[진화와 인간 본성] L14.진화 의학(1)

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Computer Networks 글은 경희대학교 후마니타스칼리지 전중환 교수님의 [진화와 인간 본성 GED1119] 수업을 기반으로 정리한 내용입니다.

14.1 진화 의학이란 무엇인가?

• 1만 년 전만 하더라도 전 세계의 모든 사람은 수렵채집인이었다.

• 하지만 현대인들은 과거 인간종이 적응한 환경과 전혀 다른 새로운 환경에서 살고 있다.

• 의학, 사회, 기술적 진보로 인해 현대인의 삶은 전반적으로 더 건강해지고, 부유하고 안전해졌으나, 여전히 다양한 질병에 시달리고 있다.

• 우리의 몸과 마음은 기계가 아닌 자연 선택에 의한 진화의 산물이기 때문에 질병, 건강, 생존을 다루는 의학은 중요하다.

• 결론적으로, 우리는 인류의 진화 역사를 이해함으로써 왜 우리가 이렇게 ‘설계’되었는지, 왜 우리가 병에 걸리는지를 알 수 있다.

• 기존의 임상 의학은 질병을 온전히 진단, 치료하고 예방하려면 질병을 일으키는 신체/심리 기제에 대한 근접 설명에 집중했다.

• 진화 의학은 근접 설명과 함께 궁극 설명, 즉 진화적 설명도 함께 관심을 기울일 필요가 있음을 주장한다.

• 즉, 진화 의학은 질병의 궁극 원인에 초점을 맞춘다.

• ‘왜 자연 선택은 우리 모두가 질병에 취약하도록 내버려두었는가?‘

• 자연 선택이 느리기 때문에 발생하는 요인

  1. 진화된 설계와 현대의 낯선 환경과의 불일치
  2. 숙주와 병원체의 공진화

• 자연 선택이 만능이 아니라 일정한 한계가 있기 때문에 생기는 요인

  1. 설계상의 절충
  2. 역사적 유산

• 자연 선택이 무엇을 만드는가를 오해하기 때문에 생기는 요인

  1. 자연 선택은 건강, 생존이 아닌 먼 과거의 환경하에서의 번식성공도를 최대화
  2. 우리를 괴롭히지만 유용한 방어가 진화

14.2. 질병에 대한 취약성의 원인 1: 불일치

• 인간의 몸 - 수렵 채집 활동을 하던 생활에 적합하게 설계되었다.
• 자연 선택은 기름기 많은 음식, 자동차, 마약, 인공조명, 중앙난방 등과 같은 새로운 환경조건에 적응되도록 새롭게 설계할 시간이 없었다.
• 이렇게 자연 선택에 의한 설계와 현대의 낯선 환경 사이의 불일치로 인해 현대병이 나타냈다.

현대인의 영양분 과잉 섭취

• 농업혁명을 통해 야생동물의 가축화 → 기름진 고기 획득 가능

• 고지방 음식을 많이 먹으면 동맥경화증 → 뇌졸중, 심장마비, 암, 당뇨병 발생 가능

• 더 달고 에너지가 높은 음식을 선택하는 심리 기제가 존재한다. (과거 석기 시대 복숭아 vs 초콜릿 ⇒ 초콜릿 선택)

• 초정상 자극 : 어떤 동물의 진화 역사에서 실제로 존재하지 않았던, 극단적인 범위에 해당하는 자극이 외면받지 않고 오히려 열광적인 행동반응을 유발하는 것

• 초정상 자극의 또 다른 예시 - 큰 알을 선호하는 어미 새

• 플라스틱으로 만든 축구공만 한 가짜알을 집어 넣는 경우

• 실제 알이 아닌 가짜 알을 품으려 한다. ⇒ 알이 클수록 좋다는 기제가 있을 것.

유방, 자궁, 난소에 발생하는 암

• 암 - 체세포의 성장과 분열을 통제하는 시스템이 고장이 났을 때 발생

• ex) 간세포

  • 간세포는 수백만 년 동안 생식세포를 통해 전해 내려온 유전자들로 구성된 수정란이 착상된 날부터 분열을 계속해서 만들어졌다.
  • 체세포는 분열을 멈추고 있으면서 세포가 손상된다면 다시 분열하여 새로운 세포로 분열하며 재생의 역할을 한다.
  • 새로운 세포로 분열하는 과정에서 돌연변이가 개입하여 통제되지 않고 성장과 분열이 진행되면 암세포가 된다.

• 즉, 어떤 부위에 암이 발생할 확률은 그 부위 세포가 체세포 분열을 한 정도, 세포 분열을 할 때 돌연변이가 발생할 확률과 연관된다.

• 여성은 월경 주기마다 유선 조직이 분화, 증식, 퇴화하는 과정이 반복된다.

