안녕하세요. 김지호 전문가입니다.
Q. 정상세포와 암세포의 분열 차이가 궁금합니다.
안녕하세요.정상세포와 암세포의 분열은 여러 면에서 중요한 차이를 보입니다. 가장 큰 차이는 세포 분열에 대한 조절 능력에 있습니다. 정상세포는 일정한 주기로 분열하며, 손상되거나 필요하지 않게 되면 세포자멸사(아포토시스)를 통해 스스로 죽는 메커니즘을 갖고 있습니다. 또한, 주변 세포와의 신호 교류를 통해 자신이 어느 정도 자랐는지를 인식하고, 필요 이상으로 증식하지 않습니다. 반면, 암세포는 이런 조절 시스템이 거의 무력화되어 있는데요, 암세포는 세포 분열을 억제하는 유전자(예: p53)의 기능이 손상되거나, 세포 성장을 촉진하는 유전자(예: Ras)가 비정상적으로 활성화되어, 자율적이고 통제되지 않은 분열을 계속합니다. 또한 암세포는 세포자멸사 신호에 잘 반응하지 않기 때문에, 손상되었더라도 스스로 죽지 않고 살아남습니다. 또한 정상세포는 텔로미어라는 구조가 세포 분열을 할수록 점점 짧아지면서 결국 분열을 멈추게 되지만, 암세포는 텔로머라아제라는 효소를 활성화시켜 텔로미어를 계속 복구하면서 사실상 무한히 분열할 수 있는 능력을 가지게 됩니다. 정리해보자면, 정상세포는 분열, 성장, 죽음이 정밀하게 조절되는 반면, 암세포는 이러한 조절 시스템이 망가지면서 끊임없이 증식하며, 그로 인해 종양을 형성하고 몸의 기능을 위협하게 됩니다. 이러한 특성 때문에 암세포는 매우 위험한 것으로 간주되며, 조기 발견과 치료가 중요한 이유도 여기에 있습니다.
Q. 운동할 때 분비되는 호르몬들과 근육 성장의 관계 질문드립니다.
안녕하세요. 운동을 할 때 분비되는 여러 가지 호르몬들은 근육 성장과 회복에 중요한 역할을 하는데요, 대표적으로는 테스토스테론, 성장호르몬(Growth Hormone, GH), 인슐린 유사 성장인자-1(IGF-1), 코르티솔, 엔도르핀 등이 있습니다. 이들 호르몬은 단순히 체내 대사를 조절하는 것을 넘어서, 근육의 단백질 합성을 촉진하거나, 손상된 조직을 회복시키며, 체지방을 줄이는 데에도 영향을 미칩니다.먼저, 테스토스테론은 대표적인 근육 성장 호르몬으로, 단백질 합성을 촉진해 근육량 증가를 유도합니다. 남성이 여성보다 근육이 쉽게 생기는 이유도 테스토스테론 분비량 차이 때문입니다. 성장호르몬은 주로 수면 중이나 고강도 운동 후에 분비되며, 지방을 분해하고 근육세포 성장을 유도합니다. 이 호르몬은 간에서 IGF-1 분비를 촉진하는데, IGF-1은 실제로 근육세포 내에서 단백질 합성을 증가시키고, 위성세포 활성화를 통해 근육 재생과 성장을 돕습니다. 반면, 코르티솔은 스트레스 호르몬으로, 에너지를 빠르게 공급하기 위해 단백질을 분해하는 작용을 합니다. 고강도 운동 시 일시적으로 증가하지만, 만성적으로 높아지면 근육 성장에 오히려 방해가 되므로 운동과 휴식의 균형이 중요합니다. 마지막으로, 엔도르핀은 운동 중 기분을 좋게 해주는 호르몬으로, 통증을 완화하고 운동 지속력을 높이는 데 도움을 줍니다. 운동 효과를 극대화하려면 이러한 호르몬들이 자연스럽게 잘 분비되는 환경을 만드는 것이 중요한데요 예를 들어, 중-고강도의 저항 운동(무산소 운동)은 테스토스테론과 성장호르몬의 분비를 촉진하며, 충분한 수면과 단백질 섭취, 운동 후 회복 시간 확보는 IGF-1의 효과적인 작용을 도와줍니다. 또한 스트레스를 줄이고, 과도한 유산소 운동을 피하는 것도 코르티솔의 부작용을 줄이는 데 도움이 됩니다. 정리해보자면 운동할 때 분비되는 호르몬들은 각각 고유한 방식으로 근육 성장에 영향을 주며, 그 효과를 활용하려면 운동 강도, 휴식, 영양, 수면을 조화롭게 관리하는 것이 가장 중요합니다.
