심장에 관한 거의 모든 이야기

빌 슈트 지음 | 김은영 옮김

아날로그(글담) 2023년 05월 25일 출간 국내도서 : 2023년 04월 05일 출간

작품소개

책소개

심장에는 정말로 우리의 영혼이 담겨 있을까?
생명의 핵이자 마음을 담은 기관, 심장에 관한 놀라운 이야기

우리는 심장이라고 하면 가슴에서 맥박치는 하트 모양의 기관을 떠올린다. 하지만 우리가 흔히 생각하는 심장 외에도 자연계에는 수많은 형태의 심장이 존재하며, 어떤 동물들은 우리가 생각하는 것 같은 “심장” 없이도 잘 살아가고 있다. 지구상에서 가장 큰 생물인 흰긴수염고래의 심장부터 추운 겨울에는 스스로 얼어붙어 혹한을 견디는 심장, 그리고 투명하거나 푸른색 피를 지닌 동물에 이르기까지, 우리 인간의 심장뿐만 아니라 지구상에 존재하는 놀라운 심장과 순환계를 두루 소개한다.
심장이라는 기관이 마음과 영혼의 자리라고 여기는 관습은 무척 오래되었다. 이런 믿음은 어디서 생겨났을까? 여러 문화권에 걸쳐 이러한 믿음이 등장하게 된 연유는 무엇일까? 정말 과학적으로 심장과 마음은 연결되어 있을까? 이 책은 고대부터 현대까지 우리 인간이 심장에 대해 탐구해온 여정을 보여준다. 아울러 자연의 놀라운 사례들을 연구해 우리 인간의 심장을 고치려는 흥미롭고 놀라운 최신 연구 사례까지 두루 살펴본다.

목차

들어가기 전에_ 작은 마을에 큰 심장이 찾아오다
고래 시체가 폭발하다
흰긴수염고래의 심장을 적출하는 법
세상에서 가장 큰 심장을 표본으로 만들기까지
심장과 마음은 서로 연결되어 있을까

제1부 세상의 모든 두근대는 심장에 대하여
세상에서 가장 큰 심장: 흰긴수염고래의 심장이 뛰는 법
심장에서 피가 역류하지 않는 이유
고래의 혈관에서 사람이 헤엄칠 수 있을까
심장은 1분에 최대 몇 번이나 뛸 수 있을까
심장의 기원: 단세포 생물부터 흰긴수염고래까지
순환계는 어떻게 우리 몸에 영양분과 산소를 전달할까
혈관은 처음에 어떻게 만들어졌을까
숨을 쉬어야 심장도 뛴다
모두가 심장을 가질 필요는 없다
바닷속 푸른 피: 투구게의 피가 인간을 구하다
멸종 위기에 직면한 살아 있는 화석
투구게의 피는 왜 푸를까
투구게의 심장이 움직이는 법
투구게의 놀라운 면역체계
우리는 투구게를 구할 수 있을까
놀라운 심장들: 심장 없는 존재들이 살아가는 법
곤충은 심장 없이 어떻게 살아갈까
맥동하는 지렁이의 혈관, 심장이 세 개인 오징어
모든 순환계는 나름의 이유가 있다
기린은 어떻게 중력을 이기고 머리까지 피를 보낼까
고질라는 존재할 수 있을까
심장의 진화: 멍게에서 도마뱀 그리고 인간까지
척추동물이 지닌 심장의 조상, 멍게의 심장
물고기에서 찾아보는 우리 심장의 초기 모습
파충류는 어떻게 물 위로 올라왔을까
심장은 생존을 위해 최선을 다한다
혹한을 견디는 심장: 피를 투명하게 하거나 심장을 멈추거나
폭설이 내리면 심장질환 사망자가 증가하는 이유
우리 몸은 어떻게 일정한 체온을 유지할까
남극빙어의 피는 왜 투명할까
심장이 뛰지 않아도 살 수 있는 동물이 있을까
이득에는 대가가 따른다
열대 지방의 박쥐가 동면을 하는 이유
베이비 페이에게 바치는 노래: 심장을 옮겨 심는 법
인간에게 개코원숭이의 심장을 이식하다
무엇이 베이비 페이를 죽였나
돼지의 심장을 인간에게 이식하다
심장을 단계적으로 재건하는 법

