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1. 간 생리학 및 기능
1.1. 간의 구조와 기능
간은 우리 몸의 가장 크고 중요한 내장기관 중 하나로, 횡격막 아래에 위치하며 적갈색을 띠고 있다. 성인의 경우 간의 무게는 약 1.0~1.5kg으로 내장기관 중 가장 크다. 간은 크게 오른쪽엽과 왼쪽엽으로 나뉘며, 간동맥과 간문맥으로부터 혈액을 공급받는다. 간동맥은 간의 영양혈관으로 동맥혈을 공급하고, 간문맥은 소화관으로부터 흡수된 영양소를 간으로 운반하는 혈관이다.
간은 다양한 중요한 기능을 수행한다. 첫째, 탄수화물 대사에서 중요한 역할을 한다. 간은 혈당량이 높아지면 포도당을 글리코겐으로 합성하여 혈당을 낮추고, 혈당량이 낮아지면 글리코겐을 분해하여 혈당을 높인다. 또한 글리세롤, 아미노산 등을 이용하여 포도당신생합성작용도 한다. 둘째, 지방 대사에서 중요한 역할을 한다. 간은 지질단백질 합성, 인지질과 콜레스테롤 합성, 지방산의 β-산화 등 지방대사와 관련된 다양한 기능을 수행한다. 셋째, 단백질 대사에서도 중요한 역할을 한다. 간은 탈아미노작용, 아미노기전이반응을 통해 비필수아미노산을 합성하고, 혈청 단백질 및 혈액응고인자 등을 합성한다. 넷째, 면역 및 해독 기능도 수행한다. 간은 암모니아 등 각종 독성물질을 독성이 덜한 요소로 전환하여 배설하고, 식균작용을 통해 유입된 독성물질을 무독화한다. 다섯째, 담즙 생성 기능도 있다. 간은 지방 소화에 필요한 담즙을 생성한다.
이와 같이 간은 우리 몸의 다양한 대사 작용과 해독 작용에서 핵심적인 역할을 하는 매우 중요한 장기이다.
1.2. 간 기능 검사
간 기능 검사는 간에서 일어나는 각종 대사 작용을 검사하여 간 기능의 이상 여부를 확인하는 것이다. 간에는 탄수화물 대사, 지방 대사, 단백질 대사, 면역 및 해독 작용, 담즙 생성 등 다양한 기능이 있는데, 이러한 기능에 장애가 생기면 여러 가지 질환이 발생할 수 있다. 따라서 간 기능 검사를 통해 간 질환을 조기에 발견하고 치료하는 것이 중요하다.
간 기능 검사에는 효소 활성도를 측정하는 방법이 주로 사용된다. 간에 존재하는 특정 효소의 활성도를 측정하여 간 기능을 평가하는 것이다. 대표적인 간 기능 검사로는 AST (aspartate aminotransferase, 아스파트산아미노전이효소), ALT (alanine aminotransferase, 알라닌아미노전이효소), ALP (alkaline phosphatase, 알칼리성인산분해효소), GGT (gamma glutamyl transferase, 감마-글루타밀전이효소), 빌리루빈 측정 등이 있다.
AST와 ALT는 간세포 손상의 지표이다. 간세포가 파괴되면 이들 효소가 다량 혈중으로 유출되기 때문에 혈중 농도가 상승한다. AST는 간 외에도 심장, 근육, 신장 등 다른 조직에도 존재하지만, ALT는 간에 주로 분포하므로 간 손상을 더 특이적으로 반영한다.
ALP는 주로 담도계 질환을 반영하는 지표이다. 폐쇄성 황달, 간염, 간경변증 등 담도계 질환에서 혈중 ALP 활성도가 증가한다. GGT는 알코올성 간질환이나 담석증 등을 진단하는 데 유용하다.
빌리루빈은 적혈구 파괴 시 생성되는 노폐물로, 간에서 대사되어 배설된다. 혈중 빌리루빈 농도가 증가하면 황달이 나타난다. 직접 빌리루빈은 간에서 포합되어 배설되는 것이고, 간접 빌리루빈은 포합되지 않은 형태이다. 간 기능 장애 시 두 형태의 빌리루빈이 모두 증가한다.
이처럼 간 기능 검사를 통해 간 질환의 원인, 종류, 중증도 등을 파악할 수 있다. 간 기능 저하 시 나타나는 증상이나 징후를 확인하고, 검사 결과와 연관 지어 분석하면 간 질환의 진단과 치료에 도움이 된다.
