첨단과학과_질병치료.hwp( )고등학교 1학년 ( )반 ( )번 이름( )
V-3. 첨단 과학과 질병 치료
1. 과학적 진단 (327~333쪽)
[1] 물리적 진단 기구
(1) [물리적] 진단의 목적과 의의: 외과적 수술에 의한 절제 없이, 인체 내부 상태를 진찰하여 질병의 원인을 밝히고 치료에 보탬이 되는 자료를 제공한다.
(2) 물리적 진단 기구의 종류
① [체온계]: 신체에서 발생한 열에 의한 몸의 온도 변화를 측정하는 기구
② [청진기]: 환자의 몸 안에서 나는 소리로 질병을 진단하는 데 사용하는 의료 기구. 청진기로 심장 박동음, 호흡 소리, 장의 소리 및 혈관음 등 인체에서 나는 여러 소리의 특성을 파악하여 질병을 진단한다.
③ [혈압계]: 혈압을 측정하는 기구. 동맥 밖에서 압력을 가하여 동맥 혈류를 차단할 수 있는 압력을 알아냄으로써 간접적으로 동맥 혈압을 측정한다.
④ [내시경]: 외과적인 수술에 의하지 않고, 렌즈가 설치된 가늘고 긴 관을 몸 안으로 삽입하여 몸의 내부를 직접 관찰하는 기구. 진단 목적으로 임상에 도입되었으나 최근에는 내시경을 이용한 치료 내시경술이 급격히 발전되고 있다.
⑤ [X선]: X선은 물질의 밀도에 따라 투과 정도가 다른 특성을 이용하여 인체 내부 상태를 관찰할 수 있는 기구. 주로 골절 위치와 정도를 확인하거나, 뼈의 위치 교정, 결핵의 진단 등에 사용한다.
⑥ [초음파 진단기]: 초음파와 도플러 효과를 이용한 진단 기구. 생체 내에서 운동하는 장기(심장이나 심장 판막, 혈관의 운동) 및 태아의 진단 등에 사용한다.
⑦ [CT](Computed tomography, 컴퓨터 단층 촬영 장치): X선 장치에 컴퓨터를 조합시켜 생체의 단층을 촬영하는 새로운 영상 진단 기구. 종래의 X선 촬영으로는 볼 수 없었던 인체의 단층 상을 선명한 영상으로 보여 준다.
⑧ [MRI](Magnetic resonance imaging, 자기 공명 영상): 자기장 내에서 원자핵이 방출한 전자파를 공명 흡수하여 컴퓨터로 영상화한 진단 기구. MRI 영상으로 물질 내부의 미시적인 성질을 알 수 있으며, 인체의 구조를 보는 동시에 기능에 관한 정보도 함께 얻을 수 있는 대표적인 현대 의료 영상 장치이다.
⑨ [심전계]: 심장이 박동할 때 심근층에서 일어나는 전기적 변화를 기록하는 장치. 심장 박동 상태의 정상 여부를 기록하고 판단하여 심혈관계 질환을 진단할 수 있다.
[2] 화학적 진단 원리
(1) [화학적] 진단의 목적과 의의
① 혈액과 대∙소변 및 타액을 사용하여 어떤 질병의 증상을 나타내는 화학 불균형, 혈액 장애, 효소나 호르몬 등의 수치를 측정하고 분석한다.
② 질병의 조기 발견과 질병의 원인을 파악하는 데 도움이 되고 있다.
(2) 화학적 진단의 종류
① [혈액 검사]: 혈액에 포함된 각종 물질의 양을 측정하여 인체 건강 상태와 질병 여부 등을 진단할 수 있다.
• 혈액은 물질 운반, 신체 방어 작용, 인체 항상성 조절이라는 3가지 기능을 수행한다.
② [소변 검사]: 콩팥 및 요로계 질환 진단뿐만 아니라 당뇨병이나 고혈압을 비롯해 많은 질병의 진단에도 도움이 된다.
• 소변 검사에는 소변의 양, 성상(색조, pH, 비중 등), 소변 속의 각종 성분 등에 대한 항목이 있다.
