물속에서 손가락이 주름지는 이유

 

따뜻한 물에 몇 분간 담가두면 손가락 끝의 피부가 말라붙은 자두처럼 주름집니다.

 

손가락 끝과 발가락의 피부는 물에 몇 분만 담가도 자두처럼 쪼그라듭니다. 하지만 이것이 우리의 진화적 과거를 돕기 위해 생겨난 적응일까요? 그리고 이것이 오늘날 당신의 건강에 대해 무엇을 알려줄 수 있을까요?

 

욕조에 몸을 담그거나 수영장에서 몇 분만이라도 물놀이를 하면 손가락이 극적으로 변하는 것을 경험하게 될 것입니다. 가볍게 융기된 섬세한 표피가 있던 자리에는 이제 보기 흉한 가지치기를 한 듯 부풀어 오른 주름이 자리 잡을 것입니다.

 

최근 발표된 연구에 따르면, 이 놀라운 변화는 자세히 살펴볼 가치가 있습니다. 손가락 끝이 이런 식으로 주름질 때마다 주름이 똑같은 패턴을 만들어냅니다 .

 

이는 수십 년 동안 과학자들의 생각과 연구를 사로잡아 온 현상에 대한 최신 발견입니다 . 놀랍게도, 물에 잠기면 손가락과 발가락의 피부만 주름집니다. 팔뚝, 몸통, 다리, 얼굴과 같은 다른 신체 부위는 물에 잠기기 전과 마찬가지로 주름이 더 이상 생기지 않습니다.

 

이 분야 연구자 대부분은 이러한 주름이 처음에 무엇 때문에 생기는지 고심해 왔지만, 최근에는 왜 생기는지, 어떤 목적이 있는지에 대한 의문이 그들의 관심을 끌었습니다.

 

하지만 더욱 흥미로운 것은 우리의 오그라든 손가락이 우리 건강에 대해 무엇을 보여줄 수 있는가 하는 것입니다. 과학자들은 손가락 주름의 변화가 제2형 당뇨병 , 낭포성 섬유증 , 신경 손상 , 심지어 심혈관 질환을 포함한 질병을 나타낼 수 있다는 사실을 발견했습니다 .

 

손가락이 주름지는 원인은 무엇입니까?

 

따뜻한 물 (40°C(104°F)가 최적의 온도로 여겨짐)에 손끝이 주름지기 시작하는 데는 약 3.5분이 걸립니다 . 반면, 20°C(68°F) 정도의 차가운 물에서는 최대 10분까지 걸릴 수 있습니다. 하지만 대부분의 연구에 따르면 최대 주름에 도달하는 데는 약 30분이 걸립니다 . (흥미롭게도, 최근 연구에 따르면 따뜻한 식초에 손을 담그면 피부 주름이 훨씬 더 빨리 생기는데 , 단 4분 만에 효과가 나타납니다.)

 

손가락 끝 주름은 일반적으로 삼투 현상 (물 분자가 막을 통과하여 양쪽 용액의 농도를 같게 하는 현상)을 통해 물이 세포 내로 유입되면서 피부 상층이 부풀어 오르는 수동적인 반응으로 여겨졌습니다 . 하지만 1935년 , 과학자들은 이 과정에는 이보다 더 중요한 것이 있다고 의심해 왔습니다.

 

팔에서 손으로 이어지는 주요 신경 중 하나의 신경이 손상된 환자들을 연구한 의사들은 손가락에 주름이 생기지 않는다는 사실을 발견했습니다 . 신경은 여러 가지 역할을 하지만, 그중에서도 발한이나 혈관 수축과 같은 교감신경 활동을 조절하는 데 도움을 줍니다 . 이 발견은 물에 의해 유발되는 손가락 끝 주름이 실제로는 신경계에 의해 조절된다는 것을 시사했습니다.

 

1970년대에 의사들이 실시한 후속 연구에서도 이에 대한 추가적인 증거가 제시되었고, 무의식적 과정 (예: 혈류) 조절에 영향을 줄 수 있는 신경 손상을 평가하기 위한 간단한 침대 테스트로 손을 물에 담그는 것을 사용할 것을 제안했습니다.

