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건강

2022.09.13 07:25

당신의 몸 얼마나 아십니까 ?-시상하부(視床下部)

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당신의 몸 얼마나 아십니까 ?

(저자 : J. D 래트클리프)

시상하부(視床下部)

사람은 나라는 존재가 있다는 소리도 들어보지 못했다. 그렇지만 시상하부는 사람의 몸 안에서 단일 세포집단으로는 가장 중요한 존재이다. 사람은 시상하부가 무슨 일을 하는지 거의 모르고 있으나, 사람은 하루 24시간 근무하고 있다. 시상하부의 주임무는 사람의 내부에 평행을 유지하는 일이다. 시상하부는 사람의 뇌와 그 밖의 신체의 다른 부위들이 활동해야 할 필요가 있을 때면 활동이 요청 된다고 통보해 준다. 사람이 배고픔, 목마름, 더위와 추위를 느끼고, 분노와 공포에 어떻게 반응할 것인지를 아는 것은 시상하부가 항상 감시하고 있기 때문이다. 시상하부는 사람이 하는 일에는 무슨 일이든 직접, 간접으로 간여한다. 시상하부는 사람의 시상하부 (視床下部)이다.

시상하부는 사람의 뇌 속에 있는 다른 부위처럼 명석하지는 못하다. 생각하는 것은 시상하부가 할 일이 아니다. 시상하부는 말하자면 사람의 몸 안에 있는 중앙교환대, 또 다른 표현을 빌린다면 신경계의 상당부분과 뇌하수체(腦下垂體)를 조정하는 일종의 조정판이라 불러도 무방할 것이다. 뇌하수체는 신진대사와 성장, 제 2 차 성징(性徵), 그리고 호르몬체계의 기타 다른 기능들에 영향을 주는 중요한 기관이기 때문에 주선(主膳)이라 부르기도 한다.

시상하부의 겉모양은 별로 보잘것 없다. 시상하부는 뇌의 아래쪽, 사람의 머리 중심 부근에 누워 있다. 빛깔은 홍회색(紅灰色)이고, 크기는 대략 작은 말린 오얏만해서 뇌 전체 부피의 300분의 1에 지나지 않는다. 그럼에도 불구하고 시상하부는 신체의 다른 어느 부분보다 풍부한 혈액을 공급 받고 있으며, 고도로 발달된 감지체계(感知體係)를 갖고 있고 또 신경계 내부에 직접 간접으로 폭넓게 연결되어 있다.

시상하부의 조상을 찾자면 6000년 전까지 거슬러 올라갈 수 있다. 시상하부는 최초의 원시적 동물들이 지구상에 나타나기 시작했을 때부터 시상하부가 해온 많은 일들을 지금도 사람을 위해서 하고 있다. 예컨대, 체온조절 문제를 생각해 보기로 하자. 시상하부 덕택에 사람은 영하 70 도 C 까지 내려가는 시베리아나 60 도 C 까지 올라가는 리비아에서도 생명을 유지할 수 있다. 사람이 어느 곳에 가든 시상하부는 사람의 내부 온도를 약 37 o C로 일정하게 유지해 준다. 사람의 온도가 위 아래로 몇 도만 변해도 사람은 죽고 만다.

더운 날에 사람의 피의 온도가 10분의 1도만 올라가도 시상하부는 작업에 착수한다. 시상하부는 뇌하수체와, 언제라도 명령에 복종할 태세가 돼 있는 신경계를 통해 체표(體表)의 혈관들을 학장시키고 수만개의 땀구멍을 열라는 메시지를 보낸다. 그러면 땀이 피부를 식혀 사람의 피 속에 있는 쓸데없는 열을 제거하게 된다. 그와 동시에 시상하부는 뇌의 다른 부위에 호흡을 빠르게 하라는 신호를 보낸다. 그러면 사람은 숨을 가쁘게 쉬어서 더 많은 열을 밖으로 내 보낸다.

