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비만치료에 관한 이상 열풍

비만치료에 관한 이상 열풍비만이 지구촌 최대의 질병으로 떠오르고 있다. 시작은 세계 최대의 부자나인 미국이다. 2001년 12월13일 미국인의 건강을 책임지고 있는 데이비드 새처 공중보건국장(surgeon general)은 TV 생중계를 통해 '비만과의 전쟁'을 선포했다. 해마다 30만명의 미국인이 비만과 관련된 질환으로 숨지고, 이로 인해 지불하는 경제적 비용만 1,170억달러나 된다고 밝혔다. 미국인은 살을 빼기 위해 학교와 지역사회, 기업이 동참하는 살빼기 범국민운동이 시작된 것이다. 미국인의 비만이 위험 수위를 넘었다는 진단은 그동안 여러 차례 있었지만 결정적인 경고는 2001년 6월 미국 랜드(RAND)연구소에서 나온 연구 결과다. 랜드연구소는 미국의 중요 국가정책과 방향을 제시하는 비영리 민간연구소다. 이 연구소는 사상 최초로 비만이 흡연보다 건강에 해롭다는 연구 결과를 제시했다. 영국 보건학회지에 실린 이 내용은 지금까지 대부분의 보건 전문가들이 알고 있는 내용과는 다른 충격적인 것이었다.이러한 비만치료 열풍이 과연 미국에만 국한된 현상일까? 아니다. 우리나라 역시 마찬가지 실정이다. 2001년 1월27일 중앙일보 1면에는 '한국 성인 3명 중 1명이 비만'이라는 내용의 머리기사가 실렸다. 보건복지부가 서울대 보건대학원 문옥륜 교수팀에 의뢰해 서울 거주 18세 이상 성인 3,800여명을 대상으로 조사한 결과 32.7%가 의학적으로 비만에 해당한다는 것이었다.뚱보의 나라 미국보다 비만한 사람이 많다는 믿기 어려운 결과였다. 이유는 미국과 우리나라간 비만의 기준이 다르다는 데서 비롯된다. 우리나라의 비만 기준이 미국보다 엄격해졌기 때문이다. 대한비만학회는 1999년 비만의 기준을 체질량지수(체중을 키의 제곱으로 나눈 수치 : ㎏㎡) 30 이상에서 25 이상으로 강화했다. 170㎝의 키라면 종래에는 86.7㎏ 이상이 비만이었으나 이제는 73㎏만 넘어도 비만인 셈이다. 미국의 비만 기준은 종전대로 체질량지수 30 이상이다. 그러나 동양인은 서구인에 비해변경한 이유다.그러면 이처럼 국내·외에서 일고 있는 비만이상열풍의 원인과 배경에 대하여 좀 더 알아보고 과연 이러한 이상현상에 대한 해결책은 없는지 살펴보자.비만이상열풍의 원인과 배경다이어트의 역사비만에 대한 관심이 이상적으로 늘어난 배경을 살펴보기에 앞서 우선 비만치료와 관련된 다이어트가 언제부터 생겨났는지 그 역사에 대해 간략히 알아보자.1864년에 영국의 윌리엄 벤팅이란 사람이 너무 뚱뚱하여 허리를 숙여 구두끈을 묶을 수 없게되자 그 충격으로 "다이어트에 관하여"라는 책을 출간했다고 한다. 이 책은 다이어트를 다룬 최초의 책으로 기록되어 있다.그리고 1900년대 초반에 체중계가 널리 보급되면서 칼로리를 계산하기 시작했다.1917년에는 하루에 1200칼로리를 섭취할 것을 권장하는 책 "다이어트와건강을 칼로리로!"(저자 룰루 헌트 피터)라는 책이 출간되어 2백만부가 팔렸다.1930년대는 다이어트로 인하여 많은 사상자를 내는 사건이 있었다. 사람들이 제초제인 동시에 살충제인 디니트로페롤을 체중 감량목적으로 복용하여 여자 12명이 사망하고 많은 사람들이 실명했던 것이다.1957년에 체중 감량을 위해 임신한 여성, 토끼, 암말의 소변에서 추출된 융모막성 생식선 자극 호르몬 주사가 유행했다. 