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평활근의 수축

평활근의 수축1. Introduction1.1. 이론평활근에는 여러 가지 형태가 있고 그 생리작용도 일정하지 않다. 또한 동물이나 조직의종류에 따라 그 생리작용이 다른 경우도 있다. 이를테면 norepinephrine은 쥐에서 자궁근운동을 억제하나 토끼의 자궁근은 수축시키며, 혈관 벽의 평활근에 대해서는 이완시키는작용이 있다.평활근은 골격근에 비하여 몇 가지 특성을 가지고 있는바 이를테면 수축 속도가 완만하고수축기간이 길며 신경지배는 오로지 자율 신경에 의한다. 또한 큰 장력 변화 없이도 본래길이의 몇 배까지 쉽게 늘어나는 성질인 가소성을 가지고 있다. 그리고 형태적으로크기가 골격근에 비하여 작고 A band와 I band가 없다.평활근은 해부생리학적 특성에 따라 두 종류로 구분한다. 즉 동공의 홍체, 기모근, 모양근 과 같은 다단위 평활근과 관상장기(이를테면 소화관 등)로 내장평활근이라 하기도 하는단단위 평활근으로 구분된다. 다단위 평활근은 일반적으로 각 섬유가 분리되어 있어 마치골격근에서와 같이 단일한 신경 말단의 지배를 받는다. 더욱이 이들 평활근 섬유의 표면 은 골격근에서처럼 이웃한 섬유를 절연시키는데 도움을 주는 당단백질로 된 얇은 막으로덮여 있다. 또한 다단위 평활근은 신경에 의해 주로 지배받고 있어서 정교한 운동을 할수 있다. 이와 반대로 내장 평활근은 섬유의 배열 상태가 다발로 되어 있고 한 다발에속해 있는 섬유끼리는 전기저항이 낮아 활동전압이 잘 전달되는 기능적 세포결체를이룬다. 따라서 이러한 내장평활근의 모든 근섬유는 신경종말의 지배를 받지 않고 국소조 직인자에 의하여 주로 조절된다.아세틸콜린은 평활근 세포막의 Na+의 투과성을 증가시키고 에피네프린은 이를 감소시킨 다. 그러므로 아세틸콜린에 의해 소장근의 긴장도와 수축빈도가 증가되며 에피네프린에의해 억제된다. 니코틴은 자율신경내의 니코틴 수용체와 결합하여 신경절 세포막의탈분극을 일으키므로 교감 및 부교감 신경절의 흥분작용이 나타나게 된다. 그러나 이탈분극 작용은 지속적으로 일어나므로 그 다음 신경충동의 전달이 이루어지지 않아서신경절 봉쇄현상이 나타난다. Ca2+은 평활근이 흥분하여 활동전위가 발생되는 동안 ECF 에서 세포내로 유입되고 actin-myosin ATP계를 활성화시킴으로써 흥분-수축의 연결을주재한다. 그러므로 Ca2+ 농도가 낮아지면 근수축은 약화된다. 반대로 Ca2+이 지나치게높아지면 Na+의 투과성을 낮추어 흥분될 때 세포내로 Na+ 이동이 억제되므로 이때에도수축이 약화된다.H+ 이온의 농도 변화는 평활근 운동에 지대한 영향을 미친다. 산성용액에서는 수축이크게 억제되며 알칼리성 용액에서는 오히려 강화될 수 있다.1.2. 목적신경전달물질로 사용되는 몇 가지 물질과 수용체에 작용하는 몇 가지 물질들을 투여하여평활근의 수축에 대해서 알아본다.2. Materials and Methods2.1. MaterialsHCl(1N), NaOH(1N), sodium oxalate(5%), CaCl2(20%), 쥐의 장관절편링거액,organ bath, 피지오그래프, carbamylcholine, 에피네프린, 니코틴, 아트로핀2.2. Methods쥐의 장관절편을 2-3cm 정도 되도록 잘라 따뜻한 링거액(영양액)이 들어있는 장기수조에고정한다. 필터가 있는 피지오그라프이면 그 위치를 3-5Hz에 두고 장절편이 흔들리지않도록 공기 방울을 조절하며, 절편 한쪽 끝은 myograph에 연결한다. 