왜 우리 몸은 끝없이 자랄 수 있는데도, 정해진 키에서 멈출까

나는 세포 하나, 수정란에서 시작했다. 그 하나가 둘로, 넷으로, 두 배씩 끝없이 불어나 지금의 몸이 되었다. 세포는 계속해서 둘로 나뉠 수 있다. 그런데 이상하다. 그렇게 무한정 불어날 수 있다면, 나는 왜 2미터, 3미터로 끝없이 자라지 않고 어느 키에서 딱 멈췄을까. 게다가 자라는 속도도 들쭉날쭉이다. 갓난아기 때는 1년 만에 몸무게가 두 배로 늘고 키가 쑥 자란다. 그러다 몇 년은 더디게 자란다. 그러다 사춘기에 또 한 번 확 큰다. 무엇이 이 리듬을 정하고, 무엇이 끝내 멈추라고 명령하는 걸까.

흔히 정해진 키까지 자라면 멈추겠지 혹은 유전자에 키가 적혀 있겠지라고 여긴다. 키에 유전이 크게 작용하는 건 사실이다. 하지만 그것만으로는, 세포가 어떻게 이제 그만을 알고 멈추는지, 왜 시기마다 자라는 속도가 다른지는 설명되지 않는다. 진짜 그림은 이렇다. 성장은 그냥 부풀어 오르는 일이 아니라, 몸 안의 신호들이 단계마다 켜고 끄는 프로그램이다. 자랄 때와 멈출 때, 그리고 다시 자랄 때가 신호로 정해진다.

처음 질문으로 돌아가자. 무한정 불어날 수 있는데 왜 멈출까. 멈추라는 신호가 있기 때문이다. 세포 하나하나에는 접촉 억제가, 키에는 성장판의 닫힘이 브레이크를 건다. 왜 시기마다 다르게 자랄까. 단계마다 지휘자가 교대하는 프로그램이기 때문이다. 엄마 뱃속과 그 바깥의 차이도 여기서 설명된다. 뱃속에서는 태반과 인슐린과 성장인자가 성장을 이끌고, 바깥에서는 영양에서 성장호르몬으로, 다시 성호르몬으로 지휘자가 옮겨간다. 같은 몸인데도 처한 환경과 작동하는 신호가 달라, 자라는 방식이 달라지는 것이다. 그러니 성장은 그냥 커지다가 멈추는 일이 아니다. 언제 얼마나 자랄지를 신호가 지휘하는 정교한 과정이다. 멈춤조차도 연료가 떨어진 게 아니라, 능동적인 명령이다.

멈추라는 신호(정상/암 토글), 성장판이 열렸다 닫히는 단계(슬라이더), 단계마다 바뀌는 지휘자(태아/영아/유년/사춘기 토글), 그리고 평생의 키 크는 속도 곡선(구간 클릭)을 차례로 살펴본다.

하나. 세포는 왜 무한정 안 늘고 멈출까

세포는 둘로 나뉠 능력이 있다. 하지만 정상 세포에는 멈추라는 신호가 함께 있다. 그중 하나가 접촉 억제다. 세포가 자라다가 주변 세포와 빽빽이 맞닿으면, 공간이 찼다는 신호를 받아 분열을 멈춘다. 그래서 피부에 상처가 나면 세포가 빈자리를 메울 때까지 자라다가, 다 메우고 나면 더 자라지 않고 멈춘다. 여기에 중요한 대비가 있다. 이 멈춤 신호가 고장 나서, 주변이 꽉 찼는데도 멈추지 않고 계속 분열하는 것이 바로 암이다. 다시 말해, 우리가 적당한 데서 멈추는 것은 무한정 불어나려는 세포를 억누르는 장치가 작동하기 때문이다. 멈춤은 능력이 부족해서가 아니라, 멈추라는 명령이 있어서 일어난다.

둘. 키는 어디서 자라고, 어떻게 끝날까

키가 크는 일은 뼈의 끝에 있는 성장판이라는 연골에서 일어난다. 이 연골의 세포가 줄지어 늘어나고, 그 자리를 단단한 뼈가 채우면서 뼈가 길어진다. 성장판이 열려 있는 동안에만 키가 큰다. 그러다 사춘기가 끝날 무렵, 성장판은 닫힌다. 연골이 모두 뼈로 바뀌어 더는 늘어날 자리가 없어지는 것이다. 한번 닫히면 키 성장은 영영 끝난다. 여기에 묘한 역설이 있다. 사춘기에 키를 확 키우는 성호르몬이, 바로 그 성장판을 닫는 신호이기도 하다는 것이다. 켜는 손과 끄는 손이 같다. 그래서 사춘기가 일찍 찾아오면 성장판도 일찍 닫혀 키가 덜 크고, 사춘기가 늦게 오면 그만큼 더 자란다.

셋. 왜 시기마다 자라는 속도가 다를까

성장은 하나의 엔진이 처음부터 끝까지 도는 일이 아니다. 단계마다 다른 신호가 주도하는 릴레이에 가깝다. 엄마 뱃속의 태아일 때는 인슐린과 성장인자가 성장을 이끈다. 이때가 일생에서 가장 빠르게 자라는 시기다. 갓 태어난 아기는 주로 영양에 기대어 자란다. 잘 먹는 만큼 큰다. 그래서 첫 1년의 폭풍 같은 성장이 가능하다. 유년기에 접어들면 성장호르몬과 갑상선호르몬이 성장을 맡아, 느리지만 꾸준히 키를 늘린다. 그리고 사춘기가 오면 성호르몬이 성장호르몬의 분비를 끌어올려 다시 한번 급성장이 일어난다. 그리고 곧, 그 성호르몬이 성장판을 닫는다. 그러니 성장 속도가 들쭉날쭉한 게 아니다. 단계마다 지휘자가 바뀔 때마다, 자라는 리듬이 달라지는 것이다.

그래서 키가 잘 안 큰다 혹은 일찍 컸다가 단순히 잘 먹고 못 먹고만의 문제는 아니다. 단계마다 다른 신호가 제때 맞물려야 하고, 특히 사춘기가 찾아오는 타이밍이 최종 키를 크게 좌우한다. 같은 또래라도 누구는 먼저 크고 누구는 나중에 크는 것은, 저마다 지휘자가 등장하는 시점이 다르기 때문이다. 더 넓게 보면, 우리 몸은 무작정 자라기만 하는 몸이 아니라 멈출 줄 아는 몸이다. 멈추라는 신호가 있기에 우리는 적당한 크기를 가지며, 그 신호가 무너지면 암 같은 문제가 생긴다. 자람과 멈춤은 동전의 양면인 셈이다. 다 자란 몸은 성장이 끝나버린 몸이 아니라, 자랄 때와 멈출 때를 아는 신호가 제 일을 마친 몸이다. 우리 몸은 자라는 법만큼이나, 멈추는 법을 정교하게 알고 있다.

• NIH (NCBI Bookshelf, Endotext)Endocrine control of growth, the growth plate, and the stages of stature
• Oxford Endocrine ReviewsThe growth plate: estrogen-driven closure and the end of height growth
• Karolinska InstitutetGrowth plate biology and the regulation of longitudinal bone growth
• NIH (National Cancer Institute)Control of cell growth and contact inhibition