2. 단백질 정량법
2.1. 뷰렛법
뷰렛법은 단백질 정량법의 일종으로, 펩티드 결합의 존재를 확인하는 화학적 방법이다. 펩티드 결합이 존재하면, 알칼리성 용액에서 Cu2+이 보라색을 띠게 된다. 뷰렛시약은 KOH, hydrated copper(II) sulfate, potassium sodium tartrate의 혼합물로, potassium sodium tartrate는 구리 이온을 안정화시킨다. Cu2+가 녹아있는 푸른색 시약이 뷰렛반응을 통해 보라색으로 변하는 것으로 단백질을 검출할 수 있다. 뷰렛구조는 Cu2+와 착화합물을 형성하여 푸른색이 보라색으로 변한다.
이 방법은 자동화와 미량화가 가능하다는 장점이 있지만, 감도가 좋지 않고 단백질이 많이 필요하다는 단점이 있다. 또한 뷰렛법은 뷰렛반응과 Folin시약에 의한 페놀기의 반응을 조합한 Lowry법의 발전을 거쳐 왔다. 이처럼 단백질 정량법은 단계적 발전을 거치며 감도와 정확성이 향상되어 왔다.
2.2. Lowry법
Lowry법은 단백질 정량법의 일종으로, 뷰렛반응과 Folin시약에 의한 페놀기의 반응을 조합하여 만든 방법이다. 이 방법은 단백질 정량에 있어 감도가 상당히 향상되었다.
Lowry법의 원리는 다음과 같다. 시료용액에 알칼리성 구리염과 Folin시약을 가한 후 가열한다. 단백질이 존재하면 구리가 환원되면서 청색이 발생하고, Folin시약과 반응하여 청색이 더 강해진다. 이러한 발색반응을 통해 단백질을 정량할 수 있다.
Lowry법의 장점은 미량의 단백질(5~100 μg/ml)을 정량할 수 있다는 것이다. 또한 작동원리가 비교적 간단하고, 실험 과정이 쉬워 많은 실험실에서 널리 사용되고 있다. 이에 반해 단점으로는 수용액 중에 존재하는 다른 물질의 영향을 받기 쉬워 정확도가 다소 떨어질 수 있다는 것이 지적되고 있다.
전반적으로 Lowry법은 단백질 정량에 가장 널리 사용되는 방법 중 하나로, 간편성과 민감도, 재현성 등의 장점으로 인해 많은 실험실에서 활용되고 있다."
2.3. Bradford법
Bradford법은 단백질 결합 색소인 쿠마시 브릴리언트 블루 G250이 단백질에 결합하는 것을 이용한 비색정량법이다. 이미 농도를 알고 있는 소의 혈청 알부민을 사용하여 표준단백질을 동시에 측정하고 농도를 알아낸다.
Bradford법의 원리는 다음과 같다. 쿠마시 브릴리언트 블루 G250 색소가 단백질과 반응하면 푸른색으로 발색하는데, 이때 단백질 농도에 비례하여 발색의 정도가 증가한다. 따라서 표준 단백질의 흡광도와 시료의 흡광도를 측정하여 표준곡선을 작성하고, 이를 통해 시료 내 단백질 농도를 정량할 수 있다.
Bradford법의 장점은 간편하고 감도가 좋다는 것이다. 하지만 완충액 등에 영향을 쉽게 받는다는 단점이 있다. 색소의 흡수 파장은 595 nm이다.
Bradford법은 단백질 정량 실험에서 널리 사용되는 방법 중 하나이다. 그 밖에도 뷰렛법, Lowry법, BCA법 등의 단백질 정량법이 있으며, 각각의 장단점이 있어 실험 목적과 여건에 따라 적절한 방법을 선택하여 사용한다.
2.4. BCA법
BCA법은 단백질 정량법의 일종으로, 단백질이 Cu2+를 Cu+로 환원시키는 성질을 이용한 방법이다."" 이 때 환원된 Cu+는 BCA(bicinchoninic acid)와 반응하여 보라색의 착화합물을 형성하게 된다. 이 착화합물의 농도를 562nm에서의 흡광도를 측정하여 정량할 수 있다.""
BCA법은 미량의 단백질을 측정할 수 있다는 장점이 있다. 다른 단백질 정량법에 비해 감도가 우수하며, 균일한 발색반응을 나타내어 정량의 재현성이 매우 높다. 또한 실온에서 반응이 일어나므로 별도의 가열이 필요없다는 편리성도 있다. 하지만 산성 완충액에서는 발색반응이 제대로 일어나지 않는 단점이 있다.""
BCA법의 원리는 다음과 같다. 단백질은 구리이온(Cu2+)과 반응하여 Cu+을 생성한다. 이렇게 생성된 Cu+는 BCA 시약과 반응하여 보라색의 착화합물을 형성한다. 이 착화합물의 흡광도를 측정하여 단백질의 농도를 정량할 수 있다. 주로 소의 혈청 알부민(BSA)을 표준물질로 사용하며, ...
