처음 혈액에 관한 주장을 제기한 사람은 아리스토텔레스이다. 그는 인체(혈관)가 공기로 가득 차 있다고 주장하였는데, 이처럼 잘못된 주장이 수백 년 동안 정설로 받아들여졌다. 이 학설을 처음으로 부정한 사람은 2세기 고대 로마의 의사인 갈레노스였다. 그는 인체에 흡수된 음식물이 간에서 혈액으로 전환되고 혈액이 이른바 ‘자연의 영’을 가지고 정맥을 통하여 신체의 각 부위로 흘러들었다가 다시 정맥을 통하여 간으로 돌아간다고 주장하였다.

이 이론에 따르면, 심장으로 이동한 혈액 가운데 일부가 우심실에서 격막에 있는 작은 구멍을 통하여 좌심실로 이동하고, 좌심실에서 폐에서 온 공기와 섞여 ‘생명의 영’으로 변한 뒤 동맥을 통하여 신체의 각 부위에 흡수된다. 이 중 대뇌로 들어가는 혈액은 ‘동물의 영’과 융합된 뒤 신체의 각 근육과 감각기관으로 전해진다는 것이었다. 갈레노스가 권위 있는 의학자였기 때문에 그의 혈액 이론은 의심할 여지없는 진리로 받아들여졌고, 이때부터 1천 년 동안 혈액에 관한 연구는 더 이상 이루어지지 않았다.

16세기 중엽, 벨기에의 학자 베살리우스는 동물을 해부하던 중에 심장의 중격(中隔: 사이막)이 매우 두껍고 구멍이 뚫려 있지 않다는 사실을 발견하게 되고 갈레노스의 이론을 반박했다. 그 주장으로 인해 그는 교회의 노여움을 사게 된다. 당시 교회는 교리를 위하여 갈레노스의 의학을 이용하였고, 그의 이론에 강력한 권위를 부여하고 있었기 때문이다. 그런 이유로 1563년, 베실리우스는 종교 법정에 회부되어 이교도로 낙인 찍혀 사형 판결이 내려졌다가 펠리페 2세에 의해 사면을 받았다.

그 후 스페인의 학자 세르베투스가 그의 저서 『기독교의 회복』을 통해 자신이 발견한 폐순환에 대해 설명하였다. 혈액이 우심실에서 폐동맥을 거쳐 폐로 이동하고, 폐로 들어온 신선한 공기와 결합한 뒤 다시 폐정맥을 통하여 좌심방으로 들어감으로써 순환이 완성된다는 주장이었다. 세르베투스의 폐순환 이론은 신학계에 커다란 충격을 안겨 주었다. 교회는 세르베투스에게 화형 판결을 내렸고, 세르베투스는 마흔둘의 나이로 제네바에서 화형을 당한다. 그는 목숨이 끊어지기까지 두 시간 동안이나 산 채로 불태워졌다.

하지만 세르베투스의 죽음이 과학과 진리를 위하여 몸을 불사르는 사람들의 열정을 막을 수는 없었다. 1603년, 이탈리아 외과 교수 파브리키우스가 『정맥의 판막에 관한 연구』를 출간해 정맥 내벽에 작은 판막이 있는데, 이 판막이 심장 쪽으로 열리고, 반대 방향으로 닫힌다고 설명하였다. 하지만 아쉽게도 파브리키우스는 이 판막의 가치를 인식하지 못하였다.

이런 기초 위에서 1616년 영국의 의학자 윌리엄 하비가 마침내 혈액순환 이론을 완성시켰다. 그는 큰 동물들을 해부하여 심장의 내부 구조를 자세히 관찰하던 중 심장이 펌프처럼 수축하면서 혈액을 내보내는 것을 알았다. 그런데 심장에서 나간 혈액은 어디로 가는 것일까? 하비는 뱀으로 실험을 하였다. 우선 뱀을 죽여 배를 가른 뒤, 집게로 대동맥을 집었다. 그런 다음 가만히 관찰해 보니, 집게 아랫부분의 동맥은 금세 수축해버린 반면 집게와 심장 사이에 있는 동맥과 심장은 점점 팽창하면서 색이 진하게 변하였다. 집게를 풀자 동맥과 심장이 다시 정상으로 돌아왔다. 얼마 뒤 또 비슷한 실험을 실시하였다. 집게로 대정맥을 집었다. 그러자 집게와 심장 사이에 있는 정맥이 곧 쭈그러들고 심장이 작아지면서 색이 옅어졌다. 다시 집게를 풀었더니 수축해 있던 정맥으로 혈액이 흘러들어가 심장의 크기와 색이 회복되었다.

사람의 혈액도 똑같지 않을까? 하비는 사람의 팔 윗부분을 붕대로 단단히 감은 다음 붕대 아래쪽의 동맥을 만져보았다. 팔꿈치 안쪽과 손목에 손을 대고 맥을 짚어 보았지만 뛰지 않았다. 이번에는 붕대 위쪽에 있는 동맥을 만져보니 맥이 몹시 빨리 뛰고 있었다. 또 붕대 위쪽의 정맥은 줄어든 반면, 붕대 아래쪽의 정맥은 크게 부풀어 올라 있었다. 정맥은 심장으로 피를 운반해 주고, 동맥은 심장에서 혈액이 나오는 통로임이 증명된 셈이었다.

하비는 해부 실험을 통해 심장이 좌우 양쪽으로 나뉘어 있고, 또 각각 상하 두 개로 나뉘어 있다는 사실을 발견했다. 이것이 바로 오늘날 말하는 좌심방·좌심실·우심방·우심실이다. 그의 계산에 따르면 인간의 좌심실 용량이 2온스(1온스는 28.35그램)이고, 심장이 1분에 72번씩 뛴다고 계산할 때 1시간당 좌심실에서 주동맥으로 들어가는 혈액의 양은 8,640온스(약 244,900그램)이다. 이것은 보통 사람 체중의 세 배가 넘는 수치인데, 간이 짧은 시간에 이렇게 많은 양의 혈액을 만들어내는 것은 불가능하다. 그렇다면 체내의 혈액이 순환하는 것으로 해석할 수밖에 없다는 것이다.

1616년 하비는 마침내 혈액순환 이론을 발표해 심장이 수축하면 심장에 있는 혈액이 동맥으로 나가고, 정맥에 있는 혈액은 심장으로 들어간다고 설명하였다. 한마디로 혈액이 체내에서 순환한다는 것이다. 하지만 하비는 동맥과 정맥의 말단이 어떻게 연결되었는지에 대해서는 설명하지 못했다. 1628년 하비가 연구 성과를 정리한 『동물의 심장과 혈액의 운동에 관한 해부학적 연구』가 출간되자 교회와 보수 학자들의 거센 비난이 쏟아졌다. 이런 비난 속에서도 하비가 베살리우스나 세르베투스와 같은 불행을 피할 수 있었던 것은 당시 영국 국왕 찰스 1세의 주치의로서 국왕의 신임을 받고 있었기 때문이다.

하비가 사망한 지 4년째 되던 해인 1661년에 이탈리아 과학자 말피기가 현미경으로 모세혈관을 관찰해 낸다. 육안으로는 보이지 않는 미세 혈관들이 동맥과 정맥을 연결하여 ‘순환 가능한 연결관’을 형성시킨다는 사실을 알아낸 것이다. 이로써 하비의 혈액순환 이론은 검증되었다.

- 『세계사 산책』 중에서
(쑨테 지음 / 일빛 / 680쪽 / 27,000원)