산업부

이연호

기자

이연호의 과학 라운지

  • [이연호의 과학 라운지](67)왜 우유를 마시면 배가 아플까?
    (67)왜 우유를 마시면 배가 아플까?
    이연호 기자 2020.05.24
    [이데일리 이연호 기자] 우유를 마시면 배가 아픈 사람들을 주위에서 어렵지 않게 볼 수 있다. 우유를 마실 경우 복통, 설사, 방귀, 복명(腹鳴·장에서 나는 소리) 등의 증상으로 화장실로 직행하기 일쑤인 사람들은 의외로 많다. 이런 사람들에겐 우유는 물론 우유가 들어간 커피인 카페라테도 꺼려지긴 마찬가지다.우유 이미지. 이미지=게티이미지뱅크.왜 우유를 마시면 배가 아픈 걸까. 이것은 우유에 들어 있는 유당(젖당·lactose)이라는 성분 때문이다. 유당은 포유류의 젖 속에 들어 있는 이당류로 모든 포유동물의 유즙에 약 5% 정도 함유돼 있다. 우리나라 성인의 75% 즉 4명 중 3명은 이 유당을 포도당(글루코스·glucose)과 갈락토스(galactose)로 가수분해할 때 촉매로 사용하는 효소인 락타아제(lactase)가 없거나 부족하기 때문에 유당을 제대로 분해하지 못한다. 이를 유당불내증(乳糖不耐症·Lactose intolerance)이라고 한다. 이당류(二糖類)인 유당을 단당류(單糖類)인 포도당과 갈락토스로 분해할 때 촉매로 사용되는 효소인 락타아제는 소장 벽에 있는 미소융모(絨毛) 부위의 점막세포에서 분비된다. 선천적으로 이 효소가 거의 없는 경우도 있지만 보통의 경우 이 효소는 영아기의 소장 내엔 풍부히 존재하다가 이유기 이후부터 서서히 감소한다. 우유를 마시면 탈을 겪는 사람들도 요구르트나 치즈 같은 유제품은 별 탈 없이 잘 먹는 이유는 이 같은 유제품들은 발효를 거치면서 유당의 함량이 줄어들기 때문이다. 물론 유당불내증이 심한 경우엔 이 같은 발효유제품도 먹기 힘들다.그렇다면 유당불내증 환자들이 배탈 걱정 없이 우유를 마실 수 있는 방법은 없을까. 물론 답은 ‘예스(yes)’다. 유당(lactose)이 없는 우유라는 뜻의 ‘락토프리(Lacto-free) 우유’를 마시면 된다. 최근 몇 년간 이 시장이 급격히 커지면서 각 우유업체들은 앞다퉈 락토프리 우유를 내놓고 있다. 이들은 미세필터를 이용해 유당을 걸러내거나 락타아제를 투입해 유당을 분해하는 방법을 쓴다.유당불내증으로 카페라테를 마시지 못하는 고객들을 위해 일부 커피 프랜차이즈에서는 우유 대신 두유나 락토프리 우유를 카페라테에 넣어 주는 경우도 있다. 유당불내증이 있는데 카페라테를 마시고 싶다면 미리 이에 대한 정보를 확인하거나 매장에서 두유나 락토프리 우유로 변경 가능한 지 물어보는 게 좋다.‘국민 두유’로 유명한 베지밀(Vegemil·채소를 뜻하는 ‘Vegetable’과 우유를 뜻하는 ‘Milk’의 합성어)의 탄생도 유당불내증에서 출발한다. 소아과 의사였던 정식품의 고(故) 정재원 창업주가 유당불내증을 앓는 아이들을 살리기 위해 1967년 치료용으로 두유를 만든 게 그 시초다. *편집자 주: 수학, 화학, 물리학, 생물학 등 기초과학의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 특히 인공지능(AI), 사물 인터넷(IoT), 빅데이터 등 첨단 정보통신기술(ICT)이 이끄는 4차 산업혁명 시대를 맞아 그 중요성은 점차 더 커지고 있다. 하지만 대개의 경우 기초과학은 어렵고 낯설게만 느껴져 피하고 싶은 것도 사실이다. 기초과학의 세계에 쉽고 재미있게 발을 들여 보자는 취지로 매주 연재 기사를 게재한다.
  • [이연호의 과학 라운지](66)대나무는 왜 나이테가 없을까?
    (66)대나무는 왜 나이테가 없을까?
