책정리

- 햇빛에 노출되어 화상을 입은 피부는 보통 선홍색을 띠며 통증을 일으킴. 이는 피부속 모세혈관의 수가 늘어나고 직경이 커지면서 각각의 혈관에 흐르는 혈류량이 증가히기 때문. 화상이 발생한 피부에 혈액이 스며들고 자외선 때문에 생긴 손상을 복구하기 위해 뜨겁고 격렬한 반응이 일어나므로 해당 부위에 무엇이 닿으면 따갑게 느껴짐.

- 포유류와 조류의 선조들은 온혈동물로 진화했는데, 이러한 발전을 가져온 중요한 변화들 중의 하나는 바로 신체표면에 훌륭한 외단열재가 형성되었다는 것. 말하자면 난방비를 많이 지출하지 않고 집을 따뜻하게 유지하려면 벽을 좋은 단열재로 만들어야 함. 몸이 따뜻하면 하루종일 많은 활동을 할 수 있지만, 에너지 소비의 엄청난 증가라는 대가를 치러야 함. 원시조류 및 원시 포유류의 고대 생리학적 경제에서는 에너지 비용을 억제하는 것이 최우선 과제였음. 따라서 동물들은 먹이를 찾고 섭취하는 데 지나치게 많은 시간을 투여하지 않아야 했음. 그리고 털이나 깃털 같은 단열재의 장착이라는 복잡한 발전과정을 통해 그 해결책을 찾을 수 있었음.

- 포유류의 모낭은 조류의 그것과 다르며, 포유류 사이에서도 여러 다른 유형의 모낭이 있음. 특이한 것은 가장 특화된 모낭 중 하나가 젖샘이라는 사실. 포유류에서 젖샘은 흉벽에 있는 매우 특수한 모낭내에서 분기해 나와 환상적인 시스템으로 발전했음. 코일처럼 배열된 젖샘은 적절한 호르몬 신호를 받아서 젖을 만들어냄. 젖샘은 기존의 구조를 활용하여 새로운 것으로 진화한 대표적인 사례. 개조된 모낭이 새끼들을 양육하는 수단으로 발전한 경우임.

- 강한 햇빛을 받아 열이 발생할 때 모피나 깃털층은 동물이 주변환경으로부터 얻는 열의 양을 줄여줌. 모순되는 것처럼 보일 수 있으나 두꺼운 외투를 입은 동물들은 대부분 실제로 햇빛 아래에서 몸을 더 시원하게 유지할 수 있음. 외투가 열을 붙잡아 주변환경으로 다시 돌려보내기 때문에 피부자체의 열은 크게 높아지지 않음. 이러한 기능은 외투가 말라 있을 때는 잘 작동하지만 외투가 땀에 젖어 축축해졌을 때는 문제가 됨. 동물이 활동을 하거나 외부기온이 올라가서 열이 발생하면 신체 내부의 열 부담 증가에 대처해야 함. 이를 위해 많은 포유류들은 땀을 흘림. 땀이 증발하면서 몸을 식히는데, 수분이 표면에서 증발할 때 그 물체로부터 열을 빼앗기 때문. 이때 증발에 따른 냉각효과는 피부표면에서 곧바로 땀을 흘릴 때 가장 효율적임. 하지만 만약 동물이 땀을 흘려 털이 젖게 되면, 이때 증발은 피부표면이 아니라 털의 표면에서 일어나게 되고, 이는 체내의 열을 증가시킴. 왜냐하면 피부속 혈관으로부터 생긴 열이 피부표면에서 재빠르게 발산되기 보다는 젖은 털의 표면으로 옮겨가야 하기 때문. 그 결과 동물은 적절한 냉각상태를 유지하기 위해 땀을 더 많이 흘리게 되고, 털은 더 축축하게 젖음. 생리학적으로 볼 때는 이는 매우 비효율적이며 오랫동안 이런 상태를 유지하기란 거의 불가능. 이 경우 동물이 격렬하게 움직이는 동안 일정한 간격으로 물을 계속 마시지 않으면 열로 인해 탈진함.

