Doctor of Public Health 전상훈입니다
Q. 육지 플라나리아는 무한정 재생되는 생물인가요?
안녕하세요. 육지 플라나리아(terrestrial planarians)는 뛰어난 재생 능력을 지닌 생물입니다. 이들은 특히 신체의 어느 부분이 손상되더라도 그 부분을 효과적으로 재생할 수 있는 능력을 가지고 있습니다. 육지 플라나리아의 재생 능력은 주로 줄기세포(neoblasts)에 의해 주도됩니다. 이 줄기세포는 플라나리아 몸체 내에 분포하며, 손상된 부위가 있을 때 활성화되어 새로운 세포로 분화하고, 필요한 조직을 재형성합니다. 플라나리아의 줄기세포는 매우 다재다능하여 신경 세포, 근육 세포, 피부 세포 등 다양한 유형의 세포로 변할 수 있는 능력을 가지고 있습니다. 실험적 연구에 따르면, 육지 플라나리아는 몸의 거의 모든 부분이 잘려도 그 부분을 재생할 수 있습니다. 예를 들어, 플라나리아의 몸을 여러 조각으로 나누어도 각 조각에서 새로운 플라나리아가 성장할 수 있습니다. 이는 중추신경계, 소화계 심지어는 감각 기관까지도 재형성할 수 있음을 의미합니다.
Q. 어떻게 곡식을 발효하면 알코올이 생기나요?
안녕하세요. 곡식을 발효하여 알코올을 만드는 과정은 주로 효모(Yeast)의 생물학적 활동에 의존합니다. 곡식과 같은 탄수화물을 함유한 원료에서 알코올을 생산하는 과정을 알코올 발효(alcoholic fermentation)라고 합니다. 이 과정은 수천 년 동안 다양한 문화에서 술을 제조하는 기본적인 방법으로 사용되어 왔습니다. 곡식(ex : 보리, 밀, 쌀 등)을 사용하여 알코올을 만들기 위해선 먼저 전처리 과정이 필요합니다. 이 과정에서는 곡식을 갈아서 물과 섞은 뒤, 가열하여 전분을 당분으로 전환시킵니다. 이때 사용되는 효소(ex : 아밀라아제)는 곡물 내의 전분을 간단한 당류로 분해합니다. 이 단계를 당화(Saccharification)라고 합니다. 당화된 원액에 효모를 첨가하면, 효모는 포도당과 같은 당을 에너지원으로 사용하면서 생장하고 번식합니다. 이 과정에서 효모는 당을 분해하여 이산화탄소(CO₂)와 에탄올(Ethanol)을 생성합니다. 화학 반응식은 아래와 같습니다 : C₆H₁₂O₆ → 2CO₂ + 2C₂H₅OH 여기서 C₆H₁₂O₆는 포도당을 CO₂는 이산화탄소를, C₂H₅OH는 에탄올을 나타냅니다. 발효가 완료된 후, 술은 일반적으로 숙성 과정을 거쳐 풍미가 개선되고, 부산물이 정제됩니다. 숙성 과정에서 술의 맛과 향이 더욱 발전하며, 때로는 다양한 추가 재료가 첨가되기도 합니다.
Q. 페트병 뚜겅의 재질은 페트가 아닌가요?
안녕하세요. 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate ; PTE)로 제작된 페트병의 본체와는 달리, 병뚜껑은 주로 폴리프로필렌(Polypropylene ; PP)으로 제작됩니다. 이 재료 선택은 각 재료의 특성에 기반한 것입니다. 폴리프로필렌은 내구성과 유연성이 뛰어나며, 빈번한 개폐가 요구되는 병뚜껑에 적합한 물성을 갖추고 있습니다. 반면, PET는 그 투명성과 강도로 인해 액체를 저장하는 병의 본체에 주로 사용됩니다. 폴리프로필렌은 화학적으로 PET와 다르기 때문에, 재활용 과정에서도 별도로 분류되어야 합니다. 이는 재활용 효율을 최대화하고 ,적절한 재활용 방법을 통해 자원의 재사용 가능성을 높이기 위함입니다. 따라서 페트병을 재활용할 때는 병뚜껑을 분리하고 병의 내용물을 비운 후에 각각 적합한 방식으로 배출하는 것이 중요합니다. 이러한 분리 수거는 더 나은 환경 보호와 자원 순환에 기여하는 의미있는 일입니다.
Q. 요소의 농도변화 재흡수요소 관련 질문
안녕하세요. 요소의 농도가 소변 생성 과정에서 변하는 이유는 주로 신장의 여러 기능에 의해 결정되는데, 이는 물의 재흡수와 함께 다른 물질들의 재흡수 및 분비 과정에도 영향을 받습니다. 따라서 요소 농도 변화는 단순히 물의 재흡수에만 기인하는 것이 아니라, 요소 자체의 재흡수 및 분비 과정에도 관련이 있습니다. 신장의 사구체에서는 혈액이 여과(Filtration)되면서 혈액 중의 작은 분자와 물, 전해질, 포도당, 아미노산 및 요소와 같은 낮은 분자량의 물질이 사구체 여과액으로 이동합니다. 이 때 대부분의 물과 필요한 물질들(ex : 포도당, 아미노산)은 높은 농도에서 다시 재흡수됩니다. 사구체에서 여과된 액체는 세뇨관을 통해 이동하면서 대부분의 물, 전해질, 포도당, 아미노산이 재흡수(Reabsorption)됩니다. 특히 초기 세뇨관(사구체 주변 세뇨관, 근위 세뇨관)에서 이러한 재흡수가 활발히 이루어집니다. 포도당과 아미노산은 거의 완전히 재흡수되므로, 정상적인 상황에서는 소변에 포함되지 않습니다. 요소는 세뇨관을 통과하면서 일부가 재흡수되고, 일부는 그대로 배출됩니다. 요소의 재흡수는 주로 근위 세뇨관과 사구체 주변 세뇨관에서 이루어지며, 이 과정은 농도 경사에 따라 수동적으로 일어납니다. 재흡수되지 않은 요소는 소변으로 뱇루되어 소변의 요소 농도를 결정합니다.
Q. 동물은 왜 산소를 계속해서 들이 마셔야 하나요?
안녕하세요. 동물들이 산소를 계속해서 들이마셔야 하는 이유는 산소가 생명 유지에 필수적인 역할을 하기 때문입니다. 생명체의 세포는 에너지를 생성하기 위해 세포 호흡(cellular respiration)이라는 과정을 거칩니다. 세포 호흡은 크게 세 단계로 나뉘는데, 그 중 마지막 단계인 전자 수용계(electron transport chain)에서 산소가 필요합니다. 이 단계에서 산소는 전자와 결합하여 물을 형성하며, 이 과정에서 대량의 에너지(ATP)가 생산됩니다. 산소가 없으면 이 에너지 생산 과정이 중단되어 세포와 결국 생명체의 생존에 필수적인 에너지 공급이 멈춥니다. 산소가 부족할 때 일부 생물은 혐기성 발효(anaerobic fermentation)를 통해 임시적으로 에너지를 얻을 수 있습니다. 하지만 이 과정은 산소를 이용할 때보다 훨씬 적은 에너지를 생산하며, 부산물로 유해한 물질을 생성할 수 있습니다. 따라서 이는 단기적인 해결책일 뿐 지속적으로 산소를 공급 받는 것이 생명체에게 훨씬 더 효율적이고 안전합니다.