"피는 모두 빨간색일까?" 혈액에 대한 알쏭달쏭 재미있는 이야기들

대교 공식블로그를 찾아주신 여러분, 안녕하세요~! 오늘은 알고 보면 더 재미있는 과학 상식으로 생명 활동을 유지하는 데 있어 필수적인 요소인 '혈액'에 대해 이야기를 해볼까 해요. 혈액이 하는 일부터, 혈액의 구성성분은 물론 빨간색, 파란색, 초록색 등등 동물마다 피 색이 왜 다른지에 대해서까지. 그럼 내용을 함께 살펴볼까요? (이번 이야기는 아이들과 함께 읽어주시면 더욱 좋을 것 같아요!)

혈액은 우리 몸 곳곳에 영양소와 산소를 골고루 전달해주는 역할을 해요. 또, 우리 몸에서 생기는 각종 노폐물을 거두어 바깥으로 배출시킬 수 있도록 전달하고, 열을 골고루 흩어지게 해 체온을 일정하게 유지시켜주는 일도 해요. 또, 우리 몸 속으로 침투한 병균을 죽이는 역할도 한답니다. 

우리의 혈액은 심장을 거쳐 온 몸으로 돌아다니게 되는데요. 심장은 가로 세로 칸막이가 있어서 네 개의 방으로 나누어져 있는데, 각각 우심방, 우심실, 좌심방, 좌심실이라는 이름이 붙어있어요. 심장이 우리 몸 구석구석으로 혈액를 보내는 방법은 아주 간단한데요, 좌심실에 연결된 혈관을 통해 혈액을 밖으로 내보내고, 이 피가 온 몸을 한 바퀴 돌면서 산소와 영양분을 싣고 심장의 오른쪽인 우심방으로 들어오게 된답니다. 

혈액이 다니는 길은 크게 동맥, 정맥, 모세 혈관으로 나눌 수 있는데요, 동맥은 산소와 영양분이 풍부한 혈액을 온몸 구석구석으로 날라 주는 핏줄이에요. 심장에서 나온 혈액은 동맥을 통해 온몸으로 퍼져나간답니다. 한편, 정맥은 온몸을 돈 후 지친 혈액이 심장으로 들어갈 때 지나가는 핏줄이에요. 모세 혈관은 온몸에 가늘게 퍼져 있는 핏줄로, 이 모세 혈관을 따라 영양분과 산소가 온몸 구석구석 끝까지 전달되는 것이랍니다.

우리가 다쳤을 때 흘리는 피는 모양은 붉게 보이지만 실제로는 노르스름한 액체로 되어 있어요. 이 액체를 '혈장'이라고 해요. 혈장 속에는 적혈구와 백혈구, 혈소판이 들어 있는데요. 적혈구는 산소를 몸 안의 세포 속으로 실어 나르는 역할을 하고 백혈구는 몸 속으로 침입한 세균과 싸우는 일을 해요. 한편, 혈소판은 몸에 상처가 났을 때 피를 굳게 해서 피를 멈추게 한답니다. 

모든 동물에게는 피가 있는데요, 사람을 비롯한 영장류와 포유류, 조류, 나아가 양서류와 어류 심지어는 곤충도 몸에 피를 지니고 있답니다. 여기서 포유류를 비롯한 '척추동물'들의 피는 대개 붉은 색을 띠고 있는데요, 그 이유는 이들의 핏속에는 적혈구가 들어 있기 때문이에요. 산소를 온 몸으로 실어 나르는 적혈구에는 헤모글로빈이라는 물질이 들어 있는데, 헤모글로빈의 철 성분이 산소와 결합하면 빨간색을 띠게 된답니다. 

하지만 몸 속에서 산소를 날라 주는 물질로는 헤모글로빈만 있는 게 아니에요. 때문에 피 색이 빨간색이 아닌 동물들도 있답니다. 대표적인 동물이 바로 문어인데요. 수온이 낮은 바닷속에 사는 문어는 혈액 내에 '혈청소'라 불리는 헤모시아닌을 지니고 있어요. 이 헤모시아닌은 철 대신 구리를 산소 운반에 사용해요. 주변 온도가 낮아지면 척추동물들이 지닌 헤모글로빈은 제대로 작동하지 못하고, 혈액의 점도가 높아지면서 혈관을 막기 쉬워요. 때문에 바다 생물들은 깊고 추운 바다에서 살아남기 위해 특수한 순환계가 필요한데요, 헤모시아닌은 헤모글로빈보다 산소 결합 능력은 낮지만 낮은 온도에서도 잘 작동한다는 장점을 지니고 있답니다. 헤모시아닌이 들어 있는 피는 산소와 결합하지 않으면 무색을 띠지만, 산소와 결합하게 되면 파란색으로 변하게 돼요. 특히 문어 중에서도 수온이 0도에 가까운 남극바다에 사는 문어는 다른 지역의 문어보다도 혈중 헤모시아닌 농도가 40% 가량이 더 높아 피를 흘릴 때 선명한 푸른 피를 보인다고 해요. 문어 외에도 오징어, 새우와 같은 동물 역시 마찬가지의 이유로 헤모시아닌을 지니고 있답니다.

