인간의 키 2: 성장을 멈춘 인간, 인간의 키를 결정하는 요인들(소득, 의료, 건강, 영양, 유전)

인간은 성장을 멈출 것인가?: 고소득 지역과 저소득 지역의 신장 성장 정체

지난 세기에 걸쳐 남녀 모두의 키는 성장해왔다. 이것은 세계 모든 나라에 해당한다. 하지만, 지난 수십 년 동안, 일부 국가들에서 인간의 키는 정체되어 왔다. 이는 지역별 평균 남성 및 여성 키의 전년 대비 상대적 변화를 보여주는 다음 차트에 나타나 있다. 여기서 양수 값은 평균 높이가 1년에서 다음 해로 증가함을 나타내고, 0은 변화가 없음을 나타내며, 음수는 감소를 나타낸다.

이 그래프를 보면 첫째, 전 세계의 키의 변화는 점진적이라는 것을 알 수 있다. 평균 키가 갑자기 1년 후에 뛰어오르지 않고, 대신 매년 1% 미만의 속도로 변화하는 경향이 있다. 둘째로, 모든 지역에 걸쳐 지난 세기 동안 평균적인 인간의 키는 상당한 성장을 경험했다. 그러나 최근 추세는 유럽과 중앙아시아에서 평균적인 남성 키 성장이 정체되고 있으며, 중동과 북아프리카, 동아시아와 태평양 그리고 사하라 이남 아프리카에서는 감소하고 있다.

이것은 뜻밖의 결과처럼 보인다. 인간의 키는 삶의 기준과 긍정적인 상관관계가 있다. 삶의 수준은 최근 수십 년 동안 전 세계적으로 증가하고 있다. 그렇다면 왜 평균적인 인간의 키는 정체되거나 심지어 떨어지는 것일까? 이러한 경향은 특히 사하라 이남 아프리카의 경우 특히 흥미롭다. 왜냐하면 이 지역은 웰빙의 여러 측면에서 발전을 이루었지만, 평균 신장은 가장 많이 떨어졌기 때문이다.

왜 고소득국에서 평균 키 성장이 정체되었고, 저소득국의 평균 키는 양양 상태의 개선에도 낮아졌을까?

키는 부분적으로 유전학에 의해 결정된다. 진화는 차치하고라도, 인구의 유전자는 고정되어 있다. 따라서 평균 키의 상한은 영양 및 건강 요인이 최적화된 상태라고 가정하는 것이 타당하다. 이 시나리오는 특히 생활 수준이 높은 유럽과 중앙아시아 전역의 고소득 국가에서 최근의 침체를 설명할 수 있다.

네이처지에 발표된 한 연구는 세계에서 평균 신장이 가장 큰 네덜란드의 최근 신장 정체 현상을 조사했다. 그 연구에 따르면 지난 150년간 계속된 신장 증가가 최근 수십 년 동안 종언을 고했다는 것이다. 하지만 연구는 그 이유를 완전히 명확하지는 않다고 결론지었다. 이들은 네덜란드인이 성장 가능한 최대 평균 높이에 도달했을 수 있음을 시사한다. 그러나 그들은 또한 네덜란드인이 유전적으로 성장 가능한 최대치에 도달한 것이 아닌 다른 후천적인 요인이 성장을 방해할 수 있다는 가설을 제시했다. 예를 들어, 패스트푸드 범람으로 인한 영양 영향 불균형과 키와 관련된 네덜란드인의 높은 우유 소비량의 감소와 같은 식생활의 변화, 그리고 오랜 좌식 생활습관으로 인한 과체중과 비만과 같은 라이프 스타일의 변화가 성장을 방해할 수 있다는 것이다. 따라서 이 연구들의 가설대로라면 생활 습관과 스타일의 개선으로 고소득 국가의 신장 증가 정체 현상이 극복될 수도 있다.

