안녕하세요. 김지호 전문가입니다.
생물·생명
Q. 미래의 식사에대해궁금해서 질문합니다.
우선 현 시점에서는 내시경적 용종 제거 후에는 위장관 점막이 손상된 상태이므로, 장 점막이 회복될 때까지 음식물 자극을 최소화하는 것이 필요하기 때문에 일반적으로 3~5일 정도 부드럽고 소화가 쉬운 음식 위주로 식단을 조절하며, 이는 출혈, 천공, 염증 등 합병증을 예방하기 위한 조치입니다. 이 기간 동안의 식이 제한은 점막 회복 속도와 손상 정도에 따라 달라집니다. 하지만 질문 주신 것처럼 미래에는 기술의 발전으로 점막 회복 촉진 기술 등이 나올 수 있을 것입니다. 줄기세포 치료나 재생 바이오재료를 이용하면, 손상된 장 점막이 현재보다 훨씬 빠르게 재생될 가능성이 있으며 예를 들어서 점막 손상 부위에 줄기세포를 직접 이식하거나, 생분해성 점막 패치를 적용하여 손상 부위가 며칠이 아니라 하루나 이틀 내에 회복될 수 있을 것입니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 살이찌면 더 많이 땀이 나나요?? 요즘 살찐거 같은데 이전보다 땀이 더 많이 나는것 같아서요. 그게 아니면 그냥 더워서 그런걸까요?? 갑자기 궁금합니다.
네, 말씀하신 것처럼 살이 찔 경우에는 땀이 더 날 수 있습니다. 체중이 늘어나면 기초 대사량도 증가하는 경향이 있는데요 즉, 몸이 정상 체온을 유지하기 위해 소비하는 에너지가 많아지고, 이에 따라 열 발생량이 증가합니다. 이때 우리 몸은 과도한 열을 발산하기 위해 땀샘을 활성화하는데요 땀을 통해 피부에서 수분이 증발하면서 열을 제거하기 때문에, 체중이 늘어난 사람은 체온 조절 과정에서 땀을 더 많이 흘릴 수 있습니다.또한 피하 지방은 열을 절연하는 역할을 하기 때문에, 체지방이 많으면 몸 안에서 발생한 열이 외부로 전달되기 어려워지는데요 그 결과, 체온을 낮추기 위해 땀 분비가 증가하게 되며 결과적으로 살이 찐 사람은 같은 환경에서도 땀이 더 많이 날 가능성이 있습니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 걷는 것과 천천히 뛰는거 전력으로 달리는거 어떤게 다이어트에 좋을까요?? 다 비슷한가요?? 아니면 하는 행위에 따라서 다이어트부위가 다른가요??
사실 걷는 것, 천천히 뛰는 것, 전력으로 달리는 것 중 무엇을 하시던지 간에 꾸준히 하신다면 다이어트에는 효과를 볼 수 있습니다. 다만 걷기, 천천히 뛰기, 전력 질주 등 운동 방식에 따라 다이어트 효과와 신체 부위 활용에 차이가 있을 수는 있는데요, 걷기는 운동 강도가 낮아 시간당 칼로리 소모는 적은 편이지만 지방 산화 비율이 상대적으로 높아서 장시간 지속이 가능하다면 체지방 감소에 도움이 됩니다. 천천히 뛰는 조깅은 걷기보다는 시간당 칼로리 소모가 크며 지방과 탄수화물을 혼합해 연료로 사용하므로 심폐 지구력을 강화하고 전신 근육을 활용하는 데 효과적입니다. 전력 질주는 강도가 매우 높아 단위 시간당 칼로리 소모가 가장 높으며, 즉시 탄수화물을 주 에너지원으로 사용하지만 운동 후 과다산소소비(EPOC) 효과로 추가 칼로리 소모와 지방 연소가 증가합니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 리소좀과 프로테아좀은 어떻게 다른 건가요?