- 열대지방의 극단적 환경조건에서 체온조절과 관련된 실험연구 및 시뮬레이션에서는 군살이 없는 사람, 즉 체중에 비해 피부표면이 넓은 사람이 가장 효율적으로 열을 발산하는 것으로 나타남. 다시말해 피부 표면적이 넓으면서 다소 마른 체구를 지녔을 경우 열 손실을 극대화할 수 있다는 것. 그러므로 매우 더운 환경에서는 키가 크고 야윈사람이 키가 작고 뚱뚱한 사람보다 체온의 평형을 유지하는 데 유리. 나일강 유역과 오스트레일리아 원주민, 인도 원주민들처럼 구대륙 열대지역에서 오랫동안 살아왔던 사람들 중 가늘고 긴 팔다리에 키가 크고 마른 체구가 많은 이유가 여기에 있음. 팔다리가 길어서 몸의 열을 주위 환경으로 전달하는 표면적이 넓고 마른체구이기 때문에 몸의 중심부에서 표면까지 열을 더 빠르게 전달함.

- 비타민 D는 먹이에서 칼슘을 흡수하도록 하여 골격을 강하게 만들어주기 때문에 모든 척추동물에게 중요함. 물고기는 비타민 D를 함유한 다른 물고기나 플랑크톤을 먹어서 충분한 양의 비타민 D를 쉽게 얻음. 그러나 최초로 육지로 올라와 살게 된 척추동물은 골격을 단단하게 유지하기 위해 비타민 D가 더 많이 필요함에도 바닷속에서 비타민 D를 얻던 공급원들을 더이상 이용할 수 없게 되었음. 이와 같은 진화단계에서는 자연선택이 강력한 힘을 발휘하여, 척추동물 스스로 비타민 D를 만들어내는 능력을 발전시킴. 비타민 D는 광화학 작용으로 만들어지기 때문에 진화초기의 네발동물들은 몸에서 필요로 하는 양만큼의 비타민 D를 얻기 위해 스스로를 햇빛에 노출시키게 됨. 이들은 먹이에서 비타민 D를 섭취했을 뿐만 아니라 피부에 있는 비타민 공장으로부터도 필요한 양을 보충. 자외선 중 UVB는 피부에서 비타민 D3의 생산을 자극. 고에너지 UVB광자들은 먼저 피부를 뚫고 들어간 다음, 표피와 진피세포들에 들어 있는 일종의 콜레스테롤 분자에 흡수됨. 그리고 이것은 비타민 D3전구체 분자의 형성을 촉매함. 이러한 전구체 분자는 피부 안에서 비타민 D3로 변화되고 간장과 신장에서 다시 화학적 변화를 일으켜 생물학적으로 활성형 비타민이 됨. 이 반응은 스스로 제어됨. 즉 체내순환 혈액 속에서 이미 활성형 비타민 D가 충분히 있다면 추가 생산이 중단되고, 화학적 전구체들은 여러 비활성 부산물들로 분해되어버림. 이런 방식으로 신체는 활성형 비타민 D가 과이앵산되는 상태인 비타민 D 중독을 피함.

- 사실 멜라닌은 자외선 노출 때문에 발생하는 유해한 작용을 화학적으로 중화시키는 적극적 기능을 수행. 멜라닌이 태양복사로부터 광자를 흡수하면 화학적 변화를 일으킴. 최근의 연구에서는 자유 라디칼을 없앨 수 있는 멜라닌의 능력이 바로 이러한 화학적 변화의 결과인 것으로 나타났음. 그러므로 생리학적으로 멜라닌은 자외선과 그 산물인 자유라디칼 때문에 DNA가 손상되는 것을 막아 우리를 보호해주는 역할을 함. 그리고 멜라닌은 자외선을 비롯한 여러 고에너지 복사에 의해 엽산과 같은 필수 비타민이 파괴되지 않도록 막아주는 기능도 함.

- 자외선은 신체내에서 성공적 생식을 위해 필수적인 여러 화학물질에 영향을 주는데 , 그것에는 DNA, 엽산, 비타민 D 등이 포함됨. 그러므로 피부색은 자외선 때문에 피부내의 중요한 생화학 물질이 파괴되지 않게 하거나 최소한 파괴를 늦출 수 있도록 충분히 짙게 착색되어야 함. 반면 자외선은 몇가지 중요한 생화학물질의 생산에 촉매작용을 하기 때문에 이를 수행할 수 있을만큼의 빛은 피부를 통과할 수 있어야 함. 말하자면 멜라닌이 이를 조절하는 역할을 함. 이 이론은 장기간에 걸친 관찰과 실험을 통해 확인된 사실에 근거. 첫째, 장파장자외선은 비타민 B군의 하나인 엽산을 파괴. 엽산이 부족하면 세포분열에 필요한 DNA의 생산을 방해하여 생식에 문제가 생길 수 있음. 둘째, 단파장자외선은 피부에서 비타민 D를 합성. 비타민 D가 부족하면 신체칼슘대사에 장애가 생기고 이는 생식에 부정적 영향을 미침. 그러므로 이처럼 모순된 요구에 균형을 맞추기 위해 피부착색정도가 다르게 진화했음.

