동행칼럼

물과 인체의 기본인 세포

제목 :
물과 인체의 기본인 세포
등록일시 :
2023-08-03
작성자 :
관리자
조회수 :
75

사람의 인체는 가장 기본적인 요소인 세포로 구성되어 있으면 이 세포(단위세포) 주변을 둘러싸고 있는 물질이 물이다. 세포 주변 물의 층은 세 가지의 영역으로 나뉘어서 세포의 최근접 영역의 물 층을 A층이라 한다면, 이 층은 전기장에 의하여 물 층의 물 분자가 가지고 있는 전기적인 쌍극자(물 분자의 수소가 가지는 양의 전기와 산소가 가지는 음의 전기)가 강하게 배향되어 어느 정도 세포에 강하게 배향되어 있다. (증 세포내의 양극과 음극의 전기적 성질에 어느 정도 고정화된 영역이다.)

 

이 A층의 외측 영역을 B층이라 한다면 B층의 물 층은 배향작용이 A층보다 강하지 못하며 이 물 층에 존재하는 물 분자는 서로 최인접 분자끼리 형성하는 4면체 배위의 일정한 영향이 나타나는 영역이다. 이와 같은 이유로 물의 액체상태의 구조가 허물어지는 영향이 나타나는 영역이라 할 수 있다.

 

이 B층 밖의 층은 C층의 영역으로서 전기장은 극히 약하여 구조적으로는 통상의 순수한 물의 상태를 유지한다. 이와같은 맥락에서 물을 바라본다면 한 예로서 대장균은 전체의 70%가 물로 이루어져 있고 단백질이 15%, 핵산이 7% 정도라 한다. 단백질 주변의 물의 상태에 대하여 생각하여 본다면 단백질이 물속에 있을 때 그 표면의 극성기(친수기)에 물 분자가 이끌리어 수화하게 된다. 구상단백질의 경우 표면에 있는 극성기에 주로 물 분자가 수화한다. 섬유와 같은 단백질의 경우에는 아미노산기(아미드기)가 수화작용에 큰 역할을 한다. 이상과 같은 구상단백질의 표면에 직접 결합하고 있는 물의 층은 일분자층을 이루고 있어 이를 A층이라 한다.

 

이 층의 물 분자는 단백질의 친수기와 강한 수소결합으로 묶여있어서 이 결합의 열운동은 극히 강하게 속박되어 있고 따라서 -190℃라는 저온도에서도 물 분자들은 얼지 않는다. 통상 대기압(1기압)하에서 물 분자의 얼음구조는 정사면체의 배위를 가지고 있으나, 위에서 말한 강하게 끌리어 속박된 물은 정사면체와 같은 배위의 구조상태를 가질 수도 없으며 쉽게 얼지도 않는다. 분자의 회전운동의 기본척도가 되는 회전 상관시간(스핀완화시간)은 A층에서는 10-8~10-7초이다. A층과는 달리 물 분자의 열운동이 있을 정도로 속박된 여러 물분자층의 두꺼운 영역인 B층의 회전상관시간은 10-10~10-9초로서 이들 층의 순수한 물과 같은 열운동은 빠르지 않다. B층에서는 -25℃ 전후에서도 물은 얼지 않는다. 이층의 외측인 C층은 주로 보통상태의 순수한 물로써 10-12초의 회전상관시간을 갖고 있다. 

 

이와 같은 현상은 생장이 활발한 태아의 경우나 식물 조직에서도 발견되었다. 동물의 체액 중의 이온의 주된 것은 주로 Cl-, Na+, K+, Mg++, Ca++ 등으로 체액 중에 존재하는데 이들 중 가장 많은 것은 Cl-, Na+이다. 이러한 이온의 종류는 그 분포가 바닷물과 유사함으로써 생명이 바다에서 탄생하였다는 증거가 유력하다. 이처럼 미네랄 이온이 체액의 주된 물질인 경우를 생각한다면 세포층의 A층은 주로 +이온이 차지하고, B층은 -이온이 차지하여 그 평형을 유지할 수 있다면 이들을 보충하기 위해서 우리는 항상 미네랄이 포함된 물을 음용하는 것을 상식으로 하여야 한다는 것은 주지의 사실이다.

 

 

 

 

 

이 층의 물 분자는 단백질의 친수기와 강한 수소결합으로 묶여이어서 이 결합의 열운동은 극히 강하게 속박되어 있고 따라서 -190℃라는 저온도에서도 물 분자들은 얼지 않는다. 통상 대기압(1기압)하에서 물 분자의 얼음구조는 정사면체의 배위를 가지고 있으나, 위에서 말한 강하게 끌리어 속박된 물은 정사면체와 같은 배위의 구조상태를 가질 수도 없으며 쉽게 얼지도 않는다. 

 

분자의 회전운동의 기본 척도가 되는 회전 상관시간(스핀완화시간)

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