효과는 없었지만 지금도 구할 수 있다고 한다.1970년 처방약의 8%가 식용을 저하시키는 각성제인 알제타민인 것으로 판명이 되었다.1979년에는 프리티킨의 다이어트와 운동 프로그램인 저지방, 무지방 시대가 개막했다. 그러나 동물 가죽, 힘줄, 뼈를 갈아 만든 유동식만을 섭취하여 58명이 사망하였다.1981년에는 하루에 320칼로리의유동식만을 권장한 당시 가장 위험했던 다이어트 방법인 "켐브리지 다이어트"가 소개되었다. 이 방법으로 30명이 사망했기 때문에 두 달후 우편 판매를 중단했다.1992년 아트킨스가 저탄수화물, 고단백, 고지방 식단을 강조한 책을 발간했다.NHI의 비만 전문가들이 다이어트가효과가 없다고 결론지었다.1993년 칼로리 전문가인 딘 오르니시가 "많이 먹고 가벼1999년에 아트킨스가 다이어트 책을 또 발간하였다. 저탄수화물과 고단백을 주장한 적어도 네 개의 책이 베스트셀로를 기록했다. "설탕 퇴치", "단백질의 힘", "많이 먹으면서 살 빼자", "영역".의학적 지식의 증대비만이 가장 중요하고 시급한 보건 문제의 하나로 부각된 데는 위에서 잠시 살펴본 것처럼 나라 안팎에서 뚱뚱한 사람이 급증하고 있다는 추세 외에 비만에 대한 의학적 이해의 폭이 넓어졌다는 점도 관여한다.과거 비만은 흡연처럼 질병이라기보다 위험요인의 하나로 해석했지만 지금은 엄연한 질병으로 해석하고 있다. 뚱뚱한 것을 개인의 개성으로 치부해 정상의 범주에 넣기보다 뚱뚱한 것 자체가 비정상의 영역에 해당하는 병이라는 이야기다. 여기에 결정적 역할을 한 것이 '대사(代謝)증후군'의 등장이다. '신드롬X'라고도 불리는 대사증후군은 당뇨 고혈압 동맥경화 뇌졸중 비만 고지혈증 심장병 등 각종 성인병의 씨앗이 한사람에게 동시다발적으로 나타나는 경향이 관찰되면서 명명된 신조어다. 1980년대초 미국에서 처음 거론되기 시작해 현재 학계에서 정설로 인정하고 있다. 원인은 잘 모르지만 신진대사에 관여하는 유전자 이상에 흡연과 운동부족 등 환경요인이 겹쳐 발생하는 것으로 추정된다. 대사증후군이 관심을 끄는 이유는 성인병을 개개의 독립된 질환으로 바라보는 시각을 바꿔야 하기 때문이다. 겉으로 드러나는 성인병의 모습은 다양하지만 뿌리는 하나라는 것이다. 문제는 복잡해 보이는 대사증후군도 결국 뿌리를 거슬러 올라가면 복부비만과 만난다는 사실이다. 복부비만이란 내장에 기름이 낀 상태로, 단순히 뱃가죽이 두꺼워지는 피하지방의 비만이 아니다. 뱃가죽이 얇다고 방심해서는 안된다는 의미다. 특히 팔과 다리는 말랐는데 배만 튀어나온 유형이 위험하다.여기에 비만이 해롭다는 각종 연구 결과들이 쏟아져 나왔다. 대사증후군에서 언급한 각종 성인병은 물론 암도 뚱뚱한 사람에게 많다. 특히 대장암 유방암 전립선암 난소암 등 호르몬 분비와 관련된 암들은 뚱뚱한 사람들에게 현저히 증가한다. 뚱뚱하면 담석증 등 삶의 질에 관여하는 질환도 뚱뚱한 사람에게 많다.결론적으로 뚱뚱하면 정상 체중을 지닌 사람보다 사망률이 90%나 높다. 성별과 연령, 사회경제적 수준 등 다른 조건이 모두 동일한 경우 같은해 여러 가지 원인으로 죽을 확률이 뚱뚱한 사람은 정상 체중을 지닌 사람보다 90%나 높다는 의미다. 그러나 비만은 의사들로부터 상당부분 푸대접받아왔다. 비만의 심각한 피해를 몰라서가 아니라 마땅한 해결책이 없어서였다. 의사들은 기껏해야 적게 먹고 많이 움직이라는 소리밖에 할 말이 없었다.경제수준의 향상에 따른 식생활 변화과거 우리나라에서는 뚱뚱한 사람은 만인의 부러움의 대상이었다. 