🧠 생리학 | 세포막의 구조와 물질 수송, 삼투까지 한눈에 정리!
✅ 글 머리말
세포는 생명체의 기본 단위이고, 세포막(Cell Membrane)은 그 세포를 보호하고 환경과 소통하는 가장 중요한 장벽이에요.
이번 글에서는 세포막의 구조, 인지질 이중층과 단백질의 역할, 그리고 확산, 촉진확산, 삼투 같은
물질 수송 방식까지 쉽게 정리해볼게요.
📌 1. 세포막 구조의 핵심: 유동 모자이크 모델
🧬 유동 모자이크 모델 (Fluid Mosaic Model)이란?
인지질 이중층(Phospholipid bilayer) 안에
다양한 단백질들이 섞여 있는 구조
구성 요소
- 인지질: 물을 좋아하는 머리(친수성) + 물을 싫어하는 꼬리(소수성) → 두 겹으로 배열됨
- 콜레스테롤: 세포막의 과도한 유동성을 안정화
- 막 단백질(Membrane Protein): 운반, 신호 전달, 구조적 지지 등 다양한 역할
- 탄수화물: 세포 간 인식, 면역 반응 관여 (글라이코프로테인, 글라이코리피드)
📌 2. 막 단백질의 종류
| 분류 | 설명 |
|---|---|
| 내재성 단백질 (Integral Protein) |
인지질 이중층에 박혀 있는 단백질로, 소수성 상호작용에 의해 막 속에 고정됨 |
| 트랜스막 단백질 (Transmembrane) |
세포막을 관통하여 안팎을 연결하는 형태의 내재성 단백질 |
| 외재성 단백질 (Peripheral Protein) |
세포막 표면에 느슨하게 결합된 단백질로, 비교적 쉽게 분리 가능 |
| 부착 단백질 | 세포골격과 결합하여 세포 형태 유지에 도움을 줌 |
| 수용체 단백질 | 신호물질(호르몬, 신경전달물질 등)을 받아들이고 세포 반응을 유도함 |
📌 3. 세포막의 기능은?
- 선택적 투과성: 어떤 물질은 통과시키고, 어떤 건 막음
- 세포 내부 항상성 유지
- 신호 전달 및 수용체 기능
- 세포 간 인식 및 결합
- 물질의 흡수/배출 조절
✔️ 핵심 키워드: 반투과성, 선택적 투과성
📌 4. 세포막을 통한 물질 이동
4-1. 분류 기준 ① 에너지 사용 유무
| 분류 | 설명 | 예시 |
|---|---|---|
| 수동수송 (Passive Transport) |
ATP(에너지)를 사용하지 않고, 농도 기울기에 따라 자연스럽게 이동 | 단순 확산, 촉진 확산, 삼투 |
| 능동수송 (Active Transport) |
ATP를 사용하여 농도 기울기에 역행하는 방향으로 물질을 이동시킴 | 1차 능동수송, 2차 능동수송, 소포 수송 |
4-2. 분류 기준 ② 운반 방식
| 방식 | 설명 |
|---|---|
| 직접 통과 | 소수성 분자나 작은 비극성 분자가 인지질 이중층을 직접 통과함 |
| 단백질 통로 이용 | 채널 또는 운반체 단백질을 통해 수용성 물질이나 이온이 이동 |
| 소포 수송 | 엔도사이토시스(세포내섭취) 또는 엑소사이토시스(세포외배출) 방식으로 큰 분자나 입자를 이동시킴 |
📌 5. 수동 수송 방식 3가지
✅ 1) 단순 확산 (Diffusion)
- 농도 높은 쪽 → 낮은 쪽으로 자연스럽게 이동
- 소수성 분자, 기체, 직경 작은 분자가 주로 대상
확산 속도에 영향을 주는 요인:
- 거리 (짧을수록 빠름)
- 농도차 (클수록 빠름)
- 온도 (높을수록 빠름)
- 분자 크기 (작을수록 빠름)
- 전기력 (세면 빠름)
✅ 2) 촉진 확산 (Facilitated Diffusion)
- 농도 차에 따라 이동하지만,
**운반체 단백질(carrier protein)**이 필요해요.
✔️ 속도는 빠르지만, 운반체 수가 한계가 있어 일정 수 이상은 제한됨
✅ 3) 삼투 (Osmosis)
- 용질 이동이 제한된 상황에서
물(용매)이 농도 낮은 쪽 → 높은 쪽으로 이동하는 현상
적혈구 삼투 예시
| 용액 | 상태 | 적혈구 반응 |
|---|---|---|
| 등장액 (0.9% NaCl) |
세포 안팎 농도가 같음 | 정상 상태 유지 |
| 저장액 (0.3% NaCl) |
세포 바깥 농도가 낮음 | 물 유입 → 팽창 → 용혈(파열) |
| 고장액 (3% NaCl) |
세포 바깥 농도가 높음 | 물 빠져나감 → 수축 → 쪼그라듦(원형질분리) |
📌 6. 세포막 구성 요약
| 구성 요소 | 기능 |
|---|---|
| 인지질 이중층 | 선택적 투과성을 제공하고 세포막의 기본 구조 형성 |
| 콜레스테롤 | 세포막의 유동성을 조절하고 안정화에 기여 |
| 막 단백질 | 물질 수송, 수용체 기능, 효소 작용, 세포 부착 등 다양한 역할 수행 |
| 탄수화물 | 세포 간 인식, 면역 반응, 안정화 등에 관여 (글라이코단백질, 글라이콜리피드 등) |
📝 오늘의 요약
✔️ 세포막은 인지질 이중층 + 다양한 단백질 + 탄수화물로 구성
✔️ 선택적 투과성을 통해 세포의 내부 환경을 조절
✔️ 수동 수송에는 확산, 촉진확산, 삼투가 포함됨
✔️ 삼투 예시는 적혈구 등장·저장·고장액 반응으로 기억하기
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