Doctor of Public Health 전상훈입니다
Q. 과일을 에탄올에 담궈 추출할 때 실온보관 or 냉장보관?
안녕하세요. 과일을 에탄올에 담가 추출한 경우, 실온 보관이 가능합니다. 99.9% 에탄올은 살균력이 강해 대부분의 미생물 성장을 억제하여 상할 가능성이 매우 낮습니다. 과일을 으깬 상태로 에탄올과 혼합한 경우, 높은 에탄올 농도가 추출물을 안정적으로 보관할 수 있도록 보호하는 역할을 합니다. 따라서 실온에서도 안전하게 보관할 수 있습니다. 그러나 추출물이 온도 변화에 민감하거나, 보관 기간이 길어질 경우에는 냉장 보관을 선택하는 것이 품질 유지에 더 유리할 수 있습니다. 냉장 보관은 열에 의한 에탄올의 증발을 최소화하고, 추출물의 변질 가능성을 더욱 낮추어 줍니다.
Q. 사람의 몸에 나는 털은 어떤 역할을 하나요?
안녕하세요. 사람의 몸에 나는 털은 진화적, 생리적 측면에서 여러 가지 중요한 역할을 수행합니다. 인간의 털은 주로 보호, 온도 조절, 감각 기능을 제공합니다. 먼저, 털은 피부를 외부 환경으로부터 보호하는 역할을 합니다. 예를 들어, 머리카락은 자외선으로부터 두피를 보호하고, 눈썹과 속눈썹은 먼지나 땀이 눈에 들어가는 것을 막아주는 역할을 합니다. 또한, 콧속의 털은 공기 중의 미세먼지를 걸러내어 호흡기를 보호하는 중요한 역할을 수행합니다. 온도 조절 측면에서 보면, 털은 체온 유지에 기여합니다. 털이 서 있는 상태는 외부로부터 열 손실을 줄이고, 몸의 온도를 유지하는데 도움이 됩니다. 이는 추운 환경에 적응한 동물들에서 특히 두드러지지만, 인간의 경우에도 팔, 다리와 같은 노출된 부분에 적당한 양의 털이 있어 온도 조절 기능을 수행합니다. 마지막으로, 털은 감각 기능을 제공합니다. 피부에 있는 털의 뿌리에는 신경 말단이 분포해 있어, 털을 통해 가벼운 자극이나 미세한 공기의 흐름을 감지할 수 있습니다. 이러한 감각 기능은 피부에 닿는 자극에 민감하게 반응하여, 잠재적 위험을 조기에 감지하는데 도움을 줍니다.
Q. 인공적으로 광합성을 하는 장치를 만들 수도 있나요?
안녕하세요. 인공 광합성(artificial photosynthesis)은 자연의 광합성 메커니즘을 모방하여 인공적으로 태양 에너지를 활용하는 과정으로, 이는 물 분해를 통해 산소와 수소를 생성하거나 이산화탄소를 유기 화합물로 변환하여 화학 에너지를 저장하는 기술을 목표로 합니다. 이 과정은 에너지 및 환경 문제 해결의 잠재적 방법으로 평가되며, 지속 가능한 청정 에너지원 개발과 온실가스 저감 방안을 연구하는데 중요한 역할을 합니다. 인공 광합성 장치는 기본적으로 빛을 흡수하고 전자를 생성하여 화학 반응을 일으키는 광흡수 물질(photocatalyst), 효율적인 화학 반응을 유도하는 촉매(catalyst), 생성된 전자를 전달하는 전자 이동 체계(electron transport chain)로 구성됩니다. 광흡수 물질로는 주로 산화물 반도체가 사용되며, 이들은 태양광을 흡수하여 물 분해와 CO₂ 전환에 필요한 에너지를 제공합니다. 예를 들어, 광전극(photoelectrode)은 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하고, 이로 인해 전자와 정공이 생성되어 각각 물의 산소와 수소로 분해를 촉진합니다. 화학 반응식은 다음과 같이 표현됩니다 : 2H₂O→2H₂+O₂ 또한, 이산화탄소를 유기 화합물로 전환하는 반응도 연구되고 있으며, 이는 같은 형태로 나타낼 수 있습니다 : CO₂+2H₂→CH₄+H₂O 이 과정에서 메탄(CH₄)과 같은 탄화수소가 생성될 수 있으며, 이는 에너지 저장과 활용에 매우 유용한 자원으로 평가됩니다.