반대로 추운 날 사람의 혈액온도가 10분의 1도 떨어지면 시상하부는 부신과 뇌하수체를 통해 간으로 하여금 신체의 주요한 용광로 구실을 하는 근육에 연료인 혈당을 더 많이 내보내도록 한다. 뇌하수체는 사람으로 하여금 몸을 덜덜 떨게 하여, 근육활동으로 열이 발생하도록 한다. 아울러 땀구멍을 닫아 버리고, 혈액도 열을 많이 빼앗기게 되는 신체표면을 피해 흐르게 한다. 그런데 사람의 몸이 만약 너무 식으면, 체표 혈관들이 거의 완전히 닫혀 버리기 때문에 사람의 피부색깔이 푸르둥둥하게 변한다. 시상하부는 사람이 추위를 느낄 때 별 소용이 없는 일을 한 가지 하는데 그것은 소름이 돋게 하는 것이다. 이것은 털이 많았던 사람의 조상들로부터 물려받은 유물이다. 털이 많았던 사람의 조상들을 위해서 시상하부는 피부근육을 죄어 털을 곧추세움으로써 외부와의 절연효과를 더 냈던 것이다.

사람이 세균에 감염되면, 박테리아는 시상하부의 감지기능에 변화를 일으킨다. 그리하여 시상하부의 감지기능들은 마치 온도조절기로 조절한 것처럼 감지기능들이 작동하는 온도를 한 단계 높인다. 그러면 사람은 체표 혈관을 수축시키고 몸을 떨어서 체온을 그 온도에 맞추고 그래서 사람이 체온을 올리는 데 성공시키면, 시상하부는 사람으로 하여금 땀을 흘리고 혈관을 팽창시켜 열을 방출하도록 한다. 사람이 세균감염에서 벗어나면, 시상하부의 감지장치들은 정상적인 작동으로 되돌아가고 사람의 열도 사라진다.

시상하부의 또 다른 중요한 일은 체내의 수분의 균형을 유지하는 것, 사람은 근본적으로 해양동물이다. 갓난 아이적에 그는 75%가 물이었고, 성인이 되어서도 물이 50%에 가깝다. 날마다 폐를 통하여, 그리고 땀과 오줌으로 사람은 약 3L의 수분을 잃는다. 만약 총재고량의 5분의 1 이상을 잃으면 사람은 죽고 만다.

그러므로 수분이 너무 적어지면 긴급조치가 필요하다. 즉 시상하부의 탑지장치들이 물이 부족해서 피의 염분 농도가 너무 높아지고 있음을 알아내면, 뇌하수체와 나의 공동 노력으로 항이뇨호르몬(ADH)이 방출되도록 한다. 그리하여 여분의 ADH가 방출되면 신장으로 하여금 평상시보다 많은 수분을 흡수하게 하여, 오줌이 진해지고, 타액선(唾液腺)은 침의 흐름을 줄인다. 이어 사람의 몸은 가능한 한 물을 아끼고 사람은 갈증을 느끼게 된다. 그러면 사람은 한두 잔의 물을 마시고, 그럼으로써 수분의 균형이 회복된다.

맥주 서너 잔을 마셨을 때처럼 사람의 피가 너무 묽을 경우를 생각해 보자. 그런 때는 시상하부가 뇌하수체에 신호를 보내는데 그러면 뇌하수체는 피 속에 방출되는 ADH의 양을 줄인다. 신장은 통상적인 양의 수분을 보존할 필요가 없어지므로, 보다 빨리 오줌을 만들어 낼 수 있다.