다른 연구들은 다른 고소득 지역의 뚜렷한 정체 또는 성장 둔화를 분석했다. 한 연구는 미국인의 신장 성장 정체뿐만 아니라 왜 그들이 유럽 전역의 많은 나라에 뒤처져 왔는지를 조사했다. 19세기에 북아메리카인들은 세계에서 가장 키가 컸지만 20세기 동안 뒤처졌다. 이 연구는 가정의 거의 절반의 식비가 외식에 소비되기 때문에 미국인 식단의 균형이 제대로 잡혀 있지 않고, 이는 영양 섭취의 문제로 이어진다고 주장한다. 또한 다른 연구는 식단뿐만 아니라 사회경제적 시스템의 문제를 지적한다. 즉, 서유럽과 북유럽 복지국가의 사회-경제 및 보건 시스템과 미국의 시장 지향 경제의 차이로 인해 미국의 사회-경제 불평등은 서유럽보다 훨씬 더 크고 불평등은 평균 신장에 부정적인 영향을 미친다는 것이다. 더 나아가 생계형 소득이 높든 적든 보장되는 서유럽 복지국가는 실업보험과 종합 건강보험을 포함한 보다 포괄적인 사회안전망을 제공하기에 미국의 시장 중심체제보다 인간의 신장 성장에 직간접적으로 도움을 준다는 것이다.

사하라 사막 이남의 아프리카에서는 이 성장정체 패턴이 훨씬 더 곤혹스럽다. 놀랍게도, 이 지역의 평균 남성과 여성의 키는 건강과 영양의 향상에도 불구하고 1970년 이후로 떨어지고 있다. 일부 연구들은 이것이 선택 때문이라고 주장한다. 즉, 영양실조로 성장이 멈춘 가장 건강한 아이들은 성인이 될 때까지 살아남지 못하는 반면, 생존자들은 더 건강하고 키가 크다. 아동 사망률이 감소하면, 장애가 있는 아이들은 성인이 될 때까지 살아남아, 평균 성인 키를 낮춘다. 이 설명은 사회경제적 요인이 개선되고 있지만 상대적으로 약한 저소득 지역에 적용될 수 있다.

영양과 건강과 같은 환경적 요인의 개선은 평균 신장의 추가로 증가시킬 수 있다. 그러나, 키에 영향을 미치는 요소들은 상한선을 가지고 있다. 예를 들어, 영양소 섭취는 어느 지점에 이르면 키의 성장을 더이상 진전시키지 못하는 한계를 가지고 있을 가능성이 있다. 하지만 생활 수준이 여전히 낮은 국가에서는 신장의 증가는 더 개선될 수 있다. 그러나 오늘날 세계에서 가장 부유하고 키가 큰 나라들에는 키의 성장이 한계에 도달했을지도 모른다.

인간 키의 변화와 차이를 설명하는 것은 무엇일까?

키는 유전적 요인과 환경적 요인의 조합에 의해 결정된다. 많은 연구가 인간의 키가 현재와 과거의 환경을 어떻게 반영 할 수 있는지에 핵심 초점을 맞추었다. 신장은 종종 '생물학적 생활 수준'의 대용물로 간주하며, 세계 보건기구는 키를 '건강, 성과 및 생존을 예측하기 위해' 사용할 것을 권고한다.

105 개국의 남성 키에 대한 그래스그루버 등(Grasgruber et al.) 연구는 “신장과 인간 개발 지수(HDI)는 대체로 인간 웰빙의 지표로 상호 교환될 수 있는 것 같다”라고 밝혔다. 한 국가의 인간개발지수와 연도별 평균 남성 신장의 관계를 보여주는 아래의 산점도에서 볼 수 있다. 여기서 우리는 생활 수준이 높은 국가에서 사람들이 더 키가 크다는 것을 알 수 있다. 개인의 키와 국가의 사회 경제적 발전 사이의 관계가 그토록 밀접한 이유는 무엇일까?

출처: United Nations Development Programme (UNDP)

영양은 건강에 어떤 영향을 미치는가?: 동물성 단백질 섭취와 키

영양은 인간의 키를 결정하는 가장 강력한 요소 중 하나다. 인간은 식품의 다량 영양소(macronutrient) 성분에 저장된 화학 에너지를 에너지로 변환한다. 음식에서 섭취하는 식이 에너지는 신진대사 기능과 신체 활동으로 인한 에너지 소비와 어린 시절의 성장과 같은 추가 에너지 비용과 균형을 맞춰야 한다.

인간은 성장 속도를 줄임으로써 지속적인 낮은 식이 에너지 섭취, 또는 영양 부족에 적응할 수 있으며, 이는 발육 부진으로 이어지고 성인 키를 제한한다. 인구 전체의 식이 에너지 섭취량이 부족하면 성인 평균 신장이 낮아진다.

