제18장 인간의 생식과 발생

오리(A)와 메추라기(B) 부리는 배아 시기부터 이미 다르게 보인다 오리(A)와 메추라기(B) 부리는 배아 시기부터 이미 다르게 보인다. 배아 시기의 오리에게 메추라기 부리가 될 부분을 이식하면 이 동물은 메추라기의 부리를 가진 오리가 되며(C), 메추라기에 오리 부리가 될 부분을 이식하면 이 동물은 오리의 부리를 가진 메추라기가 된다(D). 이 결과는 부리가 될 세포들은 발생의 매우 이른 시기에 그 운명이 이미 결정된다는 것을 분명하게 보여준다. 이식된 조직을 둘러싸고 있는 세포들 또한 공여자 조직을 닮은 형태로 발생을 한다.

접합자는 정자가 난자를 통과해서 난자의 핵과 정자의 핵이 만나면서 만들어짐. 18.1 배발생학 및 발생생물학의 역사 (1) 배발생학은 수정에서 출산까지의 발생의 비밀을 밝히고자 하는 학문이다 발생생물학: 한 동물을 구성하는 조직, 기관 및 기관계가 형성되기 위해서 세포들이 어떻게 특성화되고 상호작용하는지에 대하여 연구하는 학문 유성생식을 하는 동물들의 발생은 하나의 세포인 접합자(zygote, 부계와 모계의 염색체를 모두 포함한 복상(2n)의 수정란)에서 시작된다. 접합자는 정자가 난자를 통과해서 난자의 핵과 정자의 핵이 만나면서 만들어짐. 그림 18.1 인간의 정자. (A) 사람의 정자세포에 대한 주사전자현미경 사진. (B) 1694년에 독일의 해부학자인 하트세커(Nicolaas Hartsoeker)가 그린 것으로 정자는 이미 아주 작은 크기의 사람의 축소판을 가지고 있다는 것을 보여주는데, 후에 잘못된 가설로 판명되었다.

18.1 배발생학 및 발생생물학의 역사 (1) 배발생학은 수정에서 출산까지의 발생의 비밀을 밝히고자 하는 학문이다 전성설(preformation): 18세기 중엽까지만 해도 대부분의 생물학자들은 수정란 또는 심지어 생식세포가 매우 작은 크기의 인간을 포함하고 있으며 이것이 자라서 인간이 된다고 믿었다. 후성설(epigenesis): 1759년 볼프(Caspar Friedrich Wolff)가 주장. 수정란에는 이미 만들어진 인간은 없으며 특성화되지 않은 조직을 가지고 있고 이것이 시간이 흐르면서 점점 특성화된다는 것 그림 18.1 인간의 정자. (A) 사람의 정자세포에 대한 주사전자현미경 사진. (B) 1694년에 독일의 해부학자인 하트세커(Nicolaas Hartsoeker)가 그린 것으로 정자는 이미 아주 작은 크기의 사람의 축소판을 가지고 있다는 것을 보여주는데, 후에 잘못된 가설로 판명되었다.

18.1 배발생학 및 발생생물학의 역사 (1) 배발생학은 수정에서 출산까지의 발생의 비밀을 밝히고자 하는 학문이다 19세기 베어(Karl Ernst von Bear)의 관찰: 여러 척추동물 종의 배아를 비교하였을 때 초기 상태의 여러 배아들은 매우 유사하지만 점진적으로 종 특이적인 모습을 나타낸다는 것을 알게됨. 그림 18.2 배아의 유사성. 베어는 발생실험을 하던 중 두 배아를 표시하는 것을 잊어버렸다. 배아가 너무 닮아서 특정한 표시 없이는 포유류, 파충류, 조류의 배아를 구별할 수 없었다. 그림의 상단에 보이는 다른 종들의 발생초기 배아는 매우 유사하지만, 하단의 발생후기의 모습은 매우 다르다. 이 그림은 1901년에 그린 것으로 당시의 기술적인 한계 때문에 부정확한 점이 있다.

