[과학]우리 몸의 머리카락은 모르는게 없다

최근 서울 방배동 프랑스인 빌라에서 발생한 영아 시체 유기사건 수사를 통해 한국 경찰의 과학 수사력이 주목받았다. 현장에 남아 있던 머리카락 세포가 결정적인 증거가 됐다. 과연 머리카락 속에는 어떤 비밀이 담겨 있기에 범인이 꼼짝할 수 없었던 걸까. 한편 가을이 깊어가면서 낙엽처럼 떨어지는 머리카락을 더욱 두렵게 느끼는 사람들이 적지 않다. 머리카락은 왜 빠지며 유독 이맘 때 더 심한 걸까? 곱슬머리와 파마는 어떻게 다를까?

●머리카락은 과거 저장 창고

머리카락은 죽은 세포들의 집합소라 할 수 있다. 모근(毛根)의 밑쪽에 있는 둥근 모양의 모구(毛球) 안의 세포가 분열해 새로운 세포가 생겨나면 자연스레 노화된 세포를 밀어올린다. 이때 죽은 세포들은 단백질인 케라틴으로 변해 서로 응축되면서 머리카락을 형성하는 것이다.

때문에 머리카락에는 DNA 정보는 물론 죽기 전 세포 상태가 고스란히 저장돼 있다. 예컨대 머리카락을 10년 동안 길렀다면 그 동안의 세포 정보가 모두 머리카락에 담겨 있다. 게다가 머리카락 겉 표면은 큐티클이라는 특수한 층으로 덮여 있어 안에 담긴 정보들이 밖으로 빠져나가지 못한다.

이로 인해 머리카락을 분석하면 혈액형은 물론 마약 등 약물 복용 사실, 중금속 오염 여부 등을 정확히 파악해 낼 수 있다. 또한 오래전 사망한 시체 등의 사망 원인과 친자 확인 여부 등을 추정하는 데도 활용된다. 우리 몸의 영양상태를 파악하는 건강검진에도 유용하게 쓰인다.

●곱슬머리가 생기는 이유

우리나라 국민의 3분의2 이상이 곱슬머리라고 한다. 곱슬머리가 생기는 원인은 우선 유전적인 원인 때문이다. 곱슬머리는 곧은 머리카락에 비해 우성(優性)이기 때문에 많이 나타난다.

또 후천적 원인도 있는데, 성장하면서 성호르몬 등 체질이 바뀌거나 머리카락의 발육이 부진할 때 생겨나게 된다.

곱슬머리와 곧은 머리카락의 가장 큰 차이는 단면의 모양이다. 곧은 머리카락의 단면은 원형이다. 반면 곱슬머리는 그 단면이 납작한 타원형 모양이 많다. 즉, 머리카락이 처음 돋아날 때부터 구부러져 나오기 때문에 곱슬머리가 되는 것이다. 예컨대 방앗간의 가래떡 기계를 생각하면 이해하기 쉽다. 기계에서 떡이 나오는 구멍이 원형으로 고르게 정리돼 있으면 떡 또한 곧게 나오게 된다. 그러나 구멍의 일부를 막으면, 막은 쪽과 그렇지 않은 쪽과의 속도 차이가 생겨나면서 떡의 모양이 꼬불꼬불해진다.

겉보기에 곱슬머리는 광택이 없고 항상 푸석푸석한 느낌이 드는데, 이것도 머리카락이 뒤틀려 있기 때문에 나타나는 현상이다.

●파마는 ‘산화-환원’ 반응 원리

머리카락 속에는 많은 단백질들이 서로 엮여 있다. 이 단백질의 주성분은 ‘케라틴’으로 시스틴(cystine)이라는 아미노산을 많이 함유하고 있다. 시스틴 분자는 ‘황결합’이라 불리는 분자결합으로 이루어져 있다. 머리카락이 일정한 모양을 유지하는 것도 이 때문이다.

파마약은 흔히 약한 염기성으로 만든 ‘티오글리콜산’이라는 화합물의 수용액으로, 이 분자 결합을 끊는 환원제의 역할을 하게 된다. 평소 공고하게 유지돼 있는 황분자 결합의 고리를 끊어 머리카락을 원하는 대로 휘어지게 만드는 것이다.

그런 다음 중화제라고 부르는 산화제를 바르면 다시 분자들이 휘어진 상태로 결합되면서 영구적인 웨이브가 만들어지는 것이다. 즉, 파마약이 먼저 환원반응을 일으킨 다음 다시 중화제가 산화반응을 일으키면서 웨이브가 만들어진다.

●머리카락은 왜 빠지나.

우리 몸은 두피에 있는 10만개가 넘는 모낭 세포를 통해 1년에 16㎞가 넘는 머리카락을 만들어 낸다. 개수로는 10만개가 넘는다. 머리카락의 평균수명은 남자가 2∼4년, 여자는 4∼6년 정도다.

머리카락은 발생-성장-퇴화-휴지기라는 라이프 사이클을 갖고 있다. 머리카락이 하루에 50∼100개 정도 빠지는 것은 정상이다.

문제는 하루에 이만큼이 나지 않으면 대머리가 된다는 것이다. 즉, 건강한 사람의 경우 성장 단계의 머리카락이 70%, 퇴화단계의 머리카락이 30% 정도의 비율로 유지된다. 이 비율이 무너져 역전되는 현상이 곧 대머리이다. 동물에서는 일부를 빼고 거의 대머리를 볼 수 없는데, 이는 계절마다 털이 한꺼번에 빠지고 다시 돋는 털갈이를 하기 때문이다.

이영표기자