국민 대다수가 가난에 시달리던 7-80년대에는 뚱뚱함은 곧 부의 척도가 될 정도로 '적당히'배가 나오는 것은 인격이라고 까지 말할 정도였다. 하지만 지금은 어떠한가? 과연 아랫배가 볼록하게 나온 사람을 쳐다보면서 '아, 인격이 참 높으시군요' 혹은 '아, 저 사람은 배가 저렇게 나올 만큼 돈이 많구나.' 라고 생각하는 사람이 과연 얼마나 될까? 비록 얼마전 IMF를 겪었지만 현재 우리나라의 경제수준은 과거와는 비교도 할 수 없을 정도로 성장하였다. 그 결과 식생활 역시 많이 변했다. 예전에는 값이 비싸 자주 먹지 않았던 고기도 요즘은 식단에 자주 오르내린다. 또한 각종 페스트 푸드점도 여기저기 생겨나고 있다. 칼로리 높은 음식을 먹는 사람이 늘어나고 또한 먹는 양 자체도 예전보다 늘어나게 되어 비만 인구는 과거에 비해 크게 증가하게 된 것이다.사회문화적 배경과 상업주의만연에 따른 이상열풍이렇게 단순히 경제 사정이 좋아진 점 이외에도 사람의 인식에도 많은 변화가 있었다. 이제 필요한 만큼의 음식은 마음만 먹으면 얼마든지 먹을 수 있다. 문제는 얼마나 먹느냐가 문제인 것이다. 이제는 더 이상 배부른 것이 덕이 아니다. 많은 전문가들은 비만과의 전쟁이 엉뚱한 곳으로 전개되고 있음을 우려한다. 비만 치료가 의학적 필요에 의해서가 아니라 단순히 몸매 교정을 위한 차원으로 활용되고 있기 때문이다보니 비만으로 인한 건강상의 장애를 염려하기보다 오직 외모 개선을 위해 살을 빼려고 한다.살빼기 열풍의 부작용은 비정상적으로 깡마른 사람을 좋아하는 사회문화적 배경 외에 다이어트를 교묘하게 부추기는 상업주의도 한몫 한다. 지방흡입술을 받은 것이 탄로나 물의를 빚었던 개그우먼 이영자씨 파동이 좋은 사례다. 지금도 신문과 잡지의 광고란을 도배하다시피 하는 것이 각종 다이어트 제품이다. 몸매 교정 비용이 수백만원을 넘는 초호화 다이어트 프로그램을 표방하는 외국계 회사도 국내에 상륙해 성업 중이다. 우리나라 법률시장의 규모가 연 1조원인 데 비해 다이어트 관련 시장은 2조원이 넘으리라는 추정도 있다. 살을 빼 날씬해지기 위해 돈을 아끼지 않는 사람들이 줄을 서 있기 때문이다. 그러나 시판중인 다이어트 관련 상품 중 과학적 검증을 거친 것은 전무하다시피 한 실정이다. 제니칼과 리덕틸 등 약물의 남용도 문제다. '적게 먹고 많이 움직인다'는 원칙을 소홀히 할 경우 약을 끊으면 다시 살이 찌고 약값으로 인한 경제적 손실은 물론 입마름증과 지방변 등 여러 가지 약물 부작용에도 시달릴 수 있기 때문이다.이상열풍을 잠재우자이상열풍의 바람직한 해결방안을 살펴보기에 앞서 본인의 경험을 간단히 소개하고자 한다. 앞서 살펴본 비만치료에 관한 이상열풍은 요즘 대학가에도 널리 퍼져있다. 얼마 전 친구들과 함께 미팅을 했을 때의 일이다. 상대편 여학생들은 모두 날씬하고 뚱뚱해 보이는 여학생은 찾아볼 수 없었다. 하지만 그 중에 한 여학생으로부터 들은 이야기는 과히 충격적이었다. 그 학생은 바로 얼마 전까지만 해도 비만체형이었다고 한다. 그 사실은 예전 고등학교시절 사진으로 알 수 있었다. 하지만 대학교에 들어온 후 친구들로부터, 그리고 가족으로부터 심한 스트레스를 받았다는 것이다. 여자가 그렇게 뚱뚱해서 어떡하겠냐는 압박에 시달렸던 것이다. 그 후 이 학생은 비만과의 전쟁에 들어갔다고 한다. 이곳저곳에서 다이어트 관련서적을 구입하고 온갖 방법을 동원해서 전쟁을 치뤘다는 것이다. 그렇게 2년.

