학문
기억상실은공식인가
겨울잠 자는 동물은 그 오랜 기간 어떻게 굶고도 버티나요?
곰이나 다람쥐 같은 동물들이 겨울잠을 자는 동안 아무것도 안 먹는데도 살아남는다고 배우는데, 신체 대사가 어떻게 변하길래 이렇게 긴 기간 동안 에너지 소모 없이 버틸 수 있는 건지 궁금합니다.
3개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 겨울잠을 자는 동물들이 오랜 기간 먹지 않고 살아남을 수 있는 이유는 에너지를 거의 쓰지 않는 상태로 몸의 대사 시스템을 극적으로 낮추기 때문입니다. 가장 중요한 변화는 대사율 감소인데요, 평소 동물은 체온 유지, 움직임, 소화, 세포 활동에 많은 에너지를 사용합니다. 하지만 겨울잠에 들어가면 심장 박동, 호흡, 체온, 신경 활동이 크게 감소합니다. 예를 들어 일부 작은 포유류는 체온이 정상 37℃ 정도에서 몇 ℃ 수준까지 떨어지고, 심장 박동 수가 크게 감소하며, 산소 소비량도 평소의 몇 % 수준으로 감소합니다. 이때 에너지원은 주로 지방인데요, 겨울이 오기 전 동물들은 많이 먹어서 몸속에 지방을 축적합니다. 이 지방은 단순한 저장 물질이 아니라 겨울 동안 사용할 연료입니다. 지방이 분해되면 지방 → 지방산 → 미토콘드리아에서 산화 → ATP 생성 과정을 통해 필요한 에너지를 얻게 되며, 이때 탄수화물보다 지방이 훨씬 많은 에너지를 제공하기 때문에 장기간 금식에 적합합니다. 또한 겨울잠 동물은 근육과 장기를 보호하는 특별한 능력도 가지고 있는데요, 일반적인 사람이 몇 달 동안 누워서 아무것도 먹지 않으면 근육이 크게 감소하고 뼈도 약해지지만 겨울잠을 자는 동물은 근육 단백질 분해 억제, 뼈 손실 감소, 노폐물 처리 능력 유지와 같은 특수한 생리 조절을 합니다. 감사합니다.
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채택된 답변종에 따라 겨울잠의 메커니즘에 따라 다르긴 하지만 대부분 각각의 '생체 절전 모드'를 통해 버텨내는 것입니다.
예를 들어 다람쥐와 같은 소형 동물은 체온을 0~4도 정도까지 떨어트려 심장박동수를 평소의 1%수준까지 줄여 에너지 소모를 극단적으로 줄입니다.
반면 곰은 체온을 약간만 낮춘 채 수개월간 잠을 자며, 가을철 몸에 축적한 지방을 분해해 에너지와 수분을 자급자족하게 됩니다. 특히 곰은 소변을 보지 않는 대신 노폐물인 요소를 다시 아미노산으로 바꿔 뼈와 근육을 유지하는 신체 재활용 시스템을 가동해서 버팁니다. 또한 세포 수준에서는 혈액 순환이 멈추다시피 한 상황에서도 세포가 파괴되거나 괴사하지 않도록 세포 보호 단백질과 항산화 물질을 분비합니다.
두가지 예를 말씀드리긴 했지만, 이처럼 동물들은 각자의 크기에 맞게 대사율을 극한으로 낮추거나 내부 물질을 재활용하는 메커니즘으로 긴 겨울을 버티는 것입니다.
안녕하세요. 임형준 수의사입니다.
겨울잠을 자는 동물은 체온과 심박수, 호흡수를 크게 낮춰 대사량을 평소의 일부 수준까지 줄입니다. 필요한 에너지는 가을에 저장한 지방을 천천히 분해해 사용하며, 근육 손실과 탈수를 최소화하는 특별한 생리기전도 갖고 있습니다. 덕분에 몇달 동안 먹지 않아도 생존할 수 있으며, 종마다 겨울잠의 방식과 깊이는 조금씩 다릅니다.