동물의 겨울잠은 단순히 체온만 낮추는 게 아니라던데 어떤 변화가 있나요?

Question

곰이나 다람쥐가 겨울잠을 자는 동안 대사율, 심박수, 체온이 극적으로 변한다고 들었습니다. 이 상태에서 신체가 손상되지 않는 이유가 궁금합니다

Answer 1

안녕하세요. 동물의 겨울잠은 단순히 체온을 낮추고 잠을 자는 상태가 아니라, 몸 전체의 생리 기능을 계절에 맞게 크게 변화시키는 매우 정교한 적응 현상이라고 할 수 있습니다. 우선 겨울잠에 들어간 동물은 먼저 대사율을 크게 낮춰 에너지와 산소의 소비량을 최소화하는데요, 이에 따라 심장박동과 호흡도 현저하게 느려지는데, 일부 작은 동면동물은 심장박동이 평소 분당 수백 회에서 몇 회 수준까지 감소하기도 합니다. 체온 역시 크게 떨어지지만, 중요한 것은 체온이 낮아지는 것 자체보다 세포와 장기가 낮은 대사 상태에 맞춰 함께 변화한다는 점입니다. 평소처럼 활발하게 에너지를 소비하고 단백질을 합성하는 대신 필요한 기능만 유지하면서 에너지 소비를 극도로 줄이는 것입니다.

겨울잠 동안 오랫동안 먹이를 섭취하지 않는데도 근육이 심하게 소실되지 않는 것도 중요한 특징 중 하나인데요, 동면동물은 주로 몸에 저장해 둔 지방을 에너지원으로 사용하며, 단백질이 분해될 경우 그 과정에서 발생하는 질소 성분을 다시 아미노산 합성 등에 활용하는 등 체내 물질을 효율적으로 재활용합니다. 또한 심장박동과 혈류가 크게 감소해도 조직의 산소 요구량 자체가 낮아져 있기 때문에 일반적인 저산소 상태보다 세포 손상이 적습니다. 동면에서 깨어날 때 혈액순환과 대사가 다시 빠르게 증가하면서 발생할 수 있는 산화 스트레스와 조직 손상에 대응하는 세포 보호 체계도 갖추고 있습니다. 이때 곰의 겨울잠은 작은 다람쥐와도 차이가 있는데요, 일부 설치류는 체온을 0℃에 가까울 정도로 크게 낮추지만, 곰은 체온을 비교적 높은 수준으로 유지하면서 대사율과 심박수를 크게 낮추는 방식을 사용합니다. 특히 곰은 겨울 동안 먹거나 마시지 않고 오랫동안 활동하지 않으면서도 근육 손실과 노폐물 축적을 상당 부분 억제할 수 있는 것을 고려했을 때, 겨울잠은 몸의 기능을 단순히 멈추는 것이 아니라 대사, 체온, 혈액순환, 호흡, 에너지 이용, 단백질 대사와 세포 보호 기능을 동시에 조절하는 생존 전략이라고 할 수 있습니다. 감사합니다.

Answer 2

동물의 겨울잠은 생체 활동을 극단적으로 줄여 에너지를 아끼는 나름의 생존 전략입니다.

다람쥐 등 소형 동물은 체온이 0~5도, 심박수는 분당 3~5회까지 떨어지며 대사율이 1~2% 수준으로 급감합니다.

또 곰은 체온을 30~35도로 약간만 낮추지만, 대사율을 절반 이하로 줄인 채 수개월을 견디죠.

또한 곰은 소변을 보지 않고 체내 요소를 아미노산으로 재합성해 단백질을 보충하며, 특수 유전자를 활성화해 근육 손실과 골다공증을 막을 뿐만 아니라, 혈류가 크게 느려져도 혈소판 활성을 억제하는 단백질을 분비해 피가 굳거나 혈관이 막히지 않습니다. 게다가 항산화 효소와 세포 보호 단백질을 방출해 저체온증이나 급격한 체온 변화로 인한 세포 손상을 막습니다.

그리고 종에 따라 다르지만, 일부 소형 동면 동물은 1~2주에 한 번씩 잠시 체온을 37도까지 올려 뇌 손상을 복구하고 면역계를 재정비한 후 다시 동면에 들어가는 경우도 있습니다.

Answer 3

안녕하세요. 임형준 수의사입니다.

겨울잠은 단순히 체온만 낮추는 것이 아니라 대사율과 산소 소비량, 심박수 호흡수가 크게 감소하는 생리적 절약 상태입니다 .체온도 내려가지만 종마다 정도가 다르며 곰은 소형 포유류보다 감소 폭이 작습니다. 세포는 에너지 사용을 줄이고 지방을 연료로 이용하며, 혈액 순환과 장기 기능도 낮은 대사 상태에 맞게 조절되어 조직손상을 최소호화합니다.