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세포유익균에대해 궁금해서질문합니다.
안녕하세요.유익균과 유해균의 균형은 단순히 장 건강뿐 아니라, 면역 반응, 대사 조절, 염증 수준, 심지어 근육 기능과 체력 유지에도 깊이 관련되어 있습니다. 장내 세균은 인체 세포와 매우 밀접한 상호작용을 하는데요, 우선 유익균은 단쇄지방산을 생성해 장세포의 에너지원이 되며, 장벽을 튼튼히 유지시켜 독성 물질이나 염증성 물질의 누출을 막습니다. 반면 유해균이 많아지면 리포다당류 같은 독소가 장벽을 통과해 만성 저등급 염증을 유발하고 이러한 염증은 세포 대사, 미토콘드리아 기능, 인슐린 감수성에 영향을 미쳐 체력 유지에도 간접적으로 불리한 환경을 만듭니다.또한 근력과 지구력은 주로 근육 내 미토콘드리아 수, 에너지 대사 효율, 단백질 합성률 등과 관련됩니다. 장내 유익균이 많을수록 근육 단백질 합성을 돕는 대사 경로가 활성화되는 경향이 있고 따라서 유익균이 많으면 체력이 더 잘 유지되고 피로 회복이 빠른 경향이 있지만, 근육 발달 그 자체는 운동 자극과 단백질 섭취량에 더 크게 좌우됩니다.마지막으로 말씀하신 것처럼 술, 담배, 튀긴 음식 안 먹고 체력 좋은 사람에게도 대장선종이 생길 수 있는데요 그 이유는 단순한 생활습관을 넘어, 유전적 요인, 장내 미생물의 조성 변화, 세포분열 속도와 염증 감수성의 개인차 등이 작용하기 때문입니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.10.11
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금연을 시작하게 되면서, 가장 크게 오는 변화는 무엇인가요?
안녕하세요.금연은 신체에 많은 긍정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 금연 두 달째는 몸이 눈에 띄게 변화를 느끼기 시작하는 시기이며, 여러 생리적 조정이 활발히 이루어질 것입니다.금연 2주~8주 정도의 시기는 혈액순환과 폐 기능이 실제로 향상되기 시작하는 단계인데요, 폐섬모가 다시 자라나면서, 기관지에 쌓였던 이물질을 밀어내기 시작하고, 이 과정에서 잔기침이나 객담이 잠시 증가할 수 있습니다. 그러나 이는 나쁜 신호가 아니라, 폐가 자정작용을 회복하는 과정입니다. 또한 피부혈류와 말초순환이 좋아져 손끝이나 발끝이 따뜻해지고, 운동 시 숨이 덜 찬 느낌이 납니다. 게다가 체내 니코틴 대사물이 거의 완전히 사라지면서, 체취나 구취, 옷 냄새에서 담배 냄새가 거의 없어집니다. 감사합니다.
학문 / 화학
25.10.11
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뷰렛 반응에서 구리(II) 이온이 단백질과 결합하여 보라색을 띠는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 질문하신 것처럼 뷰렛 반응은 단백질이나 펩타이드에 존재하는 펩타이드 결합을 검출하는 화학 반응으로 이 반응은 구리(II) 이온(Cu²⁺) 이 염기성 조건에서 펩타이드 결합의 질소 원자와 산소 원자에 배위되어 보라색 착화합물을 형성합니다. 이때 보라색이 나타나는 이유는 Cu²⁺ 이온의 d 오비탈 전자 전이에 의한 착색 때문인데요, 구리(II) 이온은 3d⁹ 전자구조를 가지고 있으며, 펩타이드 결합 내의 질소 원자와 산소 원자에 의해 사면체 혹은 정사각평면형 착이온을 형성합니다. 이때 배위 결합이 형성되면 구리 이온의 d 오비탈 에너지 준위가 비대칭적으로 분리되고, 전자가 한 오비탈에서 다른 오비탈로 d–d 전이를 일으키며 가시광선 영역의 특정 파장을 흡수하게 됩니다. 결과적으로 흡수되지 않은 빛, 즉 보색에 해당하는 보라색으로 관찰되며, 이것이 뷰렛 반응의 색 변화입니다.Cu²⁺ 대신 다른 금속 이온을 사용하면 뷰렛 반응이 일어날지에 대해서는 우선 일부 금속 이온도 펩타이드 결합과 배위 결합을 형성할 수는 있습니다. 하지만 구리(II) 이온만큼 뚜렷한 색 변화를 나타내지 못하는데요, Zn²⁺(d¹⁰), Ca²⁺(d⁰) 등은 전자 전이가 일어나지 않거나 가시광선 영역에 해당되지 않기 때문에 색이 거의 없거나 매우 약합니다. 감사합니다.