18.1 배발생학 및 발생생물학의 역사 (1) 배발생학은 수정에서 출산까지의 발생의 비밀을 밝히고자 하는 학문이다 오늘날의 주장: 초기 배아에서의 구조는 아직 특성화되지 않았기 때문에 서로 단순하게 닮아 보이는 것이며, 또한 발생 초기에 다른 종들의 세포들이 조직과 기관을 형성할 때 유사한 단계를 거치기 때문에 서로 닮아 보이는 것일 뿐이다. 그림 18.3 헤켈 이후 재수정된 배아 그림을 통해 살펴본 배아의 유사성. 척추동물의 배아는 발생 초기에는 비슷해 보인다. 이는 세포분열 및 세포의 특성화 같은 기본 과정이 유사하다는 것을 함축하고 있다. 발생이 계속되면서 배아의 각 부분들은 종에 따라 다른 속도로 자라면서 배아는 다른 모습을 한다.

생쥐 세포 융합 실험은 발생의 초기 단계에서만 성공할 수 있다. 18.1 배발생학 및 발생생물학의 역사 (2) 초창기 실험들은 배발생 때 복잡한 세포분화가 일어난다는 것을 보여주었다 슈페만의 실험: 초기 배아의 세포를 분리한 후 발생을 시키면 각 세포가 정상적인 개체로 발생한다 -> 배아세포의 전능성(totipotency) 세 마리 생쥐의 배아세포를 분리한 후 이들을 섞어 하나의 배아를 만들어 성체로 성장시킴 -> 6명의 부모로부터 태어남(그림 18.4) 생쥐 세포 융합 실험은 발생의 초기 단계에서만 성공할 수 있다. 생쥐 배아세포가 1,000개가 될 즈음부터는 세포들이 완전한 하나의 개체로의 발생을 가능케 하는 유전자들의 활성이 없어지기 때문이다. 그림 18.4 6마리의 부모를 갖는 쥐. 각기 다른 세 가지 색깔을 가진 성체 쥐로부터 얻은 세 배아의 세포를 섞어서 만든 것으로, 각 배아는 2마리의 부모에서 왔기 때문에 결국 이 쥐는 6마리의 부모가 있는 셈이다. 이 쥐를 흰 색깔의 수컷과 교배를 하였을 때 단일 색깔을 갖는 세 종류의 쥐가 나오는 것은 처음 이용되었던 세 배아세포 중의 일부가 각각 생식세포로 되었다는 것을 나타낸다.

18.1 배발생학 및 발생생물학의 역사 (2) 초창기 실험들은 배발생 때 복잡한 세포분화가 일어난다는 것을 보여주었다 도롱뇽의 원구배순부(dorsal blastopore lip)를 떼어낸 후 같은 발생 단계의 다른 개체의 원구배순부 반대편 지역에 이식하였을 때 그곳에서 새로운 낭배운동이 일어나고, 그 결과 새로운 축을 갖는 쌍둥이가 만들어지는 것을 관찰 차별적인 유전자의 발현(differential gene expression): 모든 세포들은 동등한 유전정보를 가지고 있지만 세포들이 특성화되고 분화될 때 세포에 따라 다른 유전자의 활동을 통해 세포가 다른 특징을 갖게 된다. 그림 18.5 슈페만의 1차 형성체. 도롱뇽 배아의 원구배순부를 떼어 다른 도롱뇽 배아의 원구배순부 반대편에 이식하였을 때 쌍둥이 배아가 만들어진다. 이는 원구배순부가 새로운 배아를 유도할 수 있다는 것을 보여준다. 두 도롱뇽 배아는 다른 색깔을 가지고 있어 이식실험 후 공여자와 수여자 조직을 구별할 수 있다.

18.1 배발생학 및 발생생물학의 역사 (3) 선택적인 유전자 활동을 통해 특성화된 세포 형태가 만들어진다 체세포핵치환기술(somatic cell nuclear transfer)을 이용하여 올챙이 소장벽의 분화된 세포에서 핵을 빼내 핵을 없앤 개구리 알에 이식하면 많은 수가 올챙이까지 살았으며, 이 중에서 일부는 성체까지 발달하였다 => 분화된 세포의 핵도 완전한 유전정보를 가지고 있다는 것을 의미함. 그림 18.6 거든의 실험. 핵이식 실험은 분화된 세포의 핵도 정상 발생을 유도할 수 있다는 것을 보여준다. 먼저 핵을 자외선에 쪼여 유전물질을 파괴하여 무핵란을 만든 후, 올챙이의 분화된 세포에서 핵을 꺼내 무핵란에 이식한다. 체세포 핵을 받은 알이 성체까지 자란다.

