해부학 및 생리학 I (한국어)

의 물질이 우주에서 곡식의 모래하는 스타는 이라는 문제입니다., 과학자들은 물질을 공간을 차지하고 질량을 갖는 것으로 정의합니다. 물체의 질량과 그 무게는 관련 개념이지만 상당히 동일하지는 않습니다. 개체의 질량은 물질의 양에 포함된 객체이며,개체의 질량은 동일한지 여부는 객체에 지구상에서 또는 무중력의 환경을 외부 공간입니다. 반면에 물체의 무게는 중력의 끌어 당김에 영향을받는 질량입니다. 중력이 물체의 질량을 강하게 끌어 당기는 곳은 중력이 덜 강한 곳보다 무게가 큽니다., 특정 질량의 물체는 달의 중력이 지구보다 작기 때문에 예를 들어 지구에서하는 것보다 달에 무게가 적습니다. 즉,무게는 가변적이며 중력의 영향을받습니다. 지구상에서 1 파운드의 무게가 나가는 치즈 조각은 달에 몇 온스에 불과합니다.

원소 및 화합물

자연계의 모든 물질은 원소라고 불리는 92 가지 기본 물질 중 하나 이상으로 구성됩니다., 원소는 일반 화학적 수단으로 생성되거나 분해 될 수 없다는 사실로 다른 모든 물질과 구별되는 순수한 물질입니다. 하는 동안 당신의 몸을 조립할 수 있습니다 많은 화학 화합물의 생활에 필요한에서 자신의 구성 요소,수 없는 요소입니다. 그들은 환경에서 나와야합니다. 당신이 취해야 할 요소의 친숙한 예는 칼슘(Ca++)입니다. 칼슘은 인체에 필수적입니다;그것은 흡수되어 뼈 강화를 포함한 여러 과정에 사용됩니다., 당신이 유제품을 섭취 할 때 당신의 소화 시스템은 혈류로 교차 할만큼 작은 구성 요소로 음식을 분해합니다. 이 중 칼슘은 원소이기 때문에 더 이상 분해 할 수 없습니다. 따라서 치즈의 원소 칼슘은 뼈를 형성하는 칼슘과 동일합니다. 당신이 익숙 할 수있는 다른 요소는 산소,나트륨 및 철분입니다. 인체의 원소는 산소(O),탄소(C),수소(H)및 질소(N)와 같이 가장 풍부한 것으로 시작하여 표 1 에 나와 있습니다., 각 요소의 이름은 한 글자 또는 두 글자 기호로 대체 될 수 있으며이 과정에서 이들 중 일부에 익숙해 질 것입니다. 당신의 몸에있는 모든 요소는 당신이 먹는 음식과 당신이 호흡하는 공기에서 파생됩니다.

자연에서 요소는 거의 혼자 발생하지 않습니다. 대신,그들은 화합물을 형성하기 위해 결합합니다. 화합물은 화학 결합에 의해 결합 된 두 개 이상의 원소로 구성된 물질입니다. 예를 들어,화합물 포도당은 중요한 신체 연료입니다. 그것은 항상 탄소,수소 및 산소의 동일한 세 가지 요소로 구성됩니다., 더욱이,임의의 주어진 화합물을 구성하는 원소는 항상 동일한 상대적 양으로 발생한다. 포도당에는 항상 12 개의 수소 단위마다 6 개의 탄소와 6 개의 산소 단위가 있습니다. 그러나 정확히 이러한 요소의”단위”는 무엇입니까?

원자 및 양자 입자

원자가 가장 작은 양의 요소를 유지하는 독특한 특성의 요소입니다. 즉,수소의 원자는 존재할 수있는 가장 적은 양의 수소 인 수소의 단위입니다. 짐작할 수 있듯이 원자는 거의 헤아릴 수 없을 정도로 작습니다., 이 문장의 끝에있는 기간은 수백만 개의 원자가 넓습니다.