Q. 개미와 사람의 공통점은 무엇인가요?
안녕하세요. 개미 사회와 인간 사회가 유사하다고 평가되는 이유는 두 사회 모두가 조직적 계층 구조와 역할 분담을 통해 집단의 이익을 최우선으로 하는 특성을 공유하기 때문입니다. 개미는 고도로 조직화된 군집 생활을 영위하며, 여왕 개미, 일개미, 병정 개미 등의 계층적 구조(hierarchical structure)를 형성하고, 각 개미는 특정한 기능을 수행합니다. 이는 인간 사회의 다양한 직업과 직무 분담과 유사하며, 개별 구성원들이 각자의 역할을 통해 집단의 효율성을 극대화하는 방식입니다. 개미와 인간은 협력과 집단 지향적 특성을 지닌다는 점에서도 유사합니다. 개미는 먹이를 발견하면 페로몬을 통해 정보를 공유하고, 집단적으로 자원을 운반하는 방식으로 집단의 생존 가능성을 높입니다. 인간 사회에서도 협력적 노력을 통해 대규모 프로젝트를 수행하거나, 재해와 같은 위기에 공동 대응함으로써 전체 공동체의 안정성을 도모합니다. 이러한 협력과 역할 분담은 'Social Insects(Wilson)'와 같은 곤충 사회 연구 자료에서 개미 사회와 인간 사회의 유사성을 설명할 때 주요하게 다루어집니다. 개미와 인간 사회의 차이점은 주로 유전적 결정성과 개인의 자유에서 나타납니다. 개미 사회는 유전적으로 프로그램된 행동 패턴을 통해 특정 개체가 일생 동안 동일한 역할을 수행하도록 강력히 고정되어 있습니다. 일개미는 일생 동안 특정 임무를 수행하며, 개체 간 역할 전환이 일어나지 않습니다. 반면, 인간은 자유 의지(free will)와 선택의 폭을 넓게 가지며, 자신의 역할을 선택하고 변경할 수 있습니다. 이러한 유연성은 인간 사회가 변화에 민첩하게 적응할 수 있는 중요한 요인 중 하나로 작용합니다. 또한, 개미는 개체의 독립성보다 군체의 생존과 집단 번영을 최우선으로 두는 반면, 인간은 집단적 행동을 하면서도 개인의 독립성을 보존하고, 자아와 정체성을 중시합니다. 이러한 점에서 인간 사회는 개별성(individuality)과 집단성이 균형을 이루며 발전합니다.
Q. 인간의 면역 시스템은 어떻게 작용하나요?
안녕하세요. 인간의 면역 시스템은 외부 병원체로부터 신체를 보호하는 방어 메커니즘으로, 주로 선천 면역(innate immunity)과 후천 면역(adaptive immumnity)으로 구성됩니다. 이 시스템은 다양한 면역 세포와 단백질을 포함하며, 협력적으로 작용하여 외부로부터 침입한 병원체를 인식하고 제거하는 역할을 합니다. 선천 면역은 병원체에 대한 첫 번째 방어선으로, 즉각적이고 비특이적으로 작용합니다. 선천 면역에는 물리적 장벽(ex : 피부, 점막)과 함께, 내부의 면역 세포들이 포함됩니다. 주요한 선천 면역 세포로는 대식페로(macrophages), 호중구(neutrophils), 자연 살해 세포(NK cells)가 있으며, 이들은 병원체를 인식하고 공격하는 역할을 합니다. 대식세포와 호중구는 병원체를 식균 작용(phagocytosis)을 통해 제거하며, 병원체를 섭취하여 분해하는 과정을 거칩니다. 자연 살해 세포는 바이러스에 감염된 세포나 암세포를 직접 파괴합니다. 선천 면역은 특정 병원체에 대한 기억을 가지지 않으므로, 새로운 병원체에 대해 비특이적인 방어를 제공합니다. 후천 면역은 특정 병원체에 대한 특이적인 방어를 제공하며, 면역 기억(immune memory)을 형성하여 재감염 시 더 빠르고 강력하게 반응합니다. 후천 면역은 주로 T 세포(T cells)와 B 세포(B cells)의 활동을 통해 이루어지며, 감염 후 며칠에서 몇 주가 지나야 활성화됩니다. B 세포(B cells)는 항체(antibodies)를 생산합니다. 항체는 특정 항원(antigen)에 결합하여 병원체를 중화하거나 식균 세포가 병원체를 더 쉽게 제거하도록 돕습니다. T 세포(T cells)는 세포 매개 면역(cell-mediated immunity)을 담당하며, 헬퍼 T 세포와 사이토톡식 T 세포로 나뉩니다. 헬퍼 T 세포는 면역 반응을 조절하고 다른 면역 세포를 활성화하며, 사이토톡식 T 세포는 감염된 세포를 직접 공격하여 제거합니다. 후천 면역의 중요한 특징은 면역 기억(immunological memory)입니다. 병원체와의 첫 번째 접촉 후, 일부 B 세포와 T 세포는 기억 세포로 변하여 신체에 오래 남아 있습니다. 이 기억 세포는 동일한 병원체가 다시 침입했을 때 즉각적으로 활성화되며, 신속하고 강력한 면역 반응을 일으켜 재감염을 막아줍니다. 예방 접종이 이러한 면역 기억의 형성을 이용한 대표적인 예입니다.