- 가임연령의 여성은 자신의 신체를 유지하는 데 필요한 칼슘뿐 아니라 아기를 만드는 데 필요한 칼슘도 함께 체내에 저장. 임신기간에서 길게는 수유기간까지 여성의 칼슘 필요량은 같은 연령의 남성에 비해 거의 두배에 달함. 이때 태아와 신생아의 골격을 만들기 위해 뼈에 저장된 칼슘과 인산이 대규모로 동원됨. 이는 여성이 빠른 시간내에 다시 칼슘을 뼈에 저장해야함을 의미하며, 이를 위해서는 칼슘이 포함된 음식을 많이 먹고 체내로 흡수해야 함. 그러나 비타민 D 공급이 부족하면 칼슘을 흡수할 수 없고 여성 자신과 아기의 뼈에 문제가 생기게 됨. 비타민 D부족이 심각한 경우에는 신생아의 뼈가 적정선까지 단단해지지 못하여 구루병이 생길 수 있음. 아기 엄마의 경우에는 문제가 확연하게 드러나지 않지만, 미네랄 소실로 골연화증이 생겨서 골격이 약해지고 골절이 발생할 위험이 높아짐. 이와 같은 문제를 피하기 위해 진화는 여성의 피부를 남성보다 옅게 만듦으로써 아기 엄마가 더 많은 비타민 D를 생산할 수 있도록 했음. 피부색이 옅어짐으로써 여성은 동일한 자외선 조건에 있는 남성보다 비타민 D를 조금 더 많이 만들 수 있음. 그리고 이느니 칼슘 흡수를 최적화해 여성자신과 아기 모두 건강한 생존과 생식가능성을 높여줌. 여성은 자연선택에 대비해 정밀하게 균형을 유지함. 즉 엽산과 DNA를 보호할 수 있을만큼 충분히 짙은 피부색을 유지함과 동시에, 비타민 D 생산을 최대화할 수 있을 만큼 충분히 옅은 피부색을 유지. 이처럼 진화는 매우 정교하며, 종의 생존을 확보할 수 있도록 효과적인 생물학적 타협을 만들어냄.

- 그동안은 분노에 따른 안면상기의 이유에 대해 잘 알려져 있지 않았음. 신체의 교감신경들이 심장의 혈액 박출량을 늘리고, 피부속의 혈관 대부분을 수축시켜서 혈액을 골격근 쪽으로 돌리고 싸울 태세를 갖추는 상황인데, 왜 유독 얼굴은 붉어져야 할까? 한 부위의 피부혈관이 동시에 확장되는 것은 모순처럼 생각됨. 이와 같이 모순돼 보이는 현상은 왜 일어날까? 이에대해 극단적으로 화가 나서 혈압이 매우 높이 치솟을 때 안전밸브 역할로 안면 피부속의 혈류가 증가한다는 설명이 있음. 목 부위의 동맥에 있는 압력 수용체가 위험수준으로 치솟은 혈압을 감지. 이때 동맥의 벽이 이완되어 아면으로 혈액이 몰리고, 이에 따라 심장박동과 혈압의 증가를 둔화시키는 데 도움이 됨.

- 보톡스의 사용은 영장류를 진화시킨 추진력들 간의 갈등을 보여주는 흥미로운 사례. 한쪽에는 젊은 외형, 그리고 그와 관련해 높은 생식력이라는 프리미엄이 있음. 다른 한쪽에는 섬세한 얼굴표정을 이용한 커뮤니케이션 강화가 자리함. 보톡스는 한쪽 극단을 취해 얼굴 표정을 없애버림. 말할 때도 수동적이며 생기없는 표정이 됨. 이렇게 되면 정보를 해석하기가 매우 어려워지는데, 특히 얼굴에 나타난 감정이 언어로 전달되는 감정과 일치하지 않을 때에는 더욱 그러함. 예를 들어 대중 스타나 유명인들이 보톡스 시술후 공감을 불러 일으킬만한 열정적 연설을 해야하는 경우임. 정상적 얼굴 표정을 지을 수 없다면 연설하면서 청중들에게 감정을 불러일으킬 수 없음. 또한 보톡스는 법의학적으로 특별한 문제를 일으키기도 하는데, 표정을 변화시켜 신뢰관계에 의존하는 사람들을 기만하는 도구로 사용될 수 있기 때문.