18.1 배발생학 및 발생생물학의 역사 (4) 사람의 출생 전 발생은 세 단계로 나뉜다 수정 후 배아들은 포배상태인 배반포 (blastocyst): 3배엽을 형성할 세포들은 배아 내부의 한쪽에 모여있다. 출생 전의 발생 3단계 1단계: 선배아기(preembryonic stage)- 수정 후 3배엽이 형성되기 전까지의 2주간. 난할이 빠르고 자궁벽에 착상 2단계: 배아기(embryonic stage)- 수정 후 2~8주까지를 포함. 배아를 지지하는 구 조인 태반, 탯줄, 배외막이 발달 3단계: 태아기(fetal period)- 9~38주(출생시기)까지. 기관이 기능을 시작

+ 개념정리 초기 발생을 관찰할 수 없었던 때에는 수정란이 완전한 사람의 축소판을 가지고 있는 것으로 생각되었다. 한 동물의 발생을 시간에 따라 관찰하고, 또한 다른 동물들과 비교함으로써 세포들이 점진적으로 특성화된다는 생각을 가지게 되었다. 20세기의 여러 실험을 통해 세포의 특성화는 유전자의 차별적인 활동을 통해 일어나는 것을 알게 되었다. 21세기에는 발생이 진행되는 중에 발현되는 것과 발현되지 않는 유전자를 규명하고 있다.

18.2 남성 생식계: 수십억 정자 생성을 위하여 만들어진 기관 그림 18.7 사람의 남성 생식계. 정자세포는 정소 안의 세정관에서 만들어져 부정소에서 성숙되며, 저장되고, 수정관을 통하여 이동한다. 수정관은 요도에서 만나며, 요도를 통해 정자가 들어있는 정액이 외부로 배출된다. 정액을 구성하는 분비물은 정낭, 전립선, 요도구선으로부터 분비된다. 성적 흥분 상태에서 음경의 해면조직에 피가 차면, 음경이 발기한다.

+ 개념정리 인간의 남성생식계는 상대적으로 일정한 수의 정자를 생산하며, 언제라도 정자를 사정할 수 있다. 영양액은 정자를 보호하고 정자에 에너지를 제공해주기 위하여 만들어진다.

18.3 여성 생식계: 난자 생성 기관으로 여성 생식주기마다 하나의 성숙한 난자 생산 그림 18.8 여성 생식계. 미성숙한 난자가 한 쌍의 난소에 저장되어 있다. 한 달에 한 개의 성숙한 난자가 난소 밖으로 배란이 되어 나팔관 속으로 들어온다. 나팔관 상단에서 수정이 되며, 분열하면서 수란관을 따라 자궁으로 이동한다. 자궁벽에서 착상이 일어나고, 약 9개월간의 발생을 거쳐 한 인간이 태어난다. 난자가 수정되지 않으면, 자궁벽이 퇴화하면서 밖으로 빠져나가는데 이를 월경이라 한다. 여성 생식기의 외부는 소음순, 대음순 및 음핵으로 되어 있다.