학문 / 화학
25.10.10
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뷰렛 반응에서 보라색 착화합물이 형성될 때, 구리 이온의 산화 상태는 어떻게 유지되나요?
안녕하세요.뷰렛 반응은 말씀하신 것처럼단백질이나 펩타이드의 펩타이드 결합(-CONH-)을 검출하기 위한 화학 반응으로, 이 반응에서 염기성 조건 하에서 Cu²⁺(구리(II) 이온)이 펩타이드 결합 내의 질소 원자와 산소 원자에 배위되어 보라색 착화합물을 형성하게 됩니다.이때 구리 이온의 산화 상태가 변하지 않는데요 즉, Cu²⁺ → Cu⁰ 또는 Cu⁺ 로의 환원은 일어나지 않습니다. 이는 뷰렛 반응은 산화, 환원 반응이 아니라 배위 결합 형성 반응이기 때문인데요, 반응에서 Cu²⁺ 이온은 단백질의 펩타이드 결합에 존재하는 질소의 비공유 전자쌍 과 산소의 전자쌍 에 의해 둘러싸여 배위 결합을 형성합니다. 이 과정은 전자의 이동을 수반하는 산화-환원 반응이 아니므로, Cu²⁺의 산화수가 그대로 유지되는 것입니다. 또한 반응은 보통 수산화나트륨같은 강염기 하에서 일어나는데 염기성 환경에서는 구리(II) 이온이 [Cu(OH)₂] 형태로 안정하게 존재하며, 이 상태에서 펩타이드와 배위결합을 형성하기 때문에 Cu²⁺가 환원될 가능성이 낮습니다. 감사합니다.
학문 / 화학
25.10.10
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불꽃 반응 시 전자가 들뜬 상태에서 방출하는 빛의 파장은 어떤 요인에 의해 결정되나요?
안녕하세요. 불꽃 반응 시 전자가 들뜬 상태에서 방출하는 빛의 파장에 따라서 다른 색으로 보이는 것은 우선 불꽃 반응 시 금속 이온이 불 속에서 에너지를 흡수하면, 금속 원자 내의 전자들이 기저 상태에서 들뜬 상태로 이동하게 됩니다. 그러나 이 들뜬 상태는 매우 불안정하기 때문에, 전자는 다시 낮은 에너지 준위로 돌아오면서 빛의 형태로 에너지를 방출하게 됩니다. 이때 방출되는 빛의 파장, 즉 원자 내 전자 에너지 준위의 차이에 따라 달라지는데요, 각 금속 원자는 고유한 전자배치를 가지고 있으며, 전자들이 이동할 수 있는 에너지 준위 간의 간격이 서로 다릅니다. 이 에너지 준위 차이가 클수록 짧은 파장의 푸른색 계열의 빛이, 작을수록 긴 파장의 붉은색 계열의 빛이 방출되는 것이며 이것이 불꽃 색의 근본적인 차이를 만드는 요인이라고 보시면 됩니다. 감사합니다.
학문 / 화학
25.10.10
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불꽃 반응에서 금속 이온마다 서로 다른 색이 나타나는 근본적인 이유는 무엇인가요?