의/약학| 2002.04.18| 5페이지| 1,000원| 조회(548)

비만, 다이어트, 이상열풍

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곤충 생리학(2)

◎1장 체 벽 (Integument)1. 체벽(integument)의 구조;기저막(basement membrane), 표피세포층(epidermis), 표피층 (cuticle)으로 구성조성; 단백질, 키틴(chitin, β-N-acetyl glucoamine-분해효소 작용이 어렵다), 지질기저막; 비세포성의 구조, 연결조직;곤충 체내의 다른 조직(근육,신경,지방체등)들을 감싸고 있는 연결조직과 전부 연결.표피세포층; 한 겹의 세포층, 체벽뿐만 아니라 모든 외배엽성 조직의 근간, 주기적으로 표피층 분비, 일부는 분열과 분화로 편도세포, 피부샘, 감각기, 비늘(scale) 등을 형성한다.2. 체벽의 역할1보호벽 : 경화된 외원표피층 때문에 내부기관을 물리적으로 보호한다. 단단한 표피층은 곤충을 전반적으로 지지해주고 골격근육들의 부착점이 되고 단단한 다리, 가슴, 날개의 표피층 때문에 정확한 운동을 빨리 할 수 있게 된다.2살충제의 침투억제 : 두꺼울수록 살충제의 투과량이 적어지며,왁스층과 시멘트층이 침투를 제한하는 가장 큰 요인. 왁 스층은 지용성이라 지용성 살충제에 녹으나 원표피층은 수용성이라 녹지 않아 침투를 줄일 수 있다.3수분의 증산억제 : 체적에 비해 상대적으로 매우 넓은 표면적을 갖고 있는 곤충이 지구상에서 번성할 수 있게 된 요인 중의 하나.4체색 : 많은 곤충에서의 체색은 곤충표면의 물리적인 구조에 기인한다.체색은 동색성, 대칭색, 혼란색, 의태 등으로 이용하여 천적으로부터 보호받으며, 온도나 주변색, 사육밀도, 광도, 발육 단계에 따라 체색이 변화한다.- 구조색 : 색소 화합물이 아니 물리적인 구조 때문에 나타나는 색으로 산란(scattering), 간섭(interference), 회절 (diffraction)에 의해 색이 발생하며 주로 흰색이나 파란색이 나타난다.- 색소색 : 색소화합물은 특정파장을 흡수하고 나머지는 반사하며, 체내에서 합성하거나 먹이에서 얻는다.3. 표피층(cuticle)의 구조1) 원표피층(procuticle) : 주로 키틴과 유, 날개기부등에 분포5. 표피층의 성분 : ↑6. 탈피(molt)-그림 참고;외골격으로서의 표피층은 단단한 성질로 인해 곤충의 생장에 제한요인이다. 따라서 곤충의 생장을 계속하게 하기 위해 서 헌 표피층을 벗어버리고 새로운 표피층을 합성하는 과정을 말한다. 아래와 같은 과정으로 이루어진다.1표피세포 분열 : 표피세포의 분열과 그에 따른 세포모양의 변화-매우 얇은 층으로 되어있던 것이 기둥모양으로 두꺼워 짐-로 탈피시작2표피층과 표피세포층의 분리(apolysis) : 이 시점부터 다음 령기로 취급, 탈피호르몬의 자극으로 일어나며 몸 앞쪽에 서 뒤쪽으로 표피층이 분리3탈피액 분비- 비활성 상태의 탈피액(단백질과 키틴분해효소들을 포함)을 표피층분리로 생긴 공간에 분비한다.4외부외표피층 형성 : 편도세포 활성(지질 합성, 분비)5키틴 / 단백질 분해효소 활성화 (표피세포들이 K+이온을 탈피액이 있는 곳에 방출시켜)6내원/중원 표피층의 분해 / 흡수 : 얇은 외표피층과 외원표피층만 허물로 버려지고 나머지(내원표피층 및 중원표피 층) 70-90%는 재활용7원표피층(키틴과 단백질 분비로)과 왁스층 형성8허물벗기(ecdysis) : 새로운 유충이 헌껍질을 벗고 나옴. 새 표피층은 주름이 잡혔는데 탈피시 펼쳐지면서 곤충 몸의 표면적 증가/ 이 까지가 탈피과정9경화반응(hardening) : 원표피층의 바깥쪽부분 및 내부원표피층에 있는 단백질분자들간은 물론 단백질분자와 키틴분자 가 연결되어 안정적인 3차구조가 만들어지는 것;보통 탈피 후에 일어나지만, 일부 구조들은 탈피중에도 경화;-티로신의 대사산물인 화합물이 경화반응에 이용되며 단백질과 결합하는 탄소의 위치에 따라 퀴논경화와 β 경화로 나누 어진다.-경화된 표피층 색 차이 : NADA이용(밝은 색), NBAD이용(갈색), dopamine직접이용(검정)9. 