방송국의 건강제작진도 처음 들어본 활성산소(?)
모 방송국의 건강프로그램 제작팀이 활성산소에 관해 특집보도한 내용이 있습니다. 보도내용을 옮기면 이 방송 제작진도 “활성산소에 대해 처음 들어봤다”는 점을 전제하고 “당신이 병에 걸리는 기본중의 기본 이유를 아십니까?”라고 시작합니다.
그리고 “위암 간암 대장암 등 사망 1순위 암, 환자수 500만명 당뇨, 순간에 생명을 앗아가는 동맥경화 심근경색, 젊은이에게도 찾아오는 중풍, 공포의 대상 치매 등 질병의 근본원인과 예방법을 알고싶지 않습니까?”라며 강조합니다.
또 “당신이 숨쉬는 사이 호흡으로 생긴 활성산소가 우리몸 구석구석을 공격하고 세포와 DNA를 파괴하고 우리몸을 산화시킨다는 사실을 아십니까? 밥을 먹고 소화시키는 과정에서 다량의 활성산소가 나온다는 사실을 아십니까? 활성산소가 우리몸 구석구석을 산화시켜 빨리 늙게 만든다는 사실을 아십니까?”라고 반문합니다. 이 보도는 이 방송 제작진 9명이 의료선진국 프랑스에 의뢰해 960가지의 검진결과 일반건강검진에서는 상상할수 없는 결과, 활성산소에 의해 9명 모두가 치매 등 1가지이상 질병원인물질에 노출돼 있는 놀라운 결과가 나왔다며 ‘가장 과학적인 예견’이라고 말했습니다. 이 모두가 활성산소가 원인이라고 결론 지었습니다.
그렇다면 이 방송이 ‘충격보도’라고까지 호들갑을 떨면서 보도한 활성산소는 무엇이고 인체에 어떤 영향을 미치며 극복방법은 없는지 알아보겠습니다.
여기에서 말한 인류건강위협의 주범 활성산소와 관련해 여기서 소개하는 키워드는 ‘수소’입니다. 수소는 여러분은 지금까지 만났던 건강기능식품과 전혀 다른 차원의 건강기능식품입니다. 이 정보를 만나는 것만으로도 큰 행운이지요. 신의 축복입니다. 즉, 기존의 영양보충용 식품차원으로 부족한 영양소를 공급하는 형태의 기능식품이 아닙니다. 때문에 체질의 차이나 과오용에 의한 피해도 걱정할 필요가 없지요.
수소는 생체의 호흡에 필수적인 것이므로 남녀노소에 상관없이, 사상체질에 상관없이, 건강의 정도에 상관없이, 질병의 증상에 상관없이, 적어도 대부분의 사람들에게 누구에게나 일반적으로 적용되는 건강기능성 식품입니다.
체세포, 하루 10억개씩 죽는다
수소의 건강기능성을 알아보기 전에 이해를 돕기위하여 생체활동에 관해 먼저 알아보죠.
동물의 산소호흡 역사는 약 6억년 정도로 분석하고 있습니다. 산소호흡은 동물의 활동과 수명을 획기적으로 개선시켰습니다. 보통 동물은 산소호흡이 행해지며 그 산소로 영양소인 탄소화합물 등을 산화시켜 필요한 에너지를 얻습니다. 이 산화반응은 온몸의 조직, 즉 모든 세포에서 행해집니다.
우리 몸의 세포는 어머니의 몸에서 난자와 정자가 만나 세포분열을 시작해 성장과정에서 급격하게 늘어나게 됩니다. 그러나 사람의 인체는 20~25세 사이에 성장을 멈추게 됩니다. 이때 인체는 대략 60조개의 세포로 구성된다고 하며 이후 노화진행으로 세포수가 급격히 줄어들기 시작합니다. 세포는 노화와 함께 1일 약 10억개, 연간 약 3000~4000억 개씩 감소, 50세쯤에는 52조개 정도로 줄고 60세 이후에는 45조개 정도로 줄어들어 노화가 빨라지면서 세포수도 더욱 빠르게 줄어듭니다.
