안녕하세요. 김지호 전문가입니다.
화학
Q. 체온계 커버로 인해서, 온도차이가 날수도 있는건가요?
체온계는 센서와 피부 간의 열 전달을 측정하는 장치인데요, 플라스틱 커버는 아주 얇지만 열이 바로 전달되지 않고 약간 늦게 도달하게 만들 수 있습니다. 이 때문에 실제 체온보다 0.1~0.3℃ 정도 낮게 나올 수 있긴 하지만 의료용으로 인증된 일회용 커버는 오차가 크지 않도록 제작되어 있어, 일상적 사용에서는 무시할 수준입니다. 이러한 일회용 커버의 경우에는 세균이나 바이러스의 전파를 방지하기 위한 목적으로 가정에서는 부담스러울 수 있지만, 재사용 시에는 알코올 솜 등으로 소독 후 사용하는 것이 좋을 것 같습니다. 감사합니다.
화학
Q. 핵을 재처리하여 얻을 수 있는 것에는 어떤 것이 있나요?
원자로에서 농축 우라늄을 쓰고 나면, 사용 후 핵연료 속에는 약 95%는 여전히 쓰이지 않은 우라늄, 약 4%는 분열 생성물, 약 1%는 플루토늄으로 존재합니다. 이때 플루토늄 재처리를 통해 새로운 핵연료 제작에 활용이 가능하며, 우라늄의 경우에는 다시 농축하여 재사용 가능합니다. 또한 세슘-137, 스트론튬-90 등은 방사선원, 즉 산업용이나 의료용으로 제한적으로 사용 가능합니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. ABO식 혈액형은 어떻게 항원에 노출되지 않았는데도 미리 항체를 가지고 있는 것인가요?
ABO식 혈액형의 항체인 anit-A와 anti-B의 경우 보통 IgM 형태로 태어날 때부터 혹은 생후 몇 달 내에 자연적으로 생기는데요 특별히 수혈이나 혈액세포에 직접 노출되지 않아도, 우리 몸이 외부 환경 속에서 비슷한 구조를 경험했기 때문에 덕분에 만들어지는 것입니다.ABO 항원의 본질은 적혈구 표면의 당 사슬 구조인데요, 장내 공생하고 있는 세균의 세포벽에도 이와 매우 유사한 구조의 당이 존재합니다. 따라서 예를 들어서 A형인 사람은 자기 적혈구에 A 항원이 있으므로 anti-A는 만들지 않습니다. 하지만 B형 구조와 유사한 세균을 만나면, 그걸 비자기적인 항원으로 인식하기 때문에 anti-B 항체가 생성되는 것입니다. 이렇게 세균의 당항원과 교차 반응 때문에, 태어나서 자연적으로 ABO 항체가 형성됩니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. RH 혈액형은 어떻게 항체가 태반의 통과할 수 있는 것인가요?
ABO식 혈액형의 경우에는 주로 IgM 형태의 항체이기 때문에, IgM은 분자가 큰 오각형의 펜타머 구조라서 태반을 통과하지 못합니다. 따라서 산모가 아이와 ABO 혈액형이 달라도 심각한 문제는 생기지 않습니다.반면에 RH식 혈액형의 경우에는 주로 IgG 형태의 항체를 가지는데요, IgG는 작은 크기의 단량체라서 태반을 자유롭게 통과할 수 있습니다. 따라서 RH- 산모와 RH+ 태아 조합일 경우, 산모가 감작되어 IgG 항체를 만들면 이 항체가 태반을 넘어 태아 적혈구를 공격하면서 용혈성 질환이 발생하는 것입니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 고양이 털 색깔의 발현 시 신체 말단 부위가 주로 검은색인 이유가 무엇인가요?
고양이의 털 색 발현에 관련된 특정 유전자 때문입니다. 바로 온도민감성 티로시나아제라는 효소인데요, 고양이의 경우에는 털 색을 만드는 주요 효소가 열에 민감한 변이로 존재합니다. 정상 타이로시나제는 어디서든 멜라닌을 잘 만드는데, 변이된 효소는 체온이 높으면 불활성화되어 색소를 못 만듭니다. 이때 몸통, 배 같은 중심부는 체온이 높아서 효소가 작동하지 않기 때문에, 멜라닌이 만들어지지 않으면서 흰색으로 보이게 됩니다. 반면에 귀 끝, 코, 발끝, 꼬리처럼 말단부는 체온이 낮으므로 효소가 안정적으로 작동하면서 멜라닌 색소가 합성되어 어둡게 보이는 것입니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 동물 중에 가장 오래 사는 것은 무엇인가요?
네, 말씀해주신 그린란드의 상어 역시 300년 ~ 400년으로 살 수 있다고 알려져 있는 만큼 수명이 굉장히 긴 생명체 중 하나입니다. 하지만 이보다도 더 긴 수명을 가지고 있는 동물은 바로 해파리인데요, 특정 종류의 해파리의 경우에는 성숙한 해파리가 늙거나 스트레스를 받으면 어린 폴립(poly-p) 단계로 되돌아가는 능력을 가지고 있어, 이론적으로는 죽지 않고 영원히 살 수 있습니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 식물성 플랑크톤이 지구온난화문제를 해결할 수 있을까요?