평활근은 환경에매우 예민하므로 영양액에 담그지 않거나 산소를 공급하지 않은 상태로 오래 두는 것은바람직하지 못하다.실험 1. 자율신경계 약물의 영향1) 아세틸콜린의 영향 : 기록 종이 속도를 0.05cm/sec로 줄이고 10-6g/㎖의아세틸콜린 0.2㎖를 영양액 20㎖에 넣으면 10-8g/㎖가 된다. 이때 빠른 속도(0.5㎝/sec)로 기록한다. 만약 효과가 미흡하면 0.2㎖를 추가한다. 기록속도를 느리게(0.05㎝/sec)하고 1분 간격으로 3번 신선한 영양액으로 씻어준다.2) 에피네프린의 효과 : 정상적인 율동이 되기를 기다려(10분 정도) 10-4g/㎖의에피네프린 0.2㎖를 넣고 결과를 관찰한다. 만약 억제 반응이 나타나지 않으면 0.2㎖를 추가한다. 세척하고 새로운 영양액을 채워 정상적인 운동성이 되도록 기다린다(10분 정도).3) 니코틴의 효과 : 정상으로 회복되면 10-4g/㎖의 니코틴 0.2㎖를 넣고 결과를 본다.세척하고 신선한 영양액을 넣고 장 운동이 정상으로 회복되기를 기다린다(10분 정도).4) 아트로핀의 효과 : 정상으로 회복되었을 때 10-4g/㎖의 아트로핀 0.2㎖를 넣어 주라.그리고 5분 정도 기다려 실험 1)에서와 같이 아세틸콜린을 넣어본다. 또한 신선한영양액으로 세척하고 2-3분 기다린 후 실험 3)에서와 같이 니코틴을 넣어본다.실험 2. pH와 이온의 영향1) 1N HCl 2방울을 첨가한다. 장력은 어떻게 변하는가? 1N NaOH 4방울을 첨가한다.수축력은 어떠한가? 2방울의 HCl을 첨가하여 중화시킨다.2) 5% sodium oxalate 1㎖를 첨가하여 Ca2+을 제거한다. 수축력이 약화되는가? 20%CaCl2 7방울을 첨가하여 첨가하여 Ca2+ 과잉상태에서의 수축력의 변화를 본다. 새영약액으로 교환한다.3. Results실험 1. 자율신경계 약물의 영향1) 아세틸콜린(carbachol)의 영향2) 에피네프린(epinephrine)의 효과3) 니코틴(nicotine)의 효과4) 아트로핀(atropine)의 CCh 효과실험 2. pH와 이온의 영향1) pH의 영향 (HCl)2) NaOH3) 이온의 영향 (Ca2+)4) Nifedifine + CaCl24. Discussion실험 1. 자율신경계 약물의 영향1) 아세틸콜린(carbachol)의 영향 ⇒ 수축아세틸콜린에 의해서 평활근 세포막의 Na+ 투과성이 증가되면 소장근의 긴장도와수축빈도가 증가한다. 아세틸콜린은 분비되는 곳에 따라 작용하는 receptor가다르다. 부교감신경의 절전섬유에서 분비되면 절후섬유의 NN receptor에 작용하고절후섬유에서 분비되면 muscarinic receptor에 작용하며 내인성신경말단에서분비되면 nicotinic receptor에 작용한다. 이는 강한 수축이 일어나게 한다. 수축이후에는 외부에서 들어오는 Ca2+ 때문에 점차로 이완되게 된다.2) 에피네프린(epinephrine)의 효과 ⇒ 이완에피네프린이 β- receptor에 결합하면 adenylase cyclase가 활성화되고 이는 ATP및 cAMP 생성을 증가시키고 protein kinase A를 활성화시킨다. 이는MLCK(myosin light chain kinase)를 인산화시켜 작동되지 않게 하여 근육을이완시킨다.3) 니코틴(nicotine)의 효과 ⇒ 수축니코틴은 자율신경내의 Nicotinic receptor와 결합하여 신경절 세포막의 탈분극을일으키므로 교감 및 부교감 신경절의 흥분작용이 나타나게 된다. 즉 근육 자체엔붙지 않고 부교감신경 절후섬유나 내인성 신경을 자극한다. 이 탈분극 작용은지속적으로 일어나므로 그 다음 신경충동의 전달이 이루어지지 않아서 신경절 봉쇄