원자 구조와 에너지

원자가의 심지어 작은 양자 입자는,세 가지 유형의 중요한:양성자,중성자,전자. 수의 긍정적-부과 양자와 금액(“중립”)중성자,제공하는 질량을 원자 및 숫자의에서 각각의 핵 원자 결정하는 요소입니다. 빛의 속도에 가깝게 핵 주위를”회전”하는 음전하를 띤 전자의 수는 양성자의 수와 같습니다., 전자는 양성자 또는 중성자의 질량이 약 1/2000 번째입니다.

그림 1 은 원자의 구조를 상상하는 데 도움이되는 두 가지 모델을 보여줍니다.이 경우 헬륨(He). 행성 모델에서 헬륨의 두 전자는 고리로 묘사 된 고정 된 궤도에서 핵을 돌고있는 것으로 보인다. 하지만 이 모델은 도움이에서 원자를 시각화하는 구조에서,현실,전자에서 여행을하지 않습 고정 궤도 하지만,소변 핵 불규칙에서 소위 전자니다.

그림 1. 원자 구조의 두 가지 모델., (a)에 행성의 모델,전자는 헬륨의 표시에 고정된 궤도로 묘사된 반지를,정확한 거리에서 핵,다소와 같은 행성 궤도니다. (b)전자 구름 모델에서 탄소의 전자는 시간이 지남에 따라 핵과 다른 거리에있을 다양한 위치에 표시됩니다.

원자의 양성자와 전자는 전기 요금을 운반합니다. 양성자는 양전하로 p+로 지정됩니다. 음전하를 띠는 전자는 전자로 지정됩니다. 원자의 중성자는 전하가 없다:그들은 전기적으로 중성이다., 다만 자석으로 스틱을 강철 냉장고 등이기 때문에 그들은 그 반대 전하를 유치,적극적으로 부과 양자 유치는 부정적인 요금이 부과 전자. 이 상호 매력은 원자에 약간의 구조적 안정성을 부여합니다. 양전하를 띤 핵에 의한 매력은 전자가 멀리 떨어지지 않도록 도와줍니다. 중성 원자 내의 양성자와 전자의 수는 동일하므로 원자의 전체 전하가 균형을 이룬다.

원자 번호와 질량 번호

탄소의 원자는 탄소에 고유하지만 탄소의 양성자는 그렇지 않습니다., 하나의 양성자는 탄소,나트륨(Na)또는 철(Fe)의 원자에서 발견되는지 여부에 관계없이 다른 양성자와 동일합니다. 중성자와 전자에 대해서도 마찬가지입니다. 그렇다면 원소에 독특한 성질을 부여하는 것은 무엇입니까-탄소가 나트륨이나 철과 너무 다른 점은 무엇입니까? 대답은 각각 포함 된 양성자의 고유 한 양입니다. 정의에 의한 탄소는 원자가 6 개의 양성자를 포함하는 원소입니다. 다른 원소는 원자에 정확히 6 개의 양성자를 가지고 있지 않습니다. 더욱이,탄소의 모든 원자는 당신의 간에서 또는 석탄 덩어리에서 발견 되든,6 개의 양성자를 포함합니다., 따라서 원자의 핵에있는 양성자의 수인 원자 번호는 원소를 식별합니다. 기 때문에 원자 일반적으로는 같은 수의 전자로 양성자,원자 번호를 식별하는 일반적인 숫자의 전자 뿐만 아니라.