네, 두 세포소기관은 유사한 기능을 수행한다고 볼 수도 있습니다. 우선 리소좀은 막으로 둘러싸인 세포소기관으로, 세포 내 불필요한 물질이나 손상된 소기관, 외부에서 들어온 입자 등을 가수분해 효소를 이용해 분해합니다. 다음으로 프로테아좀은 막이 없는 단백질 분해 복합체로, 세포 내 단백질을 선택적으로 분해하여 아미노산으로 재활용합니다. 이때 리소좀은 엔도사이트 또는 오토파고좀과 융합을 하는데요, 내부 가수분해 효소가 세포 구성물을 분해하며 주로 세포 소기관 재활용과 외부 입자 제거에 사용됩니다. 반면에 프로테아좀은 단백질이 유비퀴틴 표지를 달면 프로테아좀에 인식하게 되며 ATP 의존적 과정을 통해 단백질을 작은 펩타이드와 아미노산으로 분해하고 주로 단백질 품질 관리, 세포 신호 전달, 세포주기 조절 등에 중요합니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 인수공통감염병은 어떤 메커니즘으로 나타나는 것인가요?
질문해주신 '인수공통감염병'은 말씀하신 것과 같이 인간과 동물 모두 감염될 수 있는 병원체에 의해 발생하는 질병으로, 조류독감이나 광견병, 살모넬라 감염 등이 대표적인 예입니다. 이러한 병원체가 서로 다른 숙주에서 감염을 일으킬 수 있는 이유는 여러 가지가 복합적으로 작용하기 때문인데요 우선 병원체는 숙주 세포 표면의 특정 수용체와 결합하여 세포 안으로 침입하는데, 숙주 특이성이 변하거나 확장될 경우 다른 종의 세포에도 결합할 수 있습니다. 예를 들어, 조류독감 바이러스는 조류 세포에서는 α-2,3 결합 시알산과 결합하지만, 돌연변이를 통해 인간 호흡기 세포의 α-2,6 결합 시알산에도 결합할 수 있게 됩니다. 또한 RNA 바이러스와 같은 병원체는 복제 과정에서 돌연변이가 자주 발생하여 숙주 범위를 넓히거나 숙주 특이성을 변화시킬 수 있으며 인간과 동물 사이의 직접적 또는 간접적 접촉을 통해 병원체가 전달될 수 있으며, 예를 들어 조류독감의 경우 조류 분변이나 비말을 통해 인간에게 전파될 수 있습니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 세포 관찰 시에 포르말린이 세포를 고정하는 원리는?
네, 질문해주신 것처럼 세포를 관찰할 때에는 포르말린을 처리하여 세포를 고정합니다. 포르말린의 주성분인 포름알데히드는 작은 알데히드 분자로, 세포 내 단백질의 아미노기(-NH₂)와 반응하여 공유 결합을 형성하는데요, 이러한 결합은 단백질들을 서로 연결하여 3차원 구조를 안정화시키고, 리소좀에서 나오는 가수분해효소가 세포 구조를 파괴하는 것을 억제합니다. 또한 단백질들이 그물망처럼 서로 교차 결합되면서 세포 전체의 형태와 내부 구조가 실제 살아있는 상태와 유사하게 보존되기 때문에, 결과적으로 세포는 고정되어 현미경 관찰이 가능하며 장기간 보존할 수 있는 것입니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 광합성을 수행할 때 적색저하 효과가 나타나는 이유는 무엇인가요?
적색저하란 광합성 효율이 680~700 nm 이상의 장파장 빛 영역에서 급격히 감소하는 현상을 말하는 것인데요, 이때 빛의 파장이 길어질수록 광합성 속도가 떨어지고, 특정 파장 이후에는 거의 광합성이 일어나지 않습니다. 광합성은 빛에너지를 전자 에너지로 전환하여 ATP와 NADPH를 생성하는 과정인데요, 광계 반응 중심의 엽록소(P680, P700)는 빛 에너지가 특정 최소값 이상일 때만 전자를 여기시켜 전자 전달을 시작할 수 있습니다. 즉 이때 파장이 700 nm를 넘어가는 장파장 빛은 전자를 여기시키기에 충분한 에너지를 제공하지 못하기 때문에 전자 전달 효율이 감소하게 됩니다. 광계 II(P680)와 광계 I(P700)의 반응 중심은 각각 680 nm, 700 nm 파장에 최적화되어있는데요, 700 nm 이상의 빛은 P700의 전자 여기에도 충분하지 않기 때문에 전자 전달이 지연되고, ATP와 NADPH 생성 효율이 낮아지며 결과적으로 광합성 속도가 급격히 떨어지면서 적색저하 현상이 나타나는 것입니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 광계1과 광계2가 흡수할 수 있는 파장에 차이가 나는 이유는?