 

2003년, 당시 싱가포르 국립대학병원에서 근무하던 신경과 전문의 에이나르 와일더-스미스와 아델린 차우는 자원봉사자들이 물에 담그고 있는 손의 혈액 순환을 측정했습니다. 그들은 자원봉사자들의 손가락 끝 피부가 주름지기 시작하면서 손가락의 혈류량이 현저히 감소 한다는 것을 발견했습니다 .

 

건강한 자원봉사자들의 손가락 혈관을 일시적으로 수축시키는 국소 마취 크림을 바르자 물에 잠겼을 때와 비슷한 수준의 주름이 생기는 것을 발견했습니다 .

 

맨체스터 메트로폴리탄 대학교의 신경과학자이자 심리학자인 닉 데이비스는 손가락 끝 주름을 연구하며 "손가락을 보면 주름이 생기는 게 당연합니다."라고 말합니다. "손가락 끝 부분이 창백해지는 건 혈액 공급이 표면에서 차단되기 때문입니다."

 

와일더-스미스와 그의 동료들은 손이 물에 잠기면 손가락의 땀샘이 열려 물이 들어오게 되고, 이로 인해 피부의 염분 불균형이 발생한다고 주장했습니다. 이러한 염분 균형의 변화는 손가락의 신경 섬유를 자극하여 땀샘 주변의 혈관을 수축시킵니다. 이로 인해 손가락 끝의 살집이 있는 부위의 부피가 감소하고, 그 위로 덮고 있는 피부가 아래로 당겨져 주름이 생깁니다 . 주름의 형태는 피부의 가장 바깥쪽 층인 표피가 그 아래 층에 고정되는 방식에 따라 달라집니다.

 

피부 바깥층도 주름을 더 심화시키기 위해 약간 부풀어 오를 수 있다는 주장도 있습니다. 그러나 삼투 현상만으로는 손가락에 보이는 주름을 만들기 위해 피부가 20% 정도 부풀어 올라야 하며 , 그렇게 되면 손가락이 끔찍하게 커질 것입니다. 하지만 피부의 윗층이 약간 부풀어 오르고 아랫층이 동시에 줄어들면 주름이 훨씬 더 빨리 생긴다고, 컴퓨터 모델링을 사용하여 이 메커니즘을 연구한 카탈루냐 공과대학교의 생체역학 엔지니어 파블로 사에즈 비냐스는 말합니다.

 

"정상적인 주름 수준을 유지하려면 두 가지 모두 필요합니다."라고 그는 말합니다. "어떤 사람들에게서 나타나는 신경학적 반응이 없다면 주름이 억제됩니다."

 

하지만 주름이 신경에 의해 조절된다면, 우리 몸이 물속에 있는 것에 적극적으로 반응하고 있다는 것을 의미합니다. 데이비스는 "그것은 주름이 어떤 이유에서 발생하는 것임을 의미합니다."라고 말합니다. "그리고 그것은 우리에게 유리한 상황을 만들어낼 수도 있습니다."

 

왜 우리 손가락은 물속에서 주름지도록 진화했을까?

 

데이비스는 목욕 중 아이가 손가락에 주름이 생기는 이유를 묻자, 이러한 장점이 무엇인지 탐구하기 시작했습니다. 2020년 런던 과학 박물관을 방문한 500명의 자원봉사자들의 도움을 받아, 데이비스는 플라스틱 물체를 잡는 데 필요한 힘을 측정했습니다. 놀랍지 않게도, 주름이 없는 마른 손을 가진 사람들은 젖은 손을 가진 사람들보다 힘을 덜 써야 했습니다. 즉, 물체를 더 잘 잡았다는 것입니다. 그러나 주름을 잡기 위해 몇 분 동안 손을 물에 담갔을 때, 손이 아직 젖어 있음에도 불구하고 잡는 힘은 두 사람 사이에 있었습니다 .

