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변종철의 재미있는 과학이야기
[변종철의 재미있는 과학이야기](23)뼈 형성과 관절에 중요한 물과 운동
입력 : 2012. 07.27. 00:00:00
모든 신체부위 중에서 특히 관절은 무리를 많이 겪는다. 걷거나 뛰거나 무거운 것을 들 때, 특히 운동을 할 때 무게나 충격을 고스란히 견뎌내야 한다. 그러나 다행스럽게도 관절은 쉽게 상하지 않도록 제작되어 있다. 바로 탄력이 좋은 연골 때문이다.

아침에 일어날 때 '무릎뼈가 느껴지거나 아프다'면 관절의 적신호이다. 연골층이 얇아지고 관절에 혈액이 부족해지면 뼈끼리 서로 부딪히면서 소리가 나거나 통증을 느낀다. 연골에 수분이 충분하고 건강하면 그 정도의 동작으로 통증을 느끼진 않는다.

어떤 사람들은 자기 관절의 수분비율이 30~40%, 또는 그 이하로 아주 부족함을 모른 채 무릎이나 어깨가 아픔을 호소한다. 이처럼 관절에 수분이 부족하면 염증이나 류머티즘을 일으킬 수 있고, 그러다가 결국에는 신경통과 퇴행성 관절염으로 이어질 확률이 높다.

이런 경우 단순하게 약수 혹은 생수를 많이 마신다고 해서 저절로 수분이 윤활막에 공급되진 않는다. 우선 전해질의 농도가 적당해야 연골을 재생시킬 수 있는 물이 된다.

어떤 경우라도 관절에 어느 정도 무리를 주는 것은 피할 수가 없다. 왜냐하면 운동을 해야만 연골을 형성하는 세포가 활성화되기 때문이다. 새로운 연골과 뼈, 근육생성을 위해 가장 좋은 운동은 저항력 운동이다. 특히 물의 저항력을 이용해 물속에서 하는 운동은 가장 효과도 좋다. 관절에 직접 무리를 주지 않으면서도 많은 운동을 할 수 있기 때문이다.

뼈의 1/4은 물이다. 따라서 건강한 뼈는 압력을 받으면 휘어지긴해도 쉽게 부러지진 않는다. 갓난 아기나 어린 아이의 뼈는 거의 50%가 수분이기 때문에 넘어지거나 침대에서 떨어지거나 계단에서 발을 헛디뎌도 크게 걱정할 필요가 없다. 아이들의 뼈는 놀라울 정도로 잘 휘어지며 유연하기 때문인데, 모두 뼛속에 있는 수분 덕분이다.

골다공증은 특히 폐경기를 지난 여성들이 두려워하는 질병이다. 실제로 이 시기가 되면 여성들은 뼈의 1.5% 정도를 잃는다. 이것은 갱년기동안 차츰 뼈 생성에 중요한 역할을 하는 에스트로겐 분비가 줄어들기 때문이다.

그러나 노년기에 접어든 여성도 단단하고 유연한 뼈를 가질 수 있다. 뼈조직에 수분을 충분히 공급하고 음식을 통해 필요한 미네랄을 보충하며, 체조나 에어로빅, 등산, 자전거 타기, 수영 같은 규칙적인 운동이 필수적이다. 초음파와 X-선의 도움으로 세포학자들은 골밀도를 측정할 수 있게 되었다. 엘리베이터를 타지 않고 4, 5층까지 계단으로 올라갈 때 뼈를 형성하는 세포가 활성화된다. 일상생활에서 늘 계단을 이용하면 단 며칠만에도 골밀도가 높아질 수 있다. 이런 운동을 규칙적으로 하면 골밀도는 상당히 증가할 수 있다. 가장 결정적인 것은 뼛속의 칼슘량이다. 3년 정도면 몸속에 있는 미네랄 성분이 완전히 바뀔 수 있다. 반면에 운동을 하지 않으면 뼛속으로 들어가는 석회염은 눈에 띄게 줄어든다.

운동으로 뼈에 지속적인 압력을 가하면 관절에 튼튼한 뼈기질과 뼈를 탄력 있게 만드는 물이 채워진다. 또 뼛속의 수분 비율이 높으면 노년기에도 뼈골절의 위험이 줄어든다. 따라서 우리는 미네랄이 풍부한 물, 특히 제철에 생산되는 과일 -최적의 물- 을 충분히 섭취하는 것이 중요하다. <제주대학교 화학과 교수>
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