전기 뱀장어는 어떻게 고전압의 전기를 순식간에 만들어 내는 걸까

근육 세포와 유사한 전기뱀장어의 전기 생산 세포

강력한 전기를 만들어내는 생물로, 전기 가오리, 전기 메기, 전기 뱀장어가 잘 알려져 있는데요.

이 중 가장 강력한 '전기 뱀장어'에 대한 재미난 이야기들 몇 가지를 정리해 보았습니다.

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전기 뱀장어는 최대 850V의 전압을 무려 1A의 전류으로 뿜어 내는 무지막지한 성능(?)을 자랑합니다.

비밀은 몸 안에 들어있는 전기 생산 세포(electrocytes)로 우리 근육 세포와 비슷 하지만 수축하지 않고 전기를 만들어 내는데 특화된 조직입니다.

5천 개 가량의 세포가 직렬(!)로 연결되어 있어, 고전압 고전류의 전기를 만들어내게 되는데요.

전기 생산 세포는 'Na-K ATPase' 라고 불리는 특이 단백질이 들어있는데, 

전기뱀장어가 '내래 따끔한 전기맛 좀 보여주갔소' 라고 마음 먹으면,

ATP로 가동되는 'Na-K ATPase' 단백질 효소가 1ms의 찰나의 순간에 작동하여,

세포 내부에는 나트륨 이온을 축적시키고, 세포막 외부에는 칼륨 이온을 축적시켜 셀당 0.13V의 전위차를 갖도록, 이온들을 선택적으로 펌핑(!)한다는군요.

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뭐랄까요. 우리가 깜짝 놀랄 때 돋는 '소름'을 스스로 제어하는 능력을 가졌는데,

이게 또 너무 강력해서, 내가 만든 소름이 옆 사람에게 전기적인 신호로 전달되게 강화 되었다고 보면 될까요.

근육 역시 칼슘 이온 펌프의 작동으로 찰나의 순간에 수축과 이완을 반복하니, 

이온의 전위차를 이용한 작동기제를 가진다는 점에서는 근육 세포와 전기 생산 세포가 유사한 메커니즘을 가졌다고 봐도 될 것 같습니다.

관련 포스팅 >> 엑소수트의 인공근육에 응용될 근수축의 생체 메커니즘에 대해

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여튼 5천 개의 전기 생산 세포를 일시에 가동하면 순간적으로 850V을 만들어 낼 뿐이지만, 

생산 세포의 발전량을 조절할 수 있기 때문에, 350V-500V 의 전압을 수 초간 흘려 상대를 감전시키는게 가능하다고 하는데요.

자기가 만든 전기에 자기가 감전되지 않도록, 몸의 앞쪽 20% 몰려 있는 주요 장기들을 지방질로 덮어 절연시키는 치밀함도 가지고 있지만,

이게 또 웃긴게 완벽하지(?) 않아서, 전기 뱀장어간 싸움이 일어나면 상대 뱀장어를 감전시킬 수도 있다는 군요.

뱀장어 내부에 뭔가 켜고 켤 수 있는 감전 방지기구가 달려있지 않을까 추측만 할 뿐이랩니다. ㅋ

theshillongtimes.com

몸의 80%를 차지 하는 '전기 생산세포' 덕분에 뱀장어 같이 보이지만, 실제로는 잉어나 메기의 사촌인 전기 뱀장어.

주로 남미 정글에서 많이 서식한다고 하니까. 우리는 그리 만날 일이 없는 신기한 물고기가 아닌가 합니다 ^^

gizmodo.com

막짤은 'Eel powered' 크리스마스 트리라는군요. ㅋ