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숫자 : Number

숫자
- 한 세포안에 단백질의 숫자
- 인체내 세포 숫자

 

다시 계산된 체내 박테리아와 인간세포 수

이스라엘 바이츠만과학연구소(Weizmann Institute of Science)와 캐나다 토론토 어린이환자병원(Hospital for Sick Children) 소속 연구진은 최근 의생물학 분야의 동료심사 전 공개 학술 데이터베이스(bioRxiv.org)에 올린 논문에서, 평균적인 남자 어른을 기준으로 볼 때 인체 박테리아 총수는 39조 개 정도로 추산돼 인간세포 수로 추산되는 30조 개와 엇비슷한 규모로 보인다는 결과를 제시했다. 이런 계산 결과는 박테리아와 인간세포 수의 비가 대략 10 대 1에 달한다고 알려진 것과는 크게 다른 것이다. 대략 1.3 대 1의 비율을 보여준다는 것이 논문 저자들의 주장이다.
연구진은 이번 계산에서 나이 20-30살, 키 170센티미터, 몸무게 70킬로그램의 어른 남자 신체조건을 평균적인 참조기준(reference)으로 삼았다. 또한 그동안 체내 미생물과 인체에 대해 이뤄진 연구 결과와 데이터를 활용해 인체 박테리아의 수를 계산해 추정했다.
먼저, 논문 저자들은 체내 박테리아는 인체 기관마다 다르게 분포하며 박테리아 밀도와 인체 기관별 부피를 고려할 때 특히나 대장에 대부분 박테리아가 몰려 있는 것으로 파악했다. 논문에 따르면 박테리아는 대장에 1014 규모로 몰려 있으며, 치아 플라그에 10^12의 규모, 침에 10^11의 규모, 위장에 107의 규모로 몰려, 대장 기관내 박테리아가 총 갯수에서 절대 우위를 차지했다.
인간세포는 갯수로 볼 때, 적혈구가 84%를 차지해 우리 몸에서 가장 많은 수의 세포임을 보여주었다. 근육세포와 지방세포는 무게로 치면 우리 몸에서 75%나 차지하지만 갯수로는 0.1%에 불과했다고 연구진은 밝혔다.

 
» 조혈세포(erythrocytes), 지방세포(adipocytes), 근육세포(muscle cells) 등 유형별 인간세포의 갯수(위)와 그 무게(아래). 출처/ bioRxiv.org, Ron Sender et al.(2016)

연구진은 여러 추산을 종합할 때 평균적인 어른 남자의 몸에 있는 박테리아 수는 총 39조 개에 달할 것으로 보인다고 밝혔다(이 추정치에는 표준오차도 있고 또 사람마다 편차도 있기에 같은 어른 남자라도 개인마다 크게 다를 수 있다고 한다). 이 수치는 인간세포 수로 추정되는 30조 개와 비교하면 대략 1.3 대 1의 비를 보여주는 것이다.
연구진은 논문에서 “우리의 분석 결과는 (박테리아 대 인간세포 수의 비율로) 널리 인용되는 10 대 1의 비율을 갱신하는 것이며 인체 박테리아의 수가 인간세포 수와 사실상 같은 규모임을 보여준다”는 결론을 제시했다. 이처럼 박테리아 수가 인간세포 수와 비교해 엇비슷한 것으로 추산되기에, “(많은 박테리아를 배출하는) 배변을 볼 때마다 그 비율이 변동하여 인간세포 수가 박테리아 수보다 많아질 수 있다”고 연구진은 말했다.

‘10 대 1 비율’ 인용의 계보를 추적해보니

흥미로운 점은 인체 박테리아 수에 관한 추정치가 오랜 동안 인용에 인용을 거듭하며 처음 제시된 추정치 산출의 맥락은 흐려지고 그 추정치가 ‘상식적 지식’으로 굳어지는 과정을 이번 논문 저자들이 보여주었다는 점이다.
연구진은 이런 수치를 인용하는 논문들을 추적하며 인용의 계보를 찾는 작업을 벌였다. 연구진이 찾은 인용의 계보를 보면, 처음에 러키(Luckey)라는 연구자가 1972년 어림셈을 통해 장내 박테리아 수를 100조 자릿수 규모(10^14)로 추산했다. 과학저널 <네이처>의 뉴스 보도를 보면, 논문 저자는 대변 1그램에 1000억 개 박테리아가 존재한다는 보고, 1리터 부피에 달하는 인간 장내에 있는 박테리아의 총수를 1014 자릿수 규모로 추산했다. 이런 추정치가 1977년 다른 연구 논문에서 인용되고, 다시 이것이 다른 여러 논문들에 인용되면서 애초에 어림셈으로 제시된 수치의 맥락은 흐려지고 그 수치가 “상식적 지식”으로 자리잡았다는 것이다. 다음은 논문에서 이와 관련해 설명하는 대목이다.