(3) [바이오 칩]
① 바이오 칩은 특수 처리된 유리 또는 실리콘 등의 재질로 된 작은 기판 위에 [유전자](DNA 또는 RNA) 또는 단백질 등의 물질들을 고밀도로 배열해 놓은 것이다.
② 유전자의 발현 해석, 유전자 결합 여부 진단, 유전자 돌연변이, 단백질 분포, 의약품 탐색, 질병 진단 등에 광범위하게 응용될 수 있는 새로운 유전자 분석 방법이다.
[3] 조기 진단의 중요성
(1) [조기 진단]: 초기에 질병을 발견하여 환자에게 신속한 치료 기회를 제공한다. 감염성 질병의 조기 발견은 대중의 건강과 밀접한 관계가 있다.
(2) [건강 검진]
① 개인의 체격 조건, 건강 상태, 혈통에 의한 유전적 체질 등의 다양한 방법과 요소들을 검진한다.
② 개인의 건강과 질병에 대한 저항성이나 민감성 여부 등을 판단하여 질병의 발생을 예방하거나 조기 발견을 위한 자료로 활용하여 치료의 발판을 마련하게 해 준다.
2. 과학적 치료 (334~339쪽)
[1] 현대 의약품의 개발
(1) [천연 의약품]
① 자연계의 식물, 동물, 광물 등을 사용하여 질병에 대한 치료 효과를 알게 되어, 이들의 물질을 약간 가공하여 사용한 의약품
② 계절이나 지역에 따라 공급의 제한이 있었고, 장거리 운반과 보관의 어려움이 있었으며, 약효에 대한 안전성이 검증되지 않은 경우가 많았다.
(2) [합성 의약품]의 개발
① 화학 요법제의 사용: 질병 치료에 화학 물질이 사용되는 화학 요법제가 대두하였다.
• 체계적인 화학 요법의 사용은 에를리히가 매독 치료를 위하여 개발한 살바르산이 합성되어 사용되면서부터이다.
② [아스피린]의 합성: 버드나무 껍질에서 추출한 살리실산과 아세트산을 합성하여 만들어진 최초의 합성 의약품이다.
③ 항생제의 개발: 플레밍에 의하여 발견된 푸른곰팡이의 [페니실린]은 최초의 [항생제]로 사용되어 현재에는 다양한 형태의 페니실린이 개발되어 있다.
[2] 신약 개발과 종 다양성
(1) [신약 개발]의 필요성: 약품을 개발하여 병을 치유하다가 내성이 생기거나, 새로운 병이 출현하면 새로운 약품의 개발이 필요하다.
(2) 신약을 개발하는 데는 오랜 시간과, 노력, 비용 및 전문 인력이 필요하지만, 경제적 효용 가치가 높고 의학적으로도 중요한 의미를 가진다.
(3) 신약을 개발하는 과정에 수반되는 공통적인 단계(교과서 337쪽 창의․인성 활동 12)
① 치료하고자 하는 질환을 선정 하고, 신약 후보 물질의 탐색과 연구
② 후보 물질의 추출과 정제, 가공, 시험 생산
③ 동물 실험을 통하여 안전성의 평가와 용법과 용량 등을 연구하여 효능 검증
④ 자원하는 환자를 대상으로 안전성과 효능 평가, 결과 여부에 따라 생산과 사용의 허가
⑤ 판매 승인 후에도 지속적인 안전성의 평가 시행한다.
(4) 다양한 생물의 유전자는 의약품의 원료가 되므로 [생물 다양성] 보존은 아주 중요하다.
[3] 백신 개발
(1) 질병의 발병을 예방하거나 치료하는 [백신]의 개발은 인류 건강에 중요하다.
(2) 제너의 [천연두] 백신, 파스퇴르의 탄저균 백신, 솔크와 사빈의 소아마비 백신 등은 인류 건강에 기여한 백신의 예이다.
[4] 미래의 치료법
(1) 줄기 세포를 이용한 치료법
① [줄기 세포]는 생체 조직을 복구하고 재생할 수 있는 능력을 가진 세포로써, 신경 질환과 퇴행성 질환 등을 치료할 수 있는 도구로 활용될 가치가 높다.