18.3 여성 생식계: 난자 생성 기관으로 여성 생식주기마다 하나의 성숙한 난자 생산 GnRH: 생식샘자극호르몬 방출호르몬 FSH: 여포자극호르몬, 여포성숙과 에스트로겐의 분비를 자극 LH: 황체형성호르몬, 배란유도, 배란 후 남은 여포는 LH에 의해 황체가 되며 프로게스테론을 분비 임신이 되면 사람융모성 생식샘자극호르몬(hCG)이 분비되어 황체가 계속 프로게스테론을 분비하여 임신을 유지 그림 18.9 여성의 생식주기. 여성 생식주기는 뇌 및 생식소 호르몬의 변화, 난소의 변화 및 자궁벽의 변화로 구성된다. 에스트로겐과 프로게스테론의 농도가 낮으면 시상하부가 이를 인식하여 GnRH를 분비한다. GnRH가 뇌하수체 전엽을 자극하면, 뇌하수체에서 FSH와 LH가 분비된다. 주기의 중간시기에 황체의 농도가 증가하면 배란이 일어난다. 에스트로겐은 임신에 대비하여 자궁벽을 두껍게 하며, 배란 후에 여포에서 발달한 황체로부터 프로게스테론과 에스트로겐이 분비되어 자궁벽을 더욱 두껍게 만든다. 만약 임신이 일어나지 않으면 황체가 퇴화하고, 에스트로겐과 프로게스테론의 생산이 감소됨으로써 자궁벽이 탈락되어 외부로 배출되는 월경이 일어난다.

+ 개념정리 여성 생식계는 정자와 난자가 수정이 이루어지도록 하며, 수정란을 지원해줄 시스템을 통합적으로 조절할 호르몬을 생산한다. 이러한 호르몬은 월주기를 가지며, 하나의 난자가 매달 성숙하도록 하며, 새로운 수정란을 만들기 위해 자궁내벽을 새 것으로 대체한다.

(1) 정자가 난자를 찾아가 유전물질의 융합이 일어난다 18.4 수정과 난할 (1) 정자가 난자를 찾아가 유전물질의 융합이 일어난다 난자를 둘러싸는 구조로 맨 바깥쪽에 방사관(corona radiata), 그 안쪽에 얇고 투명한 당단백질로 된 투명대(zona pellucida)가 있다. 그림 18.10 수정. 정자에 의해 수정이 일어날 때 제2감수분열 중기에 머물러 있던 제2정모세포는 분열을 완성한다. 수정이 일어나기 전에 정자의 첨체가 터지며, 효소가 나와 난자를 둘러싸고 있는 방사관과 투명대를 녹임으로써 정자가 난자로 들어가도록 한다. 일련의 전기적 및 화학적 변화에 의해 단지 하나의 정자만 난자로 들어가도록 한다.

(1) 정자가 난자를 찾아가 유전물질의 융합이 일어난다 18.4 수정과 난할 (1) 정자가 난자를 찾아가 유전물질의 융합이 일어난다 수정능획득(capacitation) 과정을 통해 여성 안에서 정자가 활성화됨으로써 정자가 난자 속으로 들어간다. 수정(fertilization)은 정자의 외부막과 제2난모세포가 만나면서 시작된다. 그림 18.10 수정. 정자에 의해 수정이 일어날 때 제2감수분열 중기에 머물러 있던 제2정모세포는 분열을 완성한다. 수정이 일어나기 전에 정자의 첨체가 터지며, 효소가 나와 난자를 둘러싸고 있는 방사관과 투명대를 녹임으로써 정자가 난자로 들어가도록 한다. 일련의 전기적 및 화학적 변화에 의해 단지 하나의 정자만 난자로 들어가도록 한다.

(1) 정자가 난자를 찾아가 유전물질의 융합이 일어난다 18.4 수정과 난할 (1) 정자가 난자를 찾아가 유전물질의 융합이 일어난다 정자가 제2난모세포로 들어가면, 난자는 감수분열을 완성하고 수정란이 된다. 그림 18.11 배란부터 착상까지. 나팔관에서 정자의 핵이 난자의 핵과 만날 때 접합자가 형성된다. 제1분열은 접합자가 자궁을 향해서 이동하는 동안에 일어난다. 7일쯤에 자궁내벽에서 착상이 일어난다.

18.4 수정과 난할 (2) 난할 동안 세포는 빠르게 분열한다 난할(cleavage)이 시작. 난할로 생긴 세포들을 할구(blastomere)라고 함 상실배(norula) 형성 수정 후 3~6일이 지난 후에 자궁에 도달 그림 18.11 배란부터 착상까지. 나팔관에서 정자의 핵이 난자의 핵과 만날 때 접합자가 형성된다. 제1분열은 접합자가 자궁을 향해서 이동하는 동안에 일어난다. 7일쯤에 자궁내벽에서 착상이 일어난다.