제2부 우리는 심장에 대해 얼마나 알고 있을까
영혼이 담긴 심장: 피와 심장에 대한 미신과 진실
고대 이집트에서 가장 중요한 기관
히포크라테스와 아리스토텔레스가 심장을 연구하다
1,500년 간 인체 연구를 할 수 없었던 이유
체액이 사람의 성격을 결정할까
피를 뽑아 물에 빠진 사람을 치료하다
마침내 폐순환을 발견하기까지
해부에 대한 금기가 풀리다
피를 옮기는 법: 포도주에서 링거까지
15세기 교황은 정말로 젊은이의 피를 수혈받았을까
혈관에 포도주를 주입하다
인간에게 양의 피를 수혈한 이유
우유 수혈로 콜레라를 치료할 수 있을까
현대적 수혈이 시작되다
심장에 기생하는 벌레: 누가 찰스 다윈을 죽였나
병을 치료하기 위한 찰스 다윈의 19세기식 노력
찰스 다윈을 죽음에 이르게 한 협심증
심장의 근육을 파괴하는 병
찰스 다윈의 죽음을 둘러싼 연구
심장을 공격하는 벌레

제3부 우리의 심장을 더 낫게 만들 수 있다면
막대기에서 청진기까지: 심장의 소리를 듣는 법
파리를 휩쓴 유행병, 결핵
결핵을 진단하기 위해 청진기가 발명되다
집에서는 따라 하지 마세요: 스스로의 심장에 관을 꽂은 의사
심장에 손상이 가지 않게 치료하는 법
심장의학계를 떠들썩하게 만든 혁신
심장에 대한 믿음: 심장에는 정말로 우리의 마음이 담겨 있을까
심장과 뇌, 어느 쪽이 더 중요할까
심장을 이식하면 마음도 전해질까
“이 순간에도 속기 위해 태어나는 사람이 있다”
상처받은 심장: 슬픔이 심장을 공격할 때
슬픔으로 고통받는 심장
마음을 잘 챙겨야 심장도 건강해진다
심장을 건강하게 유지하기 위해 무엇을 할 수 있을까
스스로 재생하는 심장: 고장난 심장을 고치는 방법
최초로 인공 심장을 가진 남자
심장을 스스로 치료하는 물고기
비단뱀이 심장질환을 앓지 않는 이유
심장을 기를 수 있다면: 영원히 건강한 심장으로 사는 법
줄기세포로 심장을 길러낸다면
시금치로 심장을 만들 수 있다면
심장을 갈아 끼울 수 있다는 전망

감사의 말
참고문헌

출판사 서평

“지구상 모든 심장에 대한 경쾌하고 매력적인 역사”
세상에서 가장 큰 심장부터 가장 차가운 심장, 심장 없이도 살아가는 동물,
그리고 인간의 심장을 치료하는 놀라운 연구까지, 심장에 관한 거의 모든 이야기

