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머리가 아플 때 "그냥 두통이겠지"라며 진통제 하나로 넘기는 경우가 많다. 그런데 머리 양쪽이 조여드는 것처럼 아픈 날도 있고, 한쪽만 욱신거리며 빛이나 소리에 예민해지는 날도 있으며, 드물지만 눈 주변이 찢어질 듯 아파서 아무것도 할 수 없는 날도 있다. 같은 진통제를 먹어도 어떤 두통엔 듣고 어떤 두통엔 전혀 안 듣는 것도 이 차이 때문이다. 두통은 단일한 현상이 아니라 근육 긴장, 뇌혈관 변화, 신경계 과활성이라는 서로 다른 메커니즘이 만들어내는 결과물이다. 유형을 알면 약 선택도, 예방 방법도 달라진다. 1. 뇌 자체는 아프지 않다 — 두통이 생기는 구조뇌 조직에는 통증 수용체가 없다. 뇌 수술 중 뇌를 직접 건드려도 환자가 통증을 느끼지 못하는 이유가 여기 있다. 두통이 생기는 건 뇌 실질이 아..

무릎이 아프기 시작하면 "좀 쉬면 낫겠지"라고 생각하는 경우가 많다. 근육통이나 인대 염좌는 실제로 그렇게 낫는다. 그러나 연골은 다르다. 구조 자체가 다르게 설계되어 있어서 쉰다고 회복되는 메커니즘이 아예 없다. 연골에는 혈관이 없다. 혈관이 없다는 건 손상 부위로 면역세포와 성장인자가 도달할 방법이 없다는 뜻이다. 뼈나 근육에서 자연스럽게 작동하는 염증-회복 사이클 자체가 연골에서는 가동되지 않는다. 쉬어서 낫는 구조가 아니라는 걸 먼저 받아들여야 현실적인 관리 방법이 보인다. 1. 혈관도 신경도 림프관도 없다뼈가 부러졌을 때 수주~수개월이면 붙는 것, 근육이 찢어졌을 때 충분히 쉬면 회복되는 것, 이 모든 과정의 출발은 혈액이다. 손상 부위로 혈액이 몰리면서 면역세포가 청소하고, 성장인자가 분비되고..

고혈압 진단을 받은 사람들이 공통적으로 하는 말이 있다. "아무 증상도 없었는데요." 혈압이 높으면 두통이 심하거나 얼굴이 빨개지거나 어지럼증이 생길 것이라고 생각하지만, 실제로 고혈압 환자의 80% 이상은 진단 전까지 뚜렷한 자각 증상을 경험하지 못한다. 수축기 혈압이 160mmHg을 넘겨도 느끼지 못하는 경우가 흔하다. 고혈압이 '침묵의 살인자'라고 불리는 이유다. 증상이 없다는 게 괜찮다는 뜻이 아니라, 혈관과 장기 손상이 조용히, 꾸준히 진행되고 있다는 뜻이다. 1. 왜 증상이 없는가 — 혈관과 뇌의 적응혈압이 서서히 오를 때 증상이 없는 데는 두 가지 이유가 있다. 첫째는 혈관 자체의 적응이다. 혈압이 만성적으로 높아지면 혈관 벽이 그 압력에 맞춰 두꺼워지고 딱딱해진다. 높은 압력에 맞게 혈관이..

국내 성인의 약 10~15%가 일주일에 한 번 이상 가슴 쓰림이나 위산 역류 증상을 경험한다는 조사 결과가 있다. 식후 잠깐 느끼는 불편함 정도로 가볍게 여기는 경우가 많지만, 위산이 반복적으로 식도로 올라오는 환경이 지속되면 식도 점막은 단순한 자극을 넘어 조직 자체가 바뀌는 구조적 변화를 겪는다. 위는 강산성 환경에 맞게 설계된 두꺼운 점막층과 중탄산염 방어막을 갖추고 있지만, 식도는 그런 보호 장치가 없다. pH 1~2 수준의 위산에 반복 노출된 식도 점막이 어떤 단계를 거쳐 변화하는지를 이해하는 것은, 흔한 소화 증상을 다르게 바라보는 시작점이 된다. 1. 역류가 시작되는 지점 — 하부식도괄약근의 기능 저하위와 식도 사이에는 **하부식도괄약근(Lower Esophageal Sphincter, LE..

겨울 바깥에서 오래 있다 보면 어느 순간 몸이 저절로 떨리기 시작한다. 의지와 관계없이 근육이 잘게 수축하고 이가 딱딱 부딪힌다. 이 반응은 왜 생기는 걸까. 단순히 춥다는 신호일 뿐일까, 아니면 실제로 체온을 올리는 기능을 하는 걸까. 후자다. 근육 떨림은 몸이 체온을 유지하기 위해 쓰는 마지막 수단 중 하나다. 그 전에도 몸은 이미 여러 단계의 보온 반응을 순서대로 작동시키고 있다. 피부 혈관이 수축하고, 털이 곤두서고, 갈색지방이 열을 생산하고, 마지막으로 근육이 떨리는 순서다. 체온이 37°C에서 조금만 벗어나도 이 시스템이 즉각 가동된다.1. 시상하부가 체온의 사령관이다 — 감지와 명령의 구조체온 조절의 중심은 뇌의 시상하부(hypothalamus)다. 시상하부에는 체온 조절 중추가 있어 혈액 ..