“장내 미생물 분야에서 거의 모든 최근 논문들은 1977년 논문(Savage, 1977)에 직접 또는 간접으로 의존해 장내 박테리아의 전반적인 갯수를 제시한다. [...] 흥미롭게도 이 논문을 읽다보면 그 논문이 추산하면서 다른 논문(Luckey 1972)을 인용하고 있음을 알게 된다. 그 옛 논문은 1그램당 박테리아 수를 1011로 취하고 음식물이 지나가는 관의 용량(alimentary tract capacity)을 1리터로 취함으로써 박테리아 수의 자릿수 규모(order-of-magnitude)를 추산했다. 1972년에 러키(Luckey)가 수행한 이런 추산(estimate)은 어림셈의 예를 보여준다. 그것은 당시로서는 훌륭하게 수행되었지만 나중에 이토록 널리 인용될 줄은 몰랐을 것이다. 최근에는 미국립보건원(NIH)의 보고서가 체질량의 1-3%가 박테리아로 구성된다고 서술했다. 이런 수치는 위키피디어에 인용되면서, 박테리아 세포 크기를 1 세제곱 마이크로미터로 보는 어림짐작과 결합해 인체내 박테리아 수가 1015로 추산됐는데 이는 결국에 박테리아 대 인간세포 수의 비가 100 대 1임을 의미하는 것이었다.”


박테리아 수의 수정? 생물학적 의미 변화 없어

물론 이번 논문에서 연구진이 인체 박테리아 수의 규모로 제시한 새로운 수치도 계산을 통해 나온 추정치이며 곧바로 확인된 사실로 받아들일 수는 없다. 출판 전 공개 학술데이터베이스에 오른 이 논문은 정식 출판 전에 동료심사 절차를 거쳐야 한다. 또한 그 수를 실제로 헤아려 확인하기는 현실적으로도 어렵다. 그렇지만 이런 연구결과가 애초에 제시된 추정치보다는 더 나은 데이터와 계산을 바탕으로 좀 더 신뢰할 수 있는 추정치로 받아들여질 만하다는 의미는 지닐 것이다.
인체 박테리아 수가 지금까지 알려진 것의 10분의 1 규모로 수정된다고 해도, 현재로서는 수치의 수정이 어떤 생물학적 의미의 차이를 불러오는 것이라고 보기는 어렵다. <네이처>와 <사이언스 뉴스>의 보도에서, 이번 논문과 관련해 이 분야 과학자들은 ‘흥미로운 결과’라고 평하면서도 ’그 수와 비율이 달라진다고 해서 인체 미생물의 의미가 달라지는 것은 아니다’라고 말했다. 비중이 현재 널리 알려진 것에 비해 10분의 1로 줄어든다고 해도, 인체에 이토록 많은 미생물이 우리몸과 함께 살아가고 있다는 사실은 여전히 놀라움과 경이로움을 자아낼 만하다

 