자연과학| 2008.10.22| 7페이지| 1,000원| 조회(923)

신경, 섬유, 평활근, 골격근, 비하

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수분과 전해질의 수지교란 평가A+최고예요

수분과 전해질의 수지교란1. Introduction1.1. 이론동물체는 외적환경(대기, 염류 등)에서 살고 있지만 세포수준에서 보면 세포를 둘러싸고있는 림프액이나 혈장과 같은 유기액체에 의하여 이루어진 내환경에서 존재하고 있다.신체의 수분균형은 섭취와 손실의 균형을 말한다. 수분의 공급은 동물에 따라 다르나사람의 경우 평균적으로 2000에서 2500ml의 물을 공급받는다. 물을 마심으로써800~1500ml, 고형음식물에 포함된 수분으로 500~700ml, 대사수를 통하여 250ml 정도를 공급받는다. 수분의 손실은 오줌을 통하여 800~1500ml, 대변을 통하여 250ml, 호흡기도와 피부를 통한 불감손실에 의해 600~900ml 정도의 손실이 일어난다.체액에서 수분 혹은 전해질, 또는 수분과 전해질이 함께 상실되어 발생하는 병적 상태를탈수(Dehydration)이라 한다. 탈수는 수분의 섭취 부족이나 과도한 배설에 의하여 유발된다. 수분의 섭취 부족은 고온 환경에서 흔히 볼 수 있지만, 충분한 물이 공급되지 않는중등환경에서도 볼 수 있다. 즉, 물의 섭취는 간헐적인데 비하여 손실은 지속적이어서동물은 항상 완만한 탈수에 직면하게 되므로 일시적이며 경증의 탈수는 피할 수 없는것이다. 그리고 심한 탈수는 수분과 전해질의 동시소실을 초래하고 수분이나 전해질의손실이 빠르냐 완만하냐에 따라 그리고 그 소실율에 따라 탈수의 과정이 다소 다르다.체액량의 1%가 손실되면 갈증이 유발되어 물의 섭취를 요구하는 한편 ADH의 분비가증가하여 요량의 감소를 초래한다. 그러나 수분의 섭취가 불가능하거나 체액의 손실이발생할 경우 탈수가 생긴다. 탈수의 증상으로는 체중의 감소, 산증, 체온상승, 맥박증가,심박출량 감소, 격심한 갈증. 피부의 건조, 허탈 등의 증상이 나타난다.일반적으로 체액 평형의 이상이라 하면 탈수를 연상하기 쉽다. 그러나 용적이 감소하는축소(탈수)와 증가하는 팽창의 두 가지로 나누어지며 이들은 다시 여섯 가지로 세분된다.1)저장성 팽장(hypotonic expansion) : 체내의 수분배설에 지장이 있는 경우2)등장성 팽창(isotonic expansion) : 신장을 통한 나트륨의 배설이 잘 되지 않을 경우3)고장성 팽창(hypertonic expansion) : 물의 섭취량에 비하여 전해질의 섭취가 많을 때4)저장성 축소(hypotonic contraction) : 부신피질의 기능부전과 같이 요를 통한 나트륨방출이 많을 때5)등장성 축소(isotonic contraction) : 소화관의 분비증가로 대변을 통한 나트륨의손실이 있을 때6)고장성 축소(hypertonic contraction) : 심한 탈수 시와 같이 용질소실에 비하여 수분소실이 많을 때그러나 이러한 여섯 가지 경우가 순수하게 한가지로만 일어나는 경우는 드물다. 예를들어, 설사, 구토는 당장성 축소를 야기하지만 신장에서 노폐물의 배설에 필요한최소한의 수분과 불감손실로 인한 수분량을 보충하지 못하면 증상은 고장성 축소로 바뀔것이고, 만약 세포외액과 조성이 비슷한 전해질 용액을 공급하지 못하고 맹물만 공급하게되면 저장성 축소 또는 팽창이 되어 전해질과 산, 염기 평형을 잃게 되고 심하면 죽음에이르게 될 것이다.1.2. 목적증류수, 식염수, 맥주를 각각 1리터씩 섭취하고 요량과 삼투압을 측정함으로써 항상성유지에 대해 알아본다.2. Materials and Methods2.1. Materials증류수 1L, 식염수 1L, 맥주 1L, mass cylinder, 삼투압 측정기2.2. Methods보통때와 같은 식사와 음료수는 허용되나 이뇨작용이 있는 홍차, 커피, 콜라 등은 삼가는것이 본 실험을 위하여 바람직하다. 원칙적으로는 아침에 일어나서 배뇨하고 시간을 기록 한 후, 실험 시작 전까지 배뇨된 오줌을 대조뇨로 삼아야 한다. 그러나 본 실험에서는실험시작 30분 전까지 배뇨하고 이후 30분에 배뇨된 오줌을 대조뇨로 삼는다.증류수 1000㎖, 식염수 1000㎖, 맥주 1000㎖을 각각의 피검자가 마시게 한 후 30분간격으로 요량, 삼투압, Na+의 농도를 측정한다.3. Results시간 (min)뇨량WSB015*************01*************0*************5시간(min)뇨량ml/minWSB00.50.5333331.666667300.6333330.6666672.166667605.3333332.4666679.166667909213.51206.2333331.66666710.5시간 (min)삼투압WSB0*************0796*************7906465*************5시간(min)mOsmmOsm/minWSBWSB014.4314.68843.70.4810.48961.4566673015.9615.9242.4450.5320.5306671.4148336021.9251.843.1750.7306671.7266671.4391679017.283940.0950.5761.31.336512013.4643036.2250.448811.2075시간 (min)NaWSB***************************************202021034시간(min)NaCl mMNaCl mM/minWSBWSB01.411.8568.950.0470.0618670.298333301.9572.649.8150.0652330.0880.327167604.818.512.10.160.6166670.403333904.8613.812.150.1620.460.4051203.7410.510.710.1246670.350.3574. Discussion세 종류의 음료 모두 시간이 지나면 점차 뇨량이 증가하는 것을 알 수 있다. 식염수는 그증가폭이 적지만 점차 증가하는 모습을 보이고, 물과 맥주의 경우 30분 정도부터 급격하게 뇨량이 증가하다가 90분 정도에 최고점을 이루고 감소하는 것을 관찰할 수 있다.삼투압 변화를 살펴보면 세 종류의 음료 모두 감소하는 것을 볼 수 있다. 물과 맥주는30분 정도부터 급격하게 감소를 하다가 60분 정도에서는 그 정도가 줄어드는 것을 볼 수있는 반면, 식염수는 감소하긴 하지만 그 정도가 그리 크지 않다.Sodium 의 경우에는 위의 두 실험과 다른 결과가 나타났다. 물과 맥주는 30분 정도에서60분 정도까지 급격하게 감소를 한 후 완만해지는, 전체적으로 감소하는 결과를 나타낸