    이연호 기자 2020.05.17
    [이데일리 이연호 기자] 나무를 가로로 자르면 둥근 띠 모양의 무늬가 나타난다. 우리가 나이테(annual ring)로 부르는 이것을 통해 우리는 나무의 나이를 알 수 있다. 주로 일 년에 하나씩만 나이테가 생기기 때문인데 나이테는 왜 생기는 걸까.대나무 숲 이미지. 사진=게티이미지뱅크.간단히 말하면 나이테는 계절이 반복되기 때문에 생긴다. 나무가 풀과 다른 점 중 하나는 형성층이 있어 부피생장을 한다는 것이다. 형성층에서 세포분열이 일어나는데 계절에 따라 세포분열의 속도가 다르기 때문에 나이테가 생긴다.봄과 여름은 가을과 겨울에 비해 일조량이 길고 수분 확보도 쉬워 광합성을 하기 좋은 환경이 된다. 그 결과 세포분열이 활발해 부피생장도 빠르게 이뤄진다. 이로 인해 상대적으로 세포는 커지고 세포벽은 얇아진다. 봄과 여름에 자란 나무의 세포벽은 연한 색깔을 갖고 있다. 반면 가을과 겨울은 광합성에 안 좋은 환경이 돼 세포분열의 속도가 더뎌 세포가 작고 세포벽의 크기가 두꺼워진다. 봄여름과 달리 색깔은 진하다. 이처럼 연한 조직과 짙은 조직이 번갈아 가며 만들어지므로 동심원 모양의 나이테를 갖게 된다. 결국 밝고 면적이 넓은 동심원(춘재)과 어둡고 좁은 동심원(추재)이 주기적으로 나타나므로 어둡고 좁은 동심원의 개수만 세면 나무의 나이를 알 수 있다. 그렇다면 모든 나무가 나이테를 갖고 있을까. 그렇지 않다. 우리나라처럼 4계절이 두드러지는 온대 기후 지역의 나무들은 주로 나이테가 뚜렷한 반면 계절의 변화가 뚜렷하지 않은 열대 지방에서는 나이테가 없는 나무들이 많다. 또 이상기온 현상이 발생할 경우엔 나이테가 일년에 2개 이상이 생기기도 한다.4군자 중 하나인 대나무는 나이테가 있을까. 대나무는 그 명칭에 ‘나무’가 들어가지만 실제로는 나무라고 보기엔 애매한 식물이다. 벼과 대나무아과에 속하는 여러해살이 식물의 총칭인 대나무는 전형적인 나무와 달리 부피 생장을 하지 않고 풀과 같이 길이 생장만 한다. 이에 따라 나이테를 가질 수 없다.*편집자주: 수학, 화학, 물리학, 생물학 등 기초과학의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 특히 인공지능(AI), 사물 인터넷(IoT), 빅데이터 등 첨단 정보통신기술(ICT)이 이끄는 4차 산업혁명 시대를 맞아 그 중요성은 점차 더 커지고 있다. 하지만 대개의 경우 기초과학은 어렵고 낯설게만 느껴져 피하고 싶은 것도 사실이다. 기초과학의 세계에 쉽고 재미있게 발을 들여 보자는 취지로 매주 연재 기사를 게재한다.
  • [이연호의 과학 라운지](65)엘리베이터 반투명 필름 코로나 어떻게 막을까?
    (65)엘리베이터 반투명 필름 코로나 어떻게 막을까?
    이연호 기자 2020.05.10
    [이데일리 이연호 기자] 코로나19 확산 이후 엘리베이터에 두 가지 작은 변화가 생겼다. 버튼 등에 붙은 반투명 필름과 손소독제가 새로운 변화다. 특히 반투명 필름은 지역이나 건물 등에 상관 없이 어느 엘리베이터든 쉽게 볼 수 있다. 이는 구리가 함유된 항균 필름이다. 이 항균 필름은 세균과 바이러스를 억제하고 사멸시키는 것으로 알려져 있다.경북 문경시가 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 예방을 위해 승강기용 항균필름을 무상 제공한다고 지난달 22일 밝혔다. 사진은 경북 문경시 관내 승강기에 부착된 항균필름. 사진=연합뉴스.정확히는 구리가 세균을 파괴하는데 그 과정은 이렇다. 세균 같은 미생물들이 구리에 닿게 되면 미생물은 구리를 영양소로 인식해 흡수한다. 이렇게 미생물 몸속으로 들어간 구리 이온은 미생물의 세포막에 구멍을 낸다. 또 구리 이온은 이 구멍을 통해 활성산소를 끌어 당겨 미생물을 파괴한다. 구리 이온은 바이러스 퇴치에도 효과가 있다. 바이러스는 세균과 달리 스스로 물질대사를 하지 못한다. 하지만 숙주가 생기면 자신의 DNA나 RNA 즉 유전자 정보를 복사한다. 이 같은 바이러스에 구리를 접촉시키면 바이러스는 이 구리를 숙주로 생각하고 자신들의 유전자 정보를 배출한다. 그러면 구리는 유전자 복제 방해 신호를 바이러스에 내보내게 되고 바이러스는 지쳐 사멸하게 된다. 그렇다면 이 같은 항균 효과는 구리만 갖고 있을까. 구리 외에도 금, 은, 백금, 수은, 코발트, 주석, 알루미늄 등 여러 다양한 금속도 항균효과를 갖고 있다. 구리가 일반적으로 쓰이는 이유는 구리가 우리 몸에 독성이 없고 효과가 빠르며 가격이 싸기 때문이다. 구리는 항균필름 외에도 항균섬유로 쓰여 무좀 등에 효과를 보이기도 했다. 실제 지난 2010년 칠레 광산 붕괴사고로 매몰됐던 광부들이 산화구리가 첨가된 섬유로 만든 양말로 갈아신고 2주 후 무좀이 대부분 개선된 사례도 있다.*편집자주: 수학, 화학, 물리학, 생물학 등 기초과학의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 특히 인공지능(AI), 사물 인터넷(IoT), 빅데이터 등 첨단 정보통신기술(ICT)이 이끄는 4차 산업혁명 시대를 맞아 그 중요성은 점차 더 커지고 있다. 하지만 대개의 경우 기초과학은 어렵고 낯설게만 느껴져 피하고 싶은 것도 사실이다. 기초과학의 세계에 쉽고 재미있게 발을 들여 보자는 취지로 매주 연재 기사를 게재한다.