 

데이비스는 "결과는 놀라울 정도로 명확했습니다."라고 말합니다. "주름이 생기면 손가락과 물체 사이의 마찰이 증가합니다. 특히 흥미로운 점은 손가락이 표면 마찰력의 변화에 ​​민감하게 반응하고, 이 정보를 활용하여 물체를 단단히 잡기 위해 힘을 덜 쓴다는 것입니다."

 

데이비스의 자원봉사자들이 잡고 있던 물체는 동전 두 개보다 가벼워서 필요한 그립의 양이 적었습니다. 하지만 습한 환경에서 더 힘든 작업을 수행할 때 이러한 마찰력 차이는 더욱 중요해질 수 있습니다.

 

"무언가를 잡을 때 힘을 많이 주지 않아도 되면 손의 근육이 덜 피로해지고 더 오래 잡을 수 있습니다."라고 그는 말합니다.

 

그의 연구 결과는 손가락 끝의 주름이 젖은 물체를 다루기 쉽게 만든다는 것을 발견한 다른 연구자들의 연구 결과와 일치합니다. 2013년 영국 뉴캐슬 대학의 신경과학자 팀은 자원봉사자들에게 다양한 크기와 낚시추의 유리 구슬을 한 용기에서 다른 용기로 옮기도록 했습니다. 한곳에는 물체가 건조했고 다른 것에는 물이 가득 찬 용기의 바닥에 있었습니다. 참가자들이 주름지지 않은 손가락으로 물에 잠긴 물체를 옮기는 데는 마른 상태일 때보다 17% 더 오래 걸렸습니다. 그러나 손가락이 주름졌을 때는 손가락이 젖고 주름지지 않았을 때보다 물에 잠긴 구슬과 추를 12% 더 빨리 옮길 수 있었습니다. 흥미롭게도 주름진 손가락이나 주름지지 않은 손가락으로 마른 물체를 옮기는 데 차이가 없었습니다.

 

여성은 남성보다 주름이 생기는 데 더 오랜 시간이 걸린다는 당혹스러운 미스터리도 있습니다.

일부 과학자들은 손가락 끝과 발가락의 주름이 타이어의 빗물받이 또는 신발 밑창과 같은 역할을 할 수 있다고 주장했습니다. 주름으로 인해 생긴 통로는 손가락과 물체 사이의 접촉 지점에서 물을 밀어내는 데 도움이 됩니다 .

 

이는 인간이 젖은 물체나 표면을 잡는 데 도움이 되도록 과거 어느 시점에 손가락 끝과 발가락을 주름지게 만들었을 가능성을 시사합니다.

 

"물속에서 더 잘 붙잡는 것처럼 보이는 것으로 보아, 매우 습한 환경에서의 이동이나 물속에서 물체를 조작하는 것과 관련이 있을 것으로 추정합니다."라고 2013년 연구를 이끈 뉴캐슬 대학교의 진화신경과학자 톰 스멀더스는 말합니다. 예를 들어, 근육은 우리 조상들에게 젖은 바위 위를 걷거나 나뭇가지를 잡을 때 중요한 이점을 제공했을 수 있습니다. 혹은 조개와 같은 먹이를 잡거나 채집할 때에도 도움이 되었을 수 있습니다.

 

"후자는 인간에게만 나타나는 현상이라는 것을 의미하지만, 전자라면 다른 영장류에서도 나타날 것으로 예상됩니다."라고 스멀더스는 말합니다. 영장류 세계에서 가장 가까운 친척인 침팬지에서는 아직 손가락 주름이 관찰되지 않았지만, 뜨거운 물에서 장시간 목욕하는 것으로 알려진 일본원숭이의 손가락도 물에 잠긴 후 주름이 생기는 것이 관찰되었습니다. 하지만 다른 영장류에서는 증거가 없다고 해서 그런 현상이 나타나지 않는다는 것은 아닙니다. 아마도 아직 아무도 충분히 자세히 살펴보지 않았기 때문일 수 있다고 스멀더스는 말합니다. "우리는 아직 이 질문에 대한 답을 알지 못합니다."

 

왜 욕조에서 손가락이 주름질까요?

