'바닷물'과 '사람의 몸'에 녹아 있는 성분은 얼마나 비슷할까?

0. 목차

1. 바닷물은 왜 혈액이나 조직액의 성분과 비슷할까? 
2. 바닷물, 혈액, 조직액에 녹아 있는 원소의 종류는 비슷하다.

1. 바닷물은 왜 혈액이나 조직액의 성분과 비슷할까?

 바다의 물에는 지구상에 존재하는 거의 모든 종류의 원소가 녹아 있다. 그 가운데 가장 많이 녹아 있는 원소는 '나트륨(Na)'과 '염소(Cl)'이다. 사람의 몸에는 몸무게의 약 60%이나 되는 물이 있다. 그리고 그 수분의 약 30%가 '혈액(blood)'과 '조직액(tissue liquid)'이다. '조직액'은 모세 혈관에서 스며 나와 세포의 틈을 채우는 액체이다. 그리고 인체를 둘러싸고 있는 혈액과 조직액에 녹아 있는 주된 원소도 '나트륨(Na)'과 '염소(Cl)'이다. 나아가 혈액과 조직액에는 '칼륨(K)', '칼슘(Ca)', '마그네슘(Mg)' 등이 녹아있다. 이들 원소는 바닷물에도 많이 녹아 있다. 혈액과 조직액, 바닷물에 많이 녹아 있는 원소를 비교해 보면, 농도는 다르지만 녹아 있는 원소의 종류는 매우 비슷하다는 사실을 알 수 있다.

 이에 비해, 인체 수분의 약 70%는 세포 내부의 물이다. 세포 내부의 물에 녹아 있는 주된 원소는 바닷물과는 전혀 다르다. 세포 내부의 물에 녹아 있는 것은 주로 '칼륨(K)'과 '인산수소 이온(HO₄P^-2)'이며, '칼슘(Ca)'과 '염소(Cl)'는 거의 녹아 있지 않다.

 그러면 왜 바닷물과 혈액이나 조직액의 성분이 비슷할까? 지구상에 가장 먼저 탄생한 생명은 바닷속의 작은 '단세포 생물(unicellular organism)'이었다고 생각된다. 혈액이나 조직액의 성분이 바닷물의 성분과 비슷한 이유는, 단세포 생물이 바닷속을 떠도는 것처럼 사람의 세포 하나하나도 조직액이라는 바닷속을 떠돌고 있기 때문이다.

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2. 바닷물, 혈액, 조직액에 녹아 있는 원소의 종류는 비슷하다.

 혈액, 조직액, 세포 내부의 물에는 표에 나타낸 성분 외에도 많은 '유기물(Organic matter)'과 '단백질(Protein)'이 들어 있다.

1-1. 바닷물에 녹아 있는 원소

  바닷물의 성부는 장소와 수심에 따라 조금씩 다르다. 도달하는 태양 광선의 양과 서식하는 생물의 양, 유입되는 민물의 양 등이 다르기 때문이다. 아래에는 평균 값을 나타냈다. 바닷물에 녹아 있는 주된 원소는 '나트륨(Na)'과 '염소(Cl)'이다.

성분	비율
염소	42.3%
나트륨	34.2%
탄산수소 이온	19.2%
칼륨	1.6%
인산수소 이온	1.0%
황산 이온	1.0%
칼슘	0.5%
마그네슘	0.2%

1-2. 조직액에 녹아 있는 원소

 조직액에 녹아 있는 주된 원소는 '나트륨(Na)'과 '염소(Cl)'이다. 태아의 주위에 있는 어머니의 양수도 '조직액'과 같은 성분을 띠고 있다.

성분	비율
염소	42.3%
나트륨	34.2%
탄산수소 이온	19.2%
칼륨	1.6%
황산 이온	1.0%
인산수소 이온	1.0%
칼슘	0.5%
마그네슘	0.2%

1-3. 혈액에 녹아 있는 원소와 전해질

 혈액에 녹아 있는 주된 원소는 '나트륨(Na)'과 '염소(Cl)'이다. '산소(O₂)'와 '이산화탄소(CO₂)'는 직접 혈액에 녹아있는 것이 아니라, '적혈구(Red blood cell)'에 의해 운반된다.

성분	비율
염소	40.6%
나트륨	36.3%
탄산수소 이온	18.3%
칼륨	1.7%
칼슘	1.1%
인산수소 이온	1.1%
황산 이온	0.5%
마그네슘	0.4%

1-4. 세포 내부의 물에 녹아 있는 원소와 전해질

 세포 내부의 물에 녹아 있는 주된 원소와 전해질은 '칼륨(K)'과 '인산수소 이온(HO₄P^-2)'이다. 반대로 '칼슘(Ca)'과 '염소(Cl)'는 거의 녹아 있지 않다.

성분	비율
칼륨	48.3%
인산수소 이온	41.5%
탄산수소 이온	4.8%
마그네슘	2.5%
나트륨	2.5%
황산 이온	0.4%