  • [이연호의 과학 라운지](64)'귀요미 초록 식물' 마리모 물 위로 뜨는 이유는?
    (64)'귀요미 초록 식물' 마리모 물 위로 뜨는 이유는?
    이연호 기자 2020.05.02
    [이데일리 이연호 기자]마리모 키우기가 인기다. 특히 코로나19로 인한 사회적 거리두기로 집에 머무는 시간이 늘다보니 신비스러운 초록 생물 마리모가 더욱 각광받고 있다.방송에 소개된 마리모. 사진=MBC.마리모(毬藻·まりも)는 공 모양의 집합체를 이루는 담수성 녹조류의 일종이다. 일본 홋카이도 아칸호수의 명물인 이 희귀 생물은 일본에서 특별천연기념물로 지정돼 보호받고 있기도 하다. 포슬포슬 실뭉치 같이 생긴 마리모를 처음 보면 이끼류인지 동물인지 헷갈릴 수도 있다. 마리모는 실처럼 가는 섬유 하나하나가 개체로 1년에 지름이 약 0.5~1cm정도 자라며 평균 수명이 150년 안팎으로 알려져 있다.특히 마리모가 사람들의 사랑을 받는 이유는 가끔 수면 위로 올라오는 행동 때문이다. 일본에서는 마리모가 기분이 좋을 때 수면 위로 두둥실 떠오른다고 생각해 그 모습이 행운을 가져온다고 믿는다.마리모가 어떻게 물 위로 올라오는 걸까. 사람들은 아침이면 수면 위로 떠올랐다가 저녁이 되면 호수 바닥으로 다시 가라앉는 마리모를 신기해하면서 이 현상의 원인을 광합성 때문일 것이라고 단순히 추측했다.정확한 원리 규명을 위해 지난 2018년 영국 브리스톨대(University of Bristol) 연구팀이 나섰다. 연구팀은 광합성으로 생긴 산소 기포들이 마리모의 실처럼 가느다란 몸 안에 갇히고 그 부력으로 떠오른다고 생각했다. 이 가설을 증명하기 위해 실험실에서 마리모를 키웠다. 한 그룹은 광합성을 방해하는 화학 물질로 마리모를 코팅했고 다른 그룹은 화학 처리를 하지 않음으로써 마리모가 정상적으로 광합성을 할 수 있게 했다.실험 결과는 예상대로였다. 화학물질로 코팅 처리한 마리모들은 광합성을 하지 못해 떠오르지 않았다. 반면 아무런 조작을 하지 않은 자연 그대로의 마리모들은 물 위로 떠올랐다.연구팀은 이번엔 마리모가 아침에 떠오르고 저녁에 가라앉는 이유를 알아내기 위해 마리모에게 생체리듬 같은 게 있는지도 확인했다. 연구팀은 마리모를 희미한 빛 아래에 며칠 동안 두면서 매일 다른 시간에 마리모에 빛을 비춰줬다.마리모는 정상적인 일출 시간에 빛을 비춰 줬을 때 일출 시간이 아닌 다른 시간에 빛을 쬐어 줬을 때보다 더 빨리 표면으로 떠올랐다. 이로써 마리모가 일주기 리듬(circadian rhythm)을 갖고 있다는 사실을 증명했다. 마리모가 일출 시간에 광합성 작용을 더욱 활발히 하며 산소 기포를 더 많이 생산했기 때문에 일출 시간에 더 빠르게 떠오른 것이다. 낮에 활동하고 밤에 잠드는 약 24시간 주기의 일주기 리듬을 갖고 있는 인간의 신체처럼 마리모도 이 같은 종류의 리듬을 갖고 있다는 것이 실험을 통해 입증된 것이다.*편집자주: 수학, 화학, 물리학, 생물학 등 기초과학의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 특히 인공지능(AI), 사물 인터넷(IoT), 빅데이터 등 첨단 정보통신기술(ICT)이 이끄는 4차 산업혁명 시대를 맞아 그 중요성은 점차 더 커지고 있다. 하지만 대개의 경우 기초과학은 어렵고 낯설게만 느껴져 피하고 싶은 것도 사실이다. 기초과학의 세계에 쉽고 재미있게 발을 들여 보자는 취지로 매주 연재 기사를 게재한다.