• 즉, 여성 생식 기관의 암 발병률은 여성이 경험한 월경 주기의 횟수에 직접적으로 비례한다. (월경 주기의 횟수가 많을 수록 암 발병률이 높아진다.)

• 생식 기관의 암에 가장 잘 걸리기 쉬운 사람은 초경은 일찍 했지만 완경은 늦게 했고, 월경 주기가 임신이나 수유에 의해 한 번도 중단된 적이 없는 여성이다.

석기 시대와 현대 여성의 비교

• 석기 시대 조상 여성

  • 잘 먹지 못하고 전염병에도 더 많이 시달렸다. ⇒ 현대 여성보다 늦게 초경을 경험
  • 몇 년 지나지 않아 임신, 출산(임신하고 젖을 주는 동안에는 배란과 월경은 멈춘다.)
  • 젖을 떼자마자 월경 주기가 다시 시작되어 곧 임신했을 것.
  • 월경 주기도 47세 전후에 일찍 끝난다.
  • 월경 주기의 총 수 < 150회

• 현대 산업사회의 여성

  • 피임을 흔히 하고, 자식을 두세 명 낳는다.
  • 월경 주기의 총 수 < 400

• 즉, 현대 여성의 체세포 돌연변이가 생길 가능성이 거의 3배에 이른다는 것이다.

• 실제로, 산업화되지 않은 전통적인 사회의 여성은 유방암에 걸릴 가능성이 현대 산업사회 여성보다 매우 낮다.

• 비만도 유방암이 생길 가능성을 높인다.

• 지방세포가 에스트로겐을 분비하는데, 이는 난소와 유방 세포가 더 분열하도록 촉진시키기 때문이다.

• 생리적 작용이 어떻게 이루어지는지를 파악함으로써 석기 시대의 생활 패턴이 주는 이로운 효과를 인공적으로 모방할 길을 더 쉽게 찾을 수 있고, 예방할 수 있다.

약물 남용과 중독

• 향정신성 약물의 중독성 물질은 식물이 해충, 초식 동물을 쫓아내기 위해 만들어낸 무기인데, 그 중 몇 개는 인간에게 쾌감을 준다. (알코올, 마약)

• 알코올이 든 음료를 좋아하는 성향이 있었으나, 술이라는 것이 과거에는 없었기에 큰 문제가 되지 않았다.

• 하지만 양조 제조 기술과 증류 기술이 발달하면서 알코올이 심각한 사회문제가 됐다.

• 약물도 기술의 발전으로 인해 성분을 추출하는 방식이 간단해지는 등으로 인해 더욱 심각한 문제가 됐다.

• 결론적으로, 자연 선택으로 인한 적응과 현대 환경의 불일치로 인해 취약성을 갖는다.

14.3. 질병에 대한 취약성의 원인 2: 병원체

• 숙주와 병원체와의 공진화

• 인간을 숙주로 하여 양분을 빼앗아 먹는 기생체(바이러스, 세균, 등) 중 병원체는 여러 전염병을 일으키며 인간에게 큰 위협을 준다.

• 인간은 병원체에 맞서 면역계를 진화시켰다.

• 하지만, 병원체는 인간보다 빠른 속도로 진화하기 때문에 인간에게 큰 위협이 된다.

• 병원체의 빠른 진화 속도로 인한 위험의 예 - 항생제 저항성

• 항생물질 : 곰팡이나 세균이 병원체로부터 자신을 보호하기 위해 만들어낸 화학 물질 (e.g. 푸른곰팡이의 페니실린 → 포도상구균을 퇴치)

• 인간은 항생물질을 이용하여 세균들을 박멸하지만, 세균 역시 항생물질에 대한 방어를 진화시킨다. (항생물질에 저항성이 있는 돌연변이가 발생하는 경우)

독성의 진화

독성의 진화의 통념

• 병원체는 항상 독성을 줄이는 방향으로 진화한다.
• 왜?
• 병원체 입장에서는 숙주가 오래 살아야 자신도 그 안에서 오래 살 수 있기 때문
• 오래 살아야 더 많은 자식을 새로운 숙주에게 전파할 수 있다.
• 때문에 숙주에게 타격을 입히면 결국 병원체 자신에게도 손해이다.
• 결론적으로 처음에 매우 독성이 심하더라도, 시간이 갈수록 점차 독성이 약해진다.

⇒ 독성은 상황에 다라 증가할 수도, 감소할 수도 있기 때문에 항상 독성을 줄이는 방향으로 진화한다는 근거가 없다.

