인간을 비롯한 포유류는 ‘정온동물’이다. 혹은 ‘온혈동물’이라고도 한다. 바깥 온도와 관계 없이 체온을 일정하게 조절하는 능력을 가지고 있다는 뜻으로, 파충류나 양서류와 같은 ‘변온동물’과 반대되는 개념이다.
바깥 온도가 변하면 인체 내에서는 체온을 조절하기 위한 대사 작용이 일어난다. 그렇다면 인간의 체온 유지 및 조절 능력은 어느 정도일까? 최근 연구에 따르면 인간의 체온 조절 한계는 그리 높은 편이 아니다. 이는 극도의 더위 속에서 안정적인 체온 유지, 체온 조절 능력이 어디까지 작동할 수 있는지에 대한 연구였다.
인간의 체온 조절 한계점
캐나다 오타와 대학과 인간&환경생리학 연구소(HEPRU)가 최근 「미국 국립 과학 아카데미 회보(PNAS)」에 발표한 연구에 따르면, 인간이 ‘안정적으로 생활할 수 있는’ 더위와 습도는 그리 높지 않다. 이는 점점 더워지고 있는 지구 온난화와 인간의 생존이 맞물리는 중요한 문제다.
연구팀은 ‘열 단계 프로토콜(Heat Stage Protocol)’로 알려진 방법을 활용해 12명의 참가자를 대상으로 한 실험을 진행했다. 열 단계 프로토콜은 온도를 단계적으로 변화시키는 절차로, 본래는 재료나 소재가 온도에 따라 어떤 성질 변화를 일으키는지를 분석하는 데 사용되는 방법이다.
연구팀은 참가자들을 여러 단계의 열과 습도 조건에 노출시키고, 체온 유지 및 조절이 불가능해지는 지점이 어디인지를 파악하고자 했다.
보통 이런 식의 실험에서는 각각의 단계를 짧은 시간 동안 경험하게 하는 방식으로 진행한다. 하지만 이 실험은 ‘체온 조절의 한계’를 파악하기 위한 것이었기 때문에, 특정 단계에 장시간 노출시키며 얼마나 오랫동안 버틸 수 있는지에 초점을 두고 측정했다.
참가자들은 42℃의 온도와 57%의 상대 습도에 노출됐다. 연구팀에 따르면 이는 약 62℃ 정도의 체감 온도와 같은 환경이다. 실생활에 비유하자면 대중 목욕탕에서 볼 수 있는 ‘습식 사우나’에 버금가는 조건이라 할 수 있다.
‘체온 조절 상한선’에 대한 재검토 필요
당연한 결과지만, 참가자들 모두는 시간이 지남에 따라 심부 체온이 지속적으로 상승했다. 대부분의 참가자들은 최대 9시간을 넘기지 못했다. 물론 참가자 수가 매우 적었다는 것을 고려하면 이 또한 보편적인 결과라 보기는 어렵다.
우리나라의 경우, 흔히 한여름 폭염이라 불리는 날씨도 위 실험 조건에 비해 온도와 습도 모두 낮을 때가 많다. 별다른 건강 문제가 없는 사람일지라도, 이런 조건에서 9시간을 버틸 수 있는지를 묻는다면 불가능하다는 답이 더 많을 것이다. 9시간은커녕 2~3시간만 지나도 신체 기능에 이상이 발생할 가능성이 높다.
물론 거주 지역의 평균적인 기후 조건에 따라, 혹은 개인의 체질이나 건강상태 등에 따라 무난하게 견딜 수 있는 상한선에는 차이가 있을 것이다. 연구팀이 이번 실험을 통해 말하고자 하는 핵심은, 인간의 체온 유지 및 체온 조절 능력의 ‘상한선’이 기존까지 알려져 있던 것보다 더 낮을 수 있다는 것이다.
연구팀은 기후 모델과 생리적 데이터를 함께 고려함으로써, 극심한 더위와 관련해 발생할 수 있는 건강 문제를 더 잘 예측하려는 노력이 필요하다는 입장을 전했다. 인간의 체온 유지 및 체온 조절 능력에 대해 전 지구적인 차원에서 전반적인 재검토가 필요하다는 것이다.
세계기상기구가 최근 발표한 ‘2024년 전 지구 기후 현황 보고서’에서는 2024년 한 해 동안 지구 평균 온도가 1.55도 높아졌다고 밝힌 바 있다. 기후 변화로 인해 극심한 더위가 점점 더 흔해지고 있으며, 그로 인한 열 스트레스 및 온열 질환 사례도 증가하고 있다. 이번 연구는 점차 극한으로 치닫는 기후 환경에서 인류의 안전을 주제로 한 논의의 필요성을 강조하는 사례다.
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