에서 가장 일반적인 형태로,많은 요소도 같은 수의 중성자로 양성자. 가장 일반적인 형태의 탄소,예를 들어,여섯 개 중성자뿐만 아니라 여섯 양성자,총 12 양자 입자의 핵. 원소의 질량수는 핵에있는 양성자와 중성자의 수의 합입니다., 그래서 가장 일반적인 형태의 탄소의 질량수는 12 입니다. (전자는 질량이 너무 적어 원자의 질량에 크게 기여하지 못한다.)탄소는 비교적 가벼운 원소입니다. 반면 우라늄(U)은 질량수가 238 이며 중금속이라고합니다. 원자 번호 92 스(92 양성자)하지만 그것을 담 146 중성자,그것의 대부분의 질량 모든 자연 발생적인 요소입니다.,

요소의 주기율표에 표시된 그림 2 차트를 식별하 92 요소를 발견에 자연 뿐만 아니라,여러 개의 대규모,불안정한 요소를 발견한다. 요소를 배치하기 위해서는 그들의 원자 번호,수소 및 헬륨의 정상에 테이블,그리고 더 많은 거대한 요소는 다음과 같습니다. 주기율표에 유용한 장치 때문에 각각에 대해 요소를 식별하는 화학 기호,원자 번호하고,질량수면서,구성 요소에 따라 그들의 성향과 반응하는 다른 요소입니다., 원소의 양성자와 전자의 수는 같습니다. 양성자와 중성자의 수는 일부 원소에서는 같을 수 있지만 모두 같지는 않습니다.

그림 2. 원소의 주기율표. (credit:R.A.Dragoset,A.Musgrove,C.W.Clark,W.C.Martin)

동위 원소

지만 각각의 요소가 고유한 숫자의 양성자,그것은 존재할 수 있습으로 다른 동위 원소. 동위 원소는 다른 수의 중성자에 의해 서로 구별되는 원소의 다른 형태 중 하나입니다. 탄소의 표준 동위 원소는 일반적으로 탄소 12 라고 불리는 12C 입니다. 12C 는 12 의 질량 수에 대해 6 개의 양성자와 6 개의 중성자를 가지고 있습니다., 모든의 동위원소 탄소의 동일한 수의 양성자이므로,13 일곱 중성자,그리고 14C 은 여덟 중성자. 원소의 다른 동위 원소는 질량수가 하이픈으로 표시 될 수도 있습니다(예:12C 대신 C-12). 수소에는 그림 3 에 표시된 세 가지 공통 동위 원소가 있습니다.

그림 3. 수소의 동위 원소. 1h 로 지정된 Protium 에는 하나의 양성자와 중성자가 없습니다. 그것은 지금까지 자연에서 수소의 가장 풍부한 동위 원소입니다. 2H 로 지정된 중수소는 하나의 양성자와 하나의 중성자를 가지고 있습니다., 3h 로 지정된 삼중 수소에는 두 개의 중성자가 있습니다.

일반적인 중성자 수 이상을 포함하는 동위 원소를 무거운 동위 원소라고합니다. 무거운 동위 원소는 불안정한 경향이 있으며 불안정한 동위 원소는 방사성입니다. 방사성 동위 원소는 핵이 쉽게 붕괴되어 아 원자 입자와 전자기 에너지를 방출하는 동위 원소입니다. 다른 방사성 동위원소(또 radioisotopes)에서 차이가 반감기 위해 걸리는 시간의 절반이 어떤 크기든지의 샘플을 동위원소 위치한다., 예를 들어,반감기의 삼중수소—방사성 동위 원소의 수소—은 12 년 동안,그것을 나타내는 12 년 반의 삼중수소 핵에서 샘플을 붕괴시킵니다. 과도한 노출 방사성 동위 원소할 수 있는 인간의 세포에는 손상도 암을 일으키고,출산 결함이지만,경우 노출이 통제되고,어떤 방사성 동위 원소에서 유용 할 수 있습니다 의학입니다. 자세한 내용은 경력 연결을 참조하십시오.

