순환과 수송

강을 떠올리면 쉽습니다. 좁은 협곡에서 물살이 세지고 넓은 평야에서 잔잔해지는 것과 같습니다. 물이 중간에 없어지지 않으니, 강폭이 넓어지면 그만큼 천천히 흘러야 같은 양이 지나갑니다. 혈관도 똑같습니다 — 다만 "넓이"가 혈관 하나의 굵기가 아니라 같은 단계 혈관 전체를 합친 넓이라는 게 함정입니다.

느린 게 목적입니다. 모세혈관에서 피가 느린 건 어쩔 수 없이 그렇게 된 게 아니라, 그래야 산소를 넘겨줄 수 있기 때문입니다. 적혈구가 모세혈관 1mm 를 지나는 데 약 2초가 걸리는데, 산소가 혈액에서 조직으로 확산되는 데 필요한 시간이 딱 그만큼입니다. 여기서 피가 빨랐다면 산소를 실은 채 그냥 지나쳐 버립니다.

모세혈관 벽은 세포 한 겹입니다. 두께가 1 µm 도 안 되고, 지름은 적혈구(7~8 µm)가 몸을 접어야 겨우 통과할 만큼 좁습니다. 이렇게 좁고 얇아야 물질이 오갈 수 있습니다. 대신 저항이 커지므로, 심장은 그만큼 강한 압력으로 밀어야 합니다.

운동할 때는 어떻게 될까요. 심박출량이 5 L/분에서 25 L/분으로 다섯 배 오르면 모든 구간의 유속도 다섯 배가 됩니다. 모세혈관 통과 시간이 2초에서 0.4초로 줄어드는데, 그러면 산소를 다 못 넘기게 됩니다. 그래서 몸은 쓰지 않는 곳(소화기관·피부)의 혈관을 조여 근육 쪽으로 피를 몰아주고, 근육에서는 평소 닫아둔 모세혈관을 열어 총단면적을 늘립니다. 단순히 빨리 흘려보내는 게 아니라 길을 다시 짜는 셈입니다.