이전 기사 바로 가기: [과학이 밝혀낸 101가지 놀라운 사실들] 30세까지 살았던 개 그리고 38년을 넘게 산 고양이

​인체의 놀라운 비밀들: 과학이 밝혀낸 우리 몸의 경이로운 진실

인체는 정말로 경이로운 생명체다. 우리가 의식하지 못하는 사이에도 수십억 개의 세포들이 조화롭게 작동하여 생명을 유지하고 있으며, 끊임없이 자신을 정화하고 재생시키고 있다. 과학의 발전으로 밝혀지는 사실들은 우리 몸의 복잡성과 정교함을 보여주며 건강한 삶을 위해 우리의 몸을 소중하게 여겨야 함을 깨닫게 해준다.

뇌의 놀라운 자가 정화 시스템과 신경계의 비밀

- 우리의 뇌는 실제로 자기 자신을 '청소'하고 있다. 이 과정은 자가포식(autophagy)이라고 불린다. 자가포식은 세포가 손상되거나 불필요한 구성요소를 분해하여 제거하는 정상적이고 건강한 과정이다. 이는 알츠하이머병과 파킨슨병 같은 신경퇴행성 질환을 예방하는 핵심 메커니즘으로 단식이나 운동을 통해 촉진될 수 있다. 우리가 식단을 조절하며 항상 운동을 병행해야 하는 이유이다. 

- 뇌는 하루에 약 320-500칼로리를 소모한다. 이는 체중의 2%에 불과한 뇌가 전체 에너지의 20%를 사용한다는 의미다. 사실상 심장보다 훨씬 많은 에너지를 소모하는 수치로, 뇌가 얼마나 '에너지 집약적인' 기관인지를 보여준다.

- 농인들은 꿈을 꾸면서도 수화를 사용한다. 2017년 연구에서 급속안구운동 수면행동장애와 심각한 청각 장애를 가진 71세 남성이 잠든 상태에서 유창한 수화를 사용하는 것이 관찰되었다. 연구자들은 그의 손짓을 통해 그가 무엇을 꿈꾸고 있는지 어느 정도 파악할 수 있었다. 청각 장애인의 뇌에서는 청각 피질이 시각 정보 처리에 재할당되어 일반인보다 뛰어난 주변 시야와 움직임 감지 능력을 갖게 된다.

- 사이코패스를 '치료'할 수 있는 방법이 있을지도 모른다. 구체적으로 사이코패스가 보이는 '악한 모습'에 대한 치료법이라고 할 수 있다. 심리학자들은 사이코패스의 일부 측면이 인지행동치료로 '치료'될 수 있다고 주장하며, 이 질환을 가진 사람들의 폭력적 범죄를 줄일 수 있다고 말한다. 예비 연구에 따르면 컴퓨터 기반 인지 훈련이 사이코패스가 공감과 후회를 경험하는 데 도움이 될 수 있다고 한다. 그러나 사이코패스의 뇌 구조적 차이(편도체와 전전두피질의 연결 약화)는 완전한 치료보다는 행동 관리에 초점을 맞춘 접근이 더 현실적이다.

유전과 세포의 신비

- 일란성 쌍둥이도 지문이 다르다. 지문은 13-19주의 태아 발달 기간 동안 형성되는데, 자궁 내 환경적 요인들(탯줄 길이, 자궁 내 위치, 영양 공급, 손가락 성장 속도)이 지문 형성에 영향을 미치기 때문이다. 따라서 동일한 DNA를 가진 일란성 쌍둥이라도 각자 고유한 지문 패턴을 가지게 된다. 지문뿐만 아니라 홍채 패턴, 목소리의 성문, 심지어 혀의 무늬까지도 일란성 쌍둥이 간에 차이가 나며 이는 개인 식별의 생물학적 기반이 된다.

- 2016년 연구에 따르면, 오래 전 알려진 "박테리아가 인간 세포보다 10배 많다"는 통념은 잘못된 것으로 밝혀졌다. 실제로는 약 1.3:1 정도의 비율로, 인간 세포와 박테리아 세포의 수가 비슷하다. 평균 성인 남성의 경우 약 30조 개의 인간 세포와 40조 개의 박테리아를 가지고 있다. 항생제를 복용하면 장내 미생물의 다양성이 급격히 감소하여 회복되는 데 수개월에서 수년이 걸리며, 이 기간 동안 면역력 저하와 각종 질병에 취약해진다.

- 우리 몸의 죽은 세포들은 식세포라고 불리는 백혈구에 의해 소화된다. 인체는 매초마다 약 2500만 개의 새로운 세포를 만들어내며, 동시에 같은 수의 세포가 죽어가는 놀라운 균형을 유지하고 있다.