② [배아 줄기 세포]는 어떤 종류의 조직 세포로도 분화할 수 있는 만능 세포이지만, 잠재적 생명체를 인위적으로 훼손하여 사용한다는 윤리적 문제를 수반하고 있다.
③ [성체 줄기 세포]는 부분적으로 분화된 다른 세포를 발생시킬 수 있는 세포로써, 성체 줄기 세포의 조직 기원에 따라 다른 조직을 구성하는 세포로는 분화되지 않는 어려운 점이 있다.
(2) [유전자 치료]
① 치료용 유전자를 환자의 몸에 투입하여 건강한 유전자의 형질이 발현되게 함으로써, 병이 생긴 유전자를 대체하거나 치료용 단백질을 만들게 하여 질병을 치료하는 방법이다.
② 안전성에 문제는 해결 과제로 남아 있다. → 치료 유전자가 도입된 세포나 바이러스를 투여하여 사용하는 것이므로, 운반체에 의한 독성이나 면역 반응의 부작용 또는 치료용 유전자가 목표했던 환자의 염색체 특정 위치에 삽입되지 못하는 문제점이 야기될 수 있다.
③ 우리나라에서는 유전성 질환, 에이즈 및 생명을 위협하거나 심각한 장애가 초래되는 질환, 현재 이용 가능한 치료법이 없는 질병 등에 사용하게 하는 제한을 두고 있다.
3. 생명을 위협하는 암 (340~345쪽)
[1] 암세포와 종양
(1) 암: [세포 분열 주기]의 조절에 이상이 생기면 세포들이 비정상적으로 증식하여 종양을 형성한다. → 종양은 개체의 생명에 위험을 초래하지 않는 [양성] 종양과 생명을 위협하는 [악성] 종양으로 구분되는데, 악성 종양을 흔히 [암]이라고 한다.
(2) 암세포의 특징
① 암세포는 정상적으로 분화하지 못한다.
• 세포는 그들이 속한 조직이나 기관이 수행하는 역할에 맞는 특수한 형태와 기능을 가지고 있다. → 암세포는 특화되지 않으며 조직의 기능에 기여하지도 못하고 형태도 뚜렷하게 비정상적으로 보인다.
② 암세포는 비정상적인 [핵]을 가진다.
• 암세포의 핵은 커져 있고 핵 내의 염색체 수도 비정상적으로 관찰된다.
③ 암세포는 성장 속도가 빠르다.
• 암세포들은 반복적으로 세포 주기에 들어 갈 수 있으며 세포 분열 주기도 빠르게 진행된다.
• 정상 세포들은 이웃 세포들과 접촉하게 되면 분열을 멈추는 접촉 억제 작용을 가지지만, 암 세포들은 모든 속박을 잃게 되며, 서로 쌓아 올리듯이 여러 층으로 겹쳐서 성장한다.
④ 암세포는 [혈관 형성]을 유도하며, 전이를 일으킨다.
• 암세포들은 영양과 산소를 공급받기 위하여 근처 혈관으로부터 새 모세 혈관이 만들어지도록 유도 물질을 분비한다.
• 새로이 형성된 모세 혈관을 통하여 필요한 물질을 공급받을 뿐만 아니라, 종양이 더 크게 성장하고 암세포가 다른 조직이나 장소로 이동하는 [전이]의 수단이 되기도 한다.
[2] 암의 원인
(1) 유전적 요소
① 후천적인 유전자의 손상이나 선대에서 돌연변이된 유전자가 후손에게 전달되어 비정상 세포의 증식이 일어나 암이 발생한다.
② DNA 손상이 다음과 같은 유전자에 일어나는 경우이다.
• 세포의 정상적인 증식과 사멸에 관련된 유전자(원종양 유전자, 암 억제 유전자, 세포 자멸사)에 손상이나 돌연변이의 발생하는 경우
• 손상 DNA를 치유 또는 복구하는 유전자
(2) 환경적 요소
① 유전자에 돌연변이 가능성을 증가시키는 [발암 물질]이 암의 발생에 기여할 수 있는 환경적 요인이다. → 발암성 화학 물질, 방사선이나 X선 등과 같은 물리적 인자들이 정상 세포의 유전자에 손상을 일으킬 수 있는 요소이다.
