스크랩 아는 칼슘: 잘 모르는 비타민 D

[구송무지개]

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호흡이 있는 모든 동물과 생물들은

그 본성의 핵심이

많은 적응의 집합으로 이루어져 있다.

그러한 적응 중 일부는 환경에서

적응을 가져왔을 때 

적절한 정보와

오래된 삶을 영위할 수 있으며

그 생명을 유지할 수 있다.

그것을 위하여 창을 제공한다.

귀, 눈, 코, 입이며

태어나서는 존재로의 학습 등이다.

이러한 창들은 올곧은 척추선 자세와

다리뼈와 큰 발가락이

기능을 다할 때    

감각들을 통하여 '적응'이 쉽다.

뇌는 신경의 집합체일 것이며

잘 된 경험과 결정이 필요하다.

그 감각들 중에서 통각이 있다.

통각은 같은 면적에서 감각수용기가 가장 많으며

개인차가 심하고 갯수의 차이가 많이 난다.

늘 아픈 사람이 있다.

오늘밤도 

근육들이 소실되지 않도록 할 것이며

세상대처함에 유연함이 필요한 것 같다.

근육은 나이들면 자연소실이 많고

오래 누워 있으면 주름내의를 입을지도 모른다.

근막통의 통증 유발점은

칼슘의 세포투과성과 관계가 있으며

기억력강화에서도  칼슘은 신경축삭의 돌기인(spine)

기억단백질을 만들때

시넵스 후막의 칼슘입장으로부터 시작된다.

양성자 나트륨이 마그네슘 채널을 열도록해서

칼슘-칼모듈린이 결합되면서 시작된다.

우리 몸 속에는 1-1.3 kg정도의 칼슘이 있으며   

99%는 뼈와 치아를 구성하고

1%는 연조직 세포와

세포 외액 즉 간질 용액과 혈액 혈장에 있다.

혈장에는 소량의 8.7 mMol (350 mg) 농도이다.

이 350 mg 중 40%는 주로 알부민과 글로불린과 결합하며

10%는 다양한 음이온인 탄산, 젖산, 인산 혼합된다.

나머지 50%는 자유로운

칼슘 이온(Ca²⁺) 상태로 있으며

농도는 대략 1.25 mMol/L 이다.

원형질막에서 호르몬이나

전기신호에 의한 세포의 자극은

세포기질은 Ca²⁺농도의 일시적인 증가로 번역되어

다양한 세포 내 반응을 조절한다.

Ca²⁺ 은 유전자 발현과 단백질 합성과

심장과 근육수축, 망막의 시각처리, 호르몬의 분비조절

T림프구 면역 활성화, 세포이동, 뉴런의 흥분화 등

특이적인 세포 기능을 활성화한다.

모든 세포는

세포 내 저장고에서 Ca²⁺의 방출에 의존해서

Ca²⁺농도를 신속히 증가시킨다.

칼슘이온은 다양한 세포 종류에서

수많은 신호전달경로의 2차전령이다.

고등생물에서 세포 내 칼슘은

시냅스전달, 근수축, 인슐린분비

수정발생 그리고 유전자 발현과 같은

다양한 생명현상을 매개한다.

신경세포의 탈분극이 근육에 의한

힘의 생성으로

이어지는 과정이 흥분-수축연계이다.

이는 골격근과 심장근을 조절하는

근본적인 기작이라 할 수 있다.

평형상태의 근육세포는 칼슘농도를

세포 밖(10⁻⁷M)과

근소포체(10⁻³M)에 비해

상대적으로 매우 낮게 유지한다.

칼슘은 흥분-수축연계의 시작과 함께

세포 내 기질로 들어가고

이후에 세포가 평형상태로 세포기질에서 빠져나온다.

이러한 세포기질 칼슘농도의 순간적인

증가와 감소는

세포 내 칼슘전이라고 불린다.

몇 종류의 칼슘수송체 단백질이 관여한다.

이러한 증가는 소포체로부터 Ca²⁺의 방출에 따른다.

소포체는 분비경로에서의 역할 이외에

세포 내 Ca²⁺ 저장구획으로서 기능한다.

근육의 근형질세망에(sarcoplásmic retículum) 저장된다.

방출도 일어나며 트로포닌과 결합한다.

소포체의 칼슘농도는 10⁻³ M 정도로서

세포기질 칼슘농도인 10⁻⁷ M에 대해 가파른

전기화학적 기울기를 형성한다.

10,000배 차이가 나는 것이며

평상시에는 세포밖이 농도가 진하다.

칼슘신호 전달이 일어난 후에

평형상태의 칼슘농도는 재확립된다.

세포기질에서 칼슘의 추방에 관여하는

칼슘 수송단백질의

주된 종류는 Ca²⁺_ATPase이며

여러동형이 소포체와 원형질막에 존재한다.

여기에서

비타민 D는 칼슘 대사를 조절하는

중요한 호르몬 전구물질이며

최근 뇌를 비롯한 인체 내 다양한 조직에서

비타민 D의 대사에 필요한 수용체와

효소들의 존재가 확인되면서

비타민 D의 생리적, 생물학적 작용에 대해

새로운 관심이 증가되고 있다. 

특히 비타민 D 결핍이 골다공증과 같은

근골격계 질병뿐 아니라

당뇨병, 심혈관계 질환, 자가면역 질환

감염 및 각종 암의 발생과도

관련되어 있다고 보고되었다.

2005년 인간의 뇌에서도 비타민 D 수용체와

비타민 D를 활성형으로 전환하는데 필요한

1hydroxylase가 발현되는 것이 확인되었고

이를 기점으로 비타민 D와

인지기능과의 관련성에 대한

연구가 활성화되기 시작했다

한편, 뼈속에 있는 칼슘 1%만

혈장 칼슘과 교환이 가능하다고 한다.

그러고 보면 태양은 

햇살로 어떤 생물은 꽃을 피운다.

어떤 생물은 시든다.

매일 10분이상 태양을 맞이함은

오래된 적응이다.

 

세포학/ Benjamin Lewin. 강 해 묵/ 라이프사이언스

http://seehint.com/Hint.asp?md=201&no=12701
http://www.austincc.edu/rfofi/NursingRvw/PhysText/Muscle.html

http://highered.mcgraw-hill.com/sites/0072495855/student_view0/chapter10/animation__sarcomere_contraction.html

1. Holick MF. Vitamin D deficiency. N Engl J Med 2007; 357: 266-81.
2. Eyles DW, Smith S, Kinobe R, Hewison M, McGrath JJ. Distribution of the vitamin D receptor and 1 alpha-hydroxylase in human brain. J Chem Neuroanat 2005; 29: 21-30.