  • [이연호의 과학 라운지](63)복어는 어떻게 몸을 둥글게 부풀릴까?
    (63)복어는 어떻게 몸을 둥글게 부풀릴까?
    이연호 기자 2020.02.23
    [이데일리 이연호 기자] 콩나물 및 무 등과 함께 우려낸 맑은 육수에 생미나리를 듬뿍 얹어 먹는 복지리는 숙취 해소 음식으로 꾸준히 사랑받는 음식이다.복어 이미지=게티이미지뱅크.지방이 적고 단백질이 풍부한 복어는 미식가들을 중심으로 마니아층을 형성할 정도로 인기가 높은 음식이지만 치명적인 독을 갖고 있어 복어조리기능사 자격증이 있어야만 판매할 수 있는 음식이기도 하다.복어는 몸집에 비해 작은 지느러미 탓에 빠르게 헤엄칠 수 없다. 대신 복어는 적의 위협으로부터 자신을 보호하기 위한 두 가지 무기를 갖고 있다. 하나는 바로 독성이 청산가리의 10배가 넘는 테트로도톡신(Tetrodotoxin)이라는 독이고 다른 하나는 사람이 볼에 바람을 넣듯 배를 크게 부풀릴 수 있다는 점이다.먼저 테트로도톡신은 신경독소의 일종으로 복어목 어류의 간이나 난소 등 생식 장기에서 주로 발견된다. 복어 자체에서 생성되는 것이 아니라 복어가 감염되거나 복어와 공생하는 몇몇 박테리아에 의해 생성되는 것으로 알려져 있다. 해독제도 없는 맹독성으로 중독되면 치사율이 40~80%에 이른다.그렇다고 전 세계적으로 120~130종에 달하는 모든 복어가 독을 갖고 있는 것은 아니다. 또 독성의 강도에도 차이가 있어 황복, 자주복, 까치복, 검복은 독성이 강하고 밀복, 가시복, 거북복의 독성은 약하다. 아이러니한 것은 독이 강한 복어일수록 맛이 좋아 사람들이 즐겨 찾는다는 점이다.독이 없는 복어 중 독특한 겉모습을 가진 것으로는 가시복어가 있다. 가시복어는 독이라는 방어 수단 대신 날카로운 가시를 갖고 있다. 포식자들에게 쫒기는 긴급한 상황이 되면 다른 복어들과 마찬가지로 몸을 부풀리는 동시에 평상시엔 옆으로 누워 있던 긴 가시들을 외부를 향해 빳빳하게 세운다. 그렇다면 복어는 어떻게 몸을 둥글게 부풀릴 수 있을까. 복어는 위협을 느끼는 상황에서 물이나 공기를 잔뜩 흡입해 본래 몸 크기의 3~4배까지 몸을 부풀릴 수 있다. 위장 하단의 확장낭이라는 신축성 있는 주머니에 물이나 공기를 채우는 것이다. 물속에선 14초에 약 35번 정도 흡입해 몸을 가득 부풀릴 수 있다고 한다. 물이나 공기를 가득 채운 후엔 식도의 근육을 축소시켜 물이 빠져나가지 않도록 한다. 비정상적인 몸의 팽창에도 몸이 터지지 않는 것은 피부의 진피층에 탄력성과 신축성을 유지해 주는 콜라겐섬유가 많이 있기 때문이다. 복어가 원래 몸무게의 두 배 이상의 물을 머금은 상태에서 호흡은 정상적으로 할 수 있을까. 숨을 참는 걸까. 이를 위해 호주의 과학자들은 한 가지 실험을 진행했다. 과학자들은 8마리의 복어를 수조에 넣은 다음 복어에 극심한 스트레스를 줌으로써 몸을 부풀어 오르게 만들었다. 그 후 수조 속 용존 산소량 변화를 확인했다. 그 결과 오히려 몸을 부풀리기 전보다 복어의 산소 소비량은 2~3배나 더 많아졌다. 몸이 팽창한 상태에서는 아가미로 더 많이 호흡했던 것이다. 아울러 복어가 공모양의 잔뜩 부풀려진 모습에서의 과잉 호흡에서 본래 호흡으로 돌아가는 데는 5시간36분이 걸렸다고 한다. 복어는 언제든지 자신들이 원할 때마다 몸을 부풀려 상대에게 위협적으로 보일 수 있을까. 이에 대해 미국 하버드대 연구진은 복어가 3~8번 연속 몸을 부풀릴 수는 있지만 그 이후엔 아무리 위협을 가해도 반응이 없다는 실험 결과를 발표하기도 했다.*편집자주: 수학, 화학, 물리학, 생물학 등 기초과학의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 특히 인공지능(AI), 사물 인터넷(IoT), 빅데이터 등 첨단 정보통신기술(ICT)이 이끄는 4차 산업혁명 시대를 맞아 그 중요성은 점차 더 커지고 있다. 하지만 대개의 경우 기초과학은 어렵고 낯설게만 느껴져 피하고 싶은 것도 사실이다. 기초과학의 세계에 쉽고 재미있게 발을 들여 보자는 취지로 매주 연재 기사를 게재한다.
