[理知논술/교과서로 논술 잡기]과학영역

《‘교과서에 나오는 심화학습 문제에 통합교과형 논술 대비책이 숨어 있다.’ 서울대 등 주요 대학과 논술 전문가들의 한결같은 진단이다. 교과서를 통해 논술의 기초를 충분히 다질 수 있다는 것이다. 2008 대입논술에 대비할 수 있도록 고교 교과서의 핵심 내용을 논술 강의로 진행한다. 한 주는 사회와 과학, 한 주는 언어와 수리를 싣는다.》

Rh- 혈액형 여성이 Rh+ 태아 첫번째 임신

적아세포증 없이 Rh+ 둘째를 가질 방법은

■ 주제: 순환(Rh 혈액형과 적아세포증)

제시문 1

『III 순환-1. 혈액의 구성과 기능

글 싣는 순서(과학)
번호	주제	분류
1	물질대사	생물
2	소음	물리
3	전해질과 이온	화학
4	지각변동	지학
5	순환과 배설	생물
6	힘과 운동	물리
7	산과 염기의 반응	화학
8	날씨의 변화	지학
9	인체와 건강	생물
10	일과 에너지	물리
11	반응 속도	화학
12	해양의 성질	지학
13	자극과 반응	생물
14	전기와 자기	물리
15	공기	화학
16	태양계	지학
17	생식	생물
18	파동과 입자	물리
19	금속의 부식	화학
20	우주	지학
21	생태계와 환경오염	생물
22	에너지의 사용	물리
23	우리 주변의 화합물	화학
24	지구환경의 변화	지학

Rh식 혈액형도 적혈구의 표면에 있는 또 다른 응집원에 의해 결정되는 것이다. 대부분의 사람은 적혈구에 Rh 응집원을 가지는 Rh+ 형이고, Rh 응집원이 없는 Rh-형은 극소수이다. Rh 혈액형의 경우는 ABO식 혈액형과는 다르게 Rh-인 사람이 Rh 응집원을 만나야 응집소가 만들어진다. 따라서 Rh+형인 사람은 Rh-형인 사람의 혈액을 수혈 받을 수 있지만, Rh-인 사람이 Rh+형의 혈액을 수혈 받으면 응집소가 생기고 두 번째로 똑같은 수혈을 받으면 만들어져 있던 응집소와 Rh 응집원이 반응하여 혈액이 응집되는 위험한 상황이 발생한다.

-㈜천재 교육, 생물1 교과서-』

적혈구의 표면에는 다양한 종류의 항원이 존재하며 특히 응집소와 결합하여 응집반응을 하는 응집원을 가진다. 적혈구 표면에 있는 응집원의 종류는 응집반응을 하는 응집소의 종류에 따라 확인하고, 확인된 응집원을 혈액형(Blood type)이라고 구분한다. 즉 A형이란 응집원 A를 가지는 사람의 혈액형이며, AB형은 응집원으로 A와 B를, O형이란 A와 B 중 어떠한 응집원도 가지지 않는다는 것을 의미한다. 일반적인 ABO식 혈액형과 다르게 구분되는 혈액형으로 Rh식 혈액형이 있다. Rh식 혈액형은 붉은털 원숭이(Rhesus monkey)의 적혈구를 토끼에게 주사하여 얻어진 항체를 이용하여 응집반응 유무에 따라 Rh 혈액형을 구분하였다. 토끼의 항체와 반응하는 사람은 붉은털 원숭이와 같은 종류의 응집원을 가지므로 Rhesus monkey에서 유래하여 Rh+형으로 구분하고, 응집반응하지 않는 사람은 Rh-형이라고 분류한다. 응집원을 가지는 Rh+인 사람은 혈장 내에 응집소를 가지는 경우 자체 응집반응으로 적혈구가 파괴되어 죽게 되므로 응집소를 가지지 않지만 Rh-인 사람은 Rh 응집소를 가질 수 있다.

혈액형	응집원	응집소
A	A	β
B	B	α
AB	A,B
O		α,β

ABO식 혈액형의 오른쪽 표와 같이 응집원 종류와 반대 응집소(α, β)를 선천적으로 가지는 데 반해 Rh 응집소의 경우 면역반응에 의해 생성된다. 즉 Rh-의 외부에서 Rh 응집원이 유입되는 경우 T 림프구와 B 림프구의 반응에 의해 일반 면역 반응과 같이 B 림프구의 형질세포에서 생성 분비된다. 그러므로 Rh-인 사람도 응집소가 생성되기 전에 한번은 Rh+ 혈액을 수혈 받을 수 있다. 하지만 다음에 Rh+ 혈액이 유입되는 경우 기억세포가 형질세포로 활성화되어 만들어진 Rh 응집소가 수혈로 들어온 혈액과 응집반응을 일으키고 적혈구를 파괴시키게 되어 결국 환자는 사망에 이르게 된다. 그러므로 Rh- 환자에게 수혈하기 전에 반드시 Rh 응집소의 존재 여부를 확인해야 한다.

제시문 2

『III 순환-2. 혈액의 방어 기능

Rh식 혈액형도 1940년에 란트슈타이너에 의해 발견되었다.

-중략-

예를 들어 그림 3-14와 같이 Rh+형인 남자와 Rh―형인 여자가 결혼하여 Rh+형인 태아를 임신하였을 때, Rh 응집소가 모체 내에 생성된다. 이 후에 Rh+ 형인 태아를 또 임신하게 되면 두 번째 태아의 적혈구가 모체에 생긴 Rh 응집소와 결합하여 파괴되는 적아세포증이 나타난다.