수백만 년 전, 인류가 인체의 신비를 탐구하기 시작했을 때 가장 중요하다고 여긴 장기가 있었다. 바로 심장이다. 고대 이집트인들은 경외심을 가지고 심장을 대했으며, 심장에 영혼이 깃들어 있다는 믿음 아래 미라를 제작할 때도 심장을 따로 보존했다. 고대 그리스의 철학자이자 생물학자인 아리스토텔레스는 인간의 의식이 심장에 머물고 있다고 믿었으며, 이러한 믿음은 지금까지도 우리 문화에 큰 영향을 미치고 있다.
이 책은 생명의 중심이자 영혼의 거처로 여겨지는 심장에 관한 고정관념을 깨고 새로운 시각을 갖게 해준다. 우리는 심장이라고 하면 가슴에서 뛰는 단 하나뿐인 기관을 상상하기 쉽지만, 자연계에 존재하는 수많은 사례를 살펴보면 이는 크나큰 오류임을 알 수 있다. 심장은 모든 동물이 하나씩 가지고 있는 것은 아니며, 그 구조도 제각각이다. 저마다 모양도 다르고 작용도 달라서 ‘심장’이 존재하지 않는 듯 보이는 경우도 있다. 자연이 빚어낸 서로 다른 심장의 면면들을 보면 실로 놀라울 정도다.
또한 고대에서부터 현대에 이르기까지, 심장과 관련해 일어난 흥미진진하고 때로는 기괴하기까지 한 사례들을 소개한다. 혈액형에 대한 지식도 없던 시절에 행해졌던 수혈의 사례나, 진화론의 아버지인 찰스 다윈의 사인을 둘러싼 학계의 불꽃 튀는 논쟁, 심장을 가르지 않고도 심장병을 치료할 수 있는 방법이 발명되기까지의 드라마틱한 이야기 등을 보면, 심장에 대한 우리의 이해가 얼마나 증진되었는지 알 수 있다. 아울러 현대에는 심장에 대한 이해와 질병의 치료법이 얼마나 진전되었는지도 알아본다.

-- 이 책은 심장 그리고 심장과 연결된 순환계에 대한 이야기다. 엄청나게 큰 심장이나 아주 작은 심장, 믿을 수 없을 만큼 차가운 심장을 지닌 동물부터 심장 없이 살아가는 동물에 이르기까지, 심장과 관련된 다양한 사례를 살펴보려 한다. 또한 눈여겨 보아둘 만한 심장의 구조, 체액, 새로운 발견 그리고 심장과 관련된 황당한 믿음들을 소개한다. 심장과 순환계의 기능을 이해하기 위한 노력의 역사는 매우 길지만, 비교적 최근까지도 수많은 실수와 오류가 있었다. 예를 들어, 17~18세기 의학계에서는 혈액에 그 주인의 인성이 담겨 있다고 믿었다. 영어의 “귀족 혈통blue blood,” “피에 굶주린loodthirsty,” “냉혈한coldblooded,” “열렬한hot-blooded” 등의 표현은 현실 세상과는 매우 다른 세상이 언어에 남긴 흔적이다. 그 세상이 얼마나 달랐는지를 알고 나면, 심혈관 의학의 역사에 왜 그토록 기이한 이야기와 황당한 치료술이 넘쳐났는지를 쉽게 이해할 수 있다. _p29

흰긴수염고래의 거대한 심장, 얼었다 녹아도 다시 뛰는 송장개구리의 심장,
투명한 피를 지닌 남극빙어와 푸른 피를 지닌 투구게,
자연의 놀라운 사례를 통해 생명 기능의 중추인 심장을 탐구하다

심장이라고 하면 보통은 모두가 하나씩 가지고 있으며 붉은 피를 뿜어내는 하트 모양의 기관을 떠올린다. 그러나 이는 어디까지나 우리 인간과 그 사촌인 포유동물에 한정된 이야기다. 자연의 수많은 사례를 살펴보면, 모든 동물이 반드시 심장을 가지고 있는 것도 아니고, 심지어 심장이 하나가 아닌 경우도 있다. 심장은 피를 순환시켜 전신에 산소와 양분을 공급하기 위한 펌프다. 이 목적만 충족된다면 심장의 형태가 꼭 우리 인간이나 다른 포유동물과 같을 필요는 없으며, 피가 반드시 붉은색이어야 할 필요도 없다. 저자는 이러한 심장의 핵심 기능을 중심으로 자연계에 존재하는 다양한 심장의 사례들을 살펴본다.
아주 작은 동물, 예를 들어 단세포 생물은 심장이 필요하지 않다. 환경으로부터 직접 산소와 영양분을 공급받을 수 있기 때문이다. 곤충은 심장이 존재하지 않고, 오징어는 심장이 세 개나 된다. 벌새의 심장은 1분에 1,260회나 뛰고, 북미에 서식하는 송장개구리는 추운 겨울에는 심장이 얼어 박동을 멈추었다가도 봄이 되면 다시 녹아서 멀쩡하게 맥박친다. 또한 산소가 풍부한 남극해에서 사는 남극빙어는 척추동물 중에 유일하게 투명한 피를 지녔으며, 의학 분야에서 백신 등을 개발할 때 독소 테스트를 위해 없어서는 안될 투구게의 피는 파란색이다. 이 동물들은 어떻게 우리의 생각과 다른 심장을 가지게 되었고, 지금도 문제 없이 살아가고 있는 것일까?
자연에 존재하는 다양한 심장의 사례들을 보면, 심장이라는 기관에 대한 우리의 이해가 얼마나 협소하고 한정적인지를 느낄 수 있다. 진화가 낳은 신기하고 놀라운 사례들을 통해 심장이라는 기관의 핵심 기능을 이해하고, 더 나아가 동물들이 생존을 위해 심장과 순환계를 어떻게 진화시켰는지도 알아볼 수 있다.