단백질은 건강한 식단에 필수적인 다량 영양소이며 성장을 포함한 다양한 생물학적 과정에 필요하다. 그것은 아미노산이라는 기본 구성 요소로 이루어져 있다. 영양학적으로 필수적인 아미노산으로 알려진 일부 아미노산은 체내에서 만들어질 수 없으며, 따라서 식사에서 나와야 한다. 식사는 인간의 성장과 신진대사를 위해 충분한 양의 아미노산을 제공해야 한다. 아미노산 프로필과 소화율을 기준으로 이러한 요구를 충족하는 다양한 단백질 공급원의 능력을 '단백질 품질'로 정의한다.

표는 다양한 식품의 단백질 품질을 보여준다. 동물성 식품은 일반적으로 식물성 식품보다 고품질의 단백질을 함유하고 있다. 또한 신진대사에 필요한 철과 아연과 같은 미량 영양소(micronutrient)의 좋은 공급원이기도 하다. 따라서 많은 양의 동물성 사료를 포함하는 식단은 충분한 양의 미량 영양소와 필수 아미노산을 제공할 가능성이 높다.

저소득 국가의 식이 패턴에 대한 데릭 헤디 등(Derek Headey et al.)의 연구에 따르면 동물성 식품의 섭취와 키 사이에 강한 연관성이 있음을 시사한다. 예를 들어, 동물 단백질은 마다가스카르에서 에너지 섭취량의 9.5 %를 차지하며, 남성 평균 키는 161.5cm이다. 보츠와나 사람들은 동물 단백질에서 칼로리의 12.5%를 얻고, 보츠와나 남성은 마다가스카르 남성보다 평균 10cm 더 크다. 높은 수준의 동물 단백질 섭취에서는 더 큰 키 차이가 발생하기 시작한다.

동물 단백질 섭취가 많은 고소득 국가에서 그래스그루버(Grasgruber)는 남성 키에 대한 가장 강력한 예측 인자는 유제품, 붉은 육류 및 생선에서 나온 고품질 동물 단백질과 밀, 쌀 및 기타 곡물에서 나온 낮은 품질의 식물 단백질의 비율이라는 것을 발견했다. 이것은 사회 경제적 지위가 매우 높은 일부 국가가 예상했던 것보다 키가 작은 이유를 설명할 수 있다. 한국과 네덜란드의 차이를 생각해보자. 둘 다 인간개발지수가 0.9 이상으로 매우 높지만, 네덜란드인은 182.5cm로 한국인의 175cm보다 거의 8cm 더 크다. 이들을 구분하는 것은 동물 단백질 섭취이다. 네덜란드의 동물 : 식물 단백질 비율은 한국의 0.69에 비해 2.16이다.

일반 음식의 단백질 품질. 출처: Our World in Data

소득이 증가함에 따라 동물 단백질은 식단에서 점점 더 많은 부분을 차지한다. 영양은 키를 결정하는 데 중요한 역할을 하므로 소득과 키 사이에는 분명한 관계가 있다. 따라서 높은 수준의 사회 경제적 발전은 더 높은 평균 키를 예측 가능케 한다.

위의 차트에서 1996년에 출생해서 2014년에 만 18세 성인이 된 한국 남성의 평균 신장은 174.92cm이고, 동물 단백질로부터 얻는 일일 평균 칼로리는 138.28 kcl이다. 프랑스의 경우 일 인당 일일 동물 단백질 섭취량은 305.60kcal 신장은 179.74cm, 네덜란드는 298.52kcal에 평균 신장은 182.54cm, 아이슬란드는 297.48kcal에 평균신장이 180.49cm다. 그러나 동물 단백질 섭취량이 신장과 상당한 연관성이 있지만, 그 자체를 확실한 키를 결정하는 인과관계로 연결 지어서는 안된다. 가령 홍콩은 일 인당 일일 동물 단백질 섭취가 277.88kcal로 세계에서 5번째로 높지만 성인 남성 평균신장은 173.61cm로 한국보다 1cm가량 작다.

