Doctor of Public Health 전상훈입니다
Q. 호르몬의 작용 메커니즘이 내분비계와 신경계에 미치는 상호작용
안녕하세요. 호르몬은 우리 몸의 다양한 기능을 조절하는 화학 물질로, 내분비선에서 분비되어 혈액을 통해 전신의 특정 조직이나 기관에 영향을 미칩니다. 내분비계와 신경계는 서로 긴밀하게 연결되어 있으며, 이 두 시스템의 상호작용은 '신경내분비 시스템'으로 불리기도 합니다. 내분비계는 호르몬을 분비하는 여러 내분비선으로 구성되어 있습니다. 갑상선 호르몬은 대사율을 조절하고, 췌장의 인슐린은 혈당 수준을 조절합니다. 이 호르몬들은 목표 기관의 수용체와 결합하여 세포 내 신호 전달 경로를 활성화시키고, 특정 유전자의 발현을 조절하여 세포 기능에 변화를 일으킵니다. 신경계는 호르몬 분비를 조절하는 중요한 역할을 합니다. 뇌의 시상하부는 여러 호르몬의 분비를 조절하는 호르몬을 분비하여, 이는 뇌하수체를 통해 내분비계의 다른 선들을 조절합니다. 또한, 스트레스와 같은 신경계 활동은 아드레날린과 같은 호르몬의 분비를 촉진하여 신체의 긴급 반응을 활성화시킵니다. 내분비계와 신경계의 상호작용은 종종 피드백 메커니즘을 통해 이루어집니다. 혈중 호르몬 수준이 높아지면, 이는 시상하부에 신호를 보내 호르몬 분비를 억제하거나 줄이는 신호를 보냅니다. 반대로 호르몬 수준이 낮으면 더 많은 호르몬이 분비되도록 신호를 보냅니다. 이러한 상호작용은 우리 몸의 체내 균형 유지(홈오타시스)를 유지하는데 매우 중요하며, 내분비계와 신경계가 서로를 조절하고 반응하면서 복잡한 생리적 과정을 조절합니다.
Q. 주울 법칙이라는 것이 어떤것인지 구체적인 설명 부탁 드립니다.
안녕하세요. 주울 법칙(Joule`s law)ㅡ주울-렌츠 법칙ㅡ은 전기 회로에서 전류가 흐를 때 전기 에너지가 열 에너지로 변환되는 현상을 설명하는 물리 법칙입니다. 이 법칙은 1840년대에 제임스 주울(James Prescott Joule)에 의해 발견되었으며, 그의 실험을 통해 전기 저항을 통과하는 전류가 열을 발생시킨다는 사실을 수학적으로 표현했습니다. 주울의 법칙은 다음과 같습니다 : Q = I²Rt 여기서 Q는 전기적 에너지가 열로 변환된 양(줄 ; J)을, I는 전류(암페어 ; A), R은 저항(옴 ; Ω), t는 시간(초 , s)을 각각 나타냅니다. 이 법칙은 전기 기기의 설계와 안전성 평가, 에너지 소비 계산 등 다양한 공학적 응용에 사용됩니다. 예컨데, 전기 히터나 전구의 필라멘트에서 발생하는 열의 양을 계산할 떄 이 법칙이 활용됩니다. 위와 같은 내용들을 더 폭넓게 접해보고 싶으시다면 Fundamentals of Physics라는 문헌을 추천드립니다.
Q. 진공에서의 빛의 속도는 왜 변하지 않는 것인가
안녕하세요. 진공 속에서 빛의 속도는 일정한 값으로 측정됩니다. 이는 물리학에서 '빛의 속도 상수'라고 불리며, 모든 관성 참조계에서 동일하게 측정되는 특성을 가집니다. 이러한 현상의 원리는 알베르트 아인슈타인(Albert Einstein)의 특수 상대성 이론에 근거를 두고 있습니다. 특수 상대성 이론은 시간과 공간의 상대성을 설명하면서 빛의 속도가 관측자의 움직임에 관계없이 일정하다는 것을 전제로 합니다. 이러한 원칙은 빛이 진공 상태에서 매질을 통과하지 않기 때문에, 그 속도가 어떠한 매질의 영향도 받지 않는다는 것을 의미합니다. 따라서, 빛의 속도는 진공에서 가장 빠르며, 이는 모든 전자기파의 기본 속성으로 간주됩니다. 이 내용은 다수의 연구 논문에서도 광범위하게 다루어지고 있습니다. 특히, 프린스턴 대학교 물리학과에서 제공하는 강의 자료들에서도 상세히 설명되고 있고, 아인슈타인의 원래 논문인 Zur Elektrodynamik bewegter Körper에서도 폭넓은 내용을 접할 수 있습니다. 추천드립니다.