자연과학| 2008.10.22| 4페이지| 1,000원| 조회(367)

섭취, 공급, 수분, 전해, 탈수

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골격근의 수축

골격근의 수축1. Introduction1.1. 이론골격근은 흥분성 조직의 하나이다. 안정상태일 때 세포내 전압은 세포 밖에 비하여음전하를 띄고 있다. 이러한 전압 유지는 여러 가지 자극에 의해 Na 의 투과성이 증대되어 막전압의 차가 감소되면 활동 전압이 일어나고 근육의 수축현상이 일어난다. 이러한수축현상은 근육의 길이가 변동하거나 장력이 발생하는 것으로 표시된다.근육이 수축함에 따라 길이는 변하지만 장력은 거의 일정한 경우를 등장성 수축(isotoniccontraction) 이라 하는 바 체내에서의 전형적인 예는 동안근이다. 또한 근의 양단이고정되어 자극을 받았을 때 길이는 짧아지지 않지만 장력이 증가하는 경우를 등척성 수축(isometric contraction) 이라 하는데 체내에서는 교근에서 볼 수 있다. 하지만 체내에서 는 진정한 등척성 수축이란 찾아보기 힘들고 대부분은 수축하면 조금이라도 근육의 길이 는 짧아진다.신경을 따라 전달되는 활동전압은 운동신경말단에서 Ach 를 유리시키며 유리된 Ach 는근섬유의 활동전압을 유발하고 AchE 에 의하여 쉽게 파괴된다. 근섬유에 도달한 활동전압은 세포막에 있는 T tuble 을 따라 전달되어 L tuble 을 거쳐 sarcoplasmicreticulum 에서 Ca 을 유리한다. 유리된 Ca 은 근 필라멘트와 결합함으로써 E-Ccoupling 을 유발한다. Ca 은 근수축시에 sarcoplasmic reticulum에서 필라멘트로, 이완시에 필라멘트에서 sarcoplasmic reticulum 으로 순회한다.골격근의 수축 속도 및 지속 시간은 근육의 종류에 따라 다르다. 즉, 신경지배율이 높은근육은 빨리 수축하기 때문에 미세한 조정을 하는데 이용되며, 신경지배율이 낮은 근육은느리고 지속적인 수축을 하기 때문에 자세 유지의 기능을 가지고 있다.역치 크기의 전류를 기전류라 하며 기전류보다 큰 전류로 신경을 자극할 때 전류의 강도증가에 따라서 흥분을 일으키는 데 필요한 통전 기간이 짧아진다. 아무리 전류가 커도너무 짧은 시간은 국소의 이온 축적 등의 변화가 미흡하여 흥분을 일으키지 못하며 역치전류, 즉 기전류가 오랫동안 흘러야 흥분을 일으킨다. 어떤 크기의 전류가 흥분을 일으키 는 데 필요한 시간을 이용시 라 하며 기전류의 2배 강도에 대한 이용시를 시치 라 한다.시치는 세포의 흥분성 표시의 한 가지 방법이다.1.2. 목적골격근의 역치 자극을 알아본 뒤 자극 강도와 연축의 크기를 그래프에 표시해본다. 또한,강도-기간 곡선을 통하여 기전류, 이용시, 시치를 구해보고, 저자극빈도, 고자극빈도,완전강축, 불완전강축 등에 의한 가중과 강축현상을 관찰하며 마지막으로 연축과 강축에의한 피로현상을 관찰한다.2. Materials and Methods2.1. Materials쥐, 동물 고정대, 장력조정기(tension adjuster), 장력변환기(F-2000), 전기자극기, 실,핀(pin)전극, 등장액(쥐용)2.2. Methods쥐를 마취하여 한쪽 다리의 털을 깎고 아킬레스건을 박리하여 20㎝ 정도의 실을 이용하여 단단히 묶고 원위부의 건을 절단한다. 실의 다른 한쪽 끝은 변환기에 걸 수 있도록고리를 만든다. 다리를 당기고 넓적다리의 뒷부분을 종축에 따라 절개한 후 근육층을열면 좌골신경을 찾을 수 있다. 좌골신경에 소매전극을 설치한다. 쥐의 슬관절부위를고정시키고 실을 변환기에 건다.실험 1. 연축의 위치1) 자극시간 0.5msec, 자극빈도 2/sec에 고정하고 기록지 속도(0.5sec)를 유지하다가자극강도를 0에서 점차 증가시킨다.2) 자극과 자극 사이에 약 5초 정도의 휴식을 취한다.3) 자극강도와 연축의 크기와의 관계를 그래프로 표시한다.4) 최대 기록속도로 하나의 연축곡선을 기록한다.5) 실험이 끝나면 변환기에서 실을 벗기고 표준화한다.실험 2. 