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피는 정말 빨간색일까?

- 사람의 피는 정말 빨간색일까?

넘어져서 무릎에 피가 나거나 손가락을 살짝 베였을 때 나오는 피 색깔은 선홍색, 즉 밝은 빨간색이다. 우리는 눈에 보이는 그 색깔이 사람의 피 색깔이라고 생각한다. 그러다 가끔 고개를 갸웃거리게 되는 때가 있는데, 병원에서 피검사를 할 때 또 드라마 속에서 수술 장면 중 혈액주머니를 볼 때가 그렇다. 그 피들은 빨간색보다는 검정에 가까울 정도로 어두운 검붉은 색이다. 사람의 피 색깔은 왜 이렇게 때에 따라 다르게 보일까?

 

- 동물의 피 색깔을 결정하는 것은?

피는 빨갛다. 하지만 이 말은 맞는 말이기도 하고 틀린 말이기도 하다. 빨간색 피를 가진 동물도 있지만, 청록색, 녹색, 보라색 피를 가진 동물도 있으니 말이다.

동물의 피 색깔은 산소 운반에 관여하는 물질, 금속을 품는 단백질 분자에 의해 결정된다. 이 단백질 분자를 우리는 혈색소라고 부르는데 이 혈색소의 종류에 따라 이들이 품는 금속의 종류가 다르며, 혈액의 색도 달라진다. 또 이 금속을 품은 단백질들에 흡수된 빛의 스펙트럼이 산소를 만났을 때와 산소를 만나지 못했을 때 차이를 보이기 때문에 혈액의 색이 달라 보이는 것이다.

 

피 색깔

왼쪽부터 산소와 만났을 때 빨간색 피를 가진 사람의 혈색소인 헤모글로빈, 파란색 피를 가진 투구게, 거미, 오징어, 문어 등의 헤모시아닌, 녹색피를 가진 지렁이의 클로로크루오린, 군소나 피넛웜 등의 헤메리트린의 화학구조이다. 각 혈색소의 구조와 중심에 품고 있는 금속의 종류에 따라 빛의 스펙트럼이 달라져 피 색깔 역시 달라진다. / 이미지 출처 : Compoundchem.com


 

- 빨간색 피와 헤모글로빈(Hemoglobin)

사람을 포함한 척추동물, 홍합을 포함한 일부 연체동물, 끈벌레를 포함한 유형벌레, 거머리나 지렁이 같은 환형동물 등은 헤모글로빈을 혈색소로 가진다. 헤모글로빈은 철(Fe)을 품고 있는데, 산소를 붙잡아 주는 역할을 하는 금속인 철을 이용해 산소를 운반한다. 철은 산소와 만났을 때 붉은색을 띄므로, 혈색소로 헤모글로빈을 가진 동물들은 혈색의 색이 산소와 결합했을 때 선홍색이고, 산소가 없을 때는 암홍색이다. 우리가 다쳤을 때는 공기 중의 산소와 만나 피가 밝은 빨간색으로 보이고 수술장에서 보이는 혈액팩 속의 피나 혈액검사용 주사기 속의 피는 산소를 만나지 못해 어두운 빨간색으로 보이는 것이다.

피

혈액 검사를 위해 피를 뽑았을 때 산소와 만나지 않은 피 색깔은 검붉은색이다. / 이미지 출처 : By Tannim101-CC-BY-3.0(Wikipedia.org)

 

 

- 파란색 피와 헤모시아닌(Hemocyanin)

연체동물 중 오징어나 문어, 갑각류 중 새우나 게 등은 파란색(청록색과 비슷한 푸른색)의 피를 가진다. 혈액의 색이 산소와 결합했을 때 파란색을 띄고, 산소가 없을 때는 무색이다.

남극 바다에 사는 문어는 극한의 환경에 살아남기 위해 헤모글로빈이 아닌 헤모시아닌을 선택했다. 온도가 낮아지면 척추동물의 헤모글로빈은 제대로 작동하지 못해 혈액의 점도가 높아지면서 혈관을 막아버린다. 이들은 산소와 결합하는 능력은 헤모글로빈보다 떨어지지만 낮은 온도에서도 잘 작용하는 헤모시아닌을 혈색소로 가진다. 헤모시아닌은 산소 운반에 사용되는 금속으로 철 대신 구리(Cu)를 가지고 있다. 구리는 산소와 만나면 푸른색이고 산소가 없을 땐 무색이므로 헤모시아닌을 가진 동물의 피 색깔이 설명된다.

 

투구게 피

(좌) 투구게 /(우) 투구게의 혈액. 투구게(Horseshoe Crab)의 파란색 혈액 속에는 세균에 극도로 민감하게 반응하는 면역체계가 존재해 그람음성세균(우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 대장균, 살로넬라균 등)을 만나면 곧바로 응고된다. 이 때문에 투구게의 혈액은 백신이나 진단키트 등의 개발에 반드시 필요하다. 아직 투구게의 혈액을 대체할만한 실험 대상은 없지만, 이를 대체할 몇몇 대안이 개발 중이긴 하다. / 이미지 출처 : vandyllc.com

 

 

- 녹색 피와 클로로크루오린(Chlorocruorin)

갯지렁이 같은 환형동물은 산소와 결합했을 때나 산소가 없을 때 모두 녹색의 피를 가진다. 클로로크루오린이라는 혈색소를 가지는데, 금속으로는 철(Fe)을 품는다.

 

 

- 보라색 피와 헤메리트린(Hemerytrin)

촉수동물과 절지동물(곤충류)는 산소와 결합했을 때 보라색(적자색), 산소가 없을 때는 무색의 피를 가진다. 헤메리트린 역시 금속으로 철(Fe)을 품는다.

 

 

[같은 철(Fe)을 품은 동물의 피 색깔이 다른 이유는?]

사람의 혈액이 붉은색인 이유는 헤모글로빈이 품은 금속인 철 때문이라고 말하는 것은 맞지만, 이 금속 ‘철’ 하나만이 색을 결정하는 것은 아니다. 철을 품은 헤모글로빈의 구조도 빛의 스펙트럼에 영향을 주는 요인이기 때문에 철을 품었다고 해서 모두 붉은색을 띄는 것은 아니다. 따라서 철을 품은 클로로크루오린과 헤메리트린의 구조에 따라 혈액의 색이 달라지는 것이다.

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