피임(contraception)은 임신을 억제하는 것으로 정자와 난자가 만나는 것을 억제

+ 개념정리 적절한 상황에서 정자와 난자가 수정을 하며, 수정란은 빠르게 난할을 하고, 배아줄기세포를 만든다. 몇 시간 안에, 첫 번째 세트의 세포들이 발생경로에 따라 놓이게 된다. 발생경로의 핵심 단계들이 피임을 하는 데 유용한 표적을 제공한다.

18.5 착상 및 낭배형성과정: 임신의 시작 (1) 영양세포층은 착상에 관여한다 내세포괴(inner cell mass, ICM)에 붙어있는 쪽의 영양세포층이 두꺼워지며, 착상 지점에서 자궁내벽으로 손가락처럼 자란다. 그림 18.12 착상. 내세포괴가 자궁내벽 안으로 들어가 정착하면, 영양세포층이 손가락과 같은 확장구조를 보내어 융모막을 형성하기 시작한다. 융모막은 태반으로 자란다. 반면에 배아는 3배엽층이 되며, 난황낭은 혈액세포를 형성하고, 면역줄기세포, 배아 소화기관의 일부를 형성하며, 탯줄형성에 관여한다.

18.5 착상 및 낭배형성과정: 임신의 시작 (2) 낭배형성과정 동안 조직이 만들어지기 시작한다 낭배(gastrula)형성과정은 형태형성(morphogenesis)을 알리는 시발점이다. 외배엽(ectoderm): 신경계, 감각기관, 표피층, 털, 손톱, 피부샘으로 발달 중배엽(mesoderm): 뼈, 근육, 피, 진피, 생식기관으로 발달 내배엽(endoderm): 소화 및 호흡계의 기관과 내벽으로 발달 그림 18.12 착상. 내세포괴가 자궁내벽 안으로 들어가 정착하면, 영양세포층이 손가락과 같은 확장구조를 보내어 융모막을 형성하기 시작한다. 융모막은 태반으로 자란다. 반면에 배아는 3배엽층이 되며, 난황낭은 혈액세포를 형성하고, 면역줄기세포, 배아 소화기관의 일부를 형성하며, 탯줄형성에 관여한다.

+ 개념정리 임신 며칠 안에 선배아가 자궁내벽에 착상하며, 내배엽, 외배엽 및 중배엽이 형성된다. 3배엽으로부터 몸의 조직과 기관이 만들어진다.

18.6 기관형성과정: 인체의 모습을 만들어 간다 기관형성(organogeneis)은 구조적으로 단순한 3배엽성 배아가 다른 구조를 갖는 개체로 전환되는 과정이다. 척삭(notochord)은 바로 위에 놓여있는 외배엽을 신경관(neural tube)으로 유도한다. 신경관은 후에 뇌와 척수로 발달한다. 신경관 형성(neurulation)은 기관형성이 시작되고 있다는 것을 알려주는 중요한 이정표이다. 그림 18.13 신경배형성. 척삭으로부터 신호가 오면, 외배엽이 신경관을 형성하기 위해 접히고, 신경관은 점진적으로 뇌와 척수를 형성한다. 현미경 사진은 신경습 단계의 닭배아를 보여준다. 어떤 국가는 이 시기까지의 인간 배아 연구를 허용한다. 이는 신경조직이 형성되기 전에 배아는 감각이나 의식이 없기 때문이다.

18.6 기관형성과정: 인체의 모습을 만들어 간다 신경관 형성 후 곧이어 심장이 나타나며 약18일쯤에 박동을 시작한다. 그림 18.14 초기 배아. 전형적인 배아로 보이는 데는 1달이 걸린다. 처음에 구별될 수 있는 것은 원조(primitive streak)(A)이며, 곧이어 중추신경계가 형성되기 시작한다(B). 24일쯤에 심장이 뚜렷하게 형성되며(C), 28일쯤에는 비로소 사람처럼 보인다(D, E).

+ 개념정리 배아 시기에 첫 형태형성과정이 나타난다. 신경관이 형성되면서 신경계가 처음 발달한다. 2~3주 안에 인간의 특징이 나타나고 발생하기 시작한다.