강도 - 기간 곡선1) 기록지 속도와 자극빈도는 b 실험과 동일하게 유지하면서 자극시간을 0.1, 0.2, 0.3,0.5, 1.0, 2.0msec로 변화시키면서 앞의 실험에서 얻은 역치자극의 장력이 되도록자극강도를 조정한다.2) 이 때도 자극과 자극 사이의 간격은 5초를 유지한다.실험 3. 수축의 가중1) 기록지 속도는 1cm/sec, 자극시간은 0.5msec로 고정하고 자극 강도는 최대자극보다약간 높게 조정한다.2) 2/sec ~ 100/sec로 자극빈도를 증가시키면서 자극한다.3) 자극빈도를 바꿀때마다 5초간 휴식을 취한다.실험 4. 피로연축의 피로1) 기록지 속도는 2cm/sec, 자극기간은 0.5msec, 자극 강도는 최대자극보다 조금 강한자극정도로 하고 자극 빈도는 5Hz로 고정한다.2) 2초에 한 번씩 5분간 자극을 준다.강축의 피로1) 기록지 속도는 2cm/sec, 자극강도는 강축을 일으키는 강도(10V), 자극기간은0.5msec, 자극빈도는 50Hz에 맞추고 연속적으로 자극을 가한다.2) 좌골신경을 자극하여 피로가 나타나면 핀전극으로 직접 근육을 자극한다.3) 피로현상이 나타나면 자극을 중지한다.3. Results실험 1. 연축의 위치자극 조건Response0.5 ms, 2 Hz, 0.5 VX0.5 ms, 2 Hz, 1.0 VX0.5 ms, 2 Hz, 1.1 VO0.5 ms, 2 Hz, 1.3 VO0.5 ms, 2 Hz, 1.5 VO0.5 ms, 2 Hz, 2.0 VO0.5 ms, 2 Hz, 3.0 VO0.5 ms, 2 Hz, 5.0 VO0.5 ms, 2 Hz, 10.0 VO실험 2. 강도 - 기간 곡선0.9 V, 2 Hz 고정1.0 V, 2 Hz 고정1.1 V, 2 Hz 고정1.3 V, 2 Hz 고정Duration반응Duration반응Duration반응Duration반응0.1 msX0.1 msX0.1 msX0.1 msO0.2 msX0.2 msX0.2 msX0.2 msO0.3 msX0.3 msX0.3 msX0.3 msO0.5 msX0.5 msX0.5 msX0.5 msO1.0 msX1.0 msX1.0 msO1.0 msO2.0 msX2.0 msX2.0 msO2.0 msO5.0 msO실험 3. 수축의 가중↑ 4V, 0.5ms, 2Hz↑ 4V, 0.5ms, 5Hz↑ 4V, 0.5ms, 10Hz↑ 4V, 0.5ms, 20Hz↑ 4V, 0.5ms, 40Hz실험 4. 피로↑연축에 의한 피로유발10V, 0.5ms, 2Hz2초에 한번씩 5분간 자극↑강축에 의한 피로유발10V, 0.5ms, 50Hz연속적 자극4. Discussion실험 1. 연축의 위치역치 자극은 1.1 V에서 나타났으며, 2.0 V 와 3.0 V에서 비슷한 크기를 나타냈지만,대체적으로 50.0 V 까지 자극 강도를 높였을 때 연축의 크기도 증가하였다. 연축이일정한 값을 보이지 않는 이유로는 근섬유 마다 역치 값이 다르기 때문이라고 생각할 수있다. 만약 50.0 V 보다 센 자극을 주었다면 연축의 크기가 일정한 것을 관찰할 수있었을 것이다.실험 2. 강도 - 기간 곡선강도 - 기간 곡선을 보면, 전류의 강도가 세면, 통전 기간이 짧더라도 자극이 일어나고,전류의 강도가 약하더라도, 통전 기간이 길면 자극이 일어나는 것을 알 수 있다. 실험결과를 보더라도, 실험 1의 경우에서 1.1 V에서 0.5 ms, 2 Hz 의 자극을 주었을 때반응이 나타난 것에 비해, 실험 2의 경우에는 1.0 V에서 5.0 ms 의 자극을 주었을 때에 도 반응이 나타났다. 반면에 1.3 V에서는 0.1 ms 의 자극만 주어도 반응이 나타났다.실험 3. 수축의 가중근육에 연속으로 자극을 가하면 이전 자극보다 강한 반응을 보이는데, 이것을 수축의가중이라 한다. 또한, 자극 빈도수가 많아지면 수축된 근육이 미처 이완되지 못하고 계속 적인 수축 상태를 유지하는데 이것이 완전 강축이다. 반면에, 반복 자극 시 계단처럼수축이 점차 증가하는 것이 불완전 강축이다.즉, 4 V, 0.5 ms, 10 Hz 에서부터 가중 현상을 보이며, 4 V, 0.5 ms, 20 Hz 일 때의

