기획·칼럼

개나 고양이 발바닥에 땀이 나는 이유

[만화로 푸는 과학 궁금증] 땀에 관한 재미있는 이야기

날씨가 점점 더워지면서 흐르는 땀에 신경을 써야 하는 계절이 돌아왔다. 땀을 많이 흘리면 끈끈한 느낌 때문에 불편하기도 하지만 냄새도 나고 옷에 얼룩도 생긴다. 그런데 우리는 더울 때만이 아니라 운동을 할 때나 매운 것을 먹을 때, 그리고 긴장했을 때도 땀을 흘린다. 땀은 우리 몸에 정말 중요한 역할을 한다.

땀을 흘리는 이유와 그 과정

땀은 99%가 물이다. 물 외에 소금, 칼륨, 질소 함유물, 젖산 등도 들어있는데, 소금은 땀의 0.4~1%를 차지하고, 나머지 물질은 소금보다 훨씬 적은 양이 들어있다. 우리 몸에서 땀이 하는 역할은 체온 상승을 막는 일이다. 우리 체온은 기온과 상관없이 일반적으로 37℃를 유지하려 한다. 특별한 이유로 체온이 42℃ 이상 올라가면 몸 안의 효소 단백질이 파괴된다. 그러면 우리 몸의 세포들이 제대로 기능을 발휘하지 못하여 목숨이 위태로울 수 있다.

우리 몸은 근육이나 장기가 계속 움직이면서 끊임없이 열을 만들어낸다. 열이 계속 만들어지는데 체온이 일정하게 유지되는 이유는 몸에서 열이 빠져나가기 때문이다. 그런데 기온이 높거나 몸에서 만든 열이 너무 많을 때는 우리 몸이 좀 더 적극적인 방법으로 열을 배출해야 한다. 그 방법이 바로 땀을 흘리는 것이다. 땀은 수분이 증발할 때 주위로부터 열을 빼앗는 기화열을 이용하여 효율적으로 몸에서 열을 내보낼 수 있다.

땀은 땀샘에서 나오고, 땀샘은 자신을 둘러싼 신경의 제어를 받는다. 땀샘을 제어하는 신경은 뇌의 시상하부에 있는 발한 중추로 이어져 있다. 그리고 발한 중추에는 온도를 감지하는 ‘온도 수용체’가 있는 신경과 이어져 있다. 그래서 온몸에서 오는 온도에 관한 정보가 일단 발한 중추에 모이고, 여기에서 지령을 내려 땀을 흘리게 한다.

땀샘은 두 종류로, 에크린(eccrine)샘과 아포크린(apocrine)샘이 있다. 에크린샘은 거의 온몸에 분포하며, 그 수가 200만~400만 개나 되어 피부 6.5cm²당 77개나 된다. 특히 손바닥과 발바닥, 이마에 많은데, 이런 곳에는 1cm²당 300개 이상이 있다. 땀샘 1개에서 나오는 땀의 양은 1시간에 1000분의 1cc 정도로 적지만, 땀샘의 수가 매우 많아 우리는 많은 양의 땀을 흘릴 수 있다. 그래서 여름철 야외에서 1시간 정도 운동을 하면 1L의 땀을 흘린다.

반면에 아포크린샘은 겨드랑이, 음부, 젖꼭지 부위에 있다. 그런데 아포크린샘에서 나오는 땀은 에크린샘에서 나오는 땀과 달리 지질이 포함되어 있다. 이 지질은 피부에 사는 세균에 의해 분해되는데, 겨드랑이에서 나는 특유의 냄새는 이 때문이다.

겨드랑이에서 나는 특유의 땀 냄새는 아포크린샘에서 나오는 땀에 포함된 지질이 세균에 의해 분해되기 때문이다. ⓒ 윤상석

또 다른 이유로 흘리는 땀

고추 등의 매운 음식을 먹었을 때 땀이 나는 이유는 고추에 들어있는 ‘캡사이신’ 성분 때문이다. 캡사이신은 입에 들어가면 혀 등의 표피를 지나 피부밑의 온도 수용체에 붙는다. 그러면 온도 수용체는 매운 것과 더위를 오인하게 되고, 신경은 더울 때와 마찬가지로 신호를 보낸다. 이 경우의 신호 전달 방식은 보통의 땀 분비 과정과 달리 반사 반응처럼 뇌를 경유하지 않고 땀샘으로 직접 전해진다.

