세계보건기구에 따르면 전 세계 당뇨병 환자는 1억 7100만 명으로 추산되며 2030년이 되면 두 배로 늘어날 것으로 예상됩니다. 당뇨병은 인간의 몸과 설탕, 특히 포도당이라는 혈당과의 관계로 설명할 수 있습니다. 탄수화물이 분해될 때 생성되는 포도당은 단백질을 만드는데 필수이며 필요할 때 에너지를 만드는 재료가 되는등 꼭 필요한 성분입니다.

포도당은 췌장에서 만들어지는 인슐린이라는 호르몬의 도움을 받아 간과 근육, 지방세포에 저장되었다가 필요할 때 연료로 전환됩니다.

당뇨병의 학명은 diabetes melitus인데 ‘벌꿀 속으로 지나간다’라는 뜻입니다. 당분이 많이 들어있는 소변을 보는 것으로 시작합니다. 실제로 옛 중국의사들은 누군가의 소변에 개미가 모여드는지 확인함으로써 당뇨병을 진단하고 관찰햇습니다. 당뇨병 환자들의 몸에서는 포도당을 쓸수 있도록 인슐린이 돕는 과정이 원활하지 않아 혈당이 위험한 수치까지 치솟습니다.

학계 일각에서는 제1형 당뇨병을 자가 면역 질환의 일종으로 봅니다. 인체의 선천적인 방어체계가 일부 세포를 침입자로 착각하여 파괴하는 질환을 말하죠. 이 경우 체내 아군 사격의 희생자가 되는 세포가 바로 인슐린 생성을 담당하는 췌장 내 세포입니다. 인슐린이 없으면 체내 제장소는 문을 닫는것과 마찬가지입니다.

반면 제 2형 당뇨병 환자는 췌장에서 인슐린이 계속 만들어질 뿐만 아니라 높은 수치로 유지되는 경우도 있습니다. 그러나 결국 인슐린 생산량이 너무 낮거나 체내 타 조직의 저항으로 혈당이 제대로 흡수 변환되지 못합니다. 감염 식습관 환경요인등 서로 복잡히얽혀있긴하지만 유전 요인이 있으면 다른 요인에 의해 유발되는 당뇨병에 더 잘걸리는 것은 확실합니다. 제1형 당뇨병은 바이러스나 환경 요인으로 제2형은 나쁜 식습관과 운동부족, 비만등으로 자초하는 경우가 많다는 것이 과학자들의 견해입니다. 하지만 유전 요인이 제1형은 물론이고 특히제2형 당뇨병에 영향을 미친다는점은 확실합니다.

 

제1형과 2형은 주로 지리적 기원에 따라 그 분포에 큰 차이가 있습니다.제2형 당뇨병은 선진국에서 흔히 볼수있지만 높은 비만률과 궤를 같이하는 경향이 있습니다. 예를 들어 미국 남서부의 피마 인디언은 성인의 절반이 당뇨병을 앓고 있습니다. 과거에 사냥을 해서 먹고 살았던 피마족의 신진대사는 육류위주의 앳킨스 식단에 걸맞은 방향으로 진행되었을 것입니다. 반면 농사를 짓던 유럽인들은 수백 년 동안 탄수화물과 설탕이 많은 식단을 이용했습니다. 한편 제1형 당뇨병은 북유럽 후손에게 훨씬 더 흔히 나타납니다. 핀란드가 전 세계 아동 당뇨병 비율1위를 차지하고 있고 스웨덴은 2위 영국과 노르웨이가 공동 3위입니다. 남족으로 내려올수록 이 비율은 점점 떨어집니다. 순수한 아프리카 아시아 히스패닉 계열 후손에게서는 제1형 당뇨병을 찾아보기 어렵습니다. 유전요일이 조금이라도 잇는 병이 특정 개체군에 훨씬 더 많이 나타난다면 진화와 관련된 질문이 필요한데요. 약50년 전만 해도 대대적인 기후변화는 매우 느리게 진행된다는 것이 관련 연구원들의 상식이었습니다. 요즘엔 인류는 불과 몇 세대 만에 대대적인 기후변화를 일으킬 수 있다고 변화되었죠. 그러나 1950년 대 이전만 해도 대부분의 과학자들은 기후변화가 수천 년에서 수십만 년 걸린다고 믿었습니다. 1895년 미국 애리조나 주에서 앤드류 엘리컷 더글라스는 주기적으로 나타나는 태양 흑점이 영향을 미친 증거를 찾기위해 나무를 베기 시작했습니다. 처음 관찰한 것은 춥고 건조한 해에는 나이테가 얇은 반면 습하고 따뜻한 해에는 두껍다는 사실이었습니다. 나이테 한 개당 1년씩 과거로 거슬러 올라가보니 17세기 경 기후변화가 찾아와 100여 년간 기온이 크게 떨어진 상태가 지속되었음을 발견했습니다.