안녕하세요.불꽃 반응에서 금속 이온마다 서로 다른 색이 나타나는 이유는 원자 내 전자가 들뜬 상태로 전이되었다가 다시 안정된 상태로 돌아올 때 방출되는 빛의 에너지가 금속마다 다르기 때문입니다.금속 원자는 각각 고유한 전자 배치를 가지고 있고, 전자가 존재할 수 있는 에너지 준위 또한 원소마다 다릅니다. 불꽃 속의 높은 열 에너지를 받으면 금속 원자나 이온의 일부 전자가 낮은 바닥상태에서 더 높은 준위의 들뜬상태로 이동합니다. 이후 전자는 안정된 상태로 되돌아오면서 여분의 에너지를 빛의 형태로 방출하게 되는데, 이때 방출되는 빛의 에너지는 두 준위 간의 에너지 차에 해당하는데 이 에너지 차는 원자마다 다르기 때문에, 방출되는 빛의 파장도 다른 것입니다. 즉 각 금속 이온의 전자 구조가 다르기 때문에 방출되는 빛의 파장이 다르고, 그에 따라 사람의 눈에는 서로 다른 색으로 인식되는 것입니다. 감사합니다.
학문 / 화학
25.10.10
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서양인 유전자는 동양인과 어떤 차이가 있는건가요!!
안녕하세요. 네, 말씀해주신 질문에 답변드리자면 인간 전체의 유전자는 99.9% 이상이 공통적인데요, 따라서 서양인과 동양인의 차이는 전체 게놈에서 약 0.1% 이하의 변이 빈도 차이로 인해 나타나는, 매우 미세한 생물학적 다양성입니다. 그러나 그 작은 차이가 누적되어, 눈 모양이나 피부색, 체형 등에서 인종적 특징을 형성합니다. 피부색 관련 유전자인 SLC24A5, SLC45A2, OCA2 등을 볼 때, 서양인에게는 멜라닌 합성을 억제하는 방향으로 작용하는 변이가 더 많이 분포하는데요 예를 들어 SLC24A5 유전자의 A111T 변이는 유럽계 인구의 95% 이상에서 발견되지만, 동아시아인에서는 거의 나타나지 않습니다. 이 변이가 멜라닌 농도를 낮추어 밝은 피부를 만드는 핵심 요인 중 하나입니다. 또한 동아시아인에게 특징적인 눈꺼풀 구조인 속쌍꺼풀 형태, 지방층이 두꺼운 안검 구조는 EDAR V370A 변이와 관련이 있습니다. 이 유전자는 모발 두께, 땀샘 밀도, 치아 형태 등에도 영향을 주며, 약 3만~4만 년 전 동아시아 지역에서 강한 자연선택을 받은 것으로 추정됩니다.이외에도 키의 차이는 단일 유전자가 아니라 수백 개 이상의 다유전자 효과에 의해 결정되며 서양인 집단에서는 HMGA2나 LCORL 변이의 빈도가 상대적으로 높아 평균 신장이 크며, 동아시아인은 GDF5 변이의 영향으로 다소 작은 체형이 흔합니다. 하지만 이 차이는 영양과 환경 요인에도 크게 영향을 받습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.10.10
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일란성 쌍둥이가 각각 왼손잡이와 오른손잡이일 수도 있나요?
안녕하세요. 네, 질문해주신 것과 같이 일란성 쌍둥이 사이에서도 한 명은 왼손잡이, 다른 한 명은 오른손잡이인 경우가 실제로 존재하는데요 이는 유전적 동일성만으로는 완전히 설명되지 않는 발달 과정에서의 미세한 환경적 차이와 뇌의 비대칭 발달 차이 때문입니다.일란성 쌍둥이는 하나의 수정란이 분열하여 생기기 때문에 유전 정보는 거의 100% 동일한데요, 그러나 수정란이 나뉘는 시점부터 이미 세포들이 서로 독립적으로 발달하기 시작하면서, 각 개체의 뇌 발달 방향, 즉좌·우 비대칭성이 조금씩 달라질 수 있습니다.손잡이는 뇌의 운동피질과 전두엽의 비대칭성과 밀접하게 관련되며 대부분의 사람은 왼쪽 대뇌반구가 언어와 정밀운동을 담당하기 때문에 오른손잡이가 많습니다. 그러나 일란성 쌍둥이의 경우, 배아 발달 초기에 좌우 축이 형성되는 과정에서 아주 미세한 차이가 생길 수 있고 이 작은 차이가 한쪽은 왼손 우세, 다른 쪽은 오른손 우세로 이어지기도 합니다.또한, 태아 시기의 자궁 내 위치도 영향을 주는데요 쌍둥이는 서로 마주보는 자세로 자라는 경우가 많기 때문에, 한쪽은 팔을 더 자유롭게 움직일 수 있고 다른 쪽은 상대적으로 제약을 받기도 합니다. 이런 작은 자극의 반복이 뇌의 운동 경로를 다르게 발달시키는 요인이 됩니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.10.10
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강도 높은 운동을 많이 하게 되면 수명이 짧아 지나요?
