Doctor of Public Health 전상훈입니다
생물·생명
Q. 영양이 충분히 공급된다는 가정하에 미래의 인간의 키성장 어디까지 가능할까요?
안녕하세요. 인간의 키는 유전적 요인과 환경적 요인, 특히 영양 상태의 영향을 강하게 받습니다. 지난 몇 세기 동안, 특히 영양 상태가 개선되고 의료 기술이 발전하면서 전 세계적으로 사람들의 평균 키가 증가해 왔습니다. 그러나 인간의 키가 어디까지 자랄 수 있을지는 여러 가지 생물학적, 환경적 제한이 있기 대문에 무한히 증가할 수는 없습니다. 키의 성장은 기본적으로 유전적 요인에 의해 결정되며, 이는 각 개인이 가지고 있는 유전자 풀에 의해 제한됩니다. 특정 유전자들은 뼈의 길이와 성장 속도를 조절하며, 이로 인해 개개인의 최종 성장이 결정됩니다. 이러한 유전자적 제한이 있기 때문에, 아무리 영양 상태가 좋아도 키 성장은 한계에 도달하게 됩니다. 영양 상태가 키 성장에 미치는 영향은 매우 큽니다. 충분한 단백질, 비타민, 미네랄 등의 공급이 이루어질 때, 뼈와 근육이 최대한으로 성장할 수 있습니다. 그러나 이는 유전적으로 설정된 한계 내에서만 가능한 일입니다. 예를 들어, 조선시대의 한국인들은 영양 부족, 질병, 생활 환경의 어려움으로 인해 키가 상대적으로 작았지만, 현대에는 영양 상태가 크게 개선되어 평균 키가 크게 증가했습니다. 인간의 키는 무한정으로 커질 수는 없습니다. 이는 여러가지 생물학적 및 구조적 문제와 관련이 있습니다. 예컨데, 지나치게 큰 키는 심혈관계에 부담을 줄 수 있으며, 관절과 뼈의 강도에도 한계가 있습니다. 또한, 체내 장기와 순환계도 일정한 체구 범위 내에서 최적의 기능을 발휘하도록 진화해왔습니다. 영양 상태의 개선이 인간 키 성장에 긍정적인 영향을 미친 것은 사실이지만, 인간의 키가 무한히 자랄 수 있는 것은 아닙니다. 유전적 요인, 생물학적 제한, 환경적 요인이 모두 결합하여 인간의 평균 키는 특정 범위 내에서 유지될 것으로 예상됩니다. 따라서 인류의 평균 키가 2미터를 훌쩍 넘길 가능성은 제한적입니다. 다만, 특정 집단이나 개인에서는 2미터 이상의 키가 가능할 수 있습니다.
생물·생명
Q. 바이러스 백신의 경우, 코로나처럼 변종 바이러스가 생길 때마다 새롭게 개발을 해줘야 하나요?
안녕하세요. 바이러스 백신, 특히 코로나바이러스와 같은 RNA 바이러스에 대한 백신의 경우, 변종 바이러스가 생길 때마다 백신을 새롭게 개발하거나 기존 백신을 조정해야 할 필요성이 발생할 수 있습니다. 이는 바이러스의 변이(mutation)와 그로 인한 항원성 변화(antigenic shift) 때문입니다. 바이러스는 복제 과정에서 돌연변이를 일으킬 수 있으며, 이로 인해 바이러스의 표면 단백질, 특히 스파이크 단백질(Spike protein)과 같은 주요 항원 부위가 변형될 수 있습니다. 백신은 이러한 항원 부위를 인식하고 면역 반응을 유도하도록 설계되므로, 변이가 발생하여 항원 구조가 변화하면 기존 백신의 효과가 감소할 수 있습니다. 이러한 상황에서는 백신의 면역 효과를 유지하기 위해서 계절성 인플루엔자 백신에서 보듯이, 바이러스의 주요 변종을 추적하여 백신을 정기적으로 업데이트하는 방식이 있습니다. 