기후변화가 빠른 속도로 일어났을 가능성을 뒷받침하는 증거는 속속 쌓여갔습니다. 스웨텐에서 호수 바닥의 진흙층을 연구하던 과학자들은 당시 사람들이 간으하다고 본 속도보다 훨씬 빠르게 기후변화가 일어난 증거를 발견했습니다. 당시 지질학자들은 현재가 과저를 푸는 열쇠라고 믿었습니다 ‘오늘 기후가 이런식이라면 어제 기후도 이랬을 것’이라고 본 것인데 동일과정설이라고 합니다. 1950~60년 댜 과학작들이 대격변에 의해 빠른 변화가 일어날 수 있음을 이해하기 시작하면서 동일과정설의 기반이 흔들리기 시작했습니다. 1950년 대 말 미국 시카고 대학의 데이브는 회전하는 액체로 대기의 움직임을 시뮬레이션한 지구 대기 모형을 만들었습니다. 그 액체는 방해받지 않는 한 안정적이고 반복되는 패턴으로 움직였는데 아주 작더라도 간섭을 받으면 기류에 대규모 변화가 나타났습니다. 다른 과학작들도 빠른 변화 개연성을 보여주는 수학 모델을 개발했죠. 새로운 증거가 발견되고 기존 증거가 재점검되면서 과학자들 간에 의견일치를 보자는 움직임이 일어나고 1970년 대에 이르자 빙하기를 부르고 물러가게 하는 기온변화 및 기후변화가 불과 몇 백년(빠른시간)만에 일어날 수 있다는 쪽으로 수정되었습니다. 툰드라 습지에서 메탄이 끓어올라 태양열을 가두었는지 북극에서 떨어져 나온 얼음판 때문에 대양이 차가워졌는지, 아니면 북극에 녹아든 빙하로 거대한 담수호가 만들어지는 바람에 따뜻한 열대바닷물이 북쪽으로 가는 길이 갑자기 차단되었을까 원인에대해서는 분분했지만요.

3킬로미터가량의 빙심을 파고들어가 수천 년동안 곱게 보존된 연간 강수와 과거 기온에 대한 기록을 얻어 화학분석을 거치기 위해 미국과 유럽등은 각자 파고들어가서 4년후 두팀 다 맨 밑바닥까지 도달했습니다. 빙심은 최근 빙하기인 어린 드라이야스가 겨우 3년 만에 끝났음을 알렸습니다. 한 빙하기에서 다른 빙하기로 가는데 걸린 시간이 3천년, 3백년이 아닌 단 3년이었다고 말이죠. 그뿐만 아니라 어린 드라이야스가 시작되는데 불과 10년밖애 걸리지 않은 것도 밝혀냈습니다. 빠른 기후 변화는 현실 그 자체였던것이죠. 지난 11만년 동안에 급격한 기후변화가 20여 건있었는데 기후가 안정되었다고 볼수 있는 기간은 지난 1만1000여 년 정도 뿐이었죠. 알고보니 현재는 과거를 여는 열쇠가 아니라 예외였던것입니다.

대서양의 컨베이어 벨트 즉 열염순환이 끊기자 어린 드라이야스가 시작되고 유럽 전역에 갑자기 빙하기의 추위가 다시 찾아옵니다.. 그직전에 유럽 조상들은 잘살고 있었는데 DNA를 통해 인류의 이주 경로를 추적하던 과학자들은 불유럽 인구가 폭발적으로 증가한 시기를 밝혀냅니다. 어린 드라이야스전에 사람들이 살지 않았으나 마지막빙하기이후 온난화 추세로 아프리카에서 건너온 사람들이 다시 북쪽으로 이주한것을요 어린 드라이야스기가 시작되고 이들은 치명적인 피해를 입었는데 방사성탄소에 의한 고고학 유적 연대 측정 결과,정착지가 줄어들고 인간활동이 크게 위축되었음이 드러납니다.

 

우리몸은 추우면 덜덜떱니다. 손가락과 발가락이 얼얼하다가 감각이 없어지는 기분, 인체는 추위를 감지하면 사지에 있는 얇은 모세혈관 망을 수축시킵니다. 손가락 발가락부터 시작해 팔달리로 거슬러 올라갑니다. 모세혈관 벽이 닫히면서 혈액이 빠져나와 몸통 쪽으로 몰려갑니다. 주요 장기를 데워야니 손가락을 잃는 대신 간은 살리자는 취지죠. 노르웨이 어부나 이투이트 사냥꾼의 후손은 추위에 시달리다 수축되었던 손의 모세혈관이 잠깐 팽창해서 감각을 잃은 부분에 따뜻한 피를 급속도로 전달한 후에 다시 수축하여 피를 다시 몸 중심부로 보내 사지가 실제 손상되지 않을 정도의 온기를 공급합니다. 또 신생아와 일부 성인의 지방 중에는 갈색지방이라는 발열 전문 조직이 있는데요. 갈색지방은 추위에 노출되ᅟᅧᆷ 활동하시는 분으로 일반 지방세포가 전달된 혈당을 나중에 에너지로 쓰기 위해 저장해 두는 반면 갈색지방세포는 그 자리에서 열로 변환시켜버립니다. 과학자들은 근육을 움직이지 않고도열이 발생한다하여 갈색지방의 연소 과정을 몸을 떨지 않는 열 발생l라고 부릅니다. 갈색지방은 혈당이 공급되는 한 계속해서 열을 발생시킬 수 있고 다른 대부분의 조직과는 달리 인슐린이 없어도 당을 세포 내로 가져올 수 있습니다.

