과학잡학사전 통조림: 인체편

과학잡학사전 통조림: 인체편

키즈나출판 편집부 지음

사람과나무사이 / 2023년 8월 / 402쪽 / 19,500원





질병│감염병



세균과 바이러스의 차이는 뭘까? │ 세균과 바이러스 이야기 │

세균은 스스로 증식하지만, 바이러스는 스스로 증식할 수 없다!



<세 가지만 알면 나도 과학자!>

바이러스는 생물의 세포를 빌려서 증식한다: 세균과 바이러스 모두 감염병의 원인이 되는 미생물이다. 세포인가 아닌가로 구분한다. 세균은 세포 분열로 스스로 증식하는 반면, 바이러스는 다른 생물의 세포를 감염시켜 기생한다.

바이러스는 세균보다 훨씬 작다: 세균과 바이러스 둘 다 맨눈으로는 볼 수 없다. 세균의 크기는 1밀리미터의 1/1,000인 ‘마이크로미터(㎛)’ 단위를 사용하며, 광학현미경으로만 볼 수 있다. 바이러스는 더 작아서 마이크로미터의 1/1,000인 나노미터(㎚) 단위를 사용하며 광학현미경보다 더 정밀한 전자현미경을 사용해야 식별할 수 있다.

세균과 바이러스는 좋아하는 환경도 다르다: 세균은 높은 온도와 높은 습도를 좋아한다. 그래서 장마철에는 세균이 음식물 속에 증식해 식중독을 일으키기 쉽다. 반대로 바이러스는 고온다습에 약하다. 감기와 계절성 독감인 인플루엔자는 기온이 낮고 건조한 겨울철에 유행하기 쉽다.



오감│입



목젖의 역할은 무엇일까? | 목젖 이야기 |

목젖은 코를 덮는 뚜껑 역할을 해서, 음식과 공기가 지나는 길을 조절한다.



<세 가지만 알면 나도 과학자!>

목구멍에 축 늘어진 모양으로 매달려 있는 ‘목젖’: 입을 크게 벌렸을 때 입 안쪽 입천장에 매달려 있는 불그스름한 살덩이가 ‘목젖’이다. 한자어로 구개수(口蓋垂), 현옹수(懸壅垂)라고 부르기도 한다. 목젖을 뜻하는 영어 ‘uvula’는 작은 포도송이를 가리키는 라틴어 ‘uvola’에서 비롯되었다고 한다.

음식물이 코로 들어가지 못하게 막는 뚜껑: 목젖은 그저 축 늘어진 살덩이가 아니다. 목젖이 있는 부분은 코와 이어진 통로와 입으로 이어진 통로가 교차하는 곳이다. 목젖은 입으로 들어온 음식물이 코 쪽으로 넘어가지 않도록 막아주는 뚜껑 역할을 한다.

말할 때도 움직인다: 소리 내어 말할 때도 목젖의 도움을 받는다. 코 쪽 통로를 덮어 코로 공기가 빠져나가지 못하게 하거나, 반대로 코로 공기가 지나가도록 길을 열어 소리를 조절한다. 참고로, 목젖이 두 개 있는 사람도 있고 목젖 끝이 두 개로 갈라진 사람도 있다.



장기│심장



인공심장 박동기는 어떤 장치일까? | 인공심장 박동기 이야기 |

심장에 전기 신호를 보내 박동 리듬을 바로잡도록 돕는 장치다.



<세 가지만 알면 나도 과학자!>

페이스메이커를 도와주는 페이스메이커: 심장 박동은 동방결절에서 출발하는 전기 신호의 이어달리기와 같다. 동방결절이 제대로 작동하지 않아 심장 박동이 줄어들면 인공 심장 박동기(pacemaker)가 심장이 잘 달릴 수 있도록 도와주는 역할을 한다.

느려진 박동 리듬을 바로잡는다: 본래 심장은 심근이 수축하며 혈액을 밀어낸다. 인공 심장 박동기는 정상적인 리듬으로 박동할 수 있도록 심장에 약한 전기 신호를 보내고, 심장이 자력으로 리듬을 바로잡으면 신호를 내보내지 않고 지켜본다.