-㈜ 지학사 생물1 교과서-』

■ 논제

태아와 모체는 태반과 탯줄을 통해 기체와 양분을 포함한 다양한 물질을 교환하고, 이 결과로 모체 내의 태아는 직접적으로 음식물 섭취와 호흡운동을 하지 않아도 물질대사를 할 수 있다. 그러나 태반과 탯줄은 서로 연결된 것이 아니고 단순히 인접하고 있기 때문에 혈구나 단백질과 같은 큰 분자의 이동은 불가능하다. 이 때문에 어머니와 태아가 ABO식 혈액형이 다르다 할지라도 적혈구에 결합된 응집원이나 분자의 크기가 큰 α, β 응집소는 이동되지 않아 큰 문제는 없다. 이에 비해 Rh 혈액형의 경우 응집원이 적혈구 표면에 존재하기 때문에 쉽게 태아에서 모체로 이동되지는 않지만 출산과정에서 태아의 혈액 일부가 모체로 유입되게 되면 모체는 유입된 태아의 적혈구를 항원으로 인식하여 기억세포를 만들고 이후 형질세포에서 다량의 항체 즉 응집소(δ)를 생산하게 된다. 응집소 δ는 응집소 α, β와 다르게 크기가 작은 분자이기 때문에 태반과 탯줄을 통해 태아에게로 유입되고 태아의 적혈구 표면에서 응집원을 만나면 응집반응을 일으켜 태아의 적혈구를 파괴시키게 된다. 그 결과 태아는 모체 내에서 적혈구가 파괴되어 사망에 이르게 된다.

만일 태아의 적혈구가 출산과정에서 모체혈액으로 유입되지 않거나 유입된 응집원이 파괴되는 경우 모체는 면역 반응을 하지 않게 되어 결과적으로는 여러 명의 Rh+ 아이를 출산할 수 있다.

■ 교과서 문제 이해하기

Rh+인 사람이 Rh-인 친구가 응급 수술로 인해 급히 혈액이 필요해서 수혈해 주었다. 수술은 성공적이었고 Rh-인 친구는 건강을 회복했는데, 1년 후 다시 Rh-인 친구가 수술을 받으려 할 때 의사는 Rh+인 사람으로부터 수혈 받을 수 없다고 하였다. 그 이유는 무엇인가?(단 두 사람은 모두 O형이다.)

■ 문제 설명

흔히 교과서에서 배울 때 Rh-인 사람에게 Rh+인 사람의 혈액은 공급할 수 없다고 한다. 하지만 실제적으로는 항체 즉 응집소가 생성되기 전이라면 한 번은 수혈이 가능하다. 하지만 한 번 응집소가 생성되고 기억세포를 가지게 되면 수혈을 해 주는 경우 수혈된 혈액이 응집반응으로 파괴되어 환자가 죽게 된다. 그러므로 Rh- 환자에게 수혈을 하려는 경우 체내에 Rh 응집소의 존재 유무를 먼저 확인하여야 한다. 특히 ABO식 혈액형의 응집소는 선천적으로 가지기 때문에 혈액형이 다른 경우 다량의 수혈은 위험하지만 문제에서 모두 O형으로 같다고 했으므로 첫 번째 수혈은 아무런 문제가 없고 두 번째 수혈의 경우 Rh혈액형이 다르므로 환자의 체내에 합성된 응집소로 인해 문제가 발생할 수 있다.

■ 통합교과 문제

제시문 1과 2를 잘 읽고 Rh-인 여성이 Rh+인 태아를 첫 번째 임신한 경우 적아세포증 없이 Rh+인 둘째 셋째 아이를 가질 수 있는 방법을 설명하시오.

■ 접근 방법

ABO식 혈액형의 경우와 다르게 Rh 응집원에 대한 응집소는 선천적으로 가지는 것이 아니고 마치 간염 항체의 경우처럼 외부에서 유입된 항원을 인식하여 면역반응이 일어나면 항원을 무력화시킬 수 있는 특이적 항체가 B 림프구 중 형질세포가 생산하여 이루어진다.

백신(vaccine)과는 다른 면역 혈청이라 불리는 치료제가 감염 초기 증상에 사용되고 있다. 백신은 독성이 없거나 약화된 병원체를 주사하여 미리 항체가 생산되도록 하는 항원으로 예방 효과인 반면 면역 혈청은 병원균을 파괴할 수 있는 항체 단백질로 유입된 항원을 초기에 무력화시키는 치료효과를 위해 이용되는 치료제이다. 광견병 바이러스를 가열하여 사용하는 것은 예방효과를 위한 백신이고 광견병 바이러스를 토끼에 주사하여 얻은 항체를 이용하는 것은 면역 혈청으로 치료를 위한 약제이다. 그러므로 만일 광견병 바이러스에 감염되는 경우 백신이 아닌 면역 혈청 주사를 통해 초기에 치료를 할 수 있다.

적아세포증을 막기 위해서는 모체가 Rh 응집소가 생성되지 않도록 해야 할 것이므로 유입된 응집원을 파괴시킬 수 있는 방법을 고려해 보아야 한다. 백신으로서 응집원을 모체에 유입시키는 경우와 면역 혈청을 체내에 유입시키는 경우 어떤 현상이 생길지 생각하고 특정 물질을 주입한다고 할 때 적정한 시기가 언제일지 생각해 보아야 한다.

김수중 청솔 아우름 통합논술강사