삼투압에 대한 설명으로 옳은 것은?

삼투압은 용액 속 입자가 물을 끌어당기는 힘이며, 물은 삼투압이 낮은 쪽에서 높은 쪽으로 이동한다. 이 원리로 수액의 장성에 따라 물이 세포 안으로 들어갈지 밖으로 나올지가 결정된다. 혈관 안팎의 압력 차이를 만드는 정수압이나 심장의 박출 압력과는 다른 개념이다. 세포는 물주머니이므로 주변 용액의 삼투압에 따라 팽창하거나 수축한다.

삼투압(osmotic pressure)은 용액 속 입자가 물을 끌어당기는 힘입니다. 반투과성 막을 사이에 두고 물은 용질 농도가 낮은 쪽에서 높은 쪽으로 이동하는데, 이때 물을 끌어당기는 구동력이 바로 삼투압입니다 ^[1]. 세포막을 경계로 세포 안쪽과 바깥쪽 용액의 삼투압 차이가 생기면 물의 순이동(net movement)이 일어나 세포 부피가 변합니다 ^[1][2].

임상에서 삼투압의 방향성을 이해하는 가장 쉬운 기준은 “물은 용질이 많은 쪽으로 따라간다”는 원리입니다. 세포외액이 저장액(hypotonic)이면 물이 세포 안으로 이동해 세포가 부풀고, 고장액(hypertonic)이면 물이 세포 밖으로 빠져나가 세포가 쭈그러듭니다 ^[1]. 이는 삼투압이 단순한 농도 수치가 아니라 세포 부피를 바꾸는 물리적 힘으로 작용한다는 뜻입니다 ^[1][2].

삼투압과 자주 혼동되는 개념이 정수압(hydrostatic pressure)입니다. 보기 3번의 “혈관 벽이 물을 붙잡아 두는 물리적 압력”이나 4번의 “심장이 혈액을 밀어내는 압력”은 모두 정수압에 가까운 표현입니다. 정수압은 물을 밀어내는 방향으로 작용하고, 삼투압은 물을 끌어당기는 방향으로 작용합니다. 모세혈관에서 체액이 혈관 밖으로 여과되고 다시 혈관 안으로 재흡수되는 현상은 이 두 힘의 균형(Starling 힘)으로 설명되지만, 문제에서 묻는 삼투압 자체는 ‘끌어당기는 힘’에 해당합니다.

또한 보기 1번의 “물을 밀어내는 힘”은 삼투압의 방향을 반대로 기술한 오답입니다. 보기 5번의 “전해질 통과 속도”는 막 투과성(permeability)이나 이온 채널 역학과 관련된 개념으로, 물 이동의 구동력인 삼투압과는 구분됩니다.

수분 이동의 분자적 기전을 보면, 세포막에는 아쿠아포린(aquaporin)이라는 물 통로 단백질이 있어 삼투압 차이에 따른 물 이동을 빠르게 매개합니다 ^[3]. 아쿠아포린-1(AQP1)은 복막 투석에서 내피세포를 가로지르는 물 수송을 촉진하는 핵심 통로로, 삼투압 구배가 임상 치료에 직접 이용되는 대표적 사례입니다 ^[3]. 복막 투석액에 포도당 같은 삼투 활성 물질을 넣으면 복막 모세혈관 쪽에서 복강 쪽으로 물이 끌려나와 한외여과(ultrafiltration)가 일어나는데, 이는 삼투압이 ‘물을 끌어당기는 힘’임을 보여주는 실무적 근거입니다 ^[3].

삼투압 차이에 의한 물 이동은 세포 수준을 넘어 소포(vesicle) 같은 막성 구조물의 성장과 수축도 조절합니다. 화학적 포텐셜 구배로 발생한 삼투압이 막 변형을 유도해 소포가 커지거나 작아지는 현상은 삼투압이 막을 경계로 한 물 이동의 방향과 크기를 결정하는 물리량임을 뒷받침합니다 ^[4].