세뇨관 나트륨&포도당 재흡수 과정 기반 실험 과정
➀ 200mL 비커 2개를 준비하고, 각각 증류수, 10% NaCl 용액으로 160mL 채운다.
➁ 각 비커에 원형 여과지를 하나씩 접어서 놓고(띄우고) 여과지에 1%포도당 용액을 10mL씩 넣는다.
➂ 비커들을 실온에서 10분동안 방치하여, 여과지를 통해 포도당이 바깥 용액으로 이동하게 한다.
➃ 방치 시간이 끝나면 각 비커에서 바깥쪽 용액 10mL씩을 채취해 작은 비커에 담는다.
➄ 각 시험관에 베네딕트 시약 5방울을 넣는다.
➅ 비커를 가열한다.
➆ 가열 후 각 시험관의 색 변화를 관찰한다.
위의 실험 과정이 제목 속의 현상을 모의하는 실험으로서 적합한지 조언 부탁드립니다…
의도한 의미는 아래와 같습니다
실험에서 Na⁺ 농도만 바꿔줬는데도 포도당이 더 많이 이동함 ➝ Na⁺ 농도기울기가 마치 실제 세포 안에서 SGLT 단백질이 Na⁺를 이용해 포도당을 같이 끌고 들어오는 그 상황을 모의한 것처럼 작용
안녕하세요. 정준민 전문가입니다.
음 이번 실험은 실제 세포막에서 존재하는 sglt 단백질의 기능을 완벽히 재현하지는 않지만, 나트륨의 농도 차이에 따라 포도당 이동에 차이가 생긴다는 ~ 이러씬그로 정리를 하면 좋을듯 합니다.
설계는 좋은듯 합니다.
우선, 저대로 실험을 진행한다면 원하시는 결과를 얻을 수 없을 듯 합니다.
먼저 여과지는 단순히 물질의 크기에 따라 통과 여부를 결정하는 물리적인 필터입니다.
즉, 세포막처럼 특정 이온이나 분자만을 선택적으로 투과시키거나 능동적으로 운반하는 기능이 없습니다. 따라서 여과지를 통해 포도당이 이동하는 것은 Na+ 농도 기울기와 무관하게 단순히 농도 차이에 의한 확산에 가깝습니다. 또한 SGLT단백질은 나트륨 이온의 농도 기울기를 이용하여 포도당을 능동적으로 세포 내로 운반하는 역할을 합니다. 이는 단순한 확산과는 전혀 다른 메커니즘입니다.
그리고 설계하신 실험에서는 Na+ 농도 기울기가 포도당 이동에 미치는 영향을 직접적으로 보여줄 수 없습니다. 10% NaCl 용액에서 포도당이 더 많이 이동하는 것처럼 보일 수 있지만, 이는 Na+ 농도 자체가 포도당 이동을 유도하는 것이 아니라, 용액의 전반적인 삼투압 변화나 이온 강도 변화가 여과지의 투과성에 영향을 주었을 가능성도 있습니다. SGLT 단백질의 작용을 모의하려면 Na+가 포도당과 함께 이동하는 동시 수송 과정을 보여줘야 합니다.
무엇보다 생체 내 세뇨관 재흡수는 세포막을 경계로 일어나는 복잡한 과정이고, 막 단백질의 존재, 세포 내외의 이온 농도 유지, ATP를 이용한 에너지 사용 등 다양한 요소가 관여합니다. 단순히 비커와 여과지만으로는 이러한 생체 환경을 모방하기는 쉽지 않습니다.
원하시는 결과를 얻으려면 개선이 좀 많이 되어야 할 듯 합니다.
먼저 여과지 대신 셀로판 막니마 투석막 같은 반투과성 막을 사용하여 물질의 선택적 투과를 유도하는 것이 더 좋습니다. 하지만 이 역시 SGLT 단백질과 같은 능동 수송 메커니즘을 보여주는 것은 어렵습니다.
그리고 SGLT 단백질의 작용을 정확하게 모의하기 위해서는 리포좀에 SGLT 단백질을 재구성하거나, 특정 세포주를 이용하는 등 전문적인 실험 방법을 사용해야 하지만, 사실 이 부분은 전문 장비가 아니라면 재현이 매우 어렵습니다.
결론적으로 말씀하신 실험 과정으로는 세뇨관 나트륨-포도당 재흡수 과정의 모의 실험으로 보기는 어려워 보입니다. 특히 SGLT 단백질의 능동 수송 메커니즘을 보여주기에는 실험 설계에 한계가 있습니다.
물론 개인적인 판단일 수는 있지만, 말씀하신 실험과정으로는 재현이 어렵다고 생각됩니다.
안녕하세요. 박창민 수의사입니다. 이 실험은 Na⁺ 농도 변화에 따라 포도당 이동량이 달라지는 것을 통해 세뇨관의 Na⁺-포도당 공동수송(SGLT)을 모의하려는 교육적 목적에만 적합합니다. 실제로는 여과지를 통한 단순 확산만 발생하므로 능동수송을 정확히 재현하지는 못하며, Na⁺가 포도당 이동에 영향을 줄 수 있다는 개념을 시각적으로 설명하는 데 유의미한 간단한 모델 실험으로 활용할 수 있습니다. 감사합니다.