연구자들은 인체 세포 개수도 다시 조사했다. 2013년 논문에 따르면 37조 개로, 당시 연구자들은 세포를 56가지 범주로 나눠 개수를 계산했다. 세포 유형에 따라 크기가 제각각이기 때문이다. 사실 필자는 장내미생물 개수보다 인체 세포 개수에 대한 연구결과에 더 놀랐다.
먼저 세포 유형별로 몸무게에 기여하는 정도를 살펴보자. 키 170cm, 몸무게 70kg인 표준체형 남성의 경우 세포의 무게는 47kg 내외다. 세포 사이를 채우고 있는 세포외액과 혈장(혈액에서 액체 부분), 세포 밖 고체 성분들은 빼야 하기 때문이다. 47kg 가운데 가장 큰 비중을 차지하는 건 근육세포로 20kg에 이르고 그 다음이 지방세포로 13kg, 둘을 합치면 70%나 된다. 다음이 적혈구로 2.5%이고 나머지 세포들이 10여kg을 차지한다.
그렇다면 세포 개수로는 어떨까? 놀랍게도 세포무게의 43%(20kg)인 근육세포는 숫자로는 0.001%를 차지하는데 불과하다. 근육세포가 꽤 크기 때문이다. 세포무게의 28%(13kg)를 차지하는 지방세포도 숫자로는 0.2%에 불과하다. 이들 세포는 부피가 1만 입방마이크로미터가 넘는다. 그렇다면 도대체 어떤 세포가 개수로는 1등일까?
바로 적혈구로 26조개나 돼 전체 세포 개수 37조개의 70%에 이른다. 무게로는 2.5%에 불과하지만 100입방마이크로미터로 크기(부피)가 워낙 작기 때문이다. 다음으로 아교세포(8%), 내피세포(7%), 진피섬유아세포(5%), 혈소판(4%), 골수세포(2%) 순이다. 나머지 3%를 50가지 세포가 나눠 갖고 있다.
와이즈만연구소의 연구자들은 이 가운데 상위 네 가지의 세포 개수를 재조사했다. 나머지는 값이 좀 바뀌어도 어차피 별 영향을 주지 않기 때문이다. 그 결과 적혈구는 25조 개로 비슷했지만 아교세포는 850억 개로 2013년 논문의 3조개 보다 훨씬 적게 나왔다. 최근 연구결과 아교세포와 신경세포(뉴런)의 비율이 10:1이라는 기존의 추측이 잘못된 것으로 나왔기 때문이다. 혈관과 림프관을 이루는 내피세포 역시 2013년 논문에서 추정한 2조5000억 개보다 적은 6000억 개 수준으로 분석됐다. 진피섬유아세포 역시 2013년 논문의 1조8500만 개보다 훨씬 적은 260억 개에 불과한 것으로 나타났다.
이번 연구결과에 따르면 혈액세포를 제외한 세포의 개수가 2013년 논문의 9조 개에서 9000억 개로 10분의 1 수준으로 떨어졌다. 그 결과 전체 세포의 개수도 37억 개에서 30억 개로 줄었다. 개수별 순위를 보면 적혈구가 여전히 압도적인 1위이지만 혈소판이 5위에서 2위로 올라섰고(4.9%), 내피세포는 3위를 유지했지만 비율은 7%에서 2.1%로 급감했다.
결국 장내미생물의 개수가 39조이고 인체 세포 개수가 30조 이므로 비율이 1.3:1이다. 연구자들은 논문 말미에서 “박테리아와 인체 세포의 비율이 10:1에서 1:1에 가까운 값으로 업데이트된다고 해서 장내미생물의 생물학적 중요성이 떨어지는 건 아니다”라며 “하지만 널리 언급되는 숫자는 가장 적합한 데이터에 기반해야 한다”고 주장했다. 이번 논문이 어느 저널에 실리지는 모르겠지만 앞으로 장내미생물 관련 논문들은 아래와 같은 문구와 함께 이 논문을 인용하게 되지 않을까.

세포 숫자 계산
   


세포의 종류별 분포
    



세포의 크기(부피) 비교
   

세포의 크기별 분포도
   

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♧ 숫자로 본 人體의 神秘 ♧

피가 몸을 완전히 한바퀴 도는 데에는 46초가 걸린다.
눈을 한번 깜빡이는데 걸리는 시간은 1/40 초이다.
혀에 침이 묻어 있지 안으면 절대로 맛을 알수없고 코에 물기가 없으면 냄새를 맡을 수 없다.
갓난아기는 305개의 뼈를 갖고 태어나는데 커 가면서 206개 정도로 줄어든다.
사람의 허파는 오른쪽보다 왼쪽이 더 무겁다.

인간의 수명을 70세라 할 때 일어나는 일들을 살펴보면
소변을 본다: 38,300리터
꿈을 꾼다: 127,500번
심장이 뛴다: 27억번
운다: 3000번
난자 생산량: 400개
정자 생산량: 4천억
웃는다: 540,000번
음식물을 먹는다: 50톤
0 눈을 깜빡인다: 333,000,000회
물을 마신다: 49,200리터
머리카락이 자란다: 563Km
손톱이 자란다 : 3.7m
심장에서 피를 퍼 보낸다: 331,000,000리터

모든 인간은 코에 극소량의 철(Fe)을 가지고 있어서
커다란 자장이 있는 지구에서 방향을 잡기 쉽도록 해준다.
빛이 없을 때 이것을 이용해서 방향을 잡는다.