-- 앞으로 보게 되겠지만, 심장은 모든 동물이 다 하나씩 가지고 있지도 않고, 구조도 같지 않다. 순환 펌프는 동물 집단마다 다르게 진화했다. 저마다 모양도 다르고 작용도 달라서, 심지어는 “심장”이라고 정의하기에 충분할 만큼의 공통점을 찾을 수 없을 때도 있다. 그렇게 서로 달라 보이는 기관들이 기능적으로는 유사한 이유는 “수렴진화”라는 현상 때문이다.
때로는 서로 다른 동물들의 기관이 진화적으로 비슷하게 적응한 것처럼 보이기도 한다. 상어와 돌고래가 어뢰와 비슷하게 방추 모양의 몸을 지닌 것이 대표적인 예다. 상어와 돌고래는 계통적으로 서로 가깝지도 않다. 돌고래는 포유류지만 상어는 어류다. 적응이란 단일하고 공통적인 조상으로부터 유전되어 온 것이 아니라, 집단마다 환경에 따라서 여러 번 진화를 겪으며 얻은 최적의 결과다. 이들은 비록 진화적으로는 다른 계통에 속해 있지만 빠르게 움직이는 포식자로부터 목숨을 지키기에 가장 적합한, 빠른 속도로 헤엄을 치는 데 최적의 형태인 방추형 몸으로 진화했다. 참치의 몸 역시 어뢰와 비슷한 모양이라는 점을 떠올려보자. _p66

-- 투구게와 두족류, 대합조개, 바닷가재, 전갈, 타란툴라거미 등이 지닌 피가 파란색을 띠는 이유는 구리 성분이 들어 있는 헤모시아닌이라는 단백질 때문이다. 혈림프에 용해되어 있는 헤모시아닌은 산소를 만나면 강하게 결합하고, 이때 헤모시아닌 안의 구리가 산화되면서 푸른색으로 변한다. 자유의 여신상의 청동 표면을 아름다운 청녹색으로 만든 바로 그 화학작용을 통해 파란색으로 변한 혈림프가 아가미를 떠난다.
이제 이쯤에서, 사람을 포함한 다른 척추동물들의 피는 왜 파란색이 아닌지 궁금할 수도 있겠다. 그 답은 몸의 크기와 산소 운반 효율에서 찾을 수 있다. 몸집이 큰 동물에게는 산소가 더 많이 필요하고, 산소를 더 많이 운반하기에는 헤모시아닌보다는 헤모글로빈이 훨씬 효율적이다. 헤모글로빈 분자 하나가 산소 분자 네 개를 운반하는 반면, 헤모시아닌은 산소 분자 하나밖에 운반하지 못하기 때문이다. 그러므로 헤모글로빈이 함유된 혈액이 흐르는 동물은 헤모시아닌이 흐르는 동물에 비해 몸집을 더 크게 키울 수 있었다. _p84

심장을 따로 보존한 고대 이집트의 미라, 각종 노랫말과 문학작품 속 표현,
그리고 마음의 슬픔으로 인해 심장의 통증을 느끼는 ‘타코츠보 증후군’까지,
심장과 마음은 정말로 서로 연결되어 있을까?