- 피부의 박테리아가 가려움을 유발한다. 2023년 하버드 의과대학 연구에 따르면, 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)이 V8 프로테아제라는 효소를 방출하여 우리 신경의 PAR1 단백질을 활성화시키는 것으로 밝혀졌다. 이는 피부에서 뇌로 신호를 보내며, 뇌는 이를 가려움으로 인식한다. 흥미롭게도 가려운 곳을 긁는 행위는 진통 효과가 있는 엔돌핀을 분비시켜 일시적인 쾌감을 주지만 동시에 더 많은 염증을 유발하는 악순환을 만든다.

- 일부 동물들은 자폐증 유사 특성을 보인다. 동물의 자폐적 특성에는 반복적 행동 경향과 비정형적 사회적 습관이 포함된다고 알려져 있는데, 이는 자폐 스펙트럼 장애의 연구에 새로운 관점을 제공한다. 생쥐, 원숭이, 심지어 일부 어류에서도 자폐증과 유사한 행동 패턴이 관찰되며, 이는 자폐증이 진화적으로 보존된 신경학적 특성임을 시사한다.

일상 속 숨겨진 건강 요인들

- 2018년 독일 연구진의 발표에 따르면 약간 불편할 정도로 꽉 맨 넥타이는 뇌로 가는 혈류를 7.5% 감소시킬 수 있다. 건강한 사람에게는 큰 문제가 되지 않지만 흡연자나 고령자의 경우 어지러움이나 두통을 유발할 수 있다. 또 넥타이를 너무 꽉 매는 행동은 안압을 증가시킬 수 있다. 의사들의 넥타이에서는 일반인보다 훨씬 많은 병원균이 발견되어 일부 병원에서는 감염 예방을 위해 의료진의 넥타이 착용을 금지하기도 한다.

- 바나나는 실제로 방사능을 띤다. 칼륨이 풍부한 바나나에는 자연 동위원소인 칼륨-40이 포함되어 있어 약간의 방사능을 내뿜는다. 하지만 바나나 하나에서 나오는 방사능은 0.01밀리렘 정도로, 가슴 X-레이(10밀리렘)의 1/1000 수준이다. 하지만 바나나를 실은 트럭은 방사능 탐지기에서 경보를 울릴 수 있을 정도이다. 흥미롭게도 우리 몸에는 이미 바나나보다 280배 더 많은 칼륨-40이 들어있다. 브라질너트는 바나나보다 1000배 높은 방사능을 가지고 있으며, 담배의 방사능은 바나나의 약 1만 배에 달해 흡연자의 폐에 방사성 물질이 축적된다.

- 불안할 때 나는 땀은 다른 사람들에게 경고 신호 역할을 할 수 있다. 2022년 영국 북아일랜드 퀸즈 대학교 벨파스트 연구에 따르면, 개들은 인간의 스트레스 냄새를 93.75% 정확도로 감지할 수 있다. 이는 현재 의료진단견 훈련에 활용되고 있다. 훈련받은 개의 뇌를 스캔한 결과 공황 상태의 사람의 땀 냄새를 맡으면 감정적, 사회적 신호를 처리하는 뇌 영역이 활성화된다.

인간의 놀라운 한계와 특별한 신체 특징

- 숨 참기 세계기록은 크로아티아의 부디미르 쇼바트(Budimir Šobat)가 2021년 3월 27일에 달성한 24분 37.36초다. 24초가 아니고 무려 24분이 넘는다. 이는 평균인이 30-90초 동안 숨을 참을 수 있는 것과 비교하면 놀라운 기록이다. 이와 비슷한 사례로 프리다이버들은 '매머라이즈 반응'이라는 포유류의 잠수 반사를 훈련을 통해 극대화하여 심박수를 분당 15회까지 낮추고 말초혈관을 수축시켜 뇌와 심장에만 산소를 공급하는 기술을 습득한다고 알려져 있다. 

- 제3의 젖꼭지(다유두증)는 생각보다 흔한 현상으로, 연구에 따라 18명 중 1명에서 40명 중 1명 정도가 가지고 있다. 미국에서는 인구의 최대 6%가 여분의 젖꼭지를 가지고 있는 것으로 추정된다. 이는 태아 발달 초기 유선이 제대로 퇴화하지 않아 발생하는 현상이다. 남성의 경우 기능하지 않지만 여성의 경우 임신과 출산을 통해 해당 부위에서 실제로 젖이 나올 수 있다.

- 몸무게에 관계없이 먹고 싶은 대로 먹으면서도 날씬한 사람들은 빠른 신진대사가 아닌 느린 신진대사를 가지고 있다. 마른 사람은 일반적으로 근육량이 적어 기초대사율(BMR)이 근육량이 많은 사람보다 낮다. 이는 그들에게 빠른 신진대사가 아닌 느린 신진대사를 제공한다. 또한 마른 사람들은 무의식적으로 더 많이 움직이는 경향(NEAT: Non-Exercise Activity Thermogenesis)이 있어 추가 칼로리를 소모하는 경우가 많다.