체내식과 체외식이 있다: 인공 심장 박동기에는 수술로 체내에 이식하는 종류와 전극만 심장에 넣고 배터리 등이 들어 있는 본체는 몸 밖으로 빼는 종류가 있다. ‘삽입형’ 인공 심장 박동기를 체내에 이식하면 가벼운 운동도 가능하다. ‘체외식’ 인공 심장 박동기는 긴급 상황 등에서 일시적으로 사용할 때가 많다.



대사 작용│면역



항원과 항체가 뭘까? | 항원과 항체 이야기 |

항원은 후천면역을 작동시키는 바이러스이고, 세균과 항체는 외부의 적에 대응하는 물질이다.



<세 가지만 알면 나도 과학자!>

항원은 몸속에서 항체 형성 촉발: 항원은 우리 몸속에 침입해 항체를 형성하게 하는 단백성 물질로, 세균과 바이러스 등 병원체를 아울러 일컫는다. 가령 암세포에만 있는 특별한 단백질을 ‘암항원’이라고 한다.

항체가 침입자를 해치우지는 않는다: 항체는 항원에 대처하기 위해 생체 내에 만들어진 물질로, B세포가 만드는 면역 글로불린이라는 단백질이다. 항원이 몸에 들어오면 그 항원과 결합한 항체가 만들어진다. 항체는 스스로 항원을 물리치는 힘은 없지만, 대식세포와 호중구 등 이물질을 먹어 치우는 세포를 활성화한다. 항체는 기본적으로 한 종류의 항원과만 결합할 수 있다.

같은 침입자에 즉각 대응할 수 있다: B세포와 T세포 일부는 기억 세포가 되어 몸에 남는다. 그 기억이 같은 항원이 침입했을 때 도움을 준다. (B세포는 적에 대항하는 항체를 만드는 체액면역을 담당하고, T세포는 병원체를 기억하는 림프구가 직접 공격에 나서는 세포면역을 담당한다.)



몸의 움직임│비만



콜레스테롤이 뭘까? | 콜레스테롤 이야기 |

호르몬과 세포막을 만드는 재료가 되는 지방이다.



<세 가지만 알면 나도 과학자!>

생명 유지에 필수적인 물질: 콜레스테롤은 호르몬과 세포막을 만드는 데 필요한 지방이다. 우리 몸에 없으면 안 되는 물질이지만, 너무 많으면 비만과 혈관이 딱딱해지는 원인이 된다. 식사를 통해 섭취하거나 간에서 합성된다.

HDL과 LDL의 차이: HDL(좋은 콜레스테롤)은 혈관에 남은 불필요한 콜레스테롤을 간으로 돌려보내고, LDL(나쁜 콜레스테롤)은 간에서 온몸의 세포로 콜레스테롤을 공급하는 역할을 한다. 콜레스테롤 수치가 너무 높아져 혈액 속에 남으면 동맥 벽으로 파고 들어가 동맥경화를 일으킬 수도 있다.

중성지방 수치 관리: HDL과 LDL이 균형을 이루도록 관리해야 한다. 중성지방이 증가하면 LDL이 늘어나고 HDL이 줄어든다. 중성지방 수치가 지나치게 높아지지 않도록 주의해야 한다. LDL 수치가 높거나 HDL 수치가 낮은 상태를 ‘이상지질혈증’이라고 한다.



질병│감기



열은 왜 날까? | 발열 이야기 |

바이러스의 활동을 억제하고 면역세포 활동을 촉진하기 위해서다.



<세 가지만 알면 나도 과학자!>

체온을 높여 면역세포의 활동을 강화한다: 뇌에는 체온을 일정하게 유지하려는 작용이 있다. 그래서 바이러스나 세균에 감염되면 뇌는 체온을 올리라고 명령을 내린다. 체온을 높여 바이러스와 싸우는 면역세포의 활동을 강화하기 위해서다.

열이 나는 건 나쁜 일이 아니다: 인간의 평균 체온은 36~37도다. 37.5도 이상이면 ‘발열’로 본다. 체온이 높으면 면역력이 증대된다. 체온이 40도 이상이면 바이러스와 세균이 사멸한다고 하니 열 나는 게 무조건 나쁜 일은 아니다. 열은 우리 몸이 싸우고 있다는 증거이므로 무분별하게 해열제를 먹을 필요는 없다.

