소개글
"완충용액과 암"에 대한 내용입니다.
목차
1. 완충용액과 암
1.1. 암의 종양 미세환경을 타깃으로 한 암치료
1.2. 종양미세환경의 산성화 원인
1.3. 암세포와 정상세포의 pH 차이
1.4. 암조직 산성화로 인한 결과
1.5. 완충용액의 원리
1.6. 완충용액과 암
1.7. 중탄산나트륨을 이용한 암 치료
2. 토양반응과 작물생육
2.1. 토양 pH와 작물양분
2.2. 토양산도와 작물의 적응성
2.3. 염기성 토양과 작물 적응성
3. 토양의 산화와 환원
3.1. 토양의 산도(pH)
3.2. 토양 산성화의 원인
3.3. 토양의 산화와 환원
3.4. 산화·환원과 작물생육
4. 참고 문헌
본문내용
1. 완충용액과 암
1.1. 암의 종양 미세환경을 타깃으로 한 암치료
20세기 말까지의 암 연구에서는 "암은 세포의 병"이라는 생각으로 연구를 진행했다. 즉, 암세포에서 일어나는 신호전달계와 유전자의 이상 해명이 암 연구의 주체가 되었다. 그리고 암 치료도 암세포만을 타깃으로 생각하였다. 때문에 암세포의 증식을 억제하고 세포사를 유도하는 방법이 암 치료의 중심으로 생각되었다. 그러나 암 치료는 암세포만을 타깃으로 하면 치료가 되는 간단한 것이 아니다. 암 조직은 정상 조직에서 혈관이나 기질세포를 흡수하고, 암세포의 생존과 증식에 유리한 특수한 미세환경을 형성하고 있는데, 일반적으로 암 조직 중 70% 이상이 정상세포로 알려져 있다. 암세포 덩어리처럼 생각해도 암세포를 키우는 혈관이나 증식의 기반이 되는 결합 조직을 만드는 섬유아세포가 필요하다. 즉 암 조직 속에는 암세포가 차지하고 있는 비율은 매우 적다. 암 조직 속의 정상세포가 결합 조직이나 세포외 기질, 성장인자, 사이토카인, 혈관 망을 제공하고 암세포의 증식이나 전이를 지배하고 있다. 정리해보자면, 종양이라는 것은 "증식 이상을 초래한 암세포의 단순한 덩어리"가 아니고, "암세포와 그 주위에 모인 정상세포(종양 미세환경)에서 구성된 제어를 잃은 조직"이며, 종양미세환경이 암 조직의 진행성의 증대를 서포트하고 있는 것이다. 최근에는 이러한 암 미세환경을 타깃으로 한 암 치료의 중요성이 인식되었다. 나는 암의 종양미세환경중 암 조직의 산성화(pH저하)를 암 치료의 타깃으로 생각하였는데, 실제로 이에 대해 여러 임상 치료제가 개발중이었다. 암 조직의 산성화를 개선하면 암세포의 증식이나 침윤 및 전이를 억제할 수 있는 것이다.
1.2. 종양미세환경의 산성화 원인
암세포는 정상세포와 달리 포도당 섭취와 해당과정이 항진되어 있다. 이로 인해 암세포 내부에서는 대량의 프로톤(수소이온)이 생성되고 있다. 정상세포에서는 섭취한 포도당의 대부분(80%)이 미토콘드리아에서 산소호흡을 통해 대사되지만, 암세포에서는 해당과정에 의한 젖산 생성이 크게 증가하여 수소이온이 다량 발생하게 된다.
암세포는 세포 내 pH 저하를 막기 위해 수소이온을 세포 밖으로 적극적으로 배출한다. 젖산은 모노카복실레이트 트랜스포터를 통해, 수소이온은 V-ATPase, 모노카복실레이트 트랜스포터, Na+-H+ 교환체 등의 기전을 통해 세포 밖으로 배출된다.
그런데 암 조직 내부는 혈액이나 림프액의 순환이 좋지 않기 때문에, 배출된 수소이온이 축적되어 암 조직 주위의 pH가 크게 낮아지게 된다. 정상 조직의 pH는 7.3~7.4 정도로 다소 알칼리성이지만, 암 조직의 미세환경 pH는 6.2~6.9 정도로 보다 산성화되어 있다.
이와 같이 암세포의 '호기적 해당' 대사 특성과 수소이온 배출 기전으로 인해 암 조직의 미세환경이 산성화되는 것이다.
1.3. 암세포와 정상세포의 pH 차이
암세포는 정상세포에 비해 세포 내부 pH가 알칼리성으로 높으며, 세포 외부 pH는 산성으로 낮다. 이는 암세포의 특징적인 대사 과정인 '호기적 해당'에 기인한다.
암세포는 포도당 섭취량이 정상세포에 비해 10배 이상 증가하고, 그 중 대부분이 해당과정에서 대사되어 젖산이 다량 생성된다. 이때 해당과정에서 수소 이온(H+)도 함께 생성되는데, 암세포는 이를 세포 밖으로 적극적으로 배출한다. 젖산은 모노카복실레이트 수송체를 통해, 수소 이온은 V-ATPase, 모노카복실레이트 수송체, Na+-H+ 교환기 등을 통해 세포 밖으로 배출된다.
이처럼 암세포의 세포 내 pH는 알칼리성으로 유지되지만, 세포 외부 pH는 산성화된다. 반면 정상세포에서는 세포 내 pH가 약 중성이고 세포 외부 pH가 알칼리성으로 나타난다. 이와 같은 pH 기울기의 역전은 암세포가 정상세포와 구별되는 대사적 특징이다.
암세포의 세포 내 알칼리화와 세포 외 산성화는 암세포의 생존과 증식에 유리한 환경을 조성한다. 산성 환경은 면역세포의 기능을 억제하고, 혈관신생을 촉진하며, 암세포의 침윤과...
참고 자료
The Potential Role of Systemic Buffers in Reducing Intratumoral Extracellular pH and Acid-Mediated Invasion(종양조직 내 세포 밖 산성화와 산 유도성 침윤 감소에 전신성 완충제의 가능성) Cancer Res. 2015
Tris-hydroxymethyl aminomethane and sodium bicarbonate to buffer metabolic acidosis in an isolated heart model(분리된 심장 모델에서 대사성산증을 완충하기위한 트리스 하이드록시메틸 아미노메탄과 탄산수소나트륨) Am J Respir Crit Care Med. 2018
Cotreatment with dichloroacetate and omeprazole exhibits a synergistic antiproliferative effect on malignant tumors(디클로로아세트산과 오메프라졸 병용 투여는 악성 종양에 대해 상승적인 증식 억제 효과를 나타낸다) 2012
류수노 외, 『재배학원론』, 한국방송통신대학교출판문화원, 2016.
김계훈 외, 『토양학』, 한국방송통신대학교 출판문화원, 2015.
정덕영, 『토양과 생활』, 충남대학교출판문화원, 2012.
농촌진흥청,『농경지 토양 관리기술』, 진한엠앤비, 2019.
류수노,『재배학원론』, 한국방송통신대학교출판문화원, 2021.