건강은 키에 어떤 영향을 미치는가?: 아동 사망률, 의료비 지출, 총 출산율과 키의 상관관계

건강(특히 어린 시절)은 또한 인간의 키에 영향을 미친다. 어린 시절 질병은 영양소의 가용성을 떨어뜨리고 신진대사 요구량을 증가시키기 때문에 성장을 제한할 수 있다. 질병과 싸우는 아이들은 영양소가 부족한 기간 더 높은 영양을 요구한다. 따라서 질병 발병률이 높으면 평균 신장이 짧아진다.

그래스그루버(2016)는 남성 키와 가장 강하게 상관되는 사회경제적 요인이 아동 사망률이라는 것을 발견했다. 이 관계는 산점도에서 Y축은 아동 사망률, x축은 평균 남성 평균 신장이다. 아동 사망률이 낮으면 충분한 영양분을 섭취할 수 있을 뿐만 아니라 질병 발생률도 낮기 때문에 평균 신장이 더 높을 것으로 예측된다. 예를 들어, 핀란드 어린이의 5세 이전 사망률은 0.2%지만, 아프가니스탄 어린이는 7.4%이다. 핀란드의 평균 남성 키는 180cm에서 아프가니스탄 남성의 165cm보다 훨씬 크다.

남성 평균 신장이 180cm를 넘는 나라는 모두 10개국이며 그 가운데서 아동 사망률이 1%를 넘는 국가는 에스토니아(아동 사망률 1.49%, 평균신장 181.59cm), 라트비아(아동 사망률 1.91%, 평균신장 181.42cm), 보스니아 헤르체고비나(아동 사망률 1.22%, 평균신장 180.87cm), 세르비아(아동 사망률 1.79%, 평균신장 180.57cm) 4개국으로 모두 기존 동유럽 슬라브 계통 국가들이다. 이들이 비교적 높은 아동 사망률에도 신장이 큰 이유는 아마도 아래 언급하게 될 유전적 요인이 작용했을 것으로 추정된다. 반대로 아동 사망률이 20%를 넘는 8개 국가 중 남성 평균 신장이 170cm를 넘는 국가는 말리(아동 사망률 23.77%, 평균신장 171.12cm) 외에는 없었다. 한국의 아동 사망률은 1996년 출생자, 즉 2014년 만 18세 성인 기준으로 0.96%며 남성 평균 신장은 174.92cm이다.

건강과 키 사이의 관계는 의료비 지출 차이를 통해 볼 수 있다. 아랍국가들의 의료비 지출은 그들의 높은 소득 수준보다 훨씬 낮으며, 이것은 키에도 반영된다. 예를 들어, 오만과 네덜란드를 비교해보자. 네덜란드 남성의 평균 키는 182cm로 오만 남성보다 13cm가 크다. 두 나라 모두 1인당 소득 수준이 높지만, 네덜란드는 의료에 훨씬 더 많은 돈을 쓴다. 오만에서 1인당 의료비 지출은 1,442달러, 즉 국내총생산(GDP)의 3.7%지만, 네덜란드는 1인당 5,202달러로 GDP의 9.2%이다.

아동 사망률과 의료 지출 모두 수명에 영향을 미친다. 따라서 이 두 지표는 평균 키와 생활 수준 사이의 관계에 대한 강력한 결정 요인이 될 것으로 예상한다.

총 출산율 (여성 1인당 자녀 수)도 이러한 결정 요인과 상호 작용하여 키에 관한 두 번째로 강력한 사회경제적 상관관계가 된다. 이미 출산율이 매우 낮기 때문에 고소득 국가에서 출산력의 역할은 미미하지만, 출산율이 상대적으로 높은 저소득 국가에서는 통계적으로 유의미하다. 자녀가 많은 가정에서는 자녀 1명당 지출과 식사 가용성이 낮은 경우가 많다. 따라서 우리는 출산율이 높은 나라에서, 질병 발생률이 높지만, 어린이 1인당 건강 지출과 영양 질은 낮다고 예상할 수 있다.