  • [이연호의 과학 라운지](61)코로나 바이러스, 건강한 사람도 위험한 이유는?
    (61)코로나 바이러스, 건강한 사람도 위험한 이유는?
    이연호 기자 2020.02.09
    [이데일리 이연호 기자]마이크로소프트(MS) 창업자이자 기술고문인 빌 게이츠(Bill Gates)는 몇년 전 한 매체와의 인터뷰에서 인류에게 핵전쟁이나 기후 변화보다 더욱 큰 위협은 ‘전염병’이라고 언급했다. 전염병은 유럽 정복자들이 거대한 아메리카 대륙을 정복하는 데 가장 위력을 떨친 무기이기도 했다.이미지=게티이미지뱅크.중국 우한발 신종 코로나 바이러스 감염증(이하 신종 코로나)에 대한 공포가 전 세계로 확산하고 있다. 중국의 인접국인 우리나라의 확진자 수도 9일 오전 9시 기준 총 25명으로 늘어나면서 사회 전반에 막대한 악영향을 끼치고 있다.지난달 말 중국 연구진이 국제 의학 학술지 란셋(Lancet)에 발표한 논문에 따르면 신종 코로나 유행 초기 확진 환자 41명의 진료 내용을 분석한 결과 환자 대부분이 일주일 만에 입원했고 이 중 절반 정도가 입원 하루 만에 호흡곤란이 생겨 2~3일 뒤 중환자실로 옮겨졌다. 전체 환자 중 10%는 인공호흡기 치료를 받았고 5%는 인공 심폐기를 달았으며 환자 중 15%가 사망했다. 의료계에서는 이처럼 질환이 빠른 속도로 진행된 원인으로 ‘사이토카인 폭풍(cytokine storm)’을 거론했다.사이토카인은 세포를 뜻하는 접두어 ‘cyt(o)’와 그리스어로 ‘움직이다’를 의미하는 ‘kinein’이 합쳐 만들어진 용어로 면역세포에서 분비되는 단백질 면역조절제다. 세포의 증식, 분화, 세포사멸 또는 상처 치료 등에 관여하는 다양한 종류의 사이토카인이 존재하며 특히 면역과 염증에 관여하는 것이 많다.바이러스가 몸속에 침투해 인체를 공격하면 우리 몸에서는 이 바이러스와 맞서 싸우기 위해 사이토카인을 분비한다. 하지만 지금까지 우리 신체가 겪어보지 못한 신종 바이러스가 체내로 들어오면 미지의 바이러스에 대항해 사이토카인이 필요 이상으로 지나치게 많이 나오게 된다. 즉 ‘사이토카인 폭풍’은 면역체계가 과민 반응을 일으켜 마치 폭풍처럼 과도하게 나온 사이토카인으로 정상 세포들의 DNA가 변형돼 일어나는 2차 감염 증상을 가리킨다. 오히려 면역물질이 상황을 잘못 판단해 정상 세포까지 파괴하는 자해를 자행하는 셈이다.이와 관련 지난 1993년 미국 미시간대 연구진이 지난 1918년 스페인 독감 유행 때 상대적으로 젊은 층의 사망이 다른 감염병보다 20배 이상 높았던 이유를 연구한 결과 과도한 면역작용이 외부에서 침입한 바이러스는 물론 정상 세포까지 공격했다는 사실을 발견했다. 조류독감(H5N1), 에볼라 바이러스 등 감염병의 인체 감염 사례도 숙주의 면역체계에서 유발된 사이토카인 폭풍의 면역 폭발에 의한 병원성 증가가 원인이었던 것으로 알려져 있다. 중동호흡기증후군(MERS) 감염자 중 40대 이하 젊은층이 38%를 차지한 것도 사이토카인 폭풍의 영향인 것으로 지적됐다.면역물질인 사이토카인의 과다 분비는 아무래도 면역력이 강할수록 잘 나타나기 쉽기 때문에 젊은층이 사이토카인 폭풍에 더 취약한 것이다. 이런 이유로 젊고 건강한 사람이라도 신종 코로나 감염을 방심하면 안 된다.*편집자주: 수학, 화학, 물리학, 생물학 등 기초과학의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 특히 인공지능(AI), 사물 인터넷(IoT), 빅데이터 등 첨단 정보통신기술(ICT)이 이끄는 4차 산업혁명 시대를 맞아 그 중요성은 점차 더 커지고 있다. 하지만 대개의 경우 기초과학은 어렵고 낯설게만 느껴져 피하고 싶은 것도 사실이다. 기초과학의 세계에 쉽고 재미있게 발을 들여 보자는 취지로 매주 연재 기사를 게재한다.
  • [이연호의 과학 라운지](60) 왜 겨울엔 소변이 더 자주 마려울까?
    (60) 왜 겨울엔 소변이 더 자주 마려울까?