이 때문에 장년, 노년기에는 젊은 때보다 식사량이 더욱 많고 각종 영양식을 많이 먹어도 기력이 약해지고 건강이 예전같지 못한 것입니다. 특히 뇌의 노화는 기억력 감퇴와 치매의 원인이 됩니다. 노화는 모든 생물의 자연스런 현상이지요.
그럼에도 현대인들은 대부분 70세 이상을 살고 앞으로는 평균수명이 100세를 넘어설 것이란 전망도 있습니다. 그러면 노화에 따른 질병과 싸우는 기간도 길어지게 됩니다. 보통 건강을 생각하는 나이를 50~60대로 보면 이 때부터도 40~50년간을 각종 질병과 부딪히며 살아야 한다는 뜻이 됩니다.
세포호흡은 에너지원 ATP얻기 위한 것
우리몸이 호흡을 하는 것은 유기화합물을 산화시켜 에너지원인 ATP(아데노신 3인산)를 얻기 위한 것입니다.
ATP생성을 위한 생체호흡은 세포 내에 있는 미토콘드리아에서 이루어집니다. 미토콘트리아는 에너지 생산공장으로 산소를 이용해 영양소를 분해하고 에너지를 꺼냅니다. 미토콘드리아의 수는 생물종이나 조직에 따라 현저하게 다른데, 일반 세포에는 50~100개가 있고 동물의 간세포에는 약 700~ 800개나 있습니다. 미토콘드리아는 지질과 단백질, 그리고 부피의 반을 차지하는 물로 되어 있지요.
미토콘트리아의 미토(mito)는 ‘실모양’, 콘트리아(chondria)는 ‘알갱이 모양으로 보인다’는 데서 유래했습니다. 미토콘트리아는 식사를 통해 얻은 영양소와 산소를 융합해 ATP를 합성하고 나머지를 이산화탄소로 배출합니다.
좀 더 쉽게 설명하면 우리가 음식물을 섭취하면 탄수화물, 단백질, 중성지방 등 3대 영양소가 몸에 흡수되는데 이 음식물을 위에서 소화를 통해 포도당이나 지방산, 아미노산등의 작은 단위로 분해하고 혈관을 통해 세포에 들어가 미트콘트리아에 전달됩니다.
흡수된 영양소는 아세틸(CoA)이라는 공통의 물질로 변환된 후 효소덩어리인 TCA(구연산회로) 속에서 분해되어 전자(e-)가 생산되고 이 전자(e-)는 전자전달계속으로 전해져 ATP가 생산됩니다. 결국 음식물을 섭취하는 것은 ATP를 생산하기 위한 것입니다. ATP는 매일 60조개의 세포속에서 자기체중만큼 만들어진다고 합니다. 만드는 즉시 소모되므로 실제 체중이 늘어나지는 않죠. 따라서 전자(e-)가 많아지면 ATP가 많아져 활력이 넘치게 됩니다. 여기서 세포내의 미토콘트리아에서 전자(e-)를 공급하는 것은 활성수소인 수소마이너스이온(H-)이라고 합니다.
ATP란 무엇인가?
그렇다면 ATP(아데노신3인산)란 무엇일까요? 좀 더 깊이 알아보죠. 아데노신(adenosine)이라는 물질에 인산기가 1개가 달리면 아데노신1인산(AMP)이라 하고, 2개 달리면 아데노신2인산(ADP)이라 한다. ATP는 인산기가
각종 영양소를 섭취하여 에너지원인 ATP를 생산하는 과정. 이 과정에서 수소가 필요하다.
3개 달린 물질을 말합니다.
ATP는 모든 생물의 세포 내에 풍부하게 존재하는 물질이며, 에너지대사에 매우 중요한 역할을 합니다.
생물은 호흡을 통해 유기물을 분해하면서, 그때 나오는 에너지를 이용해 ADP를 ATP로 만들고 이를 저장합니다. 그러다 에너지가 필요하면 다시 ATP를 가수분해하여 ADP로 만들면서 에너지를 만들어 냅니다. 즉, ATP는 에너지를 만들어 내는 역할도 하지만 에너지를 저장하기도 합니다.