싸움이 끝나면 땀이 나며 열이 내린다: 고열이 난 뒤에는 땀이 난다. 이는 세균 및 바이러스와의 싸움이 끝났다는 신호다. 땀을 흘려 올라간 체온을 평상시 체온으로 돌리려는 신체 작용이다. 참고로, 체온계는 이탈리아의 의사 산토리오 산토리오(Santorio Santorio)가 최초로 발명했다.



몸의 움직임│다리



쥐는 왜 날까? | 쥐 이야기 |

주로 장딴지에 생기는 근육 경련으로, 심한 통증을 동반한다.



<세 가지만 알면 나도 과학자!>

자는 동안에도 쥐가 날 수 있다!: 격렬한 운동을 하다가 갑자기 다리가 저리며 아픈 경험을 한 사람이 꽤 있을 것이다. 이럴 때 흔히 다리에 쥐가 났다고 한다. 근육이 수축되어 통증이 나타나는 것이다. 장딴지 외에 발바닥과 팔꿈치, 넓적다리 등에도 쥐가 날 수 있다. 심지어 자는 동안에도 쥐가 날 수 있다.

원인은 마그네슘 부족: 쥐가 나는 원인은 다양한데, 주로 마그네슘 부족이 원인으로 추정된다. 근육과 뼈가 만나는 부분에 있는 근육의 신축성을 확인하는 센서가 마그네슘 부족으로 제 기능을 하지 못하면 쥐가 난다. 당뇨병 등의 원인으로도 쥐가 날 수도 있고 대사 증후군과 열 스트레스 등의 질환, 임신과도 관련이 있다.

예방하려면 어떻게 해야 할까?: 평소에 마그네슘이 풍부한 음식을 충분히 먹는다. 또한 운동하기 전에 수분을 보충하며, 스트레칭과 준비운동을 빼먹지 않는다. 쥐가 나면 물을 마시고 마사지해준다.



네트워크│혈관



이코노미 클래스 증후군이 뭘까? | 이코노미 클래스 증후군 이야기 |

장시간 불편한 자세로 있어 다리 정맥에 혈전이 생기는 질환이다.



<세 가지만 알면 나도 과학자!>

비행기와 자동차 등 좁은 좌석에서 발생하기 쉽다: 비행기와 자동차 등 좁은 좌석에 장시간 앉아 있으면 다리 정맥에 혈전이 생길 수 있다. 이 혈전이 혈관 속을 흐르다가 폐 등의 혈관을 막으면 이코노미 클래스 증후군이 발생할 수 있다. 장거리 비행 시 좁은 좌석에 오래 앉아 있는 사람에게서 주로 발생해 ‘이코노미 클래스 증후군’이라는 이름이 붙었다.

걷거나 가벼운 체조로 몸을 움직인다: 이코노미 클래스 증후군이 발생하면 다리와 무릎이 붓거나 장딴지 등에 심한 통증이 나타날 수 있다. 또 혈전이 폐를 막아 급성 호흡 곤란 등의 증상을 보이기도 한다. 예방하려면 걷거나 간단한 체조로 몸을 움직여 혈액 순환을 원활하게 해주는 게 중요하다. 장딴지를 주무르거나 발꿈치를 올렸다 내리는 간단한 운동을 하면 효과적이다.

수분 보충도 중요!: 그 밖에 규칙적인 수분 보충, 옷 느슨하게 풀기, 잘 때 다리를 받침 위에 올리기 등을 일상화해 혈전이 발생하지 않도록 주의하자.



질병│독



말벌에 쏘이면 어떻게 될까? | 말벌의 독 이야기 |

처음 쏘이면 항체가 만들어지고, 두 번 쏘이면 알레르기 반응이 일어나 죽음에 이를 수도 있다.

<세 가지만 알면 나도 과학자!>

말벌에 쏘이면 체내에서 항체가 만들어진다: 알레르기가 없으면 처음 쏘였을 때는 붉어지고 붓기만 하는 사람이 많다. 이런 경우에는 며칠 지나면 증상이 사라진다. 그러나 사람에 따라 통증이 심하거나 온몸에 두드러기가 생길 수도 있다.

