Dr. Kwang Lee DC,MS,LAc



이전 칼럼에서 제가 암의 당발효과정(Anaerobic Glycolysis fermentation)을 통한 혐기적 에너지 생성과정을 말씀드리며 수정난의 배아세포Trophoblast 와 매우 흡사한 성질에 관해말씀드렸습니다. 또하나 암은 흥미롭게도 지구상에 최초로 생명이 탄생했을때의 시아노박테리아(Cyanobacteria)와 역시 대사과정에서 무척 비슷한 유사성을 발견할수있습니다. 암이 무산소 혐기적 대사과정을 하듯이 38억년전 역시 지구상에 산소가 없을때 시아노 박테리아는 이산화탄소와 태양광의 혐기적 대사를 했기때문입니다. 암의 기원을 생각해볼때 고대박테리아를 연구하다보면 암의 치료에 대해 보다 본질적인 접근이 가능하지않을까 조심스레 생각해봅니다. 오늘은 산화와 환원 그리고 활성산소에 대해서 집어보려합니다.
산화란 어떤물질이 화학반응을 일으켜 산소와 결합 하는것입니다. 환원이란 산화된 물질에서 산소를 제거하는것입니다. 수소를 중심으로 보면 어떤물질에서 수소를 빼앗는것이 산화이며 수소를 주는것이 환원입니다. 철이나 동등이 녹스는것은 공기중에 산소에 의해 산화된 결과이며 반대로 녹이낀 철을 수소가스속에 넣으면 산소와 수소가 결합해 물이되고 철은 녹이 없었던 상태로 되돌아갑니다. 산소분자는 불안정하기때문에 다른 물질(세포)에서 전자를 빼앗아 스스로 안정하려는 물질입니다. 철이나 동이 녹슬었다는것은 그 상태가 화학적으로 안정됐다는것이죠. 일단 녹을떼어낸다해도 원래 상태가 오래 지속되지 못하는것도 이때문입니다. 산화와 환원을 좌우하는 근본인자는 전자(e-)의 교환입니다. 산화란 전자를 잃는것이며 환원이란 전자를 얻는것이죠. 사람도 전자가 적거나 없는것을 섭취하게되면 산화 체질이되어 질병에 걸리기 쉬어집니다. 음식을 먹는다는것은 결국 음식의 수소를 떼어내어 이를 에너지생성에 쓰는 과정과 이 수소를 산화된조직을 다시 환원시키기 위합입니다. 물의 pH가 7이죠. pH 란 potential hydrogen의 약자로 얼마나 수소가 있느냐를 보는건데 물은 pH가 7입니다. 수소가 많은 수록 숫치가 높아집니다. 물은 1부터 최대 14에서 중간이죠. 따라서 물은 중성을 띱니다. 우리 혈액은 pH 7.4로 약 알칼리성을 띄웁니다. 따라서 우리 체액은 물보다 수소가 더많이 있다는것을 알수있죠. 반대로 위액은 강산인 pH 2.5로 강산입니다. 수소가 적습니다. 강한산성으로 균을 죽이고 유동정 고체의 음식을 녹이는등 파괴적 이기위해 수소가 매우적습니다. 인체에 수소는 매우중요한것임을 알수있습니다. pH가 낮아지면 일단 면역계가 작동하지않아 각종 감염에 걸리고 대부분의 만성병이나 암환자분들은 이 pH 가 정상 보다 상당히 낮습니다. 즉 몸에 수소가 적으면 산소에 의해 발생하는 활성산소(Free Radicals)로 망가진 조직이 환원이 않되고 있다고 봐야지요. 음이온수소를 발생시키는 정수기에서 만들어진 물을 마시면 많은 잇점이 있고 또한 음이온 수소가 들어있는 건강보조제도 질병치료에 매우 유효할수있을것으로 생각됩니다.
활성산소에 대해 좀더 예를 들어 설명해보겠습니다. 운동선수들이 단명하는 이유는 무엇일까요? 초파리들을 작은 유리병과 큰유리병에 각각 나누어 관찰한 결과 작은 유리병속의 초파리들이 훨씬 더 오래살고 큰 유리병속의 초파리들은 평균 생존기간보다 훨씬 짧게 살게됩니다. 이연구의 결론은 작은 공간이라 초파리들은 움직이지않고 가만이 있어서 활성산소가 적게나와 조직이나 생존기간에 관여하는 유전자에 손상을 덜주고 큰공간에 있던 초파리들은 공간을 감지하지 못하고 평소때 처럼 날라다니는등 활성 산소를 많이 배출해 조직과 유전자에 손상을 주기때문이라고 결론을 내렸습니다. 운동은 반드시 필요하지만 적당히 하는것이 좋겠지요. 운동전후에 Glutathion,Selenium,Vitamin C등의 항산화 보조제를 미리 드셔주시면 좋습니다.