매운 음식을 먹으면 땀이 나는 이유는 피부밑 온도 수용체가 매운 것과 더위를 오인했기 때문이다.ⓒ윤상석

또한, 영화와 운동 경기에서 아슬아슬한 장면을 보거나 긴장했을 때 손에 땀을 쥐는 경우가 있는데, 이것은 외부 자극 없이도 일어나는 정신성 발한이다. 과학자들은 정신성 발한이 인류의 진화 과정에서 비롯되었다고 주장한다. 원시 인류는 사냥감을 쫓거나 반대로 포식자에게 쫓길 때 긴장하게 되는데, 이때 손바닥과 발바닥에 땀이 난 개체가 그렇지 않은 개체보다 살아남는 데 유리했을 것이다. 땀이 미끄럼 방지 역할을 하기 때문이다. 참고로 개나 고양이 같은 동물들도 비슷한 경우에 발바닥에서 땀이 난다고 한다.

땀은 피부 방어 기능도 일부 있다는 사실이 최근 연구 결과 밝혀졌다. 정상적으로 땀이 분비될 때 피부를 지키는 각종 효소 등이 땀과 함께 분비된다. 땀과 함께 분비되는 효소들은 오래된 각질 세포를 제거하고 진드기가 만든 해로운 단백질을 막으며 균의 증식을 억제하는 역할을 한다. 그래서 땀이 정상적으로 분비되지 않으면 피부에 알레르기 물질에 의한 염증, 세균의 번식 등이 일어날 가능성이 있다.

다른 동물에 비해 뛰어난 인간의 발한 기관

땀은 동물 중 포유류만이 흘린다. 그런데 인간의 땀샘은 에크린샘이 훨씬 많지만, 다른 동물들의 땀샘은 아포크린샘이 훨씬 더 많으며 일부 동물을 제외하면 신체 일부분에만 퍼져 있다. 또한, 아포크린샘은 발한량이 적지만, 에크린샘은 발한량이 많아 체온 조절 능력이 뛰어나다. 그래서 포유류 중에서 사람처럼 몸 전체로 땀을 흘리며 체온 조절을 하는 동물은 매우 드물다. 인간에게 이런 뛰어난 체온 조절 능력이 생긴 이유가 뭘까? 인류가 수렵 활동을 하면서 다른 동물만큼 빨리 달리진 못하지만 대신 오랜 시간 달리며 표적을 추적하는 능력을 키우는 방향으로 진화했기 때문이라고 과학자들은 주장한다.

인간과 달리 땀샘이 발달하지 않은 다른 포유류들은 기온이 높을 때 심한 운동을 장시간 계속할 수 없다. 이들은 더울 때 물속으로 들어가거나 그늘에서 움직이지 않고 쉬는 등 체온 조절을 위한 저마다 특별한 방법을 갖고 있다. 예를 들어 개는 빠른 호흡으로 입이나 코의 점막으로부터 물을 증발시켜 열을 방출하는데, 소형 포유류에는 효과적인 체온 조절 방법이다. 돼지는 흙탕 목욕을 하고, 고양이는 낮에 활동을 줄여 더위를 피하며 개처럼 빠른 호흡으로 체온을 조절한다. 또한, 코끼리는 귀를 방열판으로 이용하거나 물을 끼얹음으로써 열을 식힌다.

사람은 몸 전체로 땀을 흘리며 체온 조절을 하지만, 개는 빠른 호흡으로 입이나 코의 점막으로부터 물을 증발시켜 열을 방출한다. ⓒ윤상석

(1489)

뉴스레터 구독신청
태그(Tag)

전체 댓글 (1)

  • 박한얼 2020년 8월 1일9:33 오전

    땀에 대해 이렇게나 많은 다양한 읽을거리가 있으니 재미 있습니다. 땀이 나는 이유는 다양하지만 어쨌거나 감염이 돼서 열이 나는게 가장 위험한 일이겠네요. 효소단백질이 파괴되서 위험합니다

과학백과사전