일을 하고서 돈을 벌어두었다가, 필요할 때 돈을 쓰는 것과 비슷합니다. 이 때문에 ATP는 생물체 내의 에너지의 화폐(貨幣)라고 생각할 수 있습니다.
이렇게 모든 생물은 유기물의 산화에서 생긴 에너지를 ATP라는 화합물 속에 일단 저장하였다가 필요에 따라 이를 가수분해시켜 그때 방출되는 에너지를 이용하여 운동을 하고 체온을 유지합니다. 또 생체전기를 발생시키기도 하고 생체발광을 일으키기도 하며 몸을 구성하는 고분자를 합성하기도 합니다.
산소가 우리몸을 녹슬게 한다(?)
앞서 설명한대로 사람이 활동에너지를 얻기위해서는 음식물을 먹고 호흡을 통하여 산소를 획득하는 일이 무엇보다 중요합니다. 산소는 대부분 녹색식물의 광합성에 의해서 만들어지며 공기 중의 산소가 16% 이하가 되면 생명체는 위험해집니다.
그렇다면 산소(O)란 무엇이며 인체에서 어떤 기능을 할까요? 산소는 원자번호 8, 주기율표 16족에 속하는 원소입니다. 지구의 생물권, 공기, 바다 그리고 육지에서 가장 풍부한 화학원소이며 지각의 49.2%, 바다의 88.9%를 구성하는 요소입니다.
산소의 Oxygen이라는 이름은 그리스어의 '신맛이 있다'는 뜻의 oxy와 '생성된다'는 뜻의 gennao를 합해서 만들었습니다. 산소분자는 색, 맛, 냄새가 없고 물에 조금 녹는 공기보다 약간 무거운 기체입니다. 산소를 발견한 사람은 영국인 조셉 프리스틀리(1774년에 발견)와 스웨덴인 칼 빌헬름 셸레(1773년 이나 1773년이전 발견)입니다.
산소기체 자체는 타지 않지만 다른 물질이 타는 것을 도우며 반응성이 매우 커서 비활성 원소를 제외한 모든 원소와 반응하여 산화물을 만듭니다. 폭발물이 폭발하는 것은 빠른 산화의 일종이며 철과 같은 금속이 습기가 있을 때 공기 중의 산소와 결합하여 부식되는 것은 느린 산화로 볼 수 있습니다.
하지만 산화에는 의미가 한가지 더 있는데 ‘다른 물질로부터 전자를 뺏는다’는 것입니다. 반대로 ‘전자를 부여한다’는 것을 환원이라고 합니다.
우리 몸의 어떤 구성물질이 전자를 뺏기게 되면(산화) 여러 가지 변화가 생깁니다. 혈류에서는 적혈구가 마이너스 전자를 뺏기게 되면 플러스전기를 띄게 됩니다. 자석처럼 철분을 가진 다른 적혈구를 끌어 당겨 적혈구끼리 달라붙어 흐르기 어려운 상태가 되는 데 이것이 혈전입니다.
피부에서는 자외선을 쬐면 피부세포를 산화시켜 세포를 죽이거나 활동을 위축시키는 일도 있습니다. 이것이 노화입니다. 몸 내부에서는 세포내의 유전자가 산화되면 상처가 생길수 있습니다. 보통은 자연스럽게 회복되지만 여러번 반복되면 회복이 어려워집니다. 이것이 각종 질병의 원인입니다.
유해산소, 활성산소를 아십니까?
그렇다면 우리몸의 산화란 어떤 의미일까요? 우리는 산소없이 살수 없지만 호흡으로 얻은 산소가 영양소를 에너지로 바꾸는 대사과정에서 강한 산화력을 가진 활성화된 유해산소로 변한다고 합니다. 이를 활성산소라고 하고 활성산소는 전자가 부족해서 불안정한 상태가 된 산소를 말합니다. 왜냐면 우리가 호흡하는 산소와는 완전히 다르게 불안정한 상태에 있는 산소이기 때문입니다.