정상적인 호흡에서 혈중 이산화탄소 분압(PaCO₂)은 35~45mmHg 범위를 유지한다. 그런데 과호흡이 지속되면 불과 1~2분 만에 이 수치가 25mmHg 아래로 곤두박질친다. 단순히 숨을 빠르게 쉬는 것처럼 보이는 현상이지만, 그 이면에서는 혈액의 산성도(pH)가 바뀌고, 혈관이 수축하며, 신경계가 과흥분 상태에 빠지는 연쇄 반응이 동시다발적으로 일어난다. 손발이 저리고 어지럼증이 느껴지는 이유는 산소가 부족해서가 아니라, 오히려 이산화탄소가 너무 빠르게 빠져나가기 때문이다. 1. 이산화탄소는 '노폐물'이 아니라 '조절자'다많은 사람들이 이산화탄소를 단순한 호흡 노폐물로 인식한다. 하지만 인체 생리학에서 이산화탄소(CO₂)는 혈액의 산성도를 유지하고, 산소가 세포에 제대로 전달되도록 돕는 핵심 조절 ..

여름에 검은 옷을 입으면 왜 더 더울까. 단순히 색이 어두워서라고 생각하기 쉬운데, 정확한 답은 빛의 반사와 흡수에 있다. 물체의 색깔은 그 물체가 어떤 파장의 빛을 반사하느냐가 결정한다. 반사하지 않은 파장의 빛은 흡수되고, 흡수된 빛 에너지는 열로 전환된다. 검은색이 더 뜨거워지는 이유는 가시광선 대부분을 반사하지 않고 흡수하기 때문이다. 그런데 여기서 이야기가 끝나지 않는다. 열 흡수는 가시광선만의 문제가 아니다. 태양 에너지의 절반 가까이를 차지하는 적외선 영역까지 포함해서 봐야 실제 열 흡수율이 제대로 보인다. 그리고 이 지점에서 눈에 보이는 색깔과 실제 열 흡수량이 꼭 일치하지 않는다는 예상 밖의 사실이 나온다.1. 색깔은 반사의 결과다 — 흡수와 반사의 물리적 구조물체가 색깔을 갖는 이유는 ..

진공 상태에서 물이 끓는 온도가 낮아지는 이유 해수면에서 물은 100°C에 끓는다. 그런데 해발 5,364m의 에베레스트 베이스캠프에서는 약 83°C에 끓고, 해발 8,849m 정상에서는 약 70°C에서 끓는다. 100°C보다 30°C나 낮은 온도다. 진공에 가까운 환경으로 가면 더 극단적이다. 대기압이 사람의 혈압 수준(약 0.063기압)까지 낮아지면 물은 37°C, 즉 체온에서도 끓기 시작한다. 물을 끓이려면 충분히 가열해야 한다는 상식은 이 수치들 앞에서 절반만 맞는 이야기가 된다.끓는점은 고정된 물성이 아니다. 주변 압력에 따라 변하는 값이다. 물이 100°C에 끓는 것은 해수면에서 1기압이라는 조건이 전제됐을 때의 이야기다. 대기압이 낮아지면 끓는점도 함께 낮아지고, 대기압이 높아지면 끓는점도 ..

음료에 얼음을 넣으면 얼음이 다 녹을 때까지 시원함이 오래 유지된다는 사실은 경험으로 알고 있다. 그런데 생각해보면 이상하다. 얼음은 분명 실온보다 차갑고, 음료와 얼음의 온도 차이만큼 열이 이동하면 금세 온도가 올라야 할 것 같다. 그런데 왜 얼음이 절반 녹았을 때도, 거의 다 녹았을 때도 음료는 여전히 차갑게 유지될까. 얼음이 주는 냉기가 그렇게 오래 지속될 수 있는 이유가 무엇일까.답은 **잠열(latent heat, 숨은열)**이라는 개념에 있다. 물질이 고체에서 액체로, 또는 액체에서 기체로 상태를 바꿀 때, 온도는 변하지 않은 채로 상당한 양의 열에너지를 흡수하는 현상이다. 얼음이 녹는 동안 주변에서 열을 흡수하지만 그 에너지가 온도를 높이는 데가 아니라 얼음의 구조를 바꾸는 데 소비된다. 온..

어릴 때 자석을 들고 집 안을 돌아다니며 이것저것에 붙여본 기억이 있을 것이다. 철로 된 것에는 딱 붙었는데 알루미늄 냄비에는 미끄러지고, 동전에도 반응이 없었다. 모두 금속인데 왜 어떤 것에는 붙고 어떤 것에는 안 붙는지 그때는 그냥 신기하게만 여겼다. 그 차이가 금속 표면의 문제가 아니라 원자 하나하나의 전자 배열에서 비롯된다는 걸 알면 이야기가 달라진다. 자성은 전자의 스핀이라는 특성에서 시작되고, 그 스핀이 얼마나 많이, 얼마나 질서 있게 정렬돼 있느냐가 자석에 반응하는지 아닌지를 결정한다. 1. 자성의 출발점 — 전자 스핀과 자기 모멘트자성의 근원은 전자다. 전자는 전하를 띤 입자이면서 스핀(spin)이라는 고유한 각운동량을 갖는다. 스핀은 위(↑) 또는 아래(↓) 두 방향 중 하나로만 존재하며..