독성 관리 이론

독성 관리 이론

병원체를 완전히 박멸하기 어려우니 독성이 낮은 수준이 되도록 병원체가 진화하도록 유도하여 독성을 통제할 수 있는 수준으로 관리하자. 즉, 높은 독성을 지닌 병원체 변이보다 낮은 독성을 지닌 병원체 변이가 자연 선택되어 병원체 개체군 내에서 대다수를 차지하도록 환경을 바꾸어주자.

• 독성의 수준에 영향을 끼치는 요인 → 병원체가 새로운 숙주로 전달되는 방식

• 병원체가 숙주와 숙주 사이의 직접 접촉을 통해 전파되는 경우 감기에 걸려 하루 종일 침대에 누워있다면 다른 숙주로 전달되기 어렵다. 때문에 돌아다닐 수 있도록 숙주를 너무 아프게 하지 않는 편이 병원체 입장에서는 이득이 된다.

• 병원체가 새로운 숙주로 건너가기 위해 중간 매개체를 사용하는 경우 말라리아원충은 중간 매개체로 모기를 사용한다. 때문에 숙주인 인간이 너무 아파 움직이지 못할 경우 모기가 인간의 피를 빨고 새로운 숙주들에게 전파할 수 있기 때문에 더 아프게 하는 편이 이득이다.

• 독성을 통제할 수 있는 수준으로 관리하기

• 중간 매개체 예시 1) 콜레라 콜레라균은 장이 수분을 재흡수하는 것을 저해해 환자가 설사를 하게 만든다.

• 상수도 시설이 제대로 정비되지 않은 개발도상국의 경우

  • 콜레라 환자의 배설물이 강, 연못, 저수지로 흘러 들어가면 식수, 목욕 용도로 사용하며 집단 감염을 일으킬 수 있다.
  • 오염된 물을 중간 매개체로 사용하는 콜레라균은 공중위생이 미흡한 곳에서는 다른 숙주로 쉽게 건너갈 수 있기에 높은 독성을 진화시킨다.

• 상수도 시설이 정비된 곳

  • 콜레라균 입장에서는 다른 숙주로 건너가기 어렵다.
  • 현재의 숙주에서 되도록 자원을 아끼며 생존해야 한다.
  • 때문에 독성이 약한 유형이 선택된다.

결과적으로 상수도 시설을 통해서 콜레라균의 독성을 우리가 통제할 수 있는 수준으로 관리하게 된다.

• 중간 매개체 예시 2) 말라리아 모기 집마다 모기장을 설치한다면? 모기를 통해서 새로운 숙주로 건너가기 어려워지기 때문에 낮은 독성을 지닌 변이가 선택되어 독성이 크게 약해진다. 때문에 말라리아의 독성을 통제할 수 있다.

• 직접 접촉의 경우에도 다른 숙주로 건너가기 쉬워지면 독성이 빠르게 강화된다.

• 직접 접촉 예시 1) 대인 접촉을 통해 전파되는 환자들이 모인 병원의 경우 병원의 직원, 비품들이 병원체를 기존의 숙주에서 새로운 숙주로 옮긴다. 전파가 쉬워질 경우 질병의 독성은 빠르게 강화된다. 코로나19로 인해 사회적 거리두기를 진행하고 오미크론 변이의 경우 처음 알파 변이보다 독성이 상대적으로 낮은 변이가 주를 이룬 사례를 보면 알 수 있다.

• 직접 접촉 예시 2) 후천성 면역결핍증 AIDS AIDS 감소를 위한 캠페인은 주사기를 깨끗이 소독하고, 성관계를 가질 때 콘돔 등을 사용해 안전하게 관계를 가질 것을 강조한다. 안전한 성관계로 에이즈를 일으키는 바이러스가 전파되기 어려워지면 HIV가 낮은 독성을 진화시킬 것이기 때문이다.

병원체가 전파되기 어려운 환경을 하나 만들면 낮은 독성으로 통제할 수 있다.

• 독성이 높아지도록 진화시키는 요인
  1. 중간 매개체
  2. 피임하지 않은 성관계
  3. 문란한 성관계
• 독성이 낮아지도록 진화시키는 요인
  1. 사람과 사람 간의 전파
  2. 안전한 성관계
  3. 일부일처제적 성관계

Summary

• 진화의학은 질병의 궁극 원인에 초점을 맞춘다. 왜 자연 선택은 우리가 질병에 취약하도록 내버려두었는지 묻는다.
• 질병에 대한 취약성을 만들어낸 6가지 원인
  1. 불일치(수렵-채집 환경의 설계와 현대 환경의 부조화)
  2. 숙주와 병원체의 공진화(숙주보다 더 빠른 병원체의 진화)
• 독성 관리 이론 - 독성이 낮은 변이가 선택되도록 유도하여 병원체를 통제할 수 있는 수준으로 다스리자 제안

참고문헌

연결문서