> 눈의 근육은 24시간 동안 약 100,000번 움직인다.
다리가 이 정도의 운동을 하려면 적어도 80Km는 걸어야 한다.

<두개의 콧구멍은 3~4시간마다 그 활동을 교대한다.
즉 한쪽 콧구멍이 냄새를 맡는동안 다른 하나는 쉰다.

뼈의 조직은 끊임없이 죽고 다른 조직으로
바뀌어 7년마다 한번씩 몸 전체의 모든 뼈가 새로 바뀐다.

하루에 섭취하는 열량의 1/4이 뇌에서 사용된다.
누구든 눈을 뜨고 재채기를 하는 것은 불가능하다.
재채기는 시속 160Km

손톱, 발톱의 경우 뿌리 부분이 완전히 손톱 끝까지
성장하는데 걸리는 시간은 6개월이 걸린다.
여자가 임신을 하면 피의 양이 25%정도 증가한다
.
뇌는몸무게의 2%밖에 차지하지 않지만 뇌가 사용하는 산소의 양은
전체 사용량의 20%이다. 뇌는 우리가 섭취한 음식물의 20% 를
소모하고 전체 피의15%를 사용한다.
뇌는 1,000억개 신경 세포와 1,000조개의 신경세포 접합부를
가지고 있어서 뇌속의 상호 연결은 사실상 한계가 없다.

성인이 가진 근육의 수는 650개이고 관절은 100개
이상이며 혈관의 길이는 120,000Km 나 된다.
또 뼈의 숫자는 206개인데 그중 절반이 손과 발에 있다.

폐는 폐포라 하는 공기 주머니를 가지고 있는데
그것은 무려 3,000,000개정도나 된다.
이 폐포를 납작하게 편다면 그 넓이는 93평방미터 정도가 된다.
매일남성의 고환은 한국 인구의10배에 달하는 정자를만들어 낸다.
한 인간이 살아 있는 동안 평균 280,000,000번 심장 박동을 하고
약 2,270,000리터의 피를 퍼낸다.
일반적으로 체중이 70Kg되는 사람은 피의 양이 약 5.2리터이다.
적혈구는 골수에서 매초마다 20,000개씩 생성되는데,
적혈구의 수명은 120-130일정도이다.
이 골수는 평생 동안 약 반톤가량의 적혈구를 만들어 낸다.

인체에서 가장 큰 기관은 피부이다. 어른 남자의 경우
피부의 넓이는 1.9평방미터, 여자의 경우는 1.6평방 미터이다.
피부는 끊임없이 벗겨지고, 4주마다 완전히 새 피부로 바뀐다.
우리는 부모님이 물려주신 이 천연의 완전 방수의 가죽옷을
한달에 한 번씩 갈아입는 것이 된다.
한사람이 평생 동안 벗어버리는 피부의 무게는 48Kg
정도로 1000번정도를 새로갈아입는다.
우리의 키는 저녁때보다 아침때의 키가 0.8Cm정도 크다.
낮동안 우리가 서 있거나 앉아있을때 척추에 있는 물렁한
디스크 뼈가 몸무게로 인해 납작해지기 때문이다.
밤에는 다시 늘어난다.

위벽을 이루는 500,000개의 세포들이 매분
죽어서 새 세포들로 대치된다.
3일마다 위벽 전체가 새것으로 바뀌는 것이다.
여자가 아기를 출산 때는 자궁 입구가  평상시 때보다 500배나 크게 열린다.

인간의 혈관을 한줄로 이으면
120,000Km로서 지구를 3바퀴 감을 수 있다.

인간은 위와 비장(脾臟=지라)의 50%,
간의 70%, 내장의 80%, 한 개의 폐를 떼어 내도 살수 있다.

인간의 눈은 이상 조건에서 100,000가지의 색을
구분할 수 있지 만 보통은 150가지를 구별해 낸다.

지문이 같을 가능성은 64,000,000,000대 1이다.
그러므로 이 세상 사람들의 지문은 모두 다르다.

한 단어를 말하는데 650개의 근육중 72개가 움직여야 한다.
몸의 열기는 80%가 머리로 빠져나가기 때문에
발을 따뜻하게 하려면 양말을 신는 것보다 모자를 쓰는 것이 더 낫다.

