정용환 기자
직립 이족 보행을 가능하게 하는 무릎은 인간에게 특징적인 기관 중 하나지만 나이가 들수록 고통스러운 통증이 증가해 움직이기 어려워지는 부위이기도 하다. 인간 무릎 진화에는 복잡한 역사가 있으며 통증을 느끼거나 부상을 입기 쉬운 원인도 그 역사에 있다고 새로운 연구에서 밝혀졌다.
무릎은 초기 인류가 직립 보행을 가능하게 했을 뿐 아니라 호모 사피엔스를 호모 에렉투스나 호모 네안데르탈렌시스 등 멸종된 유전적 동족과 구별할 수 있는 기관이기도 하다. 무릎은 인간 조상으로부터 갖추고 있던 것이지만 관절염 등 무릎이 아프다는 문제는 인간 조상은 겪지 않았을 가능성이 있다. 2017년 연구에서는 6000년 전까지 살았던 수렵채집민 유골을 연구한 결과 현대에서는 45세 이상 중 3분의 1 이상이 증상을 가진다고 알려진 무릎 퇴행성 관절염이 과거에는 전혀 문제가 되지 않았을 가능성이 높다는 게 밝혀졌다. 연구에 따르면 현대 인간이 직면하고 있는 무릎 문제 대부분은 산업화된 사회 내 앉아있는 생활 방식으로 인해 발생률이 2배 이상 증가했다고 여겨진다.
또 영국 킹스 칼리지 런던에서 공학부 강사인 마이클 바톰은 관절을 안정시키고 보호하는 근육이 약해지고 뼈 마찰을 완화하는 연골이 상대적으로 약해진 건 인간이 이전보다 훨씬 운동을 하지 않게 된 결과라고 지적하고 있다. 과거 연구에서는 요통의 경우에도 가벼운 운동을 해 통증을 완화하거나 재발을 방지할 수 있다고 나타났다.
한편 무릎에는 과학자도 완전히 이해하지 못하는 복잡한 생물학적 메커니즘이 있다. 그 중 하나가 종자골이라는 작은 뼈로 슬개골이라고 불리는 이른바 무릎뼈가 종자골에 해당하지만 종자골 진화, 성장, 발달, 그리고 일부 종에는 존재하고 다른 종에는 존재하지 않는 이유에 대해서는 수백 년 연구를 거쳐도 거의 밝혀지지 않았다.
그래서 바톰을 비롯한 연구팀은 등은 무릎에 있는 종자골 진화와 발달에 대해 계통적 연구를 수행했다. 연구에서는 인간 이외 인류과 동물과 인류 공통 조상을 포함한 영장류 93종 종자골 3개를 체계적으로 조사했다.
비교 분석 결과 종자골 유무는 고도로 구조화되어 있으며 계통발생적으로 어떤 신호가 포함되어 있음이 시사됐다. 이는 즉 어떤 특정한 움직임이나 환경에 맞춰 무릎이 진화한 게 아니라 예를 들어 체 크기나 기관 배치 등 종자골 존재 이외 정보가 종자골 유무에 영향을 미치고 있을 가능성이 있다는 것. 인류는 종자골에 관해 독특한 진화를 이뤘으며 이는 유인원과 인류를 포함한 영장류 그룹인 인간상과 기원에서 시작됐다고 연구자는 추측하고 있다.
또 운동량이 감소한 것에 더해 영양 섭취량이 세계적으로 증가하고 인간 신장과 체중이 증가한 것도 무릎에 있는 종자골이 독특한 진화를 해 관절염을 일으키기 쉬워진 원인이라고 생각된다. 연구팀은 무릎은 우리가 살고 있는 시대에 맞춰 진화한 게 아니라 원래 걷는 데 도움이 됐던 뼈가 생활 방식 변화에 따라 심각해지는 무릎 문제 원인이 되었을 가능성이 높다고 밝혀졌다며 우리가 느끼는 무릎 통증은 상상 이상으로 복잡한 진화가 영향을 미치고 있다고 말했다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.
이원영 기자
이석원 기자