흔히 육상 식물이 광합성을 통해 산소를 많이 만든다고 생각하지만, 지구 산소의 약 50% 이상을 바다 식물성 플랑크톤이 만들기 때문에 식물성 플랑크톤은 중요성을 갖습니다. 또한 대기 중 CO₂를 흡수해 유기물로 전환하는데요, 이 과정에서 탄소 일부는 해저로 가라앉아 탄소 저장 역할을 합니다.따라서 식물성 플랑크톤이 많아지면 대기 중 CO₂ 흡수량이 증가하면서 온난화 완화 효과가 있을 수 있습니다. 실제로 연구자들은 철분 살포와 같은 같은 방법으로 플랑크톤 증식을 유도해, 대량의 탄소를 바다에 저장하려는 실험도 진행한 바 있습니다. 하지만 한계 역시 존재하는데요, 특정 지역에 플랑크톤을 인위적으로 증식시키면 적조나 산소 고갈 같은 부작용이 생길 수 있습니다. 감사합니다.
화학
Q. 산성 PH를 가진 물질은 위에서 더 잘 흡수되는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요.네, 질문해주신 것처럼 산성 pH를 가진 물질이 위에서 잘 흡수되는 현상은 Henderson–Hasselbalch 방정식(M–M식)과 약물의 pKa, 흡수 부위의 pH 관계를 알면 이해할 수 있는데요, 우선 세포막은 지질이중층으로 이루어져 있어, 비이온형 분자가 막을 통과하기 쉽습니다. 반대로 이온형 분자는 전하 때문에 지질막을 잘 통과하지 못하는데요, 따라서 흡수율은 약물이 비이온형으로 존재하는 비율에 크게 의존합니다. Henderson–Hasselbalch 방정식 (M–M식)에서 산성 pH를 가진 물질일 경우에는 pH [A⁻]가 되면서 비이온형 많아지기 때문에 세포막을 더 잘 통과하게 되는 것이며, 이로 인해 산성 약물은 자신보다 pH가 낮은 환경에서 더 많은 비이온형이 존재합니다. 감사합니다.
화학
Q. 아스피린 속 아세틸살리실산의 농도가 높을수록 좋을까요?
안녕하세요.네, 질문해주신 아스피린(acetylsalicylic acid)은 진통, 해열, 항염증 효과와 항혈소판 작용을 내는 주성분인데요, 실제로 판매되는 아스피린 제제의 유효성분 함량(순도)은 의약품 규격으로 정해져 있고, 보통 약 80~90% 이상이면 적합하다고 봅니다. 만일 농도가 높아질 경우에는 약효가 예상보다 강해질 수 있어 과용량 위험이 있으며 위장관 출혈, 위염, 출혈 등의 부작용이 증가할 수 있어 안전성 문제가 커지게 됩니다. 따라서 ‘순도가 높을수록 좋은 약’은 아니고, 규격 범위 안에서 일정하게 유지되는 것이 중요합니다. 반면에 농도가 낮아질 경우에는 약효가 기대만큼 나오지 않아 효능 부족이 생길 수 있으며 오래 보관해 습기 등에 의해 아세틸살리실산이 분해(가수분해 → 살리실산 + 아세트산)되면, 위 자극이 더 심해지면서 약효는 줄고 부작용만 늘어날 수 있습니다. 제산제는 위산(HCl)을 중화하는 데 쓰이는데, 순도는 보통 85% 전후로 규격화되어 있는데요, 나머지 15%는 불순물(수분, 다른 염류 등)인데, 의약품 규격 안에서 안전하게 관리됩니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 산소를 사용하지 않는 에너지 생산 방식으로 발효와 무산소호흡은 어떤 차이가 있나요?
안녕하세요.네, 질문해주신 것처럼 산소를 사용하지 않는 에너지 생산 방식으로는 '무산소 호흡'과 '발효'가 있는데요, 우선 발효와 같은 경우에는 피루브산, 아세트알데하이드와 같은 세포 내 유기분자가 최종 전자 수용체로 작용하며, 전자전달계를 사용하지 않고, 따라서 해당과정을 통해서만 소량의 ATP를 생산하는 방식입니다. 반면에 무산소호흡은 산소 이외의 NO₃⁻, SO₄²⁻, CO₂, Fe³⁺와 같은 무기 분자를 전자의 최종 수용체로 사용하며, 전자전달계를 사용하기 때문에 발효에 비해서는 훨씬 효율적인 에너지 생산 방식이라고 할 수 있습니다. 즉 발효는 내부 유기물에 전자를 넘겨 NAD⁺를 재생하는 단순한 에너지 보충방식이라면 무산소호흡은 산소 대신 다른 무기 전자수용체를 ETC에서 쓰는, 보다 체계적인 호흡 방식이라고 볼 수 있습니다. 감사합니다.