눈 깜빡임은 눈을 보호하고 각막을 매끄럽게 하는데,
한번 눈을 깜빡 거릴 때 1/40초의 시간이 소요된다.
1분에 평균 15번, 한 시간에 900 번,
평생 동안 300,000,000번 정도 한다.
정자의 무게는 난자의 1/75 이다.

무게로 본 인체
뇌: 1.4킬로그램 심장: 130그램 간: 1,4킬로그램 지라: 198그램 고환2개: 25그램 난소: 7그램 자궁: 60그램 유방2개: 100그램 이자: 82그램 뼈: 9킬로그램 폐양쪽: 900그램 췌장: 85그램 신장2개: 290그램 방광: 1.1킬로그램
오른쪽 유방은 왼쪽 유방보다 약간 작다.
인간의 몸에서 하루동안 일어나는 일들을 살펴보면
2,340번 숨을 쉬며, 평균 3-4Km 정도를 움직이고
120평방미터의 공기를 마시며 1.3Kg의 수분을 섭취한다.
3.5Kg의 노폐물을 배설하며, 0.7리터의 땀을 흘리고
4800단어를 말하며 750번 주요 근육을 움직인다.
손톱은 0.0011684mm가 자라며 머리털은 0.435356mm가 자라고
7,000,000개의 뇌세포를 활동 시킨다.
미소를 짓기 위해서는 14개의 근육운동이 필요하고 찡그리기 위해서는 72개의 근육을 움직여야 한다.
어두운 곳에서 잘 볼 수 있으려면 약 50-60초 정도가 걸린다.
하지만 일단 조절만 되면 밝은 햇빛에서 보다 100,000배나 더 예민해진다.
달이 뜨지 않은 밤에도 80Km정도의 먼산에 앉아있는
사람도 볼 수 있 을 정도이다.

인간에게는 맛을 알아내는 9,000개의 미각이 있다.
혀의 뒷부분은 쓴 맛, 중간부분은 짠맛, 앞쪽은 단맛을 느낀다.
보통 새는 40-60개, 벌 새는 1000개, 박쥐는 800개, 돼지는 15,000개, 토끼는 17,000개, 소는 35,000개의 미각을 가지고 있다.

우리의 몸을 구성하고 있는 성분들
물: 61,8% 백질: 16,6% 지방: 1,49% 질소: 3,3% 칼슘: 1,81% 인: 1,19% 칼륨: 0,24% 염분: 0,17% 마그네슘: 0,041% 철분: 0,0075% 아연: 0,0028% 구리: 0,00015% 망간: 0,00013% 옥소: 0,00004% 기타: 0,10082%

우리가 실제로 마실 수 있는 물은 지구에 있는 물의 0.009% 밖에 안된다. 97%가 바닷물이고 2%는 얼음과 눈이다.

길이로 본 인체
입 ~ 식도: 45cm 위장: 27cm 소장: 6m 대장: 1,5m 십이지장: 23cm 입 ~ 항문 총길이: 5m
인체의 핏줄은(동맥, 정맥, 모세혈관의 총길이) 120,000km이다.
경부고속도로 왕복 900km 이니까,133번 왕복할 수 있는 길이이다.
지구둘레가 40,008km이니까, 지구를 3바퀴 돌 수 있는 길이이다.
이렇게 긴 핏줄을 이해한다면 피가 맑아야 병이 없고
오래살 수 있다는 것을 이해할 수 있다.
성인의 보통 머리카락의 숫자는 10만개이다. 수염은 3만개,
잔털은 30만 개이다. 머리카락의 성분은 아미노산, 탄소: 50%, 산소: 20%, 질소: 18%, 수소: 7%이다.
인체의 피부면적은 15,000 cm2 이다.
땀구멍은 500만개이며, 신경종말 은 1000만개,
뇌세포는 230억개, 세포수는 100조개,

여자의 난자는 인체에서 가장 큰 세포이다.
정자는 난자의 85,000분의 1크기이다.
포유류라고 해서 월경을 하는 것은 아니다. 사람과 원숭이뿐이다.


페이스북       방명록      수정 2021-07-10 / 등록 2016-01-13 / 조회 : 10050 (915)



우리의 건강을 해치는 불량지식이 없는 아름다운 세상을 꿈꾸며 ...  2009.12  최낙언