자연과학| 2008.10.22| 7페이지| 1,000원| 조회(611)

전압, 근육, 장력, 전류, 수축

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대사량의 측정

대사량의 측정1. Introduction1.1. 이론단위시간당 생성되는 열량을 대사량이라 하는바 기초상태, 이를테면 단위동물에서 교감신경 자극이 없이 최소한 30분 휴식, 마지막 식사 후 10-14시간 경과, 쾌적한 실온에서측정한 대사량을 기초 대사량이라 한다. 그러나 사람에 비하여 동물에서는 이러한 기초상태를 만들기 힘들 뿐 아니라 반추류의 경우는 마지막 채식 후 48-72시간이 경과하여도진정한 의미의 흡수 후 상태(postabsorptive state)에 이르지 못하기도 하므로 운동을시키지 않고 아침사료를 급여하기 전에 대사량을 측정한 것을 안정 대사량(restingmetabolic rate)이라 한다.여러 가지 형태의 에너지는 열로 전환될 수 있으므로 대사량을 열량의 단위(kcal)로표시한다. 그런데 동물 개체 당으로 생각하면 몸집이 큰 동물은 몸집이 작은 동물에비하여 많은 열량을 생성한다. 이러한 차이를 설명하기 위하여 체표면적을 생각하게되었고 그 후 대사체중이 도입되게 되었다. 최근에는 대사체중(kg0.75) 으로 통일되어사용되고 있다.대사량 측정 방법에는 직접법과 간접법이 있다.기초상태에서 유리되는 체내의 에너지는 저장에너지로의 전환과 소모가 일정하다고 볼 수있으므로 음식물이 몸 밖에서 연소될 때와 마찬가지로 거의 대부분이 열의 형태로전환된다. 따라서 항정상태에서는 체내의 열량과 신체 표면을 통한 열 방출이 같으므로열 방출량을 측정하면 대사율을 알 수 있다. 이러한 방법을 직접법이라 한다. 이 방법의이론은 대단히 간단하지만 실제로는 어려움이 많으므로 특별한 정밀 실험의 경우가아니면 잘 사용되지 않는다.간접법은 세 가지 방법이 있는데 단백질, 지방, 탄수화물의 대사량을 측정하는 방법과,단백질 대사를 고려하지 않는 방법, 그리고 산소소비량 만으로 대사량을 측정하는 방법이있다. 이 때, 호흡교환비율(R)을 이용한 간접법에는 개방식과 폐쇄식으로 나눌 수 있다.이번 실험에서는 산소소비량만으로 사람과 쥐의 대사량을 측정하는 간접법의 폐쇄식의방법을 이용한다.1.2. 목적쥐와 사람의, 평소 상태와 운동 후 상태의 산소 소비량을 측정하여 대사량을 계산한다.2. Materials and Methods2.1. MaterialsRat, 폐량계, rat 운동기구, 보정틀, soda lime, 바셀린, 자, 비눗물, 대사량 측정기2.2. Methods실험 1. Rat 의 대사량 변화 측정1) 신선한 소다석회를 흰 쥐의 몸에 닿지 않을 정도로 동물방(chamber) 의 바닥에채운다.2) 흰 쥐의 몸무게를 g 단위까지 측정한다. 쥐 통에 넣은 다음 뚜껑을 닫고 chamber내에 넣는다. 이 때 쥐 통 주위를 어둡게 하면 쥐가 안심하고 잘 들어간다.3) 눈금이 있는 유리관의 내면에 물기를 있게 하고 chamber 의 뚜껑을 꼭 닫는다.4) 쥐가 안정되고, chamber 내의 공기 온도가 일정하게 될 때까지 약 5 분간 기다린다.5) 비눗물을 사용하여 유리관의 구멍에 막이 생기도록 손가락으로 문지른다.6) 비눗물의 막이 첫 눈금에서 다음 눈금까지 이동하는 시간을 측정한다.7) 쥐를 꺼내서 10분간 운동시킨다.8) 다시 쥐를 케이지에 넣고, 산소소비량을 측정한다.9) 운동 전과, 운동 후의 대사량을 계산하고 비교해 본다.실험 2. 사람의 대사량 변화 측정1) 폐쇄식으로 O2 가 채워져 있는 Benedict-Roth 형의 대사량 측정기를 사용한다.따라서 피검자는 흡식 시에 폐량계 속의 산소를 섭취하게 되며 호식 시의 공기는소다회가 들어 있는 통을 통과하게 되므로 호식 공기 중의 CO2는 모두 제거된다.2) 피검자의 맥박수와 호흡을 기록한다.3) 산소 소비량을 측정하고, 대사량을 계산한다.4) 운동을 시킨 후, 실험을 반복한다.3. Results운동1조2조3조human산소소모량(시간당)전73.42052.728635.5887후81.69588.1511100.8686체표면적당,단위시간당산소열량전182.603121.326192.3202후203.857202.8318261.6619rat산소소모량(시간당)전0.2060.2770.2808후0.2130.3430.331대사체중당 소모된 산소열량전3.6024.234.3542후3.7225.255.13264. Discussion실험 1. Rat 의 대사량 변화 측정180g 의 쥐를 가지고 한 실험 1에서, 결과를 실험 1.에서 결과를 구하는 공식을 살펴