Q. 동물이 처음 본 생물을 부모로 인식하는 것은 동물들의 공통적인 특징인가요?
안녕하세요.일부 동물들이 처음 본 생물을 부모로 인식하는 현상은 각인(imprinting)이라고 불리며, 특히 조류(예: 오리, 거위, 닭)에서 잘 알려진 행동입니다. 각인은 동물이 태어난 직후의 짧은 시기에 주변 환경에서 특정 대상을 강하게 인식하고, 이를 부모나 자신의 종으로 받아들이는 과정입니다. 이 시기를 각인 시기라고 하며, 이때의 경험은 이후의 행동에 매우 큰 영향을 미칩니다. 이러한 각인은 어린 동물이 생후 초기 특정한 기간 동안 특정 대상에 노출될 때, 그 대상에게 강한 애착을 형성하는 학습 현상입니다. 대표적인 예로, 동물행동학자 콘라트 로렌츠(Konrad Lorenz)는 부화 직후의 거위 새끼들이 자신을 따라다니며, 그를 어미로 인식하는 실험을 통해 각인의 존재를 입증했습니다. 이처럼 각인은 학습과 유전적 본능이 결합된 행동으로, 부모를 인식하고 따라다니며 생존을 돕는 데 중요한 역할을 합니다.그러나 이 현상이 모든 동물에게 공통적으로 나타나는 것은 아닙니다. 포유류의 경우, 어미가 새끼를 냄새나 소리, 접촉을 통해 인식하는 경향이 강하며, 조류처럼 각인이 뚜렷하게 일어나지는 않습니다. 파충류나 어류, 곤충과 같은 동물들은 태어난 직후 부모와의 관계가 거의 없거나, 아예 부모가 부재하기 때문에 각인 자체가 필요 없는 경우도 많습니다.즉, 동물이 처음 본 생물을 부모로 인식하는 현상은 일부 동물군에서만 나타나는 특정한 생존 전략이지, 동물 전체의 공통적인 특징은 아닙니다. 이러한 각인 현상은 환경 적응과 생존에 유리하게 작용하지만, 종마다 그 메커니즘과 필요성은 크게 다를 수 있습니다.
Q. 유산소 운동보다 무산소 운동이 근육을 더 크게 만든다는 건 무슨 말인가요?
안녕하세요. 무산소 운동이 유산소 운동보다 근육을 더 크게 만든다는 말은, 두 운동 방식이 우리 근육에 주는 자극의 종류와 작용 방식이 다르기 때문입니다. 유산소 운동은 주로 걷기, 달리기, 수영, 자전거 타기처럼 오랜 시간 동안 중간 강도의 운동을 지속하는 것으로, 주된 목적은 심폐지구력 향상과 체지방 연소입니다. 이때 주로 사용되는 근섬유는 ‘지근섬유(느린 근육섬유)’로, 오래 지속되지만 수축력이 약하고 크기가 크게 발달하지 않습니다.반면에 무산소 운동은 짧고 강한 강도의 운동으로, 예를 들어 웨이트 트레이닝이나 스프린트처럼 순간적으로 많은 힘을 쓰는 활동입니다. 이때는 ‘속근섬유(빠른 근육섬유)’가 많이 동원되는데, 이 섬유는 빠르게 수축하고 높은 힘을 낼 수 있으며, 훈련에 따라 크기가 커지기 쉽습니다. 무산소 운동은 근육에 미세한 손상을 일으키고, 회복 과정에서 근육세포는 크기와 강도를 증가시키는 방향으로 적응하게 됩니다. 이 과정이 바로 근비대(hypertrophy)입니다.즉, 무산소 운동은 속근섬유를 자극하고, 높은 강도의 부하로 인해 근육세포 내 단백질 합성을 유도해 근육을 크게 성장시키는 효과가 큽니다. 반대로 유산소 운동은 에너지 소비와 지구력 향상에는 효과적이지만, 근육의 크기 자체를 크게 키우는 데에는 제한적입니다. 따라서 근육량 증가를 목표로 한다면 무산소 운동이 더 효과적인 선택이 되는 것입니다.
Q. 우리가 흔히 알고 있는 피는 빨간색이잖아요
안녕하세요.우리가 흔히 알고 있는 빨간색 피는 대부분의 척추동물, 특히 사람을 포함한 포유류의 피에서 나타나는 색입니다. 이는 혈액 속에 포함된 ‘헤모글로빈(hemoglobin)’이라는 단백질 때문인데, 이 헤모글로빈이 산소와 결합하면서 붉은색을 띠게 됩니다. 그러나 모든 생물의 피가 반드시 빨간색인 것은 아닙니다. 생명체의 종류에 따라 산소를 운반하는 방식이나 사용하는 금속 이온이 다르기 때문에, 피의 색깔도 다양할 수 있습니다. 예를 들어, 일부 절지동물(게, 새우, 거미류 등)과 연체동물(문어, 오징어 등)은 ‘헤모시안린(hemocyanin)’이라는 청색 단백질을 사용하여 산소를 운반합니다. 헤모시안린은 구리를 포함하고 있어 산소와 결합하면 파란색 또는 청록색을 띠게 됩니다. 실제로 문어나 말굽게(horseshoe crab)의 피는 푸른색으로 유명합니다. 또한, 일부 환형동물(예: 해양 벌레류)에서는 ‘클로로크루오린(chlorocruorin)’이라는 초록색 산소 운반 단백질이 사용되며, 이에 따라 피가 연한 녹색을 띠기도 합니다. 그리고 남극에 서식하는 일부 빙어류는 아예 헤모글로빈이 없어서 피가 거의 투명에 가까운 색을 띠기도 합니다. 따라서, 피가 꼭 빨간색이어야 하는 것은 아니며, 어떤 단백질을 통해 산소를 운반하느냐에 따라 피의 색은 다양하게 나타날 수 있습니다. 이는 생물이 진화해 온 환경과 생존 전략에 따라 최적화된 결과로, 생물 다양성의 예시 중 하나입니다.