    이연호 기자 2020.02.02
    [이데일리 이연호 기자]겨울엔 일반적으로 화장실을 더 자주 간다. 금방 소변을 보러 화장실에 다녀 온 것 같은데 또 다시 화장실을 찾게 되기 일쑤다. 특별히 긴장하거나 이뇨작용을 촉진하는 음식을 섭취하지 않은 상황에서도 화장실을 자주 가다 보면 내가 무슨 병이 걸리진 않았을까라는 걱정이 들기도 한다. 날씨와 요의(尿意)엔 어떤 관계가 있을까.이미지=게티이미지뱅크.우선 성인은 하루 평균 3.1리터(ℓ) 정도의 수분을 몸밖으로 내보낸다. 수분이 체외로 빠져 나가는 통로는 여러가지가 있다. 가장 많은 양의 수분이 배출되는 방법은 쉽게 생각할 수 있듯 대소변으로 약 1.6리터가 이렇게 빠져 나간다. 이어 땀과 호흡기·피부의 호흡을 통해 각각 0.5리터 정도씩 배출된다. 즉 겨울엔 땀을 거의 흘리지 않게 되고 이 양만큼 소변의 양이 많아지기 때문에 화장실을 자주 가게 되는 것이다.더운 여름철 우리 몸은 체온을 낮추기 위해 땀으로 수분을 배출시키면서 그 기화열을 이용해 체온을 내린다. 이 같은 시스템이 겨울엔 정반대로 작용한다. 체온을 보존하거나 높이기 위해 땀 등을 통한 체온 발산을 최대한 억제하게 되는 것이다. 한겨울에도 소변량을 줄이려면 땀을 많이 흘리는 격한 운동을 하면 된다.겨울철 소변이 더 자주 마려운 이유는 또 있다. 겨울철엔 인체의 교감신경 기능이 활성화되면서 노르에피네프린이나 에피네프린이라는 호르몬 양이 늘어난다. 이들 호르몬 양의 증가는 전립선 근육 수축으로 연결되고 이는 또한 요도 압박과 방광내압의 증가로 이어지면서 요의를 더 자주 느끼게 되는 것이다.*편집자주: 수학, 화학, 물리학, 생물학 등 기초과학의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 특히 인공지능(AI), 사물 인터넷(IoT), 빅데이터 등 첨단 정보통신기술(ICT)이 이끄는 4차 산업혁명 시대를 맞아 그 중요성은 점차 더 커지고 있다. 하지만 대개의 경우 기초과학은 어렵고 낯설게만 느껴져 피하고 싶은 것도 사실이다. 기초과학의 세계에 쉽고 재미있게 발을 들여 보자는 취지로 매주 연재 기사를 게재한다.
  • [이연호의 과학 라운지](59) 왜 나만 정전기가 더 많이 발생할까?
    (59) 왜 나만 정전기가 더 많이 발생할까?
    이연호 기자 2020.01.26
    [이데일리 이연호 기자] A씨는 겨울이 부담스럽다. 추위 때문이 아니다. 바로 정전기 때문이다. 방심할 틈이 없다. 언제 어디서 뜨거운 전기 맛을 보게 될 지 알 수 없다는 사실에 불안감은 커진다. 특히 지난해 겨울 따뜻한 티백(tea bag) 차를 마시기 위해 종이컵으로 정수기의 온수 레버를 길게 누르는 순간 발생한 정전기에 깜짝 놀라 화상을 입을 뻔한 일을 겪고 나서는 정수기는 거의 공포 수준까지 이르렀다. 이 뿐만이 아니다. 건물이나 사무실 출입 시, 자가용의 문을 여닫을 때, 정수기의 물을 컵에 따라 마실 때, 옷을 갈아입을 때, 휴대폰 등의 소지품을 사용할 수 없는 정전식(electrostatic) 버튼의 엘리베이터를 탈 때, 심지어 다른 사람과 악수를 할 때도 정전기가 늘 따라다닌다. 급하게 집에서 나오느라 정전기 방지 스프레이라도 뿌리지 못한 날이면 매사에 더욱 신경이 쓰인다.이미지=게티이미지뱅크.그깟 순식간의 ‘찌릿’하는 따끔거림에 뭐 그리 불안할까싶지만 정전기는 막상 그리 간단하게 무시할 만한 것은 아니다. 실제 산업 현장에선 정전기로 인한 폭발 사고로 사망 등 대형 인명 사고가 났다는 뉴스를 심심찮게 접할 수 있을 정도다. 특정 재질에 대한 접촉 자체를 꺼리게 되는 일종의 정전기 트라우마가 엄살이 아닐 수도 있다는 얘기다. 