안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.
Q. 혈액은 왜 붉은색으로 우리몸을 돌아다닐 까요?
안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.피가 붉은 이유는 혈액에 들어있는 적혈구 때문입니다.피를 원심분리하면 혈장 부분은 약간 노란색을 띠는 것을 알 수 있습니다.적혈구는 산소를 운반하기 위한 헤모글로빈을 다수 가지고 있는데,헤모글로빈의 헴(heme)이라는 단백질 복합체가 철 이온을 가지고 있습니다.이 철 이온에 산소가 결합하면 마치 녹슨 철 처럼 붉은색을 띱니다.혈액은 산소가 많이 결합하고 있는 동맥혈과산소가 적게 결합하고 있는 정맥혈이 있는데, 이 둘을 비교하면 동맥혈의 붉은색이 더 밝고 선명한 것을 볼 수 있습니다.
Q. 왜 동물의 몸 크기에 따라 심장 박동 수가 달라질까요?
안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.포유류의 범위 내에서라면, 분당 심박수는 오히려 몸집이 커질 수록 줄어듭니다.쥐의 경우 분당 420회 이상(뒤쥐 같이 매우 작은 쥐는 분당 1000회 까지) 심장이 박동하지만, 고래의 경우는 분당 2~6회의 심박수를 가집니다. 이런 현상에는 여러가지 이유가 있습니다.작은 동물의 경우 부피 대비 표면적이 큽니다. 그래서 열을 쉽게 잃어버립니다. 이런 열손실을 보상하기 위해서 에너지 생산 속도를 높혀야 합니다.에너지 생산을 높히려면 산소가 빠르게 공급되어야 하고 그렇기에 심박수 역시 빨라져야 합니다. 또한 몸의 크기가 작은 만큼 심장의 크기도 작습니다. 그래서 한 번의 펌프질로 옮길 수 있는 혈액의 양이 적습니다.그렇기에 동일한 양의 혈액을 운반히기 위해서 심장이 더 많이 뛰어야 하기 때문에도 심박수가 높다고 할 수 있습니다. 세포의 구조적인 이유로는 심장의 근육을 이루는 단백질 미오신의 미세구조에 차이가 있기 때문에 일어나는 현상이라고 합니다. 몸집이 작은 동물일 수록 더 빠르게 움직이는 미오신을 가집니다. 이 역시 생물이 진화해 오면서 환경에 맞게 가지게된 특성이라고 할 수 있습니다.
Q. 피한방울에 적혈구는 몇개나 들어 있을까요?
안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.피 한방울은 정하기 나름이겠지만 1㎕ 라고 생각한다면 혈액에는 일반적으로 1마이크로 리터(㎕)당 400~600만 개의 적혈구가 들어있습니다.남성의 경우가 420만개/㎕~630만개/㎕여성의 경우 400만개/㎕ ~540만 개/㎕ 로 보통 남성이 더 높은 밀도를 가집니다.적혈구의 수는 몸의 상태에 따라 달라질 수 있습니다.탈수 상태라면, 혈액의 수분이 부족하기 때문에 단위당 적혈구 수가 늘어납니다.반대로 몸의 수분이 늘어난 상태라면 단위당 적혈구 수가 감소할 것입니다. 또 저산소 지대인 고산지대에서 오랜 생활을 하면 적혈구 수가 증가하기도 합니다. 이 외에도 빈혈, 백혈병, 골수 관련 질환 등에 의해 적혈구 수는 감소할 수 있고, 심장병이나 폐섬유증이 있다면 적혈구 수가 늘어날 수 있습니다.
Q. 뇌파와 전파가 상호작용 못하는 이유?
안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.가장 간단하게 설명한다면뇌파는 '전기'(의 생성 양상)이고, 전파는 '빛'입니다.그래서 둘은 근본적으로 다르기 때문에 둘이 직접 어떤 의미있는 상호작용을 하기는 어렵습니다.(같은 이유로 애초에 다른 것이기 때문에 각각의 주파수도 큰 의미가 없습니다.)-두 정보(뇌파와 전파)를 의미있게 하려면 일종의 변환기가 필요합니다.우리가 가진 눈이 대표적인 변환기 입니다.가시광선이 눈으로 들어오면, 신경세포가 자극을 받고 이를 전기신호로 바꿉니다.물론 전파는 시신경을 자극하지 못하므로 전파를 탐지하고 전기신호로 변환해주는 다른 장비가 필요할 것 입니다.반대로 뇌파도 전파로 변환하려면 뇌파를 감지해서 유의미한 정보로 보여주는 뇌파 측정기가 필요합니다.
Q. 식물은 왜 빛의 파장에 따라 다른 색으로 보이며, 엽록소는 주로 녹색을 띨까요?
안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.물질은 빛이 닿으면 특정 파장들은 잘 흡수하고 다른 특정 파장들은 잘 흡수하지 못하고 반사합니다.이는 물질의 분자구조나 구성 성분에 따라 달라집니다. 식물의 엽록소도 동일한 원리가 적용됩니다.엽록소의 분자 구조 때문에 잘 흡수하는 빛 스펙트럼이 정해집니다.식물의 엽록소는 주로 녹색 파장의 빛을 흡수하지 못하고 반사합니다. (물론 엽록소의 종류에 따라 분자구조도 다르고 흡수하는 빛 스펙트럼도 차이가 납니다.)태양광에는 모든 가시광선 영역의 빛이 포함되므로 햇빛이 식물의 엽록소에 닿은 후 다른 파장들은 많이 흡수되지만 녹색 파장은 대부분 반사되기에 녹색으로 보이게 됩니다. 만약 햇빛처럼 모든 가시광선 영역의 파장을 가진 빛이 아닌, 단일한 파장의 특정 색을 띠는 빛만을 쏘면 식물도 다른 색으로 보입니다. 청색의 빛만을 준다면 식물은 조금 더 어둡게 보일 것 입니다. 물론 빛을 100%흡수하는 것은 아니므로 어두운 청색으로 보입니다. 햇빛을 잘 받은 곳의 식물은 더 진한 녹색을 띨 수 있습니다.엽록소는 식물 세포에서 생성되는 것인데, 엽록소를 생성하는 효소가 엽록소를 만드려면 빛이 필요합니다.결국 햇빛이 잘 드는 곳의 식물은 엽록소를 잘 만들 수 있지만, 빛이 적은 곳의 식물은 잘 만들 수 없어서 색이 옅어집니다.