 

이러한 적응이 우리 종에 언제 나타났는지에 대한 흥미로운 단서들이 몇 가지 더 있습니다. 손가락 끝 주름은 바닷물에서 덜 두드러지고 담수에서보다 더 오래 지속됩니다. 이는 아마도 바닷물에서 피부와 주변 환경 사이의 염분 농도 차이가 더 작아 신경 섬유를 자극하는 염분 불균형이 덜 극적이기 때문일 것입니다. 따라서 이러한 적응은 우리 조상들이 해안선이 아닌 담수 환경에서 살 수 있도록 도왔을 수 있습니다.

 

하지만 확실한 답은 없으며, 어떤 이들은 적응 기능이 없는 우연한 생리적 반응일 뿐이라고 생각합니다.

 

지금까지 손가락에 물이 묻어 주름이 생기는 영장류는 일본원숭이 한 마리뿐인 것으로 밝혀졌습니다.

 

주름으로부터 무엇을 배울 수 있을까?

 

이상하게도 다른 당혹스러운 미스터리들이 있습니다. 예를 들어 여성은 남성보다 주름이 생기는 데 더 오랜 시간이 걸립니다. 그리고 손가락 끝이 주름져 있다고 해서 마른 물건을 잡는 데 명확한 단점이 없다면, 왜 우리 피부는 보통 10~20분 후에 정상 상태로 돌아오는 걸까요? 손가락 끝이 주름지면 젖은 상태에서는 잡기가 더 쉬워지고 마른 상태에서는 해롭지 않다면, 왜 손가락 끝이 영원히 주름지지 않을까요?

 

그 이유 중 하나는 주름이 유발하는 감각 변화 때문일 수 있습니다. 우리 손가락 끝에는 신경이 밀집되어 있으며, 피부의 가지치기는 우리가 만지는 사물의 감각을 변화시킵니다. (하지만 한 연구에 따르면 촉각을 기반으로 사물을 구별하는 능력에는 영향을 미치지 않는 것으로 나타났습니다 .)

 

데이비스는 "어떤 사람들은 주름진 손가락으로 무언가를 집어 올리는 것이 이상하게 느껴져서 정말 싫어합니다."라고 말합니다. "피부 수용체의 균형이 변했기 때문일 수도 있지만, 심리적인 측면도 있을 수 있습니다. 그 이유를 조사하는 것도 재미있을 것 같습니다. 주름진 손가락으로는 할 수 없는 다른 일들이 있을 수도 있으니까요."

 

하지만 물속에서 손가락과 발가락이 주름지는 모습은 놀라운 방식으로 건강에 대한 중요한 정보를 드러낼 수 있습니다. 예를 들어 건선이나 백반증과 같은 피부 질환이 있는 사람들은 주름이 형성되는 데 더 오랜 시간이 걸립니다. 낭포성 섬유증 환자는 손바닥 과 손가락에 과도한 주름이 생기며, 이는 유전적 보인 자인 사람에게서도 관찰되었습니다. 당뇨병 환자는 손을 물에 담갔을 때 피부 주름이 현저히 줄어드는 모습을 보이기도 합니다. 심부전을 앓은 사람들도 마찬가지로 주름이 줄어드는 것을 관찰했는데 , 이는 심혈관계 조절에 문제가 있기 때문일 수 있습니다.

 

손가락의 비대칭적 주름, 즉 물에 담그는 시간이 동일함에도 불구하고 한 손의 주름이 다른 손보다 적다는 현상은 신체의 한쪽에서 교감신경계가 제대로 기능하지 않는다는 것을 나타내므로 파킨슨병의 초기 징후로 제시되기도 했습니다.

 

그래서 처음에 우리 손가락과 발가락이 왜 물속에서 주름지기 시작했는지에 대한 의문은 여전히 ​​남아 있지만, 우리의 가늘어진 손가락은 의사들에게 다른 놀라운 방법으로 유용한 것으로 입증되고 있습니다.

 

●참고영상

https://science.ytn.co.kr/program/view_hotclip.php?mcd=1177&key=202312150957008673

물속에서 손이 쭈글쭈글해지는 이유

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