경력 연결:중재 적 방사선 전문의

방사성 동위 원소의 통제 된 사용은 의학적 진단과 질병 치료를 진보 시켰습니다., 중재 적 방사선 전문의는 방사선을 포함하는 최소 침습적 기술을 사용하여 질병을 치료하는 의사입니다. 많은 조건 수 있는 한번만으로 처리한 길고 외상 조작할 수 있습 취급 non-수술 비용을 감소,고통,병원 및 복구 시간을 위한 환자입니다. 예를 들어,과거에는,이 옵션만을 위한 환자 하나 이상의 종양이 간에 있었는 수술과 화학요법(관리하는 약물의 암 치료)., 간 일부 종양,그러나,접근하기 어려운 수술,및 다른 사람을 요구할 수 있는 외과 제거하는 너무 많습니다. 더욱이 화학 요법은 간에 매우 독성이 있으며 특정 종양은 어쨌든 그것에 잘 반응하지 않습니다. 에서 일부러한 경우,중재는 방사선 치료할 수 있 종양을 방해하여 자신의 혈액공급,그들이 필요로 하는 경우 그들은 성장을 계속합니다. 이 절차에서 소위 radioembolization,방사선에 액세스하는 간세 바늘,나사 하나를 통해 환자의 혈관을., 그런 다음 방사선 전문의는 종양을 공급하는 혈관에 작은 방사성”씨앗”을 삽입합니다. 시술 후 며칠 및 몇 주 동안 씨앗에서 방출되는 방사선은 혈관을 파괴하고 치료 부근의 종양 세포를 직접 죽입니다.

방사성 동위 원소는 이미징 기술로 탐지하고 추적 할 수있는 아 원자 입자를 방출합니다., 중 하나의 대부분의 고급 사용하의 radioisotopes 의학에서는 양전자 방출 단층촬영(PET)스캐너는 검출 활동의 본문에는 아주 작은 사출의 방사성 포도당,간단한 설탕는 세포를 이용한 에너지입니다. 애완 동물 카메라는 환자의 조직 중 어느 것이 가장 많은 포도당을 차지하고 있는지 의료 팀에게 보여줍니다. 따라서 가장 대사 적으로 활성 인 조직은 이미지에 밝은”핫 스폿”으로 나타납니다(그림 4). 애완동물 수 있는 일부를 공개 암 때문에 대중 암세포를 소비한 포도당에서 높은 비율의 급속한 재생합니다.,

그림 4. 애완 동물 스캔. 애완 동물은 암 조직의 특징 인 상대적으로 높은 포도당 사용이있는 신체의 영역을 강조 표시합니다. 이 PET 스캔은 큰 원발 종양이 다른 부위로 퍼지는 부위를 보여줍니다.

전자의 거동

인체에서 원자는 독립적 인 실체로 존재하지 않는다. 오히려,그들은 더 복잡한 물질을 형성하고 분해하기 위해 다른 원자들과 끊임없이 반응하고 있습니다., 해부학과 생리학을 완전히 이해하려면 원자가 그러한 반응에 어떻게 참여하는지 파악해야합니다. 핵심은 전자의 거동을 이해하는 것입니다.

지만 전자가를 따르지 않는 엄격한 궤도 집안에서의 원자핵,그들이 하는 경향이 있 숙박 시설 내의 특정 지역에 공간이라는 전자 껍질입니다. 전자 껍질은 뚜렷한 에너지 준위로 핵을 둘러싸는 전자 층입니다.,

원자의 요소를 발견에서 인간의 몸은 하나에서 다섯 전자 껍질,모든 전자 껍질이 붙은 여덟 전자 제외하고는 첫 번째 포탄 수있는 보유 두. 전자 껍질의이 구성은 모든 원자에 대해 동일합니다. 껍질의 정확한 수는 원자의 전자 수에 달려 있습니다. 수소와 헬륨은 각각 단 하나와 두 개의 전자를 가지고 있습니다., 는 경우에 당신은 살펴보 요소의 주기율표,당신다는 것을 알 수 있 수소 및 헬륨은 위치에 혼자 어느 면의 행은 그들만 요소가 있는 하나의 전자 껍질(그림 5). 두 번째 껍질은 수소와 헬륨보다 큰 모든 원소의 전자를 보유하는 데 필요합니다.