탈피과정의 조절; 가장 큰 영향은 탈피호르몬이며, 유약호르몬의 농도에 따라 탈피호르몬의 발현시키는 유전인자가 다 름(유충, 용, 성충의 표피 중에서 어떤 종류인지를). 허)-glycolysis, TCA cycle, energy production-곤충은 여타동물보다 탄수화물(chitin-다당류의 일종)을 조직생성에 많이 이용한다.-주로 에너지원으로 이용하지만 연결조직과 세포막형성에도 일부 관련-trehalose; 소화기관에서 흡수된 포도당은 지방체에서 비환원성 2당류인 trehalose로 전환, 지방체에서 합성된 후 혈림 프로 방출되어 인체내 혈액에서 glucose 가 흐르는 것처럼 hemolymph를 흐른다. 탄수화물이 필요한 조직에서 쉽게 포도 당으로 분해(해당작용)될 뿐만 아니라 세포막을 통한 투과성이 낮아 소화관을 통한 손실이 적고 혈림프의 삼투압을 올려주는 영향도 포도당의 반밖에 되지 않는 잇점이 있다.8. 지질의 대사-fatty acid, di-&triglycerides(에너지원), phospholipid(세포막 구성), sterol(〃), wax-주로 저장형태의 에너지원이며, 가장 중요한 에너지 원으로 원거리 비행에 이용된다. 탄수화물보다 분자내에 산소원자 를 적게 가지고 있어(즉, 덜 산화) 산화될 가능성이 높다.-cholesterol;생체막 및 탈피호르몬 합성에 사용되며, 곤충에서는 스테롤 합성능력이 없어 필수 영양분이다.-스테롤의 골격을 합성할 수 없기 때문에 cholesterol이나 식물성스테롤들이 외부에서 공급되어야 한다.-triglyceride; 지방산에서 변화되어 지방체에 가장 많이 축적되며, 에너지원으로 주로 이용된다. 혈림프에서는 diglyceride가 주종이며 이외에도 콜레스테롤 인지질 등이 있다.9. 단백질의 대사-N의 배출문제-단백질은 세포와 조직의 구성성분 특히, 생체막, 근육섬유, 효소, 리보솜, 염색체의 구성분-아미노산과 여러 단백질/ 필수아미노산 10가지는 외부로부터 공급되어야 한다.-탈피(변태)과정에서는 삼투압문제 때문에 혈림프를 흐르는 것은 a.a가 아닌 protein 형태.-필수 영양분; cholesterol 과 10가지 아미노산(Arg,His, Ile, Leu, Lys, Met,하게 해 줌.- 2단계 : 이물질자체나 또는 이들의 1단계반응산물을 이미 체내에 갖고 있는 수용성이 높은 화합물(GSH, 포도당, 아미노산 등)과 결합하여 독성을 감소시키거나 수용성을 높여 배설을 촉진한다. glutathion S-transferase(GST)가 작용하여 glutathion(GSH)을 결합시키는 것이 중요한 반응12. 발광; 암.수 통신을 위한 찬가운 빛, 관여효소-luciferase, 기질luciferin(ATP 정량에 이용)이 효소 Luciferase에 의 해 산화되며, ATP로 에너지 공급이 일어나고 산소, Mg2+/Mn2+가 필요◎4장 ~ 6장 호흡, 순환, 배설 및 삼투압 조절.호흡기관; 기문(spiracle), 기관(trachea), 기관소지(tracheole) 또는 공기주머니(air sac)1. 산소요구량 : 곤충의 산소요구량(호흡율)은 보통 生체중에 비례(두 수치의 log값은 직선관계가 성립)하며, 활동하지 않을 때의 기본산소요구량은 25℃에서 약 1ml/g/시간인데 이 기본율에 영향을 주는 환경요인은 온도이다.2. 가스의 확산속도 :확산속도는 1가스분자량의 제급곱에 반비례하여 산소가 이산화탄소보다 1.2배 빠르다. 2가스가 확산되는 두 지점간의 농도차에 비례하고, 3매질의 종류(성질)에 영향을 받는다. 산소의 확산속도는 공기가 체내조직에서보다 70만배이상 빠 르다.(→기관계의 장점)-호흡색소; hemoglobin, myoglobin, hemocyanin 척추동물에서 산소는 적혈구내에 있는 호흡색소인 헤모글로빈과 결합되 어 조직으로 운반되나, 곤충에서는 독립된 기관계가 가스교환에 임하고 있어서 호흡색소의 필요성은 없다(하지만 저장단 백질로 일부 곤충에서 기능).3. 수서곤충들의 호흡방식;공기 중의 산소를 직접 이용;긴 돌기를 물 표면으로 보내 공기 중의 산소를 직접 흡수하거나, 복부 끝(유충) 또는 가 슴쪽(용)에 있는 호흡관을 식물줄기나 뿌리 속에 집어 넣어 공기를 흡수한다.가스 아가미 호흡; 잠수하는 곤충.