질문하신 광계 I와 광계 II가 서로 다른 파장의 빛을 흡수하는 이유는 주로 반응 중심에 있는 엽록소 분자의 구조와 전자 배치 차이로 설명할 수 있습니다. 식물 엽록체의 틸라코이드 막에는 광계 I(PS I)와 광계 II(PS II)가 존재하는데요 이때 각 광계는 빛을 흡수하여 전자를 여기시키는 역할을 하며, 반응 중심에 특정 핵심 엽록소 a가 존재합니다. 이때 P680과 P700은 모두 엽록소 a 분자지만, 주변 단백질과 결합 환경이 달라 전자 분포와 에너지 준위가 달라지는데요, 광계 II(P680)는 상대적으로 높은 에너지를 가진 빛(짧은 파장, 680 nm)을 흡수하도록 구조가 조정되며, 반면에 광계 I(P700)는 낮은 에너지를 가진 빛(긴 파장, 700 nm)을 흡수하도록 구조가 조정됩니다. 또한 반응 중심 엽록소는 주변 단백질과 결합하며, 정전기적 상호작용과 수소 결합으로 인해 전자의 에너지 준위가 미세하게 조절되는데요, 이 때문에 동일한 엽록소라도 P680과 P700의 흡수 최대 파장이 다르게 나타납니다. 감사합니다.
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Q. 엽록체가 미토콘드리아보다 독립성이 떨어지는 이유는?
엽록체와 미토콘드리아는 둘 다 세포 내 공생 이론으로 설명되는 소기관으로, 각각 원래는 독립적인 세균이었지만 진핵세포 안으로 들어와 공생하게 된 것으로 알려져 있습니다. 우선 미토콘드리아의 경우 인간의 경우 약 37개의 유전자를 가지고 있으며, 주요 기능인 전자전달계 관련 단백질을 스스로 일부 합성 가능하며 나머지 단백질과 효소는 핵 유래 단백질과 협력하지만, 핵 의존도가 상대적으로 낮습니다. 반면에 식물 엽록체의 경우 약 100~120개의 유전자를 가지고 있습니다. 하지만 광계 I, II, ATP 합성효소 등의 광합성 복합체 구성 단백질의 대부분은 핵 유래 단백질에 의존하며 엽록체 자체로는 전체 광합성 장치를 완전히 구성할 수 없으며, 핵에서 합성된 단백질을 수송받아야만 기능을 할 수 있습니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 식물은 언제 당을 설탕으로 저장하고 녹말로 저장하나요?
광합성을 통해 엽록체에서 생성되는 당은 포도당과 과당이며, 식물은 이를 결합하여 설탕으로 전환하는데요, 설탕은 가용성이어서 체관을 통해 식물의 다른 조직으로 쉽게 운반될 수 있습니다. 반면에 녹말은 불용성 다당류로, 주로 저장용으로 사용됩니다. 우선 설탕은 식물체 내에서 즉시 에너지 요구가 있는 곳으로 당을 운반할 때 사용하는데요, 예를 들자면 뿌리, 새싹, 꽃, 열매 등 성장 조직이 있습니다. 다음으로 즉시 사용하지 않을 에너지는 녹말로 전환하여 저장하며, 주로 엽록체나 뿌리, 덩이줄기, 씨앗과 같은 저장기관에 축적됩니다. 감사합니다.