자연과학| 2008.10.22| 3페이지| 1,000원| 조회(379)

동물, 방법, 대사량, 열량, 몸집

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체액의 구분

체액의 구분1. Introduction1.1. 이론동물체내에 있는 수분을 체액이라 하는데 이는 동물의 종류, 연령, 성, 측정방법 등 여러가지 요인에 따라 다르지만 지방조직의 함량에 따라서도 크게 달라진다. 즉 골격근은75%, 심장, 폐, 신장 같은 장기는 80%가 수분인데 비하여 지방조직은 10%미만의 수분을갖고 있다. 그리하여 지방을 제외한 몸무게 즉 무지방체중의 70%를 수분으로 간주한다.체액은 세포내액(ICF)과 세포외액(ECF)으로 구분하며 세포내액은 세포내, 이를테면 적혈 구 등의 수분도 포함하는 수분을 말하며 세포외액은 세포외의 수분으로 다시 혈관내액과혈관외액으로 나눈다. 혈관내액은 혈장을 말하며, 혈관외액은 간질액(ISF)이 그 대부분을차지하나 임파액(lymph fluid)도 여기에 포함된다. 간질액에는 뼈, 연골과 같은 소성 결합조직의 수분도 포함된다. 실험적으로나 임상적으로 대부분 무시하지만 세포외액량에는이른바 세포횡단액(TCF)도 포함된다. 즉 소화관액, 담즙액, 요도의 수분, 뇌척수액, 늑막,복막, 심낭의 수분도 세포외액으로 분류한다.신체수분량을 측정하는 것은 학문적으로나 임상적으로 중요하며 환축의 경우 얼마나 탈수되었는가를 판단하는데 중요하다. 신체의 총수분량을 측정하기 위하여 실험동물의 체중을측정하고 100℃의 오븐에 넣어 1주일가량 완전히 말리면 몸무게의 차가 총 수분량이된다. 그러나 이러한 직접법은 정확하기는 하나 실제적으로 사용이 불가능하다. 따라서간접법인 희석법을 사용한다.희석법은 지시물질을 체내에 주입하여 고르게 분포된 후 그 분포용적을 측정하여 해당구 분의 체액량을 얻는 방법이다. 그 원리는 용적(V ml)을 모르는 액체 속에 지시물질일정량 (A mg)을 투여하고 그 농도 (C mg/ml)를 측정하여 다음과 같이 계산한다.V (ml) = A (mg) / C (mg/ml)만약 지시물질이 쉽게 배설되는 것이라면 배설된 양을 정확히 알 수 있어야 한다. 이때의교정방법은 다음과 같다.V (ml) = (A - E) / C여기에서 E는 지시물질을 정맥 주사하여 시료(혈액)를 채취할 때까지 배설된 지시물질의양이다.희석법에 사용되는 물질은 1) 생체에 해가 없어야 하고 2) 몸속에서 합성되거나 파괴되지않아야 하며 3) 쉽게 정량이 가능해야하고 4) 해당 구분에만 분포하여야 하며 5) 측정기간에는 신체 밖으로 배설되지 않아야 하는 것이 이상적이지만 이러한 조건을 완전히갖춘 것은 없으므로 여기에 가까운 물질을 사용하므로 동일한 구분을 측정할지라도 지시물질에 따라 용적에 다소 차이가 있다.지시물질이 균등히 분포하였을 때의 농도를 알기 위하여 지시물질을 주입한 후 시간 경과 에 따라 시료를 채취하고 그 농도가 감소되는 것을 반대수 방안지에 그린다. 그래프에서초기에 농도가 급격히 감소하는 시기가 있고 시간 경과에 따라 지시 물질이 배설되면서일정한 비율로 감소하는 시기가 있다. 균등분포 농도는 그림에서 일정한 비율로 감소하는직선 부분을 외삽(extrapolation)하여 0시각 (종축)에 만나는 점이 혈관 내에 주입한 순간지시물질이 균등 분포하였을 때의 가상농도이다.혈장량 : 세포막(혈구) 을 통과할 수 없을 뿐 아니라 무세혈관을 투과할 수 없는 물질이혈장량 측정에 이용된다. 널리 사용되고 있는 물질은 Evans blue (T-1814) 가있는데 이 물질은 분자량은 크지 않지만 혈장단백질과 잘 결합하기 때문에 세포 막이나 모세혈관을 잘 통과하지 못한다. 이외에도 방사선 동위원소를 표지한albumin(RISA) 등이 이용된다.