인간은 산소를 통해 생명을 얻었지만 또한 질병과 죽음도 같이 얻게 되었습니다. 산소를 통해 세포는 에너지를 얻고 대사가 가능하지만 또한 에너지를 얻는 과정에서 필연적 발생하는 활성산소로 유전자와 효소,세포막 등역시 손상을 받고 항산화 과정이 충분하지 못할경우 노화와 죽음에 이르게되는 산소는 생명이자 죽음의 양날이라고 할수있습니다. 활성산소를 알려면 먼저 산소란 놈을 알어야합니다. 자그러면 여러분을 모시고 138억년전으로 돌아가볼까요?
빅뱅이후 우주는 팽창했고 지구는 45억년전에 여러 행성의 잔해들과 부스러기들이 뭉쳐서 원시지구가 형성되고 점점 지구의 무게가 엄청나게 증가하여 또한 중력역시 증가했습니다. 중력의 증가로 내부압력이 높아지고 수소핵융합과정에서 엄청나게 지구중심핵의 온도가 올라가게 되었습니다. 결국 내부의 압력과 온도는 지표의 화산을 통해 뿜어져 나오기를 수백만년동안 지속되었고 지구는 아황산, 이산화 탄소로 대기를 가득메웠습니다. 이때는 산소는 존재하지 않었지요. 화산의 폭발이 멈추고 대기는 안정을 되찾으며 온도는 서서히 낮어지고 구름이 형성되어 또한 오랜동안 비가 내렸고 또한 지구표면에 부딪히는 해성들과 별똥별의 내부에 존재하는 물로인해 바다가 형성되었습니다. 현제바다는 70%가 지구대기에서 내린 비로형성되었고 나머지 30%는 수분을 지닌 외부행성에 기인합니다. 사실 사람은 대략 70%가 수분으로 이루어져있는데 이중 3할은 외계우주에서 온것이니 우주는 인간의 어머니라고도 할수있겠습니다. 지구에 최초로 바다가 형성되고 바다속 시아노박테리아군들이 이산화탄소와 태양빛으로 광합성을 시작했고 스스로 에너지를 만들고 부산물로 바다속에서 산소가 만들어져 그농도가 충분해지고 태양의 열로인한 대류현상과 함께 바닷속 산소가 공기로 올라가 대기를 채우게됩니다. 지구의 산소는 1%정도로 안정되어 있다가 점차적으로 증가해서 제2차 지구전체동결기인 6~8억년전에 현제의 20%로 되었다고 합니다. 바닷속의 산소농도가 지나치게 높아지자 바다속 광물역시 산화가되어 해저로 가라앉어 광맥이되었지요. 현재의 철광맥이라든가 망간광맥등 지하자원은 대부분 이시대의 것입니다. 아무튼 이때문에 지구의 대기는 산소로 가득채워지고 이산화탄소는 급격히 감소되어 지구의 온도가 점차 차가워져 결국 온지구가 얼음으로 동결되는 장기간의 빙하시대가 왔습니다. 현재까지 지구는 약 7번이상의 빙하기가 왔었다고 합니다. 대기의 산소농도가 높아지고 이로인해 오존층이생겨 태양의 자외선을 차단하여 생물이 존재하기 쉬운 환경이 오게되었습니다. 오존층이 없었더라면 인간을 포함한 모든 생물은 존재 할수없습니다. 안타깝게도 오존층의 구멍이 매년증가로 우주방사선과 자외선으로 각종 질병과 암이 증가하고있습니다.