Q. 지구에서 한국이 사라지면 지구가 사라진다 라는내용이 궁금해요
안녕하세요. 실제 영상의 내용이 어떤것인지 알 수 있다면 더 구체적인 설명이 가능할 것 같습니다. 추후에 영상의 제목이 기억나신다면 댓글로 알려주세요. 댓글로 추가 답변을 드리겠습니다. 현재는 질문자님이 적은 워딩을 기반으로 답변을 작성해보겠습니다. 유튜브나 온라인 상에서 '지구에서 한국이 사라진다면 지구가 사라진다'는 표현은 비유적이거나 과장된 표현일 가능성이 높아보입니다. 한국이 지구에서 사라진다는 것은 실제로 지구가 물리적으로 사라지는 것을 의미하기 보다는 대한민국의 경제 및 사회 또는 문화적 영향력이 사라지는 것을 표현한 것으로 추측됩니다-1g이야기는 뒤에 설명드리겠습니다-. 우리나라는 글로벌 경제에서 이미 중요한 역할을 하고 있고, 특히 전자제품, 자동차, 반도체 등의 산업에서 세계적인 위치에 올라서 있습니다. 만약에 이론적으로 한국이 사라진다면, 이런 글로벌에 공급망에 큰 혼란이 발생하고 많은 국가와 기업들이 이로 인해 영향을 받을 것입니다. 그러나 이것이 지구 자체가 사라진다는 것을 의미하진 않는 것 같습니다. '1g만 없어져도 지구가 파괴된다'는 표현은 질량-에너지 등가원리를 잘못 해석한 것 같습니다. 아인슈타인의 상대서잉론에 따르면, 질량은 에너지와 등가이며, 이론적으로 질량을 에너지로 전환할 수 있습니다(E=mc²). 하지만 실제로 1g의 질량이 갑자기 사라져서 발생하는 에너지가 지구를 파괴할 정도는 아닙니다. 이러한 논의는 주로 핵분열이나 핵융합과 같은 맥락에서 이루어지는데, 이것은 극단적인 조건에서만 가능한 일입니다. 위의 표현들은 논리적인 실제 상황을 설명하기 보다는, 어떤 사안의 중요성을 강조하기 위한 방법으로 사용된 것이 아닌가 싶습니다.
Q. 상어처럼 치아를 계속 만들 수 있는 동물이 또 있나요?
안녕하세요. 상어가 자신의 치아를 지속적으로 재생하는 능력은 매우 특이한 특성 중 하나입니다. 이러한 특성은 폴리포돈티아(polyphyodonty)라고 하며, 이는 동물이 평생 동안 여러 차례 치아를 교체할 수 있다는 것을 의미합니다. 상어 외에도 여러 동물들이 이와 유사한 능력을 보유하고 있습니다. 예컨데, 파충류 중에는 여러 종류의 도마뱀과 뱀이 치아를 계속해서 재생할 수 있습니다. 이들은 상어처럼 치아가 손실되었을때 새로운 치아로 교체하는 능력을 가지고 있죠. 특히, 악어는 매우 잘 알려진 또 다른 예로서, 악어는 평생 동안 수십 차례 치아를 교체할 수 있습니다. 상어와 마찬가지로 악어의 치아는 여러 세트의 예비 치아를 가지고 있으며, 손상되거나 노화된 치아가 빠지면 새로운 치아가 그 자리를 차지합니다. 또한, 일부 포유류에서도 비슷한 현상이 관찰됩니다. 코끼리는 몇 번의 치아 교체를 겪으며, 사용하던 치아가 닳으면 새로운 치아가 자라나 이를 대체합니다. 비록 상어처럼 무한히 치아가 자라지는 않지만 코끼리의 치아 교체 주기는 다른 많은 포유류와 비교했을때 긴 편입니다.