- 45일 동안 변비에 시달린 사람이 있다. 2013년, 인도 여성이 축구공 크기의 대변 덩어리를 외과적으로 제거해야 했던 사례가 있다. 정상적인 배변 주기는 하루 3회에서 주 3회까지이며, 3일 이상 배변이 없으면 변비로 진단한다. 극심한 변비는 장폐색을 일으켜 생명을 위험하게 할 수 있다.

- 실제로 사람은 웃다가 죽을 수도 있다. 극심한 웃음이 심장마비나 질식을 유발할 수 있기 때문이다. 고대 그리스 철학자 크리시푸스는 자신의 당나귀가 무화과를 먹는 모습을 보고 웃다가 죽었다고 전해지며, 웃음이 심장 리듬을 불안정하게 만들 수 있다는 의학적 근거가 존재한다.

- 모든 포유류는 소름이 돋는다. 털이 곤두설 때, 각 털의 기저부에서 작은 근육들이 수축하여 피부를 변형시켜 소름을 만드는 입모현상이 모든 포유류에 존재한다. 음악을 들을 때 소름이 돋는 현상은 '음악적 오한'이라 불리며, 이를 경험하는 사람들은 일반인보다 더 발달된 청각 피질과 감정 처리 능력을 가지고 있다.

- 운동선수들이 침을 많이 뱉는 이유는 운동이 타액의 단백질 양을 증가시키기 때문이다. MUC5B라는 단백질 점액이 운동 중 타액을 끈적하게 만들어 삼키기 어렵게 하므로 더 많이 뱉게 된다. 타액에는 오피오르핀이라는 물질이 포함되어 있어 상처를 핥으면 실제로 통증이 줄어든다. 이는 모르핀보다 6배 강한 진통 효과를 가진다.

감각과 인지의 특별한 현상

- 사람이 자신의 목소리를 좋아하지 않는 이유는 골전도 때문이다. 우리가 말할 때는 머리뼈를 통한 골전도로 목소리를 듣지만, 녹음된 목소리는 공기를 통해서만 들리기 때문에 다르게 느껴진다. 성대모사 전문가들도 자신의 진짜 목소리를 처음 들으면 충격을 받는다고 한다. 전화 통화 시 목소리가 다르게 들리는 것도 같은 원리이다.

- 잠을 제대로 못 잘 때 꿈을 더 많이 기억한다. 연구에 따르면, 잠을 제대로 못 자고 밤새 여러 번 깨면 꿈의 내용을 기억할 가능성이 더 높다. 또한 꿈에서 깨어날 때 꿈을 기억할 가능성이 더 높다. REM 수면 중에 깨어나면 꿈을 더 생생하게 기억하는데, 이는 뇌가 꿈의 내용을 단기 기억에서 장기 기억으로 전환할 시간을 갖기 때문이다.

- 손톱은 더운 여름에 더 빠르게 자란다. 이는 손끝으로의 혈액 공급이 증가하기 때문이며, 휴가 중에는 스트레스가 적어 손톱을 물어뜯을 가능성이 낮기 때문일 수도 있다. 손톱은 완전히 새로 자라는 데 6개월이 걸린다. 발톱은 12-18개월이 소요되고, 나이가 들수록 성장 속도가 느려진다.

- 서명의 크기는 성격 특성을 드러낼 수 있다고 한다. 2016년 연구에 따르면 남성의 경우 큰 서명이 높은 사회적 허세와 상관관계가 있고, 여성의 경우 큰 서명이 자기애적 특성과 상관관계가 있다고 한다. FBI는 필체 분석을 통해 범죄자의 심리적 프로파일을 작성하며, 서명이 시간이 지날수록 변하는 것은 성격의 변화나 뇌질환의 초기 신호일 수 있다.

- 지루함은 실제로 생리적으로 '높은 각성 상태'다. 지루할 때 심박수가 증가하는데, 이는 뇌가 새로운 자극을 찾기 위해 더 활발하게 작동하고 있음을 의미한다. 지루함을 자주 느끼는 사람들은 창의성이 높고 새로운 아이디어를 더 잘 떠올리며, 지루함은 혁신의 원동력이 되기도 한다.

- 신선한 과일로부터 과도한 당분을 섭취하는 것은 거의 불가능하다. 과일의 당분은 대부분 과당과 포도당이지만 신선한 과일에는 소화를 늦추고 포만감을 주는 많은 섬유질과 수분이 포함되어 있다. 과일 주스는 섬유질이 제거되어 당분 흡수가 빨라지므로 같은 양의 과일을 먹는 것보다 혈당을 더 급격히 올리며 이는 콜라와 비슷한 혈당 반응을 일으킨다.