이민이 키에 미치는 영향: 저소득국에서 고소득국으로의 이민

이민, 특히 빈곤한 지역에서 부유한 지역으로의 이민은 그 지역에서 성장하거나 태어나는 새로운 세대의 키에 중대한 영향을 미친다. 1939년에 출판된 하와이로 이주한 일본인들에 대한 선구적인 연구에서, 해리 샤피로(Harry Shapiro)는 하와이 태생 일본인과 일본인 이민자 인구 사이에 상당한 차이가 있다는 것을 발견했다. 샤피로는 환경적 요인, 특히 식이요법과 건강관리가 키와 그 밖의 물리적 특성을 결정하는 데 중요한 역할을 한다고 결론지었다. 여기서 근본적인 생각은 가난한 나라에서 부유한 나라로 이주하는 것이 세대 간의 극적인 변화를 가져올 수 있다는 것이다. 비슷한 연구에서 마르쿠스 골드스타인(Marcus Goldstein )은 멕시코 이민자 자녀와 그들의 부모, 그리고 멕시코 원주민 자녀들의 신장 및 다른 특징에 차이가 있다는 것을 발견했다.

유전자는 키에 어떤 영향을 미치는가?: 소득과 영양 문제에도 헤르체고비나인들이 큰 이유

 

키는 부분적으로 다른 유전자의 상호작용에 의해 결정된다. 인간 게놈 배열의 최근 발전으로 연구원들은 키와 관련된 697종의 유전자를 식별할 수 있게 되었다. 이러한 변형에는 많은 조합이 있다. 이것들은 광범위한 잠재적 키로 이어질 수 있다.

이러한 변종의 특정 조합은 다른 인구보다 일부 인구에서 훨씬 더 일반적이다. 이것은 전 세계 평균 신장의 차이를 설명하는 데 도움이 될 수 있다. 하나의 공통 조상으로부터 물려받은 변이 클러스터 그룹인 특정 단배군( 倍群, haplogroup)은 키와 관측 가능한 연관성을 가지고 있다.

예를 들어, 한 단배군(J1-M267)은 이란의 자그로스산맥에서 아라비아반도, 특히 예멘으로 퍼진 개체에서 가장 흔하게 관찰된다. 또 다른 단배군(R1b-S116)은 아마도 프랑코-칸타브리아 지역에서 이주한 아일랜드, 영국, 프랑스, 이베리아 인구에서 종종 발견된다. 이 단배군들은 작은 키와 관련이 있다. 이와는 대조적으로, 한 단배군(I-M170)은 게르만어를 사용하는 유럽, 특히 헤르체고비나에 가장 많이 분포한다. 이 지역은 키가 큰 것이 특징이며, 이는 이 단배군과 키 사이의 상관관계를 강하게 시사한다.

키의 결정자, 본성(nature) 혹은 양육(nurture)?: 네덜란드와 보스니아 헤르체고비나 그리고 한국과 북한의 다른 사례

키는 유전적인 것에 의해 결정되는가 아니면 환경에 의해 결정되는가? 간명하게 이야기한다면 비교 국가에 따라 다르다. 평균 신장의 차이는 다른 유전자와 환경, 또는 더 가능성이 높은 두 가지 모두의 조합 때문일 수 있다.

예를 들어 보스니아 헤르체고비나의 평균 키는 181cm로 세계 평균인 171cm보다 훨씬 높다. 그들의 높은 신장은 높은 생활 수준이나 높은 동물 단백질 소비량으로는 설명되지 않는다. 보스니아 헤르체고비나의 인간개발지수는 유럽에서 가장 낮은 수준 중 하나이며, 식물 단백질 소비량에 대한 동물 단백질 비율은 네덜란드가 2.16에 비해 0.33에 불과하다. 이 경우 원인은 유전적 이유, 즉 양육보다 본성이 우선이다.

남북한의 평균 신장의 차이는 이것과는 완전히 다른 경우다. 한국과 북한은 유전적 계통을 공유하고 있지만 1945년 분단 이후 평균 신장에서 큰 차이가 있었다. 한국 남성의 평균 신장은 3.8cm 증가했는데, 이는 세계에서 가장 큰 증가 중 하나이며, 비슷한 연령대의 북한 남성은 0.8cm 성장에 그쳤다. 이러한 격차는 생활 수준의 차이, 즉 본성보다 양육에 기인할 가능성이 훨씬 높다.

인간의 키를 결정하는 방정식은 많은 요소로 이루어져 있다. 어떤 단일 요인도 개인 또는 국가 수준에서 키를 예측할 수 없습니다. 그러나 전반적으로 평균 신장은 인구의 유전적 구성과 생활 수준에 대한 독특한 통찰력을 제공할 수 있다.

* 이 글에는 Our World in Data에 Max Roser 등이 쓴 글 'Human Height'의 일부를 포함하고 있다.