 

서리를 맞은 포도로 만든 아이스와인은 탈콤합니다. 포도가 쭈그러드는 것은 수분 손실 때문입니다. 포도내에 수분이 적을수록 과일의 섬세한 세포 막을 손상시킬수잇는 얼음 결정체가 적어지기 때문이죠. 얼음 결정체가 형성되기 시작하는 온도는 액체 속에 물 이외에 다른 이물질이 좌우합니다 (예를 들어 소금으로 가득 찬 보통의 바닷물의 어는점은 영하2도 쯤이죠. 냉동고에 넣어놓는 보드카는 내용물의 약40%를 차지하는 알코올 덕분에 영하6도 정도에서 겨우 얼기 시작합니다. 알코올처럼 설탕도 천연 부동액이므로 서리의 첫 징조가 보이면 포도는 수분을 버림으로서 수분 양 자체를 줄이고 남은 수분의 당분 농도를 올려버리며 더 낮은 온도를 견디려 합니다.

겨울이되면 숲개구리는 2센티의 낙엽밑에 몸을 묻고 얼어버립니다. 봄이 오면 몇분도 안돼 생명을 찾죠. 기온이 어는 점 가까이 떨어지는 것이 개구리 피부에 감지되면 몇분 후에 피와 장기 세포에 있는 수분이 밖으로 밀려나기 시작합니다. 밀려난 수분은 소변으로 배출되지 않는 대신 복부로 모입니다. 개구리의 간에서는 엄청난 양의 포도당이 혈류로 방출되고 추가 분비되는 당 알코올에 힘입어 혈류로 방출되기 시작합니다. 추가 분비되는 당 알코올에 힘입어 혈중 당분 수치가 100배 상승하죠 이 다량의 당분은 개구의 혈류에 남아있는 수분의 어는점을 크게 낮춥니다. 결국 개구리는 설탕 덩어리 부동액으로 바뀌는 것이죠. 물론 개구리 몸 전첸에 아직 수분이 남아 있기는 하지만 얼음 결정체에 의한 손상이 최소화되는 부분으로 강제 이송되었을 뿐만 아니라 이곳에서는 얼음 자체가 이로울 수도 있습니다. 얼어붙은 개구리를 해부해보니 개구리 피부와 다리 근육 사이에 샌드위치처럼 끼여있는 평ㅍㅇ한 얼음판을 장기 주변의 복강에도 큰 얼음덩어리가 있었습니다. 장기자체는 수분이 많이 빠져 건포도처럼 주름져보이는데 이식할 인간의 장기를 운반할 냉각기에 얼음을 더 넣는것과 크게다른진 않네요.

개구리의 피에도 수분이 있지만 당분 농도가 워낙 높아 어는점이 낮아질 뿐만 아니라 얼음 결정체가 생기더라도 워낙 작고 덜 뾰족해서 세포벽이나 모세혈관을 구멍 내거나 베는일은 적습니다. 그리고 피브리노겐이라는 응고인자를 개구리가 동면시에 다량생산해서 어는 동안 기관이 손상될 경우 이를 치료해주게 보완책도 있고요

 

수분을 없애고 당분을 높여 추위에 대처하는 것은 포도나 개구리만 했던걸가요? 아니면 약1만 3000년 전에 갑자기 찾아온 빙하기에 가장 취약했던 이들의 후손들이 이러한 특징(수분의 과도한 제거와 고농도의 혈당)이 있는 질병에 유전적으로 가장 취약한 사람들이란게 연관이 있는것일까요?

 

어는 점이 가까운 온도에 노출된 쥐는 자기 몸의 인슐린에 내성을 갖게됩니다. 추위에 대한 반응으로 당뇨화된것이죠. 한 대 지역에서는 날씨가 더 추운 계절에 당뇨병에 걸리는 경우가 많습니다.

 

오늘도 유전학자 샤론 모알렘의 ‘아파야 산다’책을 소개했습니다. 내일은 챕터3 콜레스테롤의 딜레마를 소개할게요 8장까지 있어서 한동안은 이책으로 갈거같습니다. 내가 가진 상식과 편견, 한계, 시각을 자꾸 깨고 재조합해보는 것이 삶이주는 선물이고 가르침인거같아요 모두들 힘내요~