이 중 일부는 몸의 담당하는 것이 곤충 몸 등쪽 중 앙에 앞뒤쪽으로 달리는 배관(dorsal vessel)-심장과 대동맥으로 구성-이며, 등면격막, 복면격막, 부속박동기관이 순환 을 도와준다.6. 혈장의 특성-무기이온 조성과 삼투압 측면/당(trehalose),지질(diglycerides), 아미노산. 단백질 함량 측면에서 설명;곤충의 혈림프는 여러 가지 유기물과 무기이온을 함유하는 혈장(plasma)과 혈구들(haemocytes)로 구성되어 있고, 척추 동물에 비해 곤충 혈장에는 고농도의 아미노산과 탄수화물이 있으며, 혈장내 무기이온의 종류나 농도는 곤충종류에 따라 큰 차이를 보여 척추동물의 NaCl경우와 대비된다. 곤충의 혈림프는 혈장량 변화에도 불구하고 혈장내 수분함량(삼투압) 은 큰 변화를 보이지 않는다. 아미노산 농도도 무기이온 농도에 비례하는 경향이 있어서 혈장의 삼투압조저레 관여된다. 무기이온의 조성에서는 원시곤충에는 Na+함얌이 높지만 일부(나비,매미목 등)목 중 식식성 곤충에는 K+와 Mg+이온농도가 높다. 무기이온 함량은 무시류가 유시류보다 높고, 유기물함량은 내시류가 높아지면서 무기이온은 감소한다(고등곤충으 로 갈수록 혈장내 유기물이 많아지고 무기이온은 줄어든다.)당함량에서는 척추동물은 포도당이 주혈당인 것에 비해 곤충은 포도당과 과당이 결합한 2당류(trehlalose)이며, 전체 혈 당량은 척추동물보다 높다. 이것은 신경분비호르몬의 영향에 의존한다.곤충혈장내 지질함량은 0.5-5.5%이고, 혈장내 지방은 '리포포린'이라는 단백질과 결합되어 수송되며, 신경호르몬인 AKH( 지방동원 호르몬)의 지배를 받는다.곤충 혈장내 아미노산농도는 18-100mM/l로 척추동물(5-)보다 매우 높고, 내시류가 외시류보다 높다. 그리고 혈장내 단백 질함량은 탈피 후 증가하다가 표피층 분리 직전에 감소하는 경향이며, 주요단백질로는 난황소전구체, 리포포린, 저장단 백질 등이 있다. 이 외에 질소대사산물인 요산, TCA회로와 연관된 유기산과 유기인산, 먹이에서 흡수한 색소와 함께

자연과학| 2001.10.21| 7페이지| 1,000원| 조회(731)

곤충, 호흡, 순환, 배설, 체벽

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곤충 생리학

곤충생리학예상문제 및 답안1.곤충의 체벽형성과정(=탈피과정)탈피(molt)-헌 표피층을 벗어버리고 새로운 표피층을 합성하는 과정(The whole process from Apolysis to ecdysis)1 표피세포의 분열 및 그에 따른 세로모양의 변화- 매우 얇은 층으로 되어 있던 표피세포가 기둥모양으로 두터워짐. 일부 곤충에서는 세포분열대신 핵내 유사분열에 의해 표피세포의 크기가 증대대기도 함2 표피층 분리와 탈피액 분비- Apolysis-표피세포의 증식과 모양의 변화로 표피층이 표피세포층에서 분리함 이과정을 표피층분리(apolysis)가 이루어짐. 생리적인면에서는 이 시점이 다음영기의 시작임,-탈피호르몬 자극으로 몸앞쪽(앞가슴)에서 뒤쪽과 머리쪽으로 진행- 탈피액분비-표피층분리로생긴 공간에 불활성의 탈피액(단백질 및 키틴분해효소) 분비3외표피층의 생성과 내원표피층의 분리- 탈피액 분비직후 표피세포가 외부외표피층을 형성하는 물질(지방,단백질,다가페놀,polyphenoloxidase등)분비함->얇은 층 형성->안쪽에 물질이 첨가되면서 꾸불꾸불한 상태가 됨- 외부외표피층이 생성,안정된후 표피세포들이 K+을 탈피액이 있는 공간에 방출->탈피액활성화->내원표피층 및 중원표피층이 분해 ->분해물은 흡수되어 다시 새로운 표피층생장에 사용되고 분해되지않은 외원표피층은 허물로 버려짐- 탈피액 활성인자 분비직후-내부외표피층생성4원표피층생성과 허물벗기-외부 및 내부외표피층 생성이 끝나면 원표피층을 구성하는 키틴과 단백질이 분비됨, wax층을 형성하는 물질도 공관을 통해 이때 분비됨-ecdysis(허물벗기)- 머리나 가슴등쪽의 탈피선을 이용하여- 피부샘에서 시멘트층 분비, 몸의 표면적 증대, 경화반응2. 발광기작과 특징1 기작-기질인 luciferin이 효소 luciferase(100kd)에 의해 산화되어 빛을 생성한다. 