뼈는 골격과 혈액을 만드는 생명의 기관

무척추동물은 뼈가 없는 동물이고, 뼈가 있으면 ‘척추동물’이라 한다. 단단한 뼈는 물렁물렁한 각종 내장기관(장기臟器)들을 감싸 쉽게 부상당하지 않도록 보호해준다. 뼛속(골수骨髓)에서는 생명수라고 할 수 있는 혈액(혈구)이 만들어지며, 뼈는 인체 기관들 사이에 정보를 보내는 몇 가지 중요한 호르몬을 생산하기도 한다.

사고로 뼈가 부러지는 큰 상처를 입고나면, 뼈가 얼마나 중요한지 실감하게 된다. 인체는 206개나 되는 많은 뼈를 가지고 있지만 어느 하나 중요하지 않은 것이 없다. 몸을 움직이게 하는 근육은 모두 뼈와 연결되어 있다.

일생 계속되는 뼈세포의 재생

어린이가 성장하는 동안에는 뼈도 함께 자란다. 그러다가 어른이 되면 뼈의 발육이 멈추는 것처럼 생각된다. 즉 성인의 뼈는 단단하기 때문에 변하지 않는, 죽은 조직일 것이라는 생각이 든다. 그러나 성인이 되더라도 오래된 뼈세포는 파괴되어 없어지고, 새로운 뼈세포로 대치(代置)되는 리모델링이 계속된다. 리모델링하지 않는다면 뼈는 한결같이 단단하고 건강할 수 없을 것이다.

뼈를 만드는 세포를 조골세포(造骨細胞 osteoblast)라 하고, 늙어서 파괴되는 뼈는 파골세포(破骨細胞 osteoclast)라 한다. 중력이 거의 없는 우주공간에 나간 우주비행사의 뼈는 역할이 감소하기 때문에 질량이 줄어든다. 그래서 일정 기간 이상 우주공간에 체류(滯留)하는 것은 피하고 있다.

인체는 여러 기관에서 많은 종류의 ‘호르몬’이라는 화학물질을 생산하여 중요한 일을 하도록 명령한다. 뼈에서도 호르몬이 생산되는데, 뼈에서 나오는 호르몬은 조골세포와 파골세포가 협력하여 뼈를 성공적으로 리모델링하도록 한다. 이러한 사실은 지난 3-4년 사이에 여러 과학자들이 쥐를 이용한 연구에서 밝혀졌다. 뼈에서 생산되는 호르몬에 대한 연구가 활발해지면서, 최근에는 뼈에서 생산된 호르몬이 신장(腎臟)과 뇌에도 전달되어 중요한 역할을 한다는 연구가 발표되고 있다.

뼈(골수)는 적혈구 생산 공장

심장이 펌프질을 하면, 그때마다 혈액은 힘차게 밀려나가 온몸의 약 96,000km에 이르는 혈관으로 흘러간다. 혈액에는 참으로 많은 종류의 물질이 용해되어 인체 모든 곳으로 배달되는 동시에 필요 없는 물질은 담아서 배설기관으로 보내고 있다.

모세혈관 속으로 흘러가는 혈액 속의 적혈구(붉은 도넛 모양)를 나타내는 영상이다. 적혈구가 붉은 것은 철분이 포함된 헤모글로빈 때문이다. 헤모글로빈은 산소와 결합하여 인체의 모든 부분 즉 근육, 간, 뇌에까지 운반하고, 이산화탄소는 실어내어 폐에서 방출하는 역할을 한다.

혈관을 따라 흐르는 혈구(血球 적혈구, 백혈구, 혈소판)는 뼈 속에 있는 골수(bone marrow)라는 유연한 조직에서 만들어진다. 성인의 경우, 골수가 있는 곳은 척추 뼈, 가슴뼈, 두개골, 견갑골(어께 뼈), 골반 뼈이다. 골수의 전체 무게는 자기 체중의 약 5%을 차지할 만큼 많다.

왼쪽에서부터 적혈구, 혈소판, 백혈구를 보기 좋은 색으로 나타낸다. 이들을 담고 있는 액체를 혈장(血漿)이라 한다. 혈액의 55%를 차지하는 혈장은 대부분이 물이다. 성인의 경우, 적혈구는 조혈줄기세포에서 1초에 240만 개가 만들어지며, 그들의 수명은 100-120일이다. 적혈구는 전체 혈액의 40-45%를 차지하고, 늙은 적혈구는 비장(脾臟 spleen)에서 파괴된다. 반면에 백혈구의 양은 전체 혈액의 1% 정도이다. 어떤 이유로 혈관이 상처를 입어 혈액이 체외로 흘러나오면, 불규칙한 모양의 혈소판(血小板 platelet)이 깨어지면서 섬유 같은 상태가 되어, 혈액을 응고시킴으로써 출혈이 멈추도록 한다. 혈소판은 혈액 1ml에 150,000-450,000개가 들어있다. 혈소판이 부족하면 혈액응고가 어려워진다.

단단한 뼈의 중앙에 골수가 있다. 골수는 붉은색으로 보이는 부분과 황색 부분이 있다. 혈구는 모두 붉은 부분에서 생성된다. 황색인 곳은 지방질이 많다. 골수에서 만들어진 혈구는 연결된 혈관(blood vessel)을 따라 밖으로 나간다.

골수에서 혈구가 만들어지는 곳을 조혈줄기세포(造血細胞 haematopoiesis)라 하며, 여기서는 매일 약 5천억 개의 혈구(적혈구, 혈소판, 백혈구)가 쉬지 않고 생산된다. 골수에 생겨난 암을 골수암이라 하며, 백혈병은 골수암의 일종이다. 오늘날에 와서는 골수암 환자의 나쁜 골수를 제거하고 건강한 조혈줄기세포를 이식하는 방법으로 치료하고 있다.

혈액은 자기 체중의 약 7%를 차지한다. 혈액과 관련된 의학용어에는 hemo(haemo) 또는 hemato(haemato)로 시작하는 말이 많이 있다. 이들은 고대 그리스어인 혈액(haima)에서 유래한 것이다. — YS

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