그림 5. 전자 껍질. 전자는 전자 껍질이라고 불리는 뚜렷한 에너지 수준에서 원자핵을 궤도에 진입시킵니다. (a)하나의 전자로 수소는 전자 껍질을 절반 만 채 웁니다., 헬륨은 또한 단일 껍질을 가지고 있지만,그 두 전자는 그것을 완전히 채 웁니다. (b)탄소의 전자는 첫 번째 전자 껍질을 완전히 채우지 만 두 번째 전자 껍질을 절반 만 채 웁니다. (c)신체에서 발생하지 않는 원소 인 네온은 10 개의 전자를 가지고있어 전자 껍질을 모두 채 웁니다.

원자 번호가 3 인 리튬(Li)에는 3 개의 전자가 있습니다. 이 중 두 개는 첫 번째 전자 껍질을 채우고 세 번째는 두 번째 껍질로 유출됩니다. 두 번째 전자 껍질은 많은 8 개의 전자를 수용 할 수 있습니다., 6 개의 전자를 가진 탄소는 첫 번째 껍질을 완전히 채우고 두 번째 껍질을 반으로 채 웁니다. 10 개의 전자로 네온(ne)은 두 개의 전자 껍질을 완전히 채 웁니다. 다시,보고서의 주기율표를 보여준의 모든 요소에서 두 번째 행에서 리튬을 네온,단 두 개의 전자 껍질입니다. 10 개 이상의 전자를 가진 원자는 2 개 이상의 껍질을 필요로합니다. 이 요소들은 주기율표의 세 번째 및 후속 행을 차지합니다.

원자가 화학 반응에 참여하는 경향을 가장 강하게 지배하는 요인은 원자가 껍질에있는 전자의 수입니다., 원자가 껍질은 원자의 가장 바깥 쪽 전자 껍질입니다. 면 원자의 껍질이 가득,아날로그 전자기구,디지털 전자 안정적인 의미는 그것의 전자가 될 가능성이에서 뽑은 핵 의 전기료의 다른 원자를 함유하고 있습니다. 면 원자의 껍질이 완전하지 않고,아날로그 전자기구,디지털 전자기 반응을 의미하는 경향이 반응과 다른 원자 방법으로 만드는 원자의 껍질 전체입니다. 하나의 전자가 원자가 껍질을 절반 만 채우면서 수소를 고려하십시오. 이 단자가 될 가능성이 높으로 그려는 관계의 원자는 다른 요소,그래서 수소의 단일 원자의 껍질 안정화 될 수있다.,

모든 원자(제외 수소 및 헬륨과 그들의 하나의 전자 껍질)는 가장 안정적인 때가 있을 정확히 여덟 전자에서의 원자 쉘입니다. 이 원칙적으로 언급수 규칙,그리고 그것은 원자로에게 얻을,또는 전자를 공유할 다른 원자 그는 그것을 끝까지 함께 여덟 전자가 자체에서 발랑 쉘입니다. 예를 들어,산소,여섯 개의 전자에서는 원자의 껍질 가능성이 높으로 반작용 기타 원자 방법으로는 결과에 추가의 두 개의 전자 산소의 원자의 껍질,수니다., 때 두 개의 수소 원자를 각각 공유들은 하나의 전자,산소와 공유 결합을 형성되고,결과 분자의 물,H2O.

자연 속에서,원자의 요소 중 하나에 참여하는 경향이있 원자와의 다른 요소를 특징이다. 예를 들어,탄소는 일반적으로 4 개의 수소 원자와 연결하여 원자가 껍질을 채 웁니다. 에서 이렇게 두 가지 요소를 형성하는 가장 간단한 유기 분자의 메탄은 또한은 하나의 가장 풍부하고 안정적인 탄소 함유 화합물에서 지구입니다. 위에 명시된 바와 같이 또 다른 예는 물 산소 요구 두 개의 전자를 채우기 위해 원자 쉘입니다., 물(물-=”물”;-gen=”메이커”)에 기여 반영 부수적으로,이름”수소”는 h2o 를 형성하는 수소의 두 원자와 상호 작용한다. 따라서 수소는”물 메이커.”