어, 체액이 상대적으로 농축된 상황이 됩니다. 이 변화를 가장 민감하게 감지하는 곳이 바로 뇌, 그중에서도 체액 상태를 감시하는 영역인데요 혈액의 삼투압이 조금만 상승해도, 이 부위의 감지 세포들이 즉각 반응하여 지금은 물이 부족하다라고 판단합니다. 그러면 두 가지 반응이 동시에 일어나는데 하나는 강한 갈증 감각을 만들어 물을 마시도록 유도하는 것이고, 다른 하나는 소변으로 물이 빠져나가는 것을 최대한 억제하는 호르몬 신호를 보내는 것입니다. 감사합니다.

안녕하세요. 생파인애플에는 젤라틴을 분해해 버리는 단백질 분해효소가 들어 있기 때문에 젤리가 굳지 않는 것입니다. 젤라틴은 콜라겐이라는 단백질을 열로 분해해 얻은 물질로, 뜨거운 물에서는 풀어져 있다가 식으면서 긴 단백질 사슬들이 서로 얽혀 그물망 구조를 형성합니다. 이 그물망 사이에 물이 포획되면서, 액체였던 용액이 탱탱한 젤 상태로 변하게 되는 것인데요 젤라틴이 굳는 핵심 조건은 단백질 사슬이 충분히 길고 온전하게 유지되는 것입니다. 그런데 생 파인애플에는 브로멜라인이라는 단백질 분해효소가 풍부하게 들어 있습니다. 이 효소의 원래 역할은 단백질을 잘게 잘라 분해하는 것으로, 파인애플이 고기를 연하게 만드는 데 쓰이는 이유도 바로 이 때문입니다. 문제는 이 효소가 고기 단백질뿐 아니라 젤라틴의 단백질 사슬도 가차 없이 잘라버린다는 점입니다. 따라서 젤라틴 용액에 생 파인애플을 넣으면, 브로멜라인이 젤라틴 사슬을 짧은 조각들로 분해해 버립니다. 이렇게 잘린 단백질들은 서로 얽혀 그물망을 만들 수 없기 때문에, 시간이 아무리 지나도 구조적인 지지력이 생기지 않고 결국 묽거나 흐물흐물한 상태로 남게 됩니다. 즉 젤라틴이 굳지 않는다기보다는, 굳을 수 있는 구조 자체가 효소에 의해 파괴된 것입니다. 하지만 브로멜라인은 효소이기 때문에 열에 매우 약한데요 따라서 파인애플을 끓이거나 통조림으로 가공하면, 열에 의해 효소의 입체 구조가 변성되어 기능을 잃게 됩니다. 그래서 통조림 파인애플이나 살짝 데친 파인애플은 젤라틴과 함께 써도 젤리가 정상적으로 굳습니다. 감사합니다.

안녕하세요.뼈가 단단하면서도 완전히 깨지지 않는 이유는 뼈가 단순히 돌 같은 무기질 덩어리가 아니라, 단백질과 무기질이 정교하게 결합된 성분이기 때문입니다.뼈는 크게 두 가지 구성 요소로 이루어져 있는데요 하나는 무기질, 다른 하나는 유기질입니다. 무기질의 주성분은 칼슘과 인이 결합된 인산칼슘 계열로, 뼈에 돌처럼 단단한 성질을 부여합니다. 반면 유기질의 대부분은 콜라겐이라는 섬유성 단백질로 이루어져 있으며, 이 콜라겐이 뼈에 유연성과 탄성, 충격을 흡수하는 능력을 제공합니다. 말씀해주신 것처럼 뼈가 약간 탄성 있게 느껴지는 이유는 바로 이 콜라겐 섬유 구조 때문인데요 외부에서 힘이 가해지면, 무기질은 압축에 강하게 버티고, 콜라겐은 미세하게 늘어나면서 충격 에너지를 분산시킵니다. 이 과정에서 뼈는 완전히 부러지기 전에 먼저 미세하게 변형되며, 일정 범위 안에서는 다시 원래 형태로 돌아올 수 있습니다. 즉 뼈는 유리처럼 갑자기 깨지는 물질이 아니라, 힘을 흡수하고 분산시키는 능력을 가진 조직입니다. 또 하나 중요한 점은 뼈의 구조가 단순하지 않다는 것인데요 뼈는 현미경 수준에서도 계층적 구조를 가지고 있습니다. 가장 작은 단위에서는 콜라겐 섬유 사이에 무기질 결정이 침착되어 있고 그 섬유들이 다발을 이루며 다발들이 다시 원통형 구조를 만들고 이들이 모여 우리가 보는 뼈 전체를 구성합니다. 이렇게 여러 단계의 구조를 거치면서 힘은 한 지점에 집중되지 않고, 여러 방향으로 나뉘어 전달됩니다. 그래서 뼈는 강한 충격에도 한 번에 산산조각 나는 일이 드문 것입니다. 감사합니다.