18.7 배아를 지지하는 구조 수정 후 2주가 끝날 무렵, 융모돌기(chorionic villi)가 자궁벽으로 확장해 가면서 태반이 형성되기 시작한다. 난황낭(yolk sac)의 일부는 장과 생식세포로 발달한다. 3주쯤 요막(allantois)이 만들어지며, 동맥과 정맥을 포함하는 탯줄이 만들어진다. 양수(amniotic fluid)는 배아에 완충작용을 하며, 일정한 온도와 압력을 유지해준다. 그림 18.15 태반. 태반에서 배아로부터 발달한 융모가 모체로부터 오는 혈액과 만난다. 영양분과 산소가 모체의 혈액으로부터 배아로, 노폐물은 배아로부터 모체의 혈액으로 확산된다.

+ 개념정리 융모와 같은 여러 막 구조들은 배아 시기에 형성되어 배아를 지지하고 영양분을 제공한다. 이러한 구조들은 배아 조직으로부터 나오며 배아의 유전자를 갖는다.

18.8 착상 및 낭배형성과정: 임신의 시작 제1차 삼기간 3개월씩 하여 한 단위로 하여 세 단계로 구분하기도 함- 1차/2차/3차 삼기간 성별은 수정할 때 정자에 있는 성염색체, 즉 X 또는 Y에 의해 결정된다. 초기의 배아는 분화되지 않은 생식소를 갖는다 -> 임신 7주쯤 SRY 활성화에 의해 성별 결정(12주쯤 초음파로 확인 가능) 그림 18.16 성의 발달. 초기 배아는 남녀 생식계 모두 될 수 있는 원기를 가지고 있다. 발생 7주쯤에 Y 염색체의 SRY 유전자가 활성화되면 남자 아기가 된다. 만약 SRY 유전자가 활성화되지 않으면 여자 아기가 된다.

18.8 착상 및 낭배형성과정: 임신의 시작 제2차 삼기간 4개월째에는 털, 눈꺼풀, 속눈썹, 유두 및 손톱이 형성된다. 그림 18.17 출산 2주 전에 태아는 임산부의 골반으로 내려오며, 자궁경부가 열리기 시작한다(A). 진통이 시작되면 양막이 파열된다(B). 아기(C)와 태반(D), 그리고 배외막이 임산부 밖으로 빠져나온다.

18.8 착상 및 낭배형성과정: 임신의 시작 제3차 삼기간 태아의 뇌는 빠르게 네트워크를 형성하며, 기관들이 더 분화하고, 생장한다. 수정 후 266일이 지나면 아기가 태어난다. 그림 18.17 출산 2주 전에 태아는 임산부의 골반으로 내려오며, 자궁경부가 열리기 시작한다(A). 진통이 시작되면 양막이 파열된다(B). 아기(C)와 태반(D), 그리고 배외막이 임산부 밖으로 빠져나온다.

+ 개념정리 태아기에 몸의 구조들이 형태형성을 끝내고 엄청나게 성장을 한다. 개체의 성은 SRY 유전자에 의해 결정되며, 태아기에 명확해진다. 출생 전 발생단계는 삼기로 나눌 수 있다.

18.9 진통과 출산 진통(labor)은 출산 전에 임산부가 겪는 일련의 강하고 주기적인 자궁의 수축이다. 그림 18.17 출산 2주 전에 태아는 임산부의 골반으로 내려오며, 자궁경부가 열리기 시작한다(A). 진통이 시작되면 양막이 파열된다(B). 아기(C)와 태반(D), 그리고 배외막이 임산부 밖으로 빠져나온다.

+ 개념정리 진통의 초기 단계는 산모가 출산을 하기 위해서 준비하는 것이며, 아기는 출산을 위한 자세를 취한다. 아기가 태어난 후에 태아를 지지했던 막들과 태반도 자궁 밖으로 배출된다.