가정용 전기 콘센트 전압이 220볼트(V)인데 비해 생활 속 정전기 전압은 일반적으로 2만5000볼트를 훌쩍 넘는다. 전기의 양이 매우 적어 인체에 큰 영향을 미치지 않는다는 점이 천만다행일 정도다.정전기의 위력을 실감하고 싶다면 간단한 실험을 해 볼 수도 있다. 바람을 넣은 풍선을 스웨터에 계속 문지르면서 정전기를 충분히 축적한 다음 이 풍선을 형광등에 갖다 대면 잠깐이지만 형광등의 불이 켜지는 놀라운 경험을 할 수 있다. 먼저 정(靜)전기는 전하가 흐르지 않고 머물러 있는 상태의 전기를 가리키는 말로 우리가 콘센트에 꽂아 쓰는 흐르는 전기인 동(動)전기와 대비되는 말이다. 모든 물체는 원자로 이뤄져 있고 이 원자는 원자핵(+)과 전자(-)로 구성된다. 일반적인 상태의 보통 물체는 원자핵과 전자가 갖는 전기의 양이 같다. 하지만 물체가 서로 마찰할 때 전자가 다른 물체로 쉽게 이동하는데 이때 전자를 잃은 쪽은 +전하를 전자를 얻은 쪽은 -전하를 띠게 된다. 그 결과 두 물체 사이에 전기 에너지의 차이가 생기면서 +전하와 -전하가 서로 끌어당기는 정전기 현상이 발생한다. 우리 몸은 물체와 마찰할 때마다 전하가 저장되고 어느 정도 이상의 전하가 쌓였을 때 적절한 전위차에 따라 그동안 쌓였던 전하가 불꽃을 튀며 이동하는 것이 바로 정전기다. 정전기가 겨울에 유독 자주 발생하는 이유는 뭘까. 정전기가 건조할 때 잘 생기기 때문이다. 정전기는 공기 중의 수증기와 밀접한 관련이 있다. 수소와 산소로 이뤄진 수증기는 주변의 전기 에너지를 갖는 입자를 중성의 상태로 만든다. 이 때문에 공기 중 수증기의 양이 적어 습도가 낮은 겨울철에는 정전기가 발생할 확률이 높아진다. 사람도 마찬가지다. 이른바 ‘정전기 체질’이라고 생각될 만큼 정전기가 자주 일어나는 사람은 몸이 건조한 사람이다. 따라서 핸드크림을 자주 바르거나 물을 많이 섭취하는 방법 등이 정전기 예방에 도움을 줄 수 있다.흔히 정전기 방지를 위해 옷에 뿌리는 정전기 방지 스프레이는 물체의 마찰로 인해 쌓이는 전하를 주변으로 쉽게 분산할 수 있게 도와준다. 뿌리면 섬유를 중성으로 유지시켜 준다. 물과 달리 바로 증발하지도 않는다. 다만 빨래를 헹굴 때 넣어 주는 섬유유연제도 정전기 방지 스프레이와 같은 원리이긴 하지만 직접 분사하는 것이 아니라 효과는 떨어진다.공장 등 산업 현장에서 주로 정전기를 없애는 방법으로는 접지(Earth)라는 것도 있다. 이는 전기회로 또는 장비의 한 부분을 도체를 이용해 지면에 연결하는 방식을 뜻한다. 사람들은 대개 외부 활동 시 신발을 신고 있어 지면과 격리돼 있고 이 때문에 몸이나 피부에 전하가 축적되면서 정전기가 발생하게 된다. 손가락 끝과 같이 작은 단위 면적에 축적된 전하가 짧은 시간 안에 이동하면서 ‘찌릿’하는 경험을 하게 되는 것이다. 정전기 발생이 예상되면 어떤 물체를 만지기 전에 땅으로 정전기를 배출하는 것도 하나의 방법일 수 있다. 셀프주유소의 정전기 방지 패드가 이 같은 원리를 이용한 정전기 제거 방법이다.*편집자주: 수학, 화학, 물리학, 생물학 등 기초과학의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 특히 인공지능(AI), 사물 인터넷(IoT), 빅데이터 등 첨단 정보통신기술(ICT)이 이끄는 4차 산업혁명 시대를 맞아 그 중요성은 점차 더 커지고 있다. 하지만 대개의 경우 기초과학은 어렵고 낯설게만 느껴져 피하고 싶은 것도 사실이다. 기초과학의 세계에 쉽고 재미있게 발을 들여 보자는 취지로 매주 연재 기사를 게재한다.
  • [이연호의 과학 라운지](58) 피임약 과도하게 복용하면 어떤 일이?
    (58) 피임약 과도하게 복용하면 어떤 일이?
