[과학을읽다]인체가 하루에 생산하는 전기량은?

인체는 매일 적정량 이상의 생체전기를 생산하고 소모합니다. 생체전기 생산량과 건강상태는 비례하지 않을까요? [사진=유튜브 화면캡처]

[아시아경제 김종화 기자]사람이 활동하기 위해서는 뇌와 신체의 각 장기가 움직일 수 있도록 에너지가 공급돼야 합니다. 이 에너지를 전달하는 매개체가 '전기'이고, 사람이나 다른 생명체에 흐르거나 생성하는 이 전기를 '생체전기(生體電氣, bioelectricity)'라고 합니다.

인간이 숨쉬고, 생각하며, 움직이는 모든 일들은 이 생체전기가 있어 가능합니다. 인간의 생명활동에 꼭 필요한 생체전기를 인간은 하루에 얼마나 소모하고, 얼마나 만들까요?

먼저 인간이 소모하는 전기의 양을 살펴보면, 성인 한 사람이 1시간을 휴식할 때 대략 420kJ(킬로줄, 100㎉) 정도의 에너지를 사용한다고 합니다. 이를 전기 단위로 환산하면 116W에 해당합니다. 뇌는 시간당 20W 정도 전기를 소모한다고 합니다.

노트북 컴퓨터가 시간당 40~90W의 전력을 사용하는 것과 비교하면, 뇌가 노트북 컴퓨터의 30~50%정도의 전기를 사용하는 셈이지요. 뇌가 사용하는 전기의 양은 인체가 사용하는 전기량의 20% 정도라고 합니다.

이런 대강의 수치를 놓고 계산해보면, 인체가 1시간에 사용하는 전기량은 100W 정도이고, 하루(24시간)에는 2400W(2.4㎾) 정도의 전기를 사용한다고 볼 수 있습니다. 노트북 컴퓨터를 1~2일 정도는 사용할 수 있는 전기량을 하루만에 소모하는 것입니다. 이 보다 더 많이 소모할 수도 있지만, 현재까지 밝혀진 소모량은 이 정도라고 할 수 있습니다.

그렇다면 인체는 이 많은 전기를 어떻게, 얼마나 생산할까요? 숨을 쉬고, 심장이 뛰고, 혈액이 흐르는 등 인체에서 일어나는 생리현상은 생명을 유지하는데 꼭 필요한 활동이기 때문에 '생명활동'이라고 합니다. 이 생명활동에서 발생하는 에너지가 바로 생체전기입니다.

생명활동의 가장 좋은 예는 '체온'입니다. 인간이 생활하는 온도는 여름은 26℃, 겨울 18~20℃ 정도가 평균이라 할 수 있습니다. 그러나 체온은 항상 36.5℃를 유지하고 있습니다. 여름에는 10℃ 정도의 온도를 올리기 위해, 겨울에는 16~18℃ 가량의 온도를 올리기 위해 인체는 활발히 움직입니다.

이런 활동을 통해 만들어지는 전기 에너지, 즉 체온량을 전기 에너지로 환산하면 116W라고 합니다. 1시간을 걸으면 5.0~8.3W의 전기가 만들어지고, 책을 보면 190W, 격렬한 운동을 하면 700W, 대화를 하면 0.33W, 잠을 잘 때는 75W, 호흡할 때 0.4W의 전기가 만들어진다고 합니다. 이 수치를 합하면 모두 1090W(1.09㎾)가 됩니다.

1090W는 스마트폰을 400번 넘게 충전할 수 있고, 전구 10개 이상을 켤 수 있는 전기량입니다. 그런데 이 수치는 개인에 따라 차이가 있을 수밖에 없습니다. 모든 사람이 하루종일 책만 읽거나, 운동을 하지는 않기 때문입니다. 또 아직까지 밝혀지지 않은 전기 생산의 비밀도 많아, 실제로 인체가 하루에 얼마만큼의 전기를 생산하는지는 알 수 없습니다.

결국 인간을 움직이는 에너지는 생체전기 아닐까요? [사진=영화 '매트릭스' 스틸컷]

인간은 출생 때 5~6V의 전기를 자체 생산하지만 노인이 되면 생산하는 전기량이 2.5V 이하로 줄어든다고 합니다. 인체의 세포는 6개월 정도를 기점으로 생성과 소명을 반복하는데, 새 세포를 만들때는 기존보다 3배 정도의 생체전기가 더 필요하다고 합니다. 이 때 생체전기가 부족하면 암에 걸릴 확률이 높아집니다.

인체의 어떤 기관이 상처를 받으면 그 부위는 전기저항이 높아져 전류가 적게 흐르게 되고, 그러면 근육이 수축하면서 혈류량이 줄어들며, 산소의 양도 줄어듭니다. 결국 노폐물이 배설되지 않고 쌓여 질병이 되는 것입니다. 그런데 생체전기 생산량마저 적다면 어떻게 될까요? 뇌에 이상 신호를 전달하지 못하는 곳이 늘어나면서 금방 건강을 잃게 되지 않을까요?

결국 생체전기를 많이 생산하는 것이 건강을 지키는데 유리하고, 그러기 위해서는 전기 생산량이 많은 격렬한 운동, 책읽기, 걷기 등의 활동을 더 많이 해야 한다는 결론이 나옵니다. 심장이 한 번 뛰어서, 세포의 화학작용이 몇 번 일어나서 만들어내는 적은 양의 생체전기가 모이고 모여 건강한 신체를 유지해 가는 것입니다.

김종화 기자 justin@asiae.co.kr