한편, 곤충들은 주로 노란색이나 녹색 피를 지니고 있어요. 원래 곤충의 핏속에 있는 헤모시아닌은 색깔이 없지만, 분자 구조 상 산소와 만나게 되면 청록색 혹은 노란색으로 바뀌게 된다고 해요.

우리 몸 속에는 성인 평균 5리터 정도의 피가 들어 있다고 해요. 이는 평균 몸무게의 약 7.7%에 달하는 양이라고 하는데요, 이렇게 생각해보니 새삼 얼마나 많은 피가 들어 있는지 알 수 있을 것 같아요.

사람의 혈액형은 크게 O, A, B, AB 형으로 나뉘어 있죠. 그런데 이러한 혈액형은 사람만 가지고 있는 것이 아니에요. 영장류인 침팬지와 고릴라는 물론, 심지어는 식물까지도 모두 각기 혈액형을 지니고 있다고 해요. 어떤 식물의 혈액형은 같은 종이라고 해도 그 종류가 수십 가지가 된다고 해요. 인류와 가까운 조상인 유인원같은 경우 혈액형의 숫자가 인류와 비슷한데요, 침팬지와 오랑우탄은 A, B, O, AB가 다 있어 인류와 혈액형이 똑같아요. 일본원숭이와 고릴라는 B형만 있으며 고양이와 긴팔원숭이는 A, B, AB만 있다고 해요. 소와 개의 경우 혈액형의 종류가 수십 가지가 넘는다고 하니 정말 신기하죠?

대부분의 척추 동물의 피는 붉은 색을 띠고 있는데요. 하지만 드물게 녹색 피를 가진 이가 있으니 바로 뉴기니 섬 저지대의 열대 우림과 산악지대에 서식하는 뉴기니 도마뱀들이에요. 이들 도마뱀이 어떻게 녹색 피를 지니게 되었는지 연구를 한 결과, 이들은 모두 붉은 피를 가진 조상에서 진화했다는 사실을 밝혀냈다고 해요. 이는 녹색 피가 서로 다른 종에서 독립적으로 출현했다는 점을 의미하는 것이며, 녹색 피를 가짐으로써 이로운 점이 있다는 것을 시사하는 연구 결과라고 해요.

녹색 피는 혈액 내부의 담록소 농도가 적혈구의 붉은색을 압도할 때 나타나는데, 이렇게 되면 혈액뿐만 아니라 근육과 뼈, 점막의 조직도 녹색을 띠게 돼요. 대부분 동물들은 담록소 수치가 높아지면 황달이 생기지만, 녹색 피 도마뱀의 담록소 수치는 인간에게 치명적인 것보다 40배가 더 높지만 아무렇지 않게 생활하고 있어 이 비밀과 유전적 요인을 분석하면 새로운 황달 치료법을 찾게 될 것으로 기대를 모으고 있다고 해요.

혈관 속을 돌아다니는 나노 로봇에 대한 연구는 예전부터 활발하게 진행되던 연구 중 하나였는데요. 최근 미국 캘리포니아 대학에서는 혈액 속을 돌아다니며 독소와 해로운 박테리아를 제거할 수 있는 나노 로봇을 개발했다고 해요. 이 로봇은 금 나노와이어에 혈소판과 적혈구 혼합체를 코팅해서 만든 것으로 병원체에서 생성되는 독소를 흡수하고 중화하는 역할을 맡는다고 해요. 인간의 머리카락보다 약 25배 더 작은 이 로봇은 초음파를 통해 이동하는데요. 아직은 임상실험이 가능할 정도의 데이터가 축적되진 않았지만 머지 않아 기술의 발전으로 우리의 피를 더 맑고 깨끗하게 관리할 수 있는 시대가 도래할 것으로 기대되는 대목이에요.

이렇게 혈액에 대한 여러 가지 재미있는 이야기를 함께 나누어보았는데요! 이번 이야기를 읽은 뒤, 혈액과 관련된 이야기 책을 읽어보거나 다큐멘터리를 감상하고 아이와 함께 이야기를 나눠보는 등의 활동을 연장해주면 더욱 좋을 것 같아요! ^^