여러분들은 사람이 배고파지면 사람 자신이 그것을 알게 된다고 생각할 것이다. 그러나 실은 그렇지 않다. 시상하부가 알려주지 않으면 사람은 그것을 모른다. 식사시간이 되면 그 바로 직전에 수천 개의 정보가 나에게 홍수처럼 밀려 들어온다. 사람의 혈당공급이 떨어지고, 근육에 가벼운 피로가 느껴지기 시작한다. 시상하부는 이 모두를 평가하여, 위액과 침의 생산을 증가시키라는 신호를 내보내기 시작한다. 위는 수축 확장의 속도와 힘을 증가시키고, 미뢰(味雷)는 감각이 한층 더 예민해진다. 이래서 사람은 식사시간이 되었음을 깨닫게 된다.

시상하부의 세포집단, 또는 핵들 가운데서 두 개가 먹는 것과 특별히 관련이 있는 것 같다. 둘 중 하나가 손상을 입으면, 사람은 음식을 잔뜩 쓸어넣으면서 도대체 끝낼 줄을 모를 것이다. 다른 하나에 손상이 가면, 즉시 먹기를 그치고 음식에 완전히 흥미를 잃을 것이다.

성욕 역시 시상하부가가 관리하는 일 중의 하나이다. 시상하부는 뇌하수체를 시켜 생식선을 자극한다. 그러나 그 이상 성욕이 어떻게 일어나는지 정확히 알 수 없다. 뇌 속의 다른 부분들이 성욕과 관계되는 일을 하는 것만은 확실하며 우리들 중에서 어느 누구도 성욕을 자극하는 일을 혼자 담당할 수는 없다. 그러면 시상하부가 없다면 사람은 성적으로 전혀 절제없는 사람이 되고, 만약 시상하부 한 부위가 파괴되면 성욕은 사라지고 말 것이다. 반면에 이따금 뇌 안에 압력이나 지극이 생기는 경우에는 시상하부가 뇌하수체로 하여금 성호르몬을 과도하게 많이 방출하게 함으로써 사람의 성적반응이 강해지는 수도 있다.

때때로 사람은 크게 화를 낸다. 피질(皮質 – 뇌의 회색 물질)이 이 사실을 시상하부에게 알리면, 즉시 사람이 싸우거나 도망칠 수 있게 해 주기 위해 많은 일을 한꺼번에 해주어야 한다. 시상하부는 뇌하수체에게 호르몬을 내보내게 하여 다른 선(腺)들을 작동시켜 신진대사율을 높이게 한다. 근육에 필요한 피를 보존하기 위해서 피부 혈관들은 수축하고, 반면 근육혈관들은 확장된다. 사람은 창백해지지만, 심장의 박동이 빨라지고 심장이 뛸 때마다 쏟아져 나오는 피의 양이 증가된다. 위의 활동은 떨어지고, 사람은 소변을 보고 싶은 느낌이 들 수도 있다.

그 밖에 다른 잡다한 일들이 있다. 뇌 신경은 눈, 얼굴 근육, 인두(咽頭)와 심장으로 하여금 긴장에 대비하게 한다. 근육의 긴장이 증가되고, 피부온도가 낮아지며, 타선(唾腺)은 수분을 보존하기 위해 닫힌다. 그래서 사람은 입이 마른다. 사람이 진정되면 즉시 모든 것이 반대로 작동하여 몇 분 뒤 정상으로 돌아간다. 사람의 외부에서 무슨 일이 일어나고 있든, 사람의 내부에서만은 동일한 상태를 유지하려고 시상하부는 노력한다. 다행히 시상하부는 탈이 나는 일이 별로 없다. 시상하부는 아주 잘 보호되어 있어 좀처럼 상처를 입지 않는다. 시상하부가 주로 걱정해야 할 일은 인접 부위에 종양이나 뇌에 혈액공급이 중단되는 일이다.

사람이 시상하부의 작업량을 줄일 수 있는 방법이 있을까? 별로 없다. 사실 시상하부는 어떤 도움도 필요하지 않다. 시상하부는 경험이 워낙 많아서 사람의 내부 환경을 조절하는 일에 관한 한 훨씬 많이 알고 있기 때문이다.

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