이는 변이된 바이러스에 대해 면역력을 제공하기 위해 백신의 성분을 조정하는 것입니다. mRNA 백신 기술은 비교적 빠르게 업데이트가 가능하다는 장점이 있습니다. 변이 바이러스의 유전자 서열이 밝혀지면, 그에 맞게 mRNA 백신의 설계를 변경할 수 있습니다. 이는 전통적인 백신 개발보다 시간이 덜 걸리며, 유연한 대응이 가능합니다. 연구자들은 다양한 변이에 대응할 수 있는 '범용 코로나바이러스 백신'을 개발하려는 노력도 하고 있습니다. 이러한 백신은 바이러스의 다양한 변종에 대해 넓은 범위의 면역 반응을 유도할 수 있도록 설계됩니다. 이는 특정 변종에 국한되지 않고, 다양한 코로나바이러스에 대해 보호 효과를 제공하는 것을 목표로 합니다. 코로나바이러스와 같은 변이 가능성이 높은 바이러스에 대해서는 변종 바이러스에 따라 백신을 새롭게 개발하거나 기존 백신을 조정할 필요가 있을 수 있습니다. 이러한 과정은 백신의 효과를 유지하고, 변종으로 인해 발생할 수 있는 새로운 감염 확산을 막기 위한 중요한 전략입니다. 또한 백신 개발 기술이 발전함에 따라, 더 빠르고 유연하게 변종 바이러스에 대응할 수 있는 방법들이 연구되고 있습니다.
생물·생명
Q. 거미는 멀리 떨어져 있는 나무 사이에다가 어떻게 집을 짓나요??
안녕하세요. 거미가 멀리 떨어진 나무 사이에 거미줄을 쳐서 집을 짓는 과정은 거미의 본능적인 행동과 놀라운 생물학적 능력의 결과입니다. 거미는 집을 짓기 위해 다양한 기술을 사용하는데, 이 중 하나가 바람을 이용하여 거미줄을 한 지점에서 다른 지점으로 이동시키는 것입니다. 거미는 거미줄을 생산하는 여러 개의 분비샘(silk glands)을 가지고 있으며, 이 샘들은 다양한 유형의 거미줄을 생산할 수 있습니다. 거미줄을 처음 걸 때, 거미는 먼저 작은 실타래를 생성합니다. 이 실타래는 매우 가볍고, 공기 중에서 쉽게 떠다닐 수 있습니다. 거미는 자신의 몸에서 실을 분비하면서 몸을 약간 들어 올립니다. 이때 거미는 특히 가벼운 실을 사용하여 바람에 의해 쉽게 날릴 수 있도록 합니다. 이 실이 반대편 나무나 다른 구조물에 접촉하면, 거미는 실의 한쪽 끝을 자신이 있는 위치에 고정시키고, 다른 쪽 끝을 접촉된 구조물에 단단히 부착시킵니다. 초기에 설치된 실이 성공적으로 고정되면, 거미는 이 실을 따라 건너가면서 추가적인 실을 감아 돌리거나, 여러 겹의 실을 추가하여 거미줄의 구조를 강화합니다. 거미줄은 거미에게 다양한 기능을 제공합니다. 가장 중요한 기능은 먹이 포획입니다. 거미줄은 끈적끈적한 특성을 가진 실ㄹ로 구성되어 있어, 곤충과 같은 먹이가 접촉하면 쉽게 빠져나가지 못하도록 합니다. 또한, 거미줄은 거미의 서식지를 보호하는 역할도 하며, 거미가 안전하게 생활할 수 있는 공간을 제공합니다. 거미의 이러한 행동은 진화적으로 발달한 복잡한 생존 전략의 일환으로, 거미가 극한의 환경에서도 적응하고 번성할 수 있게 합니다. 이 과정은 생물학적 적응과 기술의 놀라운 예로서, 거미가 어떻게 자신의 생태적 니치(ecological niche) 안에서 효과적으로 기능할 수 있는지를 보여줍니다.