세포외액량 : 모세혈관은 쉽게 빠져나갈 수 있으나 세포막을 통과할 수 없는 물질이어야하는데 이를 위한 이상적인 물질이 없다. Na+, Cl-, Br-, SO42- 등의동위원소를 사용하면 이들이 다소 세포막을 통과하므로 실제보다 큰 값을얻게 되며 대사되지 않는 당류인 inulin, manitol 등을 사용하면 전체 세포외액 구분에 퍼지는 것이 쉽지 않으므로 실제보다 작은 값을 얻게 된다.총 수분량 : 물에 잘 녹고 물과 같이 세포막을 쉽게 통과하여 체액의 모든 구분에 균등하게 분포할 수 있는 물질이어야 하므로 중수(D2O), 삼중수(HTO) 또는antipyrine 등이 널리 이용되고 있다.간질액량, 세포외액량 : 혈장 내에는 분포하지 않고 간질액에만 분포하는 물질은 없으므 로 간질액량을 직접 측정할 수는 없다. 그리하여 세포외액량과혈장량을 측정하고 그 차를 구하여 추정한다. 세포내액량 역시세포외액에는 분포하지 않고 세포내액에만 분포할 수 있는 지시물질이 없으므로 총수분량에서 세포외액량을 뺀 차를 세포내액량 으로 간주한다.1.2. 목적토끼를 이용하여 간접적으로 표준곡선을 구한 후, PCV와 혈장량을 이용하여 혈액량을측정해 본다.2. Materials and Methods2.1. Materials토끼, 토끼 보정틀, 수술 도구, 원심 분리기, spectrophotometer, 혈관 카데터,Evans blue, 헤파린, 마취제2.2. Methods1) 하루 정도 절식시킨 토끼를 마취하여 경정맥에 폴리에칠렌 카데터를 꽂는다.2) 경정맥으로 체중 kg 당 헤파린 500 IU 를 주사하여 혈액 응고를 방지한다.3) 경동맥으로부터 혈액 3 ml 를 뽑아 혈구용적비를 측정한 다음 혈장을 분리하여대조용 혈장으로 사용한다.4) T1824 5 ml (100 mg%) 를 경정맥으로 주사하고 식염수 1 ml 를 채운다.5) 이때의 시각을 기록한다.6) 10 분 후에 혈액 5 ml 를 채혈하여 혈장을 분리한다.7) 다시 10 분 후에 혈장 5 ml 를 채혈하여 혈장을 분리한다.색소의 농도측정1) 색소의 측정은 분광광도계를 이용하여 파장은 625 nm 에 맞춘다.blank식염수standard Ⅰ1.25 mg%standard Ⅱ2.5 mg%standard Ⅲ5.0 mg%2) 다음과 같은 농도가 되도록 Evans blue 를 식염수로 희석하여 표준 용액을 만든다.3) 위의 용액 2 ml 에 대조용 혈장 2 ml 를 가하여 O.D. 를 읽고 표준 곡선을 만든다.4) 색소 주입 후 14 분 후, 혈액 3 ml 를 뽑아 혈장을 분리한다.5) 흡광도를 측정하여 농도를 계산하여, 혈장의 양과 혈액의 양을 계산한다.EB 농도흡광도(optical density)00.0412.50.22450.561100.925201.7813. ResultsY=0.087X+0.054 (R2=0.995)PCV값은 39%, 14분 후 흡광도 측정 시 측정값은 0.58475 가 나왔다.표준곡선 식을 통해 EB 농도를 구해보면 6.100575 ≒ 6.1(mg/100ml) 이 된다.차례대로 혈장량, 혈액량, 혈장 수분량을 계산해보면 다음과 같다.혈장량혈액량혈장 수분량81.967ml125.129ml76.229ml4. Discussion이론적인 토끼의 혈액량은 67.6 ml/kg 이다. 또한 PCV 는 41.5 % 이다.토끼가 2 kg 이라 가정하면, 토끼의 혈액량은 135.2 ml 이다. 실험 결과의 125.129 ml 는 이론치에 근사하다.PCV 또한 이론값 41.5 % 에 근사한 39 % 가 나왔다.토끼 개체간에 차이가 있음을 고려한다면 이번 실험은 성공적이라 할 수 있다.이번 실험에 사용된 이론에 대해 알아보면 다음과 같다.혈장량 : 세포막(혈구) 을 통과할 수 없을 뿐 아니라 무세혈관을 투과할 수 없는 물질이혈장량 측정에 이용된다. 널리 사용되고 있는 물질은 Evans blue (T-1814) 가

자연과학| 2008.10.22| 4페이지| 1,000원| 조회(523)

경우, 수분, 체액, 구분, 지시물

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