이때 에너지원은 ATP이고 산소 Mg2+,Mn2+이 필요하다.luciferase luciferaseATP + luciferin --------->PP+ a오는 문제와 물 표면으로 나올 때 표면장력을 이겨야하는 문제점이 있는데 이는 기문 주위에 기름성분을 분비하거나 소수성이 높은 털들을 발달시키는 방법으로 해결하고 있다.3) 피부호흡-물속에 녹아있는 산소를 이용하는 곤충의 경우-곤충의 표피층은 비교적 물에대한 투과성이 높고, 수중의 산소가 체벽을 통해 들어와도 가스로 채워진 기관계내에서의 확산이기 때문에 여러조직에 산소가 빨리 공급된다.4)기관아가미 호흡-얇은 체벽에 기관소지를 많이 분포시키든지 아남녀 비슷한 구조가 돌기로 발달되어 몸표면적이 늘어나는 경우를 기관아가미(tracheal gill)라 한다.-일종의 피부호흡의 분화된 경우임-딱정벌레,날도래 ,하루살이,파리,나비목등의 유충에 나타남-불균시아목의 유충의 경우 직장앞쪽에 직장아가미가 관찰5)모반기충 호흡-몸 표면에 얇은 공기층을 갖을 수 있는 구조로 이 얇은 공기층을 모반기층이라하며 기문과 통하게 되어 있다. 산소호흡에 따라 산소 분압이 줄어 들면 물속에 녹아 있는 산소가 쉽게 모반기층으로 들어온다.-공기량은 적지만 넓은 표면적 때문에 효율이 높은 아가미로 작용한다.4. 혈장에서의 내한성기작내한성 곤충은 크게 세포의 체액은 얼어도 살아남는 내동경성곤충과 체액이 어는 온도를 낮추는 동결감수성곤충 두가지가 있다.1)동결감수성곤충-체내 수분함량을 줄여 삼투압을 높이는데 높은 삼투암은 글리세롤등의 다가알코올류의 혈림트농도증가로 도움을 받음. 동결보호제로는 클리세롤 및 sorbitol, inositol, mannitol, arabitol, ribotal, thereitol, alanine, lactate, trehalose등도 이용된다.2)내동결성 곤충-세포외용액의 얼음형성정도를 조저라형 탈수상태나 삼투압 피해로부터 세포를 보호하고 또한 세포내동결을 예방한다. 이들도 글리세롤등을 동결보호제로 사용하기 위해 세포내 농도를 높임. 이들은 조직외 체액을 비교적 높은 온도에서 동결시키고 이얼음과 세포사이에는 농축된 혈림프를 완충제로 채워넣어 세포내부가 어는 것을 막는다.5곤충들의 배설기작7.활동전위 생성과정1탈분극과정-Na이온이 na통로를 통해 막내부로 들어오면서 시작된다. Na채널은 voltage-gated channel로 어느수준의 전기적 임계치가 되어야 채널이 열리게 된다. 따라서 처음에 나트륨이온이 유입되면서 채널이 열리고 이에따라 전위가 상승하며서 나트륨채널이 활성화-불활성화를 반복하면서 나트륨이온의 평형전위를 향하게 된다.2재분극-칼륨채널도 어느 임계치에 이르면 채널이 열리게 된다. 따라서 칼륨이온은 내부에서 외부로 빠져나가게되어 막전위를 휴지전위를 회복하게 된다. 이때 칼륨채널의 전도도는 나트륨채널의 전도도보다 느려 나트륨채널이 완전히 불활성화된 후에 불활성화되어 재분극이 된다.3과분극- 이때 칼륨채널의 전도도는 나트륨채널의 전도도보다 느려 나트륨채널이 완전히 불활성화된 후에 불활성화되어 휴지전위수준을 넘어가게되는데 이를 양전위상이라한다.4절대불응기-Na,K-ATPase에의해 나트륨은 밖으로 칼륨은 내부로 들어오는 과정으로 이기간에는 새로운 활동전위가 생성되지 않는다.8.신경연접에서 정보전달과정1전기적 신경연접-활동리듬의 동시성이 중요하거나 정보전달 속도가 빨리 요구되는 경우로 전기저항이 매우 낮은 이온통로가 있어야한다. 조직을 이루는 세포들간에 무기이온이나 분자량이 작은 대사물질이 통과할 수 있는 gap junction이 발달하는 경우가 있다.2화학적 신경연접- 신경연접 전돌기에는 신경전달물질들이 단일막으로 둘러싸인 신경연접소포가 있고 5-50nm의 연접간극을 두고 연접 후세포막이 연접 전세포막과 평행해 있다. 활동전위가 신경연접 전돌기끝까지 도달하면 막전위가 탁분극하고 전기 의존적인 칼슘이온 통로가 열려 칼슘이온이 돌기내로 들어간다. 칼슘이온의 유입으로 신경연접소포의 막은 신경돌기세로막과 융합하면서 속에 함유하고 있던 신경전달 물질을 연접간극으로 방출한다.(exocytosis방법으로) 마그네슘이온은 칼슘이온과는 길항적으로 작용한다. 방출된 신경전달물질이 신경연접 간극을 통해 확산해 가서 연접 후세포막에 있는 수. 곤충도 식물과의 공진화과정을 통해 독성물질을 해독시킨는 지방체 같은 기관을 발달시켰다.