사실 산소가 없었던 시대의 생물들은 산화할일도 없었기에 불로불사였다고 생각됩니다. 산소의 농도가 올라가면서 생물이 탄생되기도 했지만 역시 산화로 죽음에 빨리 이르게되었으므로 살아남기위해 생물은 진화하지 않을수 없었겠지요. 예를 든면 큰 세포속에 작은세포가들어가 기생하고 융합하는데 소위 말하는 단세포와 진핵세포의 탄생입니다. 진핵생물이 태어나 생물은 서서히 진화해습니다. 진핵세포안으로 작은 세포와 박테리아들이 들어가 기생하기 시작했고 현제의 우리몸의 에너지생성을 담당하는 미토콘드리아역시 이렇게 외부의 작은 세균이 진핵세포안으로 들어와 기생하여 생긴것입니다. 따라서 미토콘드리아는 핵의 유전자와는 전혀다른 그들만의 독자적 유전자를 가지고 있습니다. 진핵세포는 미토콘드리아에게 집을줘서 감싸주고 대신 미토콘드리아는 진핵세포에게 ATP에너지를 주는 공생공존의 관계로 결국 진화하게되는군요. 산소를 얻게된 생물들은 큰대가를 지불하게 됩니다. 미토코드리아 덕분에 에너지를 만들어내는 대신 활성산소를 떠안게되 생물은 산화하고 노화가 진행돼 빨리 죽어갑니다. DNA만은 유전으로 계승되지만요. 재미있는 사실은 정자와 난자가 수정할때 정자는 유전자 정보인 DNA 사슬만을 주고 정자의 미토콘드리아는 수정란에 전달되지않고 수정란의 미토콘드리아는 모계인 난자에서 기원됩니다.남자는 씨만 달랑주고 말지만 어머님은 꼼꼼히 수정란의 에너지생성을 위해 미토콘드리아 잊지않으시네요. 어머니의 사랑은 이처럼 놀랍도록 정교하답니다. 이러한 모계의 수정란 미토콘드리아의 사실을 잘연구하면 인류의 기원에 대한 비밀도 풀리지않을까요?
조류는 상당히 오래사는데 앵무새는 100년이상, 앨버트로스라는 새는 150년, 갈매기도 70년 이상을 삽니다. 조류는 미토콘드리아에서 나오는 활성산소의 양이 매우 적습니다.산소를 인간보더 훨씬 덜 필요로 하기때문입니다. 산소가 없는 에배레스트 산도 기러기들은 쉽게 넘어갑니다. 이는 새로 진화하는 시기에 지구상 산소량이 적었기 때문입니다. 산소를 적게 흡입하면 활성산소도 적게 발생하기때문이지요. 그로인해 노화도 늦출수있었습니다. 새들은 산소를 잘이용하기 위해 폐에 많은 공기 주머니를 만들어 효율을 높였죠. 세계에서 제일 놓은 히말라야산맥, 1만미터를 넘어가는 기러기도 있습니다. 그정도 높이면 산소가 거의 없는데도 말이죠. 즉 산소를 적게 다시말하자면 활성산소를 적게 발생하는 구조적 이점으로 노화를 늦출수 있게됩니다. 코끼리의 경우 몸이 매우 크지만 대사가 늦고 쥐는 매우빠릅니다. 쥐는 산소소비량이 많기때문에 활성산소량도 많지만 느긋한 코끼리는 활성산소배출도 적어 장수합니다. 재미있는 사실은 60년 사는 코끼리도 2년 밖에 못사는 쥐도 일생동안 뛰는 총심장박동수는 대략 2억 5,000만회로 동일합니다. 노인이 나이가 들면 손주들이 안기기를 싫어 하지요.냄세때문인데 노인 냄세가 나는것도 일종의 활성산소로 산화된 체내지방냄새라고 할수있습니다. 인간은 공기중의 산소를 호흡하여 이산화탄소를 배출하는과정에서 흡입한 산소의 2%는 활성산소로 변합니다. 활성산소는 대단히 불안정한 1개의 전자를 가지며 다른 물질에서 전자를 빼엇아 스스로 안정되요. 전자를 빼엇긴 물질은 대단히 불안정하기 빼문에 새로운 전자를 또 다른 물질에서 끌어들여야 안정됩니다. 이과정에서 조직을 파괴합니다. 그러나 활성산소는 인간에있어서 필요한겨우도 있어요. 체내에 침입한 세균이나 바이러스를 공격하는 임무를 가집니다. 건강한 몸이라면 세균이나 바이러스를 격퇴한 활성산소는 체내의 항산화물질인 SOD,Glutathion,Catalase,Flavonoids,Alfa or Beta Carotines,Vitamin C,E,A,D 나 Selenium 에의해 물이나 이산화탄소로 중화되에 배출됩니다. 이러한 효소들이 부족시에 활성산소의 조직과 유전자,세포막들에 공격으로 노화 및 질병과 암으로 결국 죽음에 이르게됩니다. 최근같이 않좋은 인스턴트음식이나 너무 육류위주의 섭식과 않좋은 식생활로 장내유산균의 균형이 깨지고 나쁜 장내세균과 매탄 가스의 증식으로 백혈구의 활동이 높아지면 백혈구에서 과다한 활성산소를 다량으로 배출하게됩니다. CT와 같은 방사선 검진과 장기간의 컴퓨터 사용에 의한 전자파에 이한 활성산소역시 마찬가지입니다.

다음 칼럼에선 활성산소와 암에 대해 좀더 깊게 알어보겠습니다. 저의 컬럼을 읽어주셔서 감사드립니다. 선생님의 건강과 안녕을 위해 기도 드리겠습니다.