안녕하세요. 김지호 전문가입니다.
Q. 지구에서 가장 많은 생명체는 어떤게 있을까요?
안녕하세요. 네, 말씀하신 것처럼 지구에서 가장 많은 생명체는 눈에 보이지 않는 미생물입니다. 특히, 박테리아와 같은 미생물이 지구 생명체의 대부분을 차지합니다. 이는 생물의 개체 수뿐만 아니라 생체량(생명체의 총 질량) 측면에서도 마찬가지입니다. 미생물은 극한 환경에서도 살 수 있는데요 뜨거운 열수구, 극한의 추위, 염도가 높은 지역, 산성 또는 알칼리성 환경에서도 생존 가능합니다. 이는 미생물이 지구 어디에나 존재하며 다른 생물보다 훨씬 많은 개체 수를 가지게 된 이유입니다. 또한 박테리아는 분열법으로 빠르게 번식하는데요, 한 마리의 박테리아가 몇 시간 만에 수백만 개체로 증가할 수 있습니다. 이외에도 미생물은 에너지를 얻는 방식이 다양합니다. 광합성, 화학합성, 기생 등 여러 방법으로 생명을 유지할 수 있어 다른 생물보다 생존 가능성이 높습니다. 미생물의 대표적인 예시인 박테리아는 지구상 어디에서나 발견되며, 특히 토양, 물, 인간의 몸속에 풍부하게 존재합니다.
Q. 사람의 감정상태가 건강과 관련이 있을까요?
안녕하세요. 네, 사람의 감정 상태는 건강과 깊이 관련이 있습니다. 긍정적 감정은 건강에 이로운 영향을 미치며, 부정적 감정, 특히 스트레스, 우울, 불안 등은 여러 건강 문제를 유발하거나 악화시킬 수 있습니다. 이 연관성은 생리적, 신경적, 그리고 면역학적 메커니즘을 통해 설명될 수 있습니다. 우선 스트레스는 신체의 자가방어 시스템인 스트레스 반응(fight-or-flight response)을 유발합니다. 이 반응이 일시적이면 유익할 수 있지만, 만성화되면 다양한 건강 문제를 일으킬 수 있습니다. 스트레스가 지속되면 코르티솔과 같은 스트레스 호르몬이 과도하게 분비되며, 과도한 코르티솔은 면역 체계를 억제하고 염증을 유발하여 다음과 같은 문제를 초래할 수 있습니다. 스트레스는 면역 세포의 기능을 저하시켜 감염에 대한 저항력을 감소시키며, 만성 스트레스는 염증성 질환(예: 관절염)과 자가면역질환 위험을 높입니다. 스트레스는 우울증, 불안 장애와 같은 정신 건강 문제의 주요 원인 중 하나이며, 정신적 스트레스는 수면 부족을 초래하며, 이는 신체 회복과 면역력 저하로 이어질 수 있습니다. 반면에 긍정적 감정은 신체와 정신 건강 모두에 유익한 영향을 줍니다. 행복감과 사랑은 옥시토신, 세로토닌, 도파민과 같은 호르몬을 분비시켜 스트레스를 완화하고 면역 체계를 강화합니다. 긍정적인 감정은 면역 기능을 활성화하고 염증 수준을 줄일 수 있으며, 웃음, 즐거움은 심장 건강을 개선하며 혈압을 낮추는 데 도움을 줍니다. 정리하자면 사람의 감정 상태는 건강과 깊이 연관되어 있습니다. 스트레스와 같은 부정적 감정은 만병의 근원이 될 수 있지만, 긍정적 감정은 면역력을 강화하고 질병 회복을 돕습니다. 따라서 감정 상태를 관리하고 스트레스를 해소하는 것이 건강 유지의 핵심입니다.