우리체내에서 활성산소가 발생하는 원인은 여러 가지 이유로 밝혀지고 있습니다. 살아있는 동안 계속 반복되는 산소호흡에서도 발생됩니다. 우리는 태어나면서 숨을 쉬고 이때 하루에 약 700g의 산소를 마시고 이중 2%정도의 활성산소가 발생한다고 합니다. 때문에 산소주머니같은 방법으로 다량의 산소를 한꺼번에 마시는 것도 매우위험합니다.
활성산소는 또 매일 섭취하는 각종 음식물의 에너지 대사과정에서도 발생합니다. 사람은 하루 약 3Kg정도의 음식물을 섭취하고 이는 연간으로 경차 1대분 정도가 된다고 합니다. 우리 몸은 섭취한 음식물중 3%정도를 흡수하고 나머지는 대부분은 체외로 배출합니다.
이 과정에서 활성산소를 발생시킵니다. 그 외 스트레스, 자외선, 방사선, 전자파, 식품첨가물 보존료 농약 등 화학물질, 약품, 담배, 매연, 환경호르몬 등에서 발생합니다. 또 격렬한 운동으로도 활성산소가 다량 발생합니다.
활성산소가 세포내 DNA공격, 암 유발
활성산소는 우리몸에 작용하여 세포내로 들어가면 1일 5만~50만회이상 세포와 DNA를 공격하고 미토콘트리아를 녹슬게 합니다. 이와 함께 몸속의 여러 아미노산을 산화시켜 단백질의 기능 저하도 가져옵니다. 그리고 핵산을 손상시켜 핵산 염기의 변형과 유리, 결합의 절단, 당의 산화분해 등을 일으켜 돌연변이나 암의 원인이 되기도 합니다. 또한 생리적 기능이 저하되어 각종 질병과 노화의 원인이 되기도 합니다.
활성산소의 공격을 받아 생기는 암은 염기성 배열구조가 깨어지는 것인데 초기는 수술을 하고 중기는 항암치료를 합니다. 말기는 포기하게 됩니다. 그러나 활성산소가 몸에 축적돼 발생한 암은 종양을 제거했다고 하여 완치가 되지않습니다. 종양은 제거했지만 몸내에 활성산소가 꽉 차 있기때문이지요.
또 세포내 에너지원인 ATP생산공장 미트콘트리아가 활성산소의 공격을 받아 상처를 입게 되면 에너지 생산기능이 떨어져 쉽게 피곤해진다든지 노화가 진행되게 됩니다. 혹은 대사기능이 떨어져 여분의 지방들이 복부에 달라붙어 비만이 되기도 하고 혈관에 지방이 달라붙어 동맥경화가 되기도 합니다. 나아가서 뇌경색, 심근경색이라는 생활습관병(성인병)이 됩니다.
그러나 활성산소가 나쁜 영향을 주는 것만은 아닙니다. 병원체나 이물질을 제거하기 위한 생체방어과정에서 병원체로부터 인체를 보호하기도 합니다.
노화와 만병의 근원, 활성산소
지금까지 연구된 활성산소는 대략 4가지 종류입니다. 슈퍼옥사이드라디칼, 과산화수소, 일중항산소, 하이드록시라디칼 등입니다. 이중 슈퍼옥사이드 라디칼과 과산화수소는 우리몸에서 항균작용을 하는 꼭 필요한 활성산소이기도 합니다.
일중항 산소는 자외선을 받아 피부노화를 일으키는 원인물질로 알려져 있습니다. 마지막 하이드록시라디칼은 슈퍼옥사이드라디칼과 과산화수소의 활동찌꺼기로 생성되며 대단히 활동성이 강해 1/100만 초 단위로 세포를 공격, 가장 흉폭하고 가장 치명적 질병 원인물질로 알려져 있습니다.
정상상태에서 활성산소는 필요한 만큼 생성되고 제거되기를 반복하며 균형을 이루고 있습니다. 하지만 활성산소의 생성이 많아지고 활성산소를 제거하는 능력 (항산화기능)이 감소하게 되면, 체내 활성산소의 농도가 증가합니다.