물리
Q. 지구의 중력으로 사람이나 물체들이 땅속으로 빨려들어가지않고 서있을 수 있는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 지구의 중력으로 모든 물체가 지표면에 끌려가는 이유는 중력 자체 때문입니다. 그러나 사람이나 다른 물체들이 땅속으로 계속 빨려 들어가지 않고 지표 위에 서 있을 수 있는 이유는 정상력 또는 지지력 때문입니다. 이 힘은 물체가 다른 표면에 놓일 떄 그 표면으로부터 받는 수직 방향의 반발력입니다. 중력과 정상력에 대해 정의해보자면, 지구는 자신의 질량을 중심으로 모든 물체를 끌어당기는 힘, 즉 중력을 가집니다. 이 힘은 물체의 질량과 지구의 질량, 그리고 물체와 지구 중심 간의 거리에 의해 결정됩니다. 정상력은 물체가 표면에 놓여 있을 때, 그 표면은 물체에게 수직으로 힘을 가합니다. 이 힘은 중력의 효과를 상쇄하여 물체가 표면 아래로 빨려 들어가지 않게 합니다. 예컨데, 사람이 바닥에 서 있을 때 바닥은 사람에게 위로 향한 힘을 제공합니다. 물체가 지표면에 안정적으로 놓여 있을 때, 중력과 정상력은 균형을 이룹니다. 이는 뉴턴의 제 1법칙, 즉 관성의 법칙에 따른 것입니다. 중력이 물체를 아래로 끌어당기는 동안, 정상력은 물체를 위로 밀어 올립니다. 이 두 힘이 균형을 이루면 물체는 움직이지 않고 정지 상태를 유지합니다. 표면의 성질에 따라 정상력의 크기가 달라질 수 있습니다. 예를 들어, 매우 부드러운 진흙길에서는 물체가 더 깊이 가라앉을 수 있어 정상력이 약해지지만, 단단한 콘크리트 바닥에서는 정상력이 매우 강하게 작용하여 물체가 가라앉지 않습니다. 즉, 사람이나 물체들이 땅속으로 빨려 들어가지 않고 지표 위에서 서 있을 수 있는 이유는 중력을 상쇄하는 정상력의 작용 덕분입니다. 이러한 상호 작용은 뉴턴의 운동 법칙을 통해 잘 설명됩니다.
화학
Q. 사람이 락스를 마시게 되면 어떻게 되나요?
안녕하세요. 사람이 락스를 마시는 것은 매우 위험하며, 심각한 건강 문제를 초래할 수 있습니다. 가정용 표백제인 락스는 주로 차아염소산나트륨(NaOCl)을 활성 성분으로 포함하고 있으며, 이는 강력한 부식성을 가지고 있습니다. 락스를 섭취했을때 강한 부식성 때문에 입, 인후, 식도, 위장에 심각한 화상을 입힐 수 있습니다. 이러한 화상은 통증, 염증, 조직의 괴사를 유발할 수 있으며, 심한 경우에는 장기적인 손상이나 협착(조직이 좁아지는 현상)을 초래할 수 있습니다. 락스를 삼키면서 발생할 수 있는 증기나 작은 물방울이 폐로 들어갈 경우 호흡기에도 부식성 손상을 입힐 수 있습니다. 이는 호흡 곤란, 기침, 폐렴과 같은 심각한 호흡기 문제로 이어질 수 있습니다. 또 락스에 포함된 화학물질은 중독을 일으킬 수 있으며, 심할 경우 혼수 상태나 사망에 이르게 할 수도 있습니다. 중독의 징후로는 메스꺼움, 구토, 복통, 설사 등이 있습니다. 만약 락스를 섭취했다면 즉시 구급차를 부르거나 가까운 응급실로 이동해야 합니다. 중요한 것은 가장 빠르게 전문적인 치료를 받는 것입니다. 락스와 같은 부식성ㅁ ㅜㄹ질을 섭취한 후에는 개인이 구토를 유도해서는 안됩니다. 이는 이미 손상된 식도와 입을 더욱 심각하게 손상시킬 수 있기 때문입니다. 의료 전문가가 도착하기 전, 피해자에게 물이나 우유를 소량씩 마시도록 하여 희석할 수 있습니다. 이는 락스의 부식성을 약간 완화시킬 수 있습니다. 락스를 마신 경우 즉각적인 의료 조치가 필수적입니다. 이러한 사고를 예방하기 위해 모든화학 제품은 아이들의 손이 닿지 않는 곳에 안전하게 보관하고, 명확하게 표시하여 사용해야 합니다.