Q. 판코니 빈혈이 무엇인지 궁금합니다.
안녕하세요. "판코니범혈구감소증(Fanconi syndrome)"은 근위세뇨관의 기능에 이상이 생겨 아미노산, 포도당, 인산, 중탄산염, 칼슘, 칼륨, 마그네슘, 그 외의 다른 물질이 소변으로 과다 배출되어 대사성산증, 저인산염혈증, 탈수, 구루병, 골다공증, 골연화증, 성장지 연을 초래하는 질환인데요, 1927년 판코니(Fanconi)가 처음으로 보고한 질환입니다. 상염색체 열성으로 유전되는 염색체 불완전 증후군이며, 현재까지 이 질환과 관련된 13개의 유전자가 확인되었습니다. 판코니범혈구감소증의 증상으로, 태아기부터 성장 부진이 나타납니다. 성장한 후에도 키가 작습니다. 소두증(25~37%), 정신 지체(25%)가 나타나고, 전체 환아의 41%에서 안검하수, 사시, 안구진탕증, 소안구증이 나타납니다. 변형적혈구증, 적혈구대소부동증, 망상적혈구감소증, 혈소판감소증이 나타납니다. 백혈구감소증에서 확실한 범혈구감소증을 나타냅니다. 골수부전증, 백혈병을 동반하는 경우도 있습니다. 판코니범혈구감소증은 환자에게 나타나는 직접적으로 조절하여 진단할 수 있습니다. 예를 들어 시스테아민(cysteamine)이라는 약을 통해 몸 안의 시스틴(cystine) 수치를 낮추거나, 페니실라민(penicillamine)을 통해 코퍼(copper) 수치를 낮추면 여러 증상을 가라앉힐 수 있습니다.
Q. 흡혈박쥐가 인슐린을 만드는 유전자가 없는 이유가 무엇인가요
안녕하세요. 흡혈박쥐는 오로지 피만 먹는 식생활에 적응하기 위해서 여러 개의 유전자를 잃었는데요, 대표적으로 인슐린 분비와 관련된 유전자 (FFAR1, SLC30A8), 글리코겐 저장을 제한하는 유전자 (PPP1R3E), 위와 관련된 유전자 (CTSE), 한정된 영양소에 적응하는 데 관련된 유전자 (ERN2, CTRL) 등입니다. 혈액은 칼로리가 아주 낮은 액체이기 때문에 포유동물이 먹고 생존할 수 없지만, 박쥐는 포유류 가운데 유일하게 흡혈이 가능한데요, 연구 결과 이런 흡혈박쥐에게는 특별한 유전자가 확인되었다고 합니다. 독일 연구팀이 흡혈박쥐의 유전체를 26종의 다른 박쥐들과 비교해 봤는데요, 박쥐의 유전자 가운데 13개가 흡혈박쥐에서는 파괴되거나 더 이상 작동하지 않는 것으로 나타났습니다. 이런 유전자의 변형이 박쥐의 인슐린 분비를 감소시키고 피의 맛에 덜 민감하게 만들어주는 등 혈액에 적응할 수 있도록 한 것입니다. 결국, 오랜 시간에 걸친 진화를 통해 흡혈박쥐가 지방이나 탄수화물이 아주 적은 혈액을 먹고도 살 수 있게 된 것입니다.
Q. 바이러스 세균 곰팡이는 어떻게 다른가요?
안녕하세요. 김지호 박사입니다.네, 말씀하신 것처럼 바이러스, 세균, 곰팡이는 모두 동물이나 식물과 같은 생명체에 감염되어 질병을 유발할 수 있다는 점에서 병원체라는 공통점은 있습니다. 하지만 세균과 곰팡이가 생명체인 것과는 다르게, 바이러스는 엄밀히 말하자면 생명체라고 할 수 없습니다. 생명체는 기본적으로 구조적, 기능적 기본 단위라고 볼 수 있는 세포로 이루어져 있는데요, 바이러스의 경우에는 세포로 이루어져 있지 않으며, 단순히 단백질 껍질과 핵산(DNA or RNA)으로 이루어져 있기 때문에 생명체라고 볼 수 없습니다. 또한 바이러스의 경우 스스로 독립적인 증식이 불가능하고, 숙주세포 내부에서만 증식이 가능하기 때문에 생명체라고 볼 수 없습니다. 이와는 달리 세균이나 곰팡이는 세포로 이루어져있으며, 독자적인 증식이 가능하기 때문에 생명체입니다. 이때 세균은 한 개의 단세포로 이루어져 있는 원핵생물이라면, 곰팡이의 경우 다세포로 이루어져 있는 진핵생물이라는 점에서 차이점이 있습니다.