안녕하세요. 질문해주신 사항은 부분적으로만 사실이며, 대부분의 경우 오히려 수명을 연장하는 쪽에 가깝습니다.꾸준한 유산소, 근력 운동은 심혈관 기능을 강화하고, 인슐린 저항성을 낮추며 염증 반응과 산화 스트레스를 감소시키는데요 이로 인해 세포의 노화 속도가 늦어지고, 실제로 평균 기대수명도 늘어납니다. 여러 연구에 따르면, 적당한 강도의 규칙적인 운동을 하는 사람은 비활동적인 사람보다 사망률이 20~40% 낮은 것으로 알려져 있습니다. 그러나 강도 높은 운동을 많이 하는 경우는 조금 다른데요, 운동이 일정 수준을 넘어서면 심혈관계에 과도한 기계적 부담이 생기기도 합니다. 마라톤 선수나 철인 3종 경기 참가자 등 극한 수준의 지구력 운동을 장기간 지속한 일부 사례에서는, 심장 근육의 비후, 심방세동, 산화 스트레스 증가와 미세 염증의 지속이 보고된 바 있습니다. 즉, 운동이 너무 과하면 심장은 단단해지는 동시에 약간의 구조적 리모델링이 생길 수 있는 것입니다. 하지만 일반인이 강도 높게 운동한다는 수준, 예를 들어 하루 1~2시간 정도의 고강도 인터벌 훈련이나 웨이트 트레이닝에서는 심장이 무리하기보다 오히려 효율적으로 강화되며 혈관의 탄성이 좋아지고, 심박수는 낮아지며, 안정 시 심장의 부담은 오히려 줄어듭니다. 즉, 운동의 강도가 아니라 지속적인 회복 없이 과도하게 반복되는 운동이 더 문제라고 할 수 있습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.10.10
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세탁기술로 세균오염도에대해궁금합니다
안녕하세요. 말씀하신 내용에는 섬유 내 세균의 잔존 가능성과 세탁 기술의 위생적 진화 방향이라는 두 가지 측면이 포함되어 있는데요 먼저 해충은 다양한 세균, 곰팡이 포자, 그리고 병원성 미생물을 옮길 수 있습니다. 그러나 이들이 폴리에스테르 섬유 표면에 부착된 경우, 장기간 생존하기는 어렵습니다. 대부분의 세균은 수분과 영양원이 없으면 수일 내 사멸하고, 일부 내성 포자형 세균이더라도 수개월~1년 이상 생존하는 경우는 극히 드물며, 따라서 3년 이상 지난 시점에서는 미생물이 살아 있을 확률이 매우 낮습니다. 다만, 유기물 잔류는 세균이 아닌 다른 형태의 불쾌물질로 남을 수 있는데요, 이런 잔류물은 세균이 아니라도 위생적으로 찝찝함을 느낄 수 있는 부분이며 이럴 때 세탁 기술이 중요한 역할을 합니다. 현재의 세탁 기술로도 이미 상당 수준의 멸균이 가능한데요, 고온수 세탁(60℃ 이상)은 대부분의 세균과 곰팡이 포자를 비활성화시키며 산화성 세제는 세포벽을 파괴하여 세균을 사멸시킵니다.또한 초음파 세탁 기술은 아직 상용 세탁기에서는 제한적이지만, 고주파 진동을 통해 미세한 기포가 폭발하면서 섬유 내부의 오염물질을 물리적으로 분리합니다. 이 기술은 향후 발전 시, 세균뿐 아니라 바이오필름 형태의 잔류 오염까지 제거할 가능성이 높습니다. 즉, 향후 초음파, 자외선(UV-C), 오존수, 그리고 플라즈마 기반 세탁 기술이 결합된다면, 기존 세탁보다 훨씬 강력한 살균 세정이 가능해질 것이며 이미 일부 의료용 세탁장비에서는 이런 기술이 병행되고 있습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.10.10
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