식물의 식물벽의 주성분인 셀룰로스를 분해하는 효소가 없으므로 곤충은 장내 미생물의 도움으로 분해하여 영샹원으로 이용할 수 있다.유인제/기피제, 자극제/deterrent13. 혈장과혈구의 기능1)혈구의 기능-식균작용,피막형성,작은혹형성,혈액응고 및 상처치유-부정형혈구가,물질분비와중간대사-글리코겐이 혈구에 축적되고 편도세포의 지방을 체벽에 이동2)혈장의 기능- 물질의 수송수단물질의 저장고-TERHALOSE,지질,a,a,단백질의 저장, 물저장-삼투조절위해유체정압의 전달 수단-부화,탈피시, 생식기, 구기 팽창시체온조절-외열이용방법과 내열이용방법내한성자기방어수단14.생리적 측면에서 곤충과 사람의 차이1독립된 호흡계구성-사람은 혈액을 이용하여 산소와 이산화탄소를 운반하지만 곤충은 혈림프와 관계없이 기관을 통해 산소와 이산화탄소 교환2영양물질-사람의 혈액내 주 에너지원은 포도당인데 곤충은 trehalose임3혈관계-사람은 망사의 폐쇄혈관계지만 곤충은 개방혈관계를 구성하고 혈림프는 사람의 혈액과 림프액이 합쳐진 것임4면역기작-면역그로로블린 같은 것이 없다.5신경계-신경축색돌기를 거대화하여 정보의 전달 속도를 빨리하지만 사람은 축색돌기보다 막저항성을 높이는 방법으로15.곤충의 통신화합물(=페로몬의 종류와 화학적 특성)-페로몬은 극소량이 분비되어 종내 통신목적으로 사용되는데 감각기관에 의해 탐지되어 그정보가 중추신경계로전달되어 직접 행동에 영향을 주는 행동유기페로몬과 수신자의 체내로 직접 들어가 그들의 생식이나 내분비계의 변화를 유발하는 생리변화페로몬이 있다.1)생리변화페로몬1성숙페로몬: 주로 사회성곤충이나 큰 집단을 이루는 종류에서 발견됨. 이 페로몬은 발육단계를 일치시키는 결과를 가져옴. 결국 성숙과정을 촉진시키거나 지연시켜 비교적 같은 시기에 성적성숙을 달성하게 되어 번식에 유리함2여왕물질-다른 곤충의 난소발육을 억제함3계급분화호르몬-계급을 결정하거나 일벌레의 행동을 변화시킴2)행동유-난모세포의 성숙억제-산란자극호르몬(oviposition stimulation hormone)-산란자극-페로몬합성자극호르몬(pheromonotropic hormone)-성페로몬 합성촉진3)대사조절 및 생리적 항상성유지-지질동원호르몬(adipokinetic hormone)-지방체에 저장중인 지방을 혈림프로 방출-지질억제호르몬(hypolipaemic hormone)-혈림프내 지질 함량감소-당동원호르몬(hyperglycaemic hormone)-지방체에 저장된 탄수화물 혈림프로방출-당억제호르몬-단백질합성자극인자(PSAF)-지방체, 자궁샘, 부속샘에서의 단백질 함성촉진-단밸질합성억제 인자(PSIF)-지방체에서 단백질 합성억제-이뇨호르몬(duretic hormone)-말피기광에서 배설촉진-항이뇨호르몬(antiduretic " )- " 배설억제, 직장의 재흡수 촉진-염소수송자극호르몬-직장에서의 염소재흡수 촉진-휴면호르몬-난의 흄녀 유기-Protolin-후장, 수란과등 내장근육의 수축조절-Octopamine-지질과 트레할로스의 방출, 신경호르몬의 분비, 침분비 촉진-serotonin-침분비와 배설촉진, 체벽의 신축성 증진-dopamine-침분비17.배자발생과정에서 어미유전자-분열핵들이 똑같은 염색체를 갖고 있는데 다른 조직이나 기관으로 분화하는 것은 다른 종류의 유전자들이 활성화하기 때문이다. 알의 위치에 따라 다른 유전자가 활성화 되는 기작을 설명하는 모델은 특정유전자군을 활성화시키는 인자들이 알 각 부위에 독특하게 분포한다는 localized determination model과 형태형성인자가 농도구배에 따라 활성화되는 유전자군이 달라진다는 morphogen gradient model이 있다.1localized determination model- 초파리 알 뒤쪽 끝부위의 극세포질의 경우로 이곳에 있는 분열핵들은 생식세포로 분화한다. 따라서 모든 종류의 세포가 이런식을 분화한다는 각부위에 정확하게 분포되어 있어야한다는 단점이 있다.2morphgenin gradient 지된다.

자연과학| 2001.10.21| 6페이지| 1,000원| 조회(1,014)

호르몬, 곤충, 대사, 체벽, 탈피

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