두 번째 쏘이면 알레르기 반응이 일어난다!: 말벌에 쏘였을 때는 ‘두 번째’를 조심해야 한다. 말벌에 한 번 쏘이면 몸을 지키기 위해 체내에서 항체가 만들어진다. 그런데 한 번 쏘인 사람이 다시 쏘이면 항체가 엄청난 양의 히스타민(histamine)을 분비해 아나필락시스가 일어날 수 있다. 쇼크가 발생하면 혈압 저하, 경련, 의식 장애 등의 증상이 발생해 생명을 위협할 수도 있다.

말벌에 쏘이면 바로 병원에 가자!: 말벌 독은 쏘이고 나서 한 시간 이내가 골든타임으로 알려져 있다. 바로 병원에 가지 않으면 때를 놓칠 가능성이 있다. 벌집이 가장 커지는 7~10월에는 말벌에 잘 쏘일 수 있으니 특히 주의하자.



오감│털



직모와 곱슬머리는 어떤 차이가 있을까? | 직모와 곱슬머리 이야기 |

모발 안쪽의 단백질 정렬 방식과 모근을 둘러싼 모포의 방향이 서로 다르다.



<세 가지만 알면 나도 과학자!>

모발 안쪽에는 단백질이 사슬처럼 연결되어 있다: 모발은 ‘모표피’, ‘모피질’, ‘모수질’이라는 세 개의 층으로 이루어져 있는데, 중간 부분에 해당하는 모피질은 실 모양으로 생긴 단백질이 사슬처럼 연결되어 있다. 이 단백질 사슬이 머리카락 모양을 만든다.

직모와 곱슬머리는 모피질의 단백질 정렬 방식이 결정: 어떤 사람은 머리카락이 쭉 곧은 직모이고 어떤 사람은 구불구불한 곱슬머리다. 이처럼 차이가 나는 이유는 모피질 속의 단백질 정렬 방식이 다르기 때문이다. 그리고 모근을 감싼 ‘모포(毛包)’라는 조직이 구부러져 있으면 곱슬머리가 되기 쉽다고 알려져 있다.

약품으로 단백질 연결을 끊어 모양을 바꾸는 파마: 직모가 싫어서 파마로 웨이브를 만드는 사람도 있다. 파마를 할 때는 두 종류의 약품을 사용한다. 먼저 단백질의 연결을 끊어 모양을 바꾸기 쉽게 해주는 약품을 바르고 머리카락을 헤어롤로 감는다. 그런 다음 단백질을 재연결해서 웨이브를 만들어주는 약품을 바른다.



몸의 움직임│관절



통풍은 어떤 질병일까? | 통풍 이야기 |

관절에 엄청 심한 통증이 생기는 질환이다.



<세 가지만 알면 나도 과학자!>

통풍은 주로 엄지발가락 뿌리 부근에 발생: 통풍은 엄지발가락 뿌리 부근에서 가장 많이 발생한다. 벌겋게 부어오르고 엄청난 통증이 느껴진다. 바람이 스치기만 해도 아파서 ‘통풍(痛風)’이라는 이름이 붙었다. 제대로 걸을 수 없을 정도로 통증이 심한 경우도 많다.

통풍은 요산이 쌓여서 발병: 통풍은 ‘요산’이 발병 원인이다. 혈액 속에 요산이 너무 많아지면 결정이 생겨 관절에 쌓인다. 어쩌다가 결정이 떨어져 나오면 이 결정을 적으로 오인한 백혈구가 즉시 공격해 염증이 발생한다. 백혈구가 일으키는 신체 반응이 엄청난 통증의 원인이다. 성인 남성 환자가 압도적으로 많다.

요산은 과도한 퓨린 섭취로 증가: 요산은 퓨린이라는 물질의 분해로 생성된다. 퓨린은 세포가 다시 만들어질 때 몸속에서 생기거나 간과 새우, 술 등에도 다량 함유되어 있다. 이런 음식을 과도하게 섭취하면 통풍 발병률이 높아질 수 있다.



장기│소장



파이어판이 뭘까? | 파이어판 이야기 |

장에 들어온 침입자를 포위해서 해치우는 역할을 한다.