고대 이집트에서 미라를 만들 때는 심장을 특히 중히 여겨, 심장을 방부처리하여 항아리에 따로 보존했다. 심장에 영혼이 담겨 있다고 믿었기 때문이다. 고대 그리스의 철학자였던 아리스토텔레스는 철학자이면서 생물학자이기도 했는데, 그는 심장이 동물의 몸에서 가장 중요한 장기이며 지능과 감정, 영혼의 자리가 심장이라고 여겼다. 이는 현대에 우리 이러한 인식에서 더 나아가, 인간의 체액이 성격에 영향을 미친다는 믿음이 강력하게 자리잡았다.
현대에 심장을 중심으로 한 순환계에 대한 우리의 이해는 비약적으로 상승했다. 그러나 여전히 우리는 관습적으로 심장에 마음이 머문다고 생각한다. 문학작품이나 노래 가사 등을 보더라도 심장과 마음 또는 영혼은 관습적으로 서로 이어져 있다고 여겨진다. 심장 이식 사례에서, 심장 공여자의 입맛이나 취향 등이 심장을 이식받은 사람에게 전해진 경우가 있다. 마치 ‘영혼’이 전해진 것처럼 말이다. 심장과 마음 혹은 영혼 사이에 연관성이 있다는 우리의 믿음은 과연 사실일까?
놀랍게도 일본에서 수행된 심장질환 연구에 따르면, 심장과 마음은 실제로 어느 정도 서로 영향을 주고 받고 있는 것 같다. 저자는 심장과 마음이 서로 연결되어 있음을 짐작할 수 있는 사례로 신체적, 정서적으로 큰 스트레스를 경험한 이들이 겪는 ‘타코츠보 증후군’을 소개한다. 이 병에 걸린 사람들은 심근경색과 비슷한 고통을 느끼고, 심장도 독특한 형태로 수축하는 등 물리적 변화를 보인다. 그러나 이 현상은 우리가 생각하는 것 같은 특정한 질병 때문이 아니라, 크나큰 마음의 고통을 겪는 경우에 나타난다. 마음이 심장에 영향을 미치는 대표적인 케이스다.

-- 갈레노스는 체액이 어떻게 섞여 있느냐에 따라 사람의 기질이 다르게 나타난다고 믿었다. 다른 체액보다 혈액이 많아 “다혈질sanguine”인 사람은 사교적이고 낙천적인 반면, “(황)담즙질choleric”인 사람은 참을성이 없고 화를 잘 낸다. “우울질melancholic”인 사람은 흑담즙으로 가득 차 있으며 늘 슬픔에 빠져 있고, “점액질phlegmatic”인 사람은 감정이 없고 침착하며 냉담하다. 체액에 따라 분류된 성격 묘사는 현대 영어에 그 용어가 그대로 남아 있다는 데서 그 역사적인 의미를 가늠해볼 수 있다. _p209

-- 타코츠보 증후군이라고 알려진 이 증상에 대한 연구가 본격적으로 시작되면서, 연구자들은 이 기이한 질병의 경험자들과 그 원인에 대해 상세히 조사했다. 흥미로운 사실은, 타코츠보 증후군으로 고생한 환자의 90퍼센트가 폐경 이후의 여성이었으며, 그들 대부분이 발병 직전에 신체적으로나 정서적으로 급성 스트레스를 겪었다는 점인데, 심지어는 자살을 시도한 환자도 있었다. 사랑하는 이를 잃은 슬픔에 고통받은 이들도 있었다. 사별의 슬픔과 타코츠보 증후군 사이의 관계 때문에 이 증상에 상심증후군이라는 또 다른 이름이 붙었다. _p301~302

심장이 잘려 나가도 스스로 재생할 수 있는 제브라다니오부터
필요에 따라 운동선수처럼 심장을 키울 수 있는 미얀마 비단뱀까지
진화가 빚어낸 자연의 놀라운 사례를 통해 우리의 심장을 더 건강하게 만들 수 있을까?