18.9 출생 후 성장과 발생 (1) 출생 후 유아 시기에는 많은 기관계가 아직 성숙하지 않은 상태다 유아는 출생 4주에서 2년 사이의 아기를 말하며 이때 몸무게가 3배로 증가하는 등 매우 빨리 성장하는 시기다. 어린이 시절은 출생 2~12년의 사이로 이 시기에는 뼈가 굳어지고, 면역계가 완전히 활동하고, 유치가 나오며, 어떤 것은 영구치로 대치된다. 그림 18.18 사람의 발달단계. 출생 후 사람의 연령에 따른 구분과 특징.

18.9 출생 후 성장과 발생 노화(aging)는 구조가 파괴되고 기능이 감소하는 현상으로 전 생애를 통해서 일어난다. (2) 노화는 수동적이면서도 능동적인 과정이다 노화(aging)는 구조가 파괴되고 기능이 감소하는 현상으로 전 생애를 통해서 일어난다. 수동적 노화(passive aging)는 구조가 파괴되고 기능이 느려지는 것으로 분자적인 측면에서 볼 때 연결조직의 엘라스틴 및 콜라겐 단백질이 파괴된다. 능동적 노화(active aging)는 새로운 물질이나 기능이 나타남으로써 진행된다. 리포퓨신(lipofuscin) 과립은 노화하는 근육 또는 신경세포에 쌓인다.

(2) 노화는 수동적이면서도 능동적인 과정이다 18.9 출생 후 성장과 발생 (2) 노화는 수동적이면서도 능동적인 과정이다 가장 심한 노화질병은 조로증이다. 허치슨길포드증후군(Hutchinson-Gilford syndrome): 빠른 노화로 보통 12세에 사망 워너증후군(Werner syndrome): 성인형 조로증, 20세 이전에 나타나며 보통 40세에 사망 그림 18.19 조로증. 루시아노 형제는 조로증 환자로 같은 나이의 어린이들보다 매우 늙어 보인다.

18.9 출생 후 성장과 발생 (3) 인간의 수명 사람의 수명은 이론적으로 가장 오래 살 수 있는 나이는 120세 정도로 생각된다. 많은 나라에서 여자들이 남자들보다 몇 년 더 오래 산다. 생존 기간은 행운, 유전자 및 사는 동안의 환경에 영향을 받는다. 노령 인구가 많아지기 때문에 과학자와 의사들은 노화의 생물학적 특성을 연구하기 위하여 좀 더 많은 관심을 쏟고 있다.

+ 개념정리 인간의 수명은 약 120년 정도 되지만, 평균수명은 상해나 질병으로 인해 이보다 훨씬 짧다. 유전자들이 성인의 건강에 기여한다.

18장 핵심내용 18세기 중엽에 생물학자들이 배아가 시간이 지나면서 특성화된다는 것을 관찰한 후에 전성설은 후성설로 대체되었다. 다른 종의 배아들은 처음에는 비슷하게 보이지만 점차 다른 형태를 나타낸다. 초기 배아의 세포들은 모든 종류의 세포가 될 수 있는 전능성을 갖지만 점진적으로 생화학적으로 다르게 되며, 결국 이 지역들은 특이한 발생 경로를 따라 분화한다. 세포는 발생의 어떤 시기에 특정한 운명으로 결정된다. 차별적인 유전자 발현을 통해 세포 특성화가 일어난다. 정자는 한 쌍의 정소에 있는 세정관에서 만들어진다. 정자는 부정소와 정관에서 성숙하며, 사정 시 요도를 통해 몸 밖으로 빠져 나간다. 전립선, 정낭, 요도구선은 정자에 정액을 제공한다. 난자는 여성 생식소인 난소에서 만들어진다. 사춘기 이후 매달 하나의 난소에서 하나의 난자가 배란되며 수란관을 거쳐 자궁에 이른다.

난소는 에스트로겐과 프로게스테론을 분비하여 여성으로서의 발달을 촉진하며, GnRH, FSH 및 LH와 함께 월경주기를 조절한다. 인간의 출생 전 발생은 수정 때 시작되며, 여러 단계를 거치면서 조직과 구조들이 형성된다. 출생 후에 신생아, 유아, 어린이, 청소년 및 성인으로 발생 단계를 거친다. 수동적인 노화에서는 구조들이 파괴되고 DNA 회복이 효율적으로 일어나지 않는다.