    이연호 기자 2020.01.19
    [이데일리 이연호 기자] 원치 않는 임신을 막기 위한 피임법에는 여러가지가 있으나 콘돔 등 피임기구 사용, 피임약 복용의 방법들이 주로 사용된다. 그런데 피임약의 과도한 복용은 부작용을 초래할 수 있어 주의해야 한다.이미지=게티이미지뱅크.피임약은 호르몬 조절을 통한 피임방법으로 경구용 피임약은 에스트로겐과 프로게스테론이 있다.우선 난소에서 난자가 성숙하려면 어린 난자 상태에서 FSH 호르몬이 에스트로겐 분비를 유도하고 이 에스트로겐과 영양분을 통해 난자는 자라게 된다. 난자가 충분히 자라면 LH 호르몬이 분비돼 배란이 일어나게 된다. 이후 프로게스테론은 자궁벽을 단단하게 만들어 준다.에스트로겐 피임약은 LH호르몬 억제를 통해, 프로게스테론 피임약은 자궁벽을 보다 더 두껍게 만들어 임신을 했다는 착각을 일으키게 해 임신을 막는다.그렇다면 호르몬 피임약이 왜 위험할 수 있을까. 에스트로겐 피임약에 중점을 맞춰 설명하자면 에스트레겐은 크게 두 가지 문제점을 야기할 수 있다. 우선 특정 돌연변이를 가진 사람의 경우 에스트로겐이 유방암 발병률을 올릴 수 있다는 연구 결과가 있다. 에스트로겐은 유방의 세포 성장 촉진 스위치를 켬으로써 DNA 복제를 촉진한다. 반면 BRCA라는 암 억제 유전자는 DNA 복제 중 잘못 복제된 부분을 인식하고 DNA 복제를 멈추는 역할을 한다. 하지만 BRCA1 유전자가 돌연변이인 사람은 DNA 복제에 문제가 생겨도 이를 막는데 어려움을 겪어 유방암 발병률을 높일 수도 있다. 실제 헐리우드 스타 안젤리나 졸리는 BRCA1 유전자 돌연변이를 가진 것을 사전에 인지하고 유방을 절제하는 결단을 내리기도 했다.지난 2002년 고용량 에스트로겐 피임약을 복용하고 있는 돌연변이 BRCA1 유전자를 가진 여성을 대상으로 연구가 진행됐다. 실험군은 피임약을 주기적으로 복용한 상태였고 대조군은 피임약을 먹지 않았다. 해당 연구는 피임약을 장기적으로 복용한 사람이 유방암에 걸릴 확률이 높다는 결론을 도출했다.지난 2017년 정상인 여성에 대한 저용량 피임약 복용 연구도 진행됐는데 5년 이상 장기간 피임약을 복용한 정상인 여성의 경우에도 피임약을 먹지 않은 여성보다 유방암 위험도가 높았다는 결론이 나왔다. 장기간 피임약을 복용한 경우 약 10만 명 중 13 명 정도가 유방암에 걸렸다.둘째 에스트로겐은 혈전(피떡) 위험을 높일 수 있다. 이와 관련 지난해 8월 식품의약품안전처는 국내에서 허가 받은 복합경구피임제 20품목에 대해 허가사항을 변경했다. 허가사항 경고 항목에 ‘35세 이상 흡연자는 투여해서는 안 된다’문구를 추가했다. 또 투여금지 대상으로 ‘35세 이상 흡연자’와 ‘선천성 또는 후천성 과응고병증(hypercoagulopathies) 환자’를 명문화 했다. 에스트로겐은 동맥경화와 혈전 생성을 촉진하며 특히 에스트로겐을 약으로 복용하면 간에 영향을 미쳐 중성지방 생성량이 증가한다. 중성지방이 늘어나면 혈관벽에 침착해 염증을 유발하는 작고 단단한 LDL 콜레스테롤 역시 늘어나는 게 문제다. 또 혈액을 굳게 하는 효소 ‘트롬빈’이 많아져 혈전이 잘 생긴다. 여기에 흡연 역시 혈전의 위험도를 높이는 대표적인 원인 중 하나다.식약처는 흡연자에게 경구피임약을 권하지 않는 이유를 ‘심각한 심혈관계 부작용의 위험성을 증대하기 때문’이라고 밝혔다. 대한두통학회지에 따르면 흡연자가 경구피임제를 복용하면 뇌졸중 위험이 많게는 10배로 높아진다. 피임약은 피임 목적 외에도 극심한 생리혈이나 생리통을 앓고 있는 여성들이 복용하기도 하는데 피임약의 과도한 섭취는 전혀 뜻밖의 부작용을 초래할 수 있으니 조심해야 한다. 도움말=과학커뮤니케이터 케니 리(Kenny Lee)*편집자주: 수학, 화학, 물리학, 생물학 등 기초과학의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 특히 인공지능(AI), 사물 인터넷(IoT), 빅데이터 등 첨단 정보통신기술(ICT)이 이끄는 4차 산업혁명 시대를 맞아 그 중요성은 점차 더 커지고 있다. 하지만 대개의 경우 기초과학은 어렵고 낯설게만 느껴져 피하고 싶은 것도 사실이다. 기초과학의 세계에 쉽고 재미있게 발을 들여 보자는 취지로 매주 연재 기사를 게재한다. 과학 유튜브 채널 ‘펑키 사이언스(Funky Science)’ 운영자이자 팝핀(Poppin)을 통한 과학대중화에 매진하는 케니 리(Kenny Lee)와 매주 인터뷰를 진행하고 그 중 재밌는 내용들을 간추려 독자들에게 제공한다.

더보기

이데일리

  • 04517 서울시 중구 통일로 92 케이지타워 18F, 19F 이데일리
  • 대표전화 02-3772-0114 I 이메일 webmaster@edaily.co.kr
  • 등록번호 서울 아 00090 I 등록일자 2005.10.25 I 발행인 곽재선 I 편집인 이익원
  • ⓒ 이데일리. All rights reserved.