활성산소 농도가 증가하여 정상세포를 손상시키는 상태를 산화성 스트레스라고 합니다. 산화성 스트레스는 만성피로, 고지혈증, 동맥경화증, 심장질환, 말초혈관질환, 알레르기성 피부염, 암, 노화 및 신장질환을 일으키는 원인이 되기도 하고, 또 기왕에 있던 질병을 악화시키기도 합니다.
질병의 90%는 활성산소 때문에 발병
세계의학계에 지금까지 밝혀진 병은 대략 20만종 정도라고 하면 이중 10%정도는 유전과 세균성 질병이고 90%는 활성산소가 원인이 된 질병이라고 합니다. 그러면 활성산소로 인한 신체노화와 대표적 질병의 영향에 대해 알아보죠.
1. 노화: 나이가 들어 감에 따라 활성산소의 생성은 증가하고 항산화능력은 감소하여 산화성 스트레스가 증가합니다. 이는 성인병을 발생시키거나 이미 발생한 성인병을 악화시킵니다.
2. 당뇨병: 당뇨병은 활성산소의 발생이 증가하고 항산화능력이 감소하는 대표적인 질환입니다. 산화성 스트레스는 당뇨병에 의한 합병증, 특히 손발 저림과 같은 말초 신경염의 중요한 원인이 됩니다.
3. 고지혈증: 고지혈증은 활성산소의 발생을 증가시키고, 지방으로 인한 혈관세포의 손상을 악화시키는 원인이 되기도 합니다. 동맥경화증, 말초혈관장애, 혈관성 치매, 등도 산화성 스트레스에 의해서 악화되는 것으로 알려져 있습니다.
4. 신장질환: 신장 질환의 원인과 관계없이 신기능이 감소하면 산화성 스트레스에 의하여 신기능 손상이 가속화 됩니다. 산화성 스트레스는 당뇨병이나 동맥경화 환자에서 신장합병증이 발생하는 중요한 원인입니다.
5. 과로, 흡연, 공해, 정신적, 육체적인 스트레스도 산화성 스트레스를 증가시키는 원인입니다. 특히 정신적, 육체적 스트레스는 스트레스 호르몬의 분비를 증가시키고 이는 활성산소의 발생을 증가시켜서 만성피로의 원인이 됩니다.
6. 만성적인 산화성 스트레스는 세포의 유전자 변형을 유발하고 여러가지 암이 발생하는 원인 중 한가지로 알려져 있습니다.
활성산소, 잡을 방법이 없다(?)
그렇다면 활성산소는 어떻게 방어할 수 있을까요?
활성산소 발생을 예방하기 위해서는 당뇨병, 고지혈증, 비만 등 산화성 질병의 지속적인 치료 및 관리가 중요합니다. 그리고 금연과 식이요법에 의한 관리도 필요합니다. 즉, 균형있는 소식, 화학 조미료를 사용하지 않고 인스턴트 식품을 줄이는 자연식, 신선한 채소와 과일 섭취가 필요하지요.
그리고 규칙적인 운동이나 야외 운동, 긍정적인 마음가짐과 정신적인 안정도 중요합니다. 약물치료 요법으로는 비타민 A, E, C, 등 일부 비타민과 미네랄 등 항산화제 주사요법, 글루타치온, 바이오프라보노이드, 폴리페놀, 일부 은행잎 추출물이나 커리, 또는 미량 물질인 아연, 세레늄, 유비큐틴 등 경구용 항산화물질의 투여도 효과를 볼수 있습니다.
그러나 활성산소 중에도 매우 빠르고 매우 독성이 강한 하이드록시라디칼은 비타민, 아미노산, 코엔자임 Q10 등 일반 항산화물질로는 쉽게 제거되지 않으며 식이요법, 운동요법, 약물요법으로도 완벽하게 방어할 수가 없습니다. 그런데 연구에 의하면 이 하이드록시라디칼을 수소(H)가 강력한 제거력을 갖고 있는 것으로 알려졌습니다.
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