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작은 키가 고민이라는 사연이에요. 키가 크기 위해서 정말 많은 노력을 하고 있네요. 이 기자가 여기에 하나 더 특별한 비법을 알려드릴게요. 바로 매일 꾸준히 운동하는 것이랍니다. 운동을 하는 것과 키가 크는 것이 어떤 관련이 있을까요? 이제부터 그 이유를 수학적으로 알려드리겠습니다!

키가 큰다는 건 뼈 개수가 많아지는 것이 아니라 뼈의 길이가 길어지는 거예요. 우리 몸에는 총 206개의 뼈가 있어요. 이 중 키가 크는 데 가장 중요한 것은 허리와 다리의 기다란 뼈에요.

성장판 속 연골세포가 키 크게 해

정강이뼈 단면을 현미경으로 관찰하면 작은 세포가 잔뜩 들어 있는 것을 볼 수 있어요. 뼈마디 끝부분에 있는 성장판이지요. 성장판에 있는 연골세포는 성장기 동안 계속해서 분열하고 점점 많아져요.

성장기에는 성장호르몬의 영향으로 연골세포들이 자라는 동안 칼슘이 쌓이면서 단단한 뼈로 변해요. 그래서 성장기에는 우유나 멸치처럼 칼슘이 들어 있는 음식을 충분히 먹어야 하지요.

하지만 성인이 되면 성장판이 닫히면서 더 이상 키가 자라지 않아요. 성장호르몬이 나와도 뼈는 길어지지 않고 점점 굵어지기만 한답니다. 그래서 성인이 된 뒤에는 올바른 식습관과 운동으로 뼈를 튼튼하게 만들어 골다공증을 예방해야 해요.

미국 스탠포드대 의생명공학과 데니스 카터 박사팀은 뼈가 자라는 모습을 예측하는 수학모형을 만들었어요. 이 수학모형을 이용하면 뼈가 시간에 따라 길어지는 비율이나 속도, 뼈가 자라는 모양등을 예측할 수 있지요. 연구팀은 뼈가 세로 방향으로 길어질 뿐 아니라 부피도 성장한다는 사실에 주목했어요. 그래서 이 수학모형에서 뼈는 정육면체 모양이며, 여섯 개 면에서 자라나는 성질을 갖고 있답니다.

연구팀이 이런 수학모형을 만든 건 원래 뼈가 기형으로 자라는 이유를 밝히기 위해서였어요. 성장기에 자세가 바르지 않으면 척추가 굽어지거나(척추측만증), 발이 안쪽으로 꺾여 안짱다리가 될 수 있거든요. 그래서 연구팀은 일정한 방향에서 뼈에 힘을 가할 때 뼈가 어떤 모양으로 자랄지 예측하기 위해 이 수학모형을 만들었답니다.

그런데 이 수학모형을 이용한 결과, 키가 크는 데 아주 중요한 요인을 하나 더 밝혀낼 수 있었어요. 연구팀은 키가 클 때 뼈 자체뿐 아니라 뼈에 붙어 있는 근육이 큰 역할을 할 것이라고 생각했답니다. 뼈 주변에는 수백 개의 크고 작은 근육이 붙어 있는데, 서 있거나 걷거나, 뛰거나, 춤출 수 있도록 뼈를 지탱하지요.

근육을 기르자!

연구팀은 뼈 자체의 힘과 뼈가 자라는 속도, 주변 근육의 힘 등 여러 가지 변수를 바꿔 수학모형에 적용해봤어요. 그 결과 근육이 지지하는 힘이 적을수록 뼈가 자라지 않고 또 굵기도 가늘어질 수 있다는 결과를 얻었답니다. 반대로 근육이 지지하는 힘이 크면 뼈가 쑥쑥 자라나는 결과를 얻었지요.

결국 키가 쑥쑥 크려면 운동을 해서 근육을 발달시켜야 한다는 뜻이에요. 특히 다리 근육을 발달시킬 수 있는 가벼운 달리기나 줄넘기, 농구, 수영이 도움이 된답니다. 매일 매일 꾸준히 운동하는 습관을 갖고 근육을 길러보세요. 그러면 몸과 마음이 튼튼해질 뿐만 아니라, 키가 쑥쑥 자랄 테니까요.

다른 독자 여러분도 생활 속에서 궁금한 점이 생겼을 때 사연과 함께 의견을 이메일(zzunga@donga.com)로 보내주세요. 이 기자가 여러분의 고민이나 호기심을 수학적으로 밝혀드릴게요!