안녕하세요.블루제이는 까마귀과에 속하는 새인데요 까마귀과 새들은 전반적으로 조류 중에서도 최상위 수준의 지능을 가지고 있습니다. 블루제이 역시 예외가 아니어서, 단순한 반사 행동이 아니라 문제 해결, 기억, 상황 판단 능력이 뛰어난 새입니다. 외형적으로는 밝은 파란색 깃털과 흰색 배, 검은 줄무늬가 대비를 이루며, 머리 위에는 상황에 따라 세웠다 내릴 수 있는 볏이 있습니다. 이 파란색은 색소 때문이 아니라 깃털의 미세 구조가 빛을 산란시키는 구조색으로, 각도에 따라 색이 미묘하게 달라 보이기도 합니다. 자연 상태에서는 숲 가장자리나 주거지 근처에서도 흔히 볼 수 있을 만큼 적응력이 높습니다.성격은 똑똑하지만 상당히 강한 개성을 가진 새인데요 블루제이는 호기심이 매우 강하고 주변 환경을 적극적으로 탐색하지만, 동시에 경계심도 강합니다. 야생에서는 다른 새들의 둥지를 쫓아내거나 먹이를 독점하는 등 다소 공격적인 행동을 보이기도 합니다. 울음소리 역시 블루제이의 대표적인 특징인데요 맑고 예쁜 소리보다는 크고 날카로운 소리를 내는 경우가 많으며, 경고음이나 영역 표시의 성격이 강합니다. 심지어 매와 같은 맹금류의 소리를 흉내 내 다른 새들을 쫓아내는 행동도 보입니다. 이런 점 때문에 조용한 반려조를 기대하신다면 블루제이는 다소 부담스러울 수 있습니다. 먹이는 잡식성으로, 곤충, 견과류, 씨앗, 과일 등을 모두 먹습니다. 특히 도토리를 매우 좋아하며, 숲에서 도토리를 묻어두는 행동은 결과적으로 나무의 종자 확산에도 기여하는데요 따라서 생태계에서는 단순한 소비자가 아니라 숲을 재생시키는 역할을 하는 새이기도 합니다. 감사합니다.

안녕하세요. 김지호 박사입니다.심장은 근육임에도 불구하고 사람이 태어난 순간부터 죽을 때까지 거의 쉬지 않고 계속해서 박동할 수 있는데, 이는 심장이 일반적인 골격근과는 전혀 다른 방향으로 특화된 조직이기 때문입니다.말씀해주신 것처럼 팔이나 다리 근육을 오래 쓰면 피로해지는 이유는, 골격근이 순간적인 힘과 빠른 움직임을 위해 설계되어 있으며 필요할 때 강하게 수축하고 충분히 쉬도록 만들어진 근육이기 때문입니다. 반면 심장은 강한 힘보다는 규칙성과 지속성이 가장 중요한 기관으로, 처음부터 지치지 않도록 설계된 근육이라 할 수 있습니다. 이때 가장 큰 차이는 에너지 생산 방식에 있는데요 골격근은 산소가 부족한 상황에서도 에너지를 만들 수 있도록 무산소 대사를 사용하지만, 이 과정에서 젖산이 축적되어 피로가 빠르게 발생합니다. 반대로 심장근육세포는 거의 전적으로 유산소 대사에 의존하며, 산소를 이용해 효율적으로 ATP를 만들어냅니다. 이 때문에 심장은 산소 공급이 줄어들면 기능이 급격히 떨어지지만, 산소가 충분한 정상 상태에서는 에너지 고갈 없이 오랜 시간 안정적으로 작동할 수 있습니다. 이와 같은 유산소 대사를 가능하게 하는 핵심 구조가 바로 미토콘드리아입니다. 심장근육세포는 세포 부피의 약 30~40%가 미토콘드리아로 채워져 있을 정도로 밀도가 매우 높은데요 이는 일반적인 골격근보다 훨씬 높은 수준으로, 심장은 끊임없이 필요한 에너지를 즉각적으로 생산할 수 있는 내부 공장을 갖추고 있는 셈입니다. 덕분에 하루에 수만 번 이상 수축과 이완을 반복하면서도 쉽게 지치지 않습니다. 감사합니다.