(3) 종양성 바이러스와 세균에 의한 발암 과정
• 병원성 바이러스 또는 세균은 사람의 세포 내에서 증식하기 위하여 자신의 유전자를 사람의 유전자에 삽입할 수 있는 기능을 가지고 있으며, 이로 인해 사람의 유전자는 돌연변이 될 수 있다.
• 유전자의 구성에 따라 DNA 종양 바이러스와 RNA 종양 바이러스로 구분하며, DNA 종양 바이러스인 사람 유두종 바이러스, B형 간염 바이러스 등이 있고, RNA 종양 바이러스인 인체 T 세포 백혈병 바이러스 및 위벽에서 발견되는 세균인 헬리코박터균 등이 있다.
[3] 암의 진단
• 암의 진단 방법에는 일반적인 상용 검사법, 종양 표지 검사, 유전학적 검사 등이 있다.
(1) 상용 검사법
① 암의 발생 부위, 종류에 따라 간편한 검사법 등을 통하여 진단이 시행되고 있다.
• 대표적인 사례로서, 자궁 경부암을 확인하기 위한 Pap 검사, 유방 자가 검사 및 X선 검사, 결장암 확인을 위한 혈변 검사 또는 결장 내시경, 백혈병을 진단하기 위한 혈액 검사, 방광암 진단을 위한 소변 검사 등이 있다.
(2) [종양 표지 검사]: 종양 항원과 항체를 이용한 혈액 검사법이다.
① 종양은 체내에서 [항체 반응]을 유도하는 물질을 방출하기 때문에 이물질에 대한 혈액 검사를 시행하여 특정 종양의 발생 여부를 확인할 수 있다.
(3) 유전학적 검사: 원종양 유전자와 [암 억제 유전자]의 유전학적 돌연변이에 대한 검사이며, 종양이 발생하기 전에 암의 가능성에 대한 확인을 가능하게 한다.
(4) 물리적 진단 기구에 의한 조기 진단: 현대의 발달된 물리적 기구 등을 사용하여 특정 조직이나 기관들에 초기 암 발생 등을 조기에 진단하여 치료의 효과를 거두고 있다.
[4] 암의 치료
(1) [외과적 수술]에 의한 종양 제거
① 외과적 수술은 암이 발생한 조직으로부터 암을 제거하기에는 충분하지만, 일부 암 세포가 남아 있을 위험성이 있기 때문에 외과적 수술 후에 방사선 그리고 화학 요법을 병행하는 것은 암 치료의 표준화된 방법들이다.
② 현대에는 외과적 수술 없이, 내시경 또는 초음파 등을 사용하여 조직으로부터 암 조직을 직접 제거하여 환자의 고통을 덜어 줄뿐만 아니라 시간적 경제적 소비를 감소하며 치료의 효과를 올리고 있다.
(2) 방사선 치료와 화학 요법
① [방사선]은 분열하는 암세포에 자살을 유도하여 암을 제거하는 방법으로 몸 안에 퍼진 암세포 제거에 효과가 있다. → 정상 세포의 분열에도 피해를 입힐 수 있기 때문에 신중한 선택이 있어야 한다.
② [화학 요법]은 몸 안에 퍼진 암 세포를 면역학적 항원-항체 반응을 이용하여 제거하는 방법이다. → 정상 세포에도 동일한 영향을 주게 되어 구토, 탈모 등의 [부작용]을 유발한다.
[5] 암의 예방
현재 알려진 연구 결과에 의하면, 어떤 유형의 암들은 생활 습관과 식이요법으로 암 발생의 위험을 감소시키는 증거가 제시 되고 있다.
(1) 생활 습관
① [발암 물질]에의 노출을 최소화한다.
② 규칙적인 운동으로 세포 면역을 활성화 시켜 암 발생 위험을 감소시킨다.
(2) 식이요법
① 지방 섭취를 낮추고, 고섬유질의 식품을 충분히 섭취하며, 적정한 체중을 유지 한다.
② 소금에 절이거나 훈제된 또는 아질산염 처리된 음식의 소비를 줄이고, 비타민 A와 C가 풍부한 식품의 섭취량을 늘리도록 하여 우리 몸의 면역 기능을 증진 시키도록 한다.