심장은 우리 순환계의 핵심 기관이기에, 심장에 문제가 생기면 곧바로 생명에 직결된다. 이제 우리는 가슴을 열지 않고도 심장에 관을 꽂아 각종 처치를 할 수 있지만, 심장이 기형이거나, 심장질환이 심각한 경우에는 심장 이식을 고려할 수밖에 없다. 저자는 최초로 인공 심장을 이식한 환자의 사례부터, 개코원숭이의 심장을 이식 받았던 인간 아기 베이비 페이의 사례 등 심장 이식술의 발전을 보여준다. 또한 과거의 의학 발전 사례뿐만 아니라, 시금치의 잎관 구조를 이용해 심장 조직을 재구성하려는 놀라운 연구도 살펴볼 수 있다.
또한 심장을 이식술로 대체하는 방법 외에도, 자연계에 존재하는 놀라운 사례를 통해 심장질환을 개선하려는 노력도 알아볼 수 있다. 가령 제브라다니오라는 물고기는 심장의 일부가 잘려나가도 스스로 재생할 수 있는데, 저자는 이 물고기의 놀라운 능력을 이용해 인간의 심장을 고치고자 하는 연구를 소개한다. 또한 미얀마 비단뱀은 커다란 먹이를 소화시키는 과정에서 일시적으로 심장을 운동 선수처럼 크게 키울 수 있는데, 이를 이용하면 운동조차 할 수 없는 심각한 심장질환 환자들에게 큰 도움이 될 수 있다. 저자는 이처럼 신기하고 놀라운 연구 사례를 소개함으로써, 자연에 존재하는 다양한 심장을 연구하는 일이 우리 인간의 심장을 더 건강하게 만들 수 있음을 알려준다.

-- 제브라다니오는 하나뿐인 심실이 최대 20퍼센트까지 절단되어도 완전하게 재생시킬 수 있다. 물론 사람은 이제 약탈이나 검투사의 대결과는 거리가 먼 생활을 하고 있으므로 심장이 절단되는 사고는 매우 드물지만, 제브라다니오의 심장 재생 현상은 심장 연구에 커다란 반향을 불러일으켰다. 제브라다니오는 심장이 잘려나가는 사고를 당하면, 재빨리 혈전이 형성되어 치명적인 출혈을 막는다. 그러나 정말로 흥미로운 부분은 그런 상처를 입은 후 짧게는 30일, 길게는 60일이 지나면 멀쩡하게 기능하는 심장근육세포가 완벽하게 재생된다는 사실이다. _p320~321

-- 레인완드는 만약 비단뱀의 심장이 그렇게 빨리 커지는 과정을 제대로 이해할 수 있다면, 인간의 심장질환을 예방하거나 역진시킬 수 있을지도 모른다고 생각했다. 특히 운동을 할 수 없을 정도로 심장 건강이 좋지 않은 사람에게는 생명을 구할 기회가 될 수도 있었다. 심장이 운동을 감당할 수만 있다면, 순환은 물론이고 조직에 산소를 더 원활하게 공급하고 혈압은 낮출 수 있으며 혈중 중성지방 수치도 감소시킬 수 있기 때문이다. _p329~330

작가정보

저자(글) 빌 슈트

동물학자. 그의 책 《카니발니즘: 지극히 자연스러운 생물사Cannibalism: A Perfectly Natural History》는 뉴욕타임스 편집자 추천 도서로 선정되기도 했다. 롱아일랜드대학-포스트(LIU Post)의 생물학 교수직에서 은퇴하고, 현재 미국 자연사박물관 연구 자문으로 활동하고 있다. 전 세계 박쥐들을 연구해오고 있으며, 그의 연구는 《뉴욕타임스》, 《뉴스데이》, 《이코노미스트》, 《디스커버》 등의 매체에서도 언급되었고 《내추럴 히스토리》 등의 잡지에도 게재되었다.

번역 김은영

대학에서 물리학을 전공하였으며, 과학교양서를 주로 번역하고 있다. 《코끝의 언어》, 《희망의 밥상》, 《다윈의 개》, 《슬픈 옥수수》, 《인류사를 바꾼 위대한 과학》, 《작은 것들이 만든 거대한 세계》 등을 번역했다.