활성 산소 및 SOD

식물의 뿌리는 산소를 원한다. 숨쉬는 땅을 만들자

 

활성 산소란 어떤 것인가? 그리고 그 역할은 무엇인가? 활성 산소는 원래 사람을 비롯하여 동물과 식물들의 체내에서 세균·곰팡이·바이러스·암세포 등의 이물질이 체내에 침입하면 이것들과 결합하여 함께 사멸함으로써 우리들의 몸을 지켜주는 병리학적 응원군에 해당하는 화학적 물질이다. 그러나 이들 화학적 물질(활성 산소)이 별다른 신체의 이상도 없는 상태에서 체내에 증가하면 반대로 자기의 정상적인 세포 조직은 물론 면역체와 효소·이물질들을 저돌적으로 공격하는 양면성을 가진 물질임이 확인 되었다.

 

오랜 세월 동안 미처 규명되지 못한 활성 산소의 체내에서의 그와 같은 또 다른 악역의 정체는 근래에 와서 점차 그 원인이 판명되기 시작했으며, 그래서 더욱 그것이 우리 인간의 건강의 열쇠를 쥐고 있는 물질임을 확인하게 되었다. 산소 농도가 높은 공기와 산소의 압력이 높은 공기 및 방사선 등에 폭로되면 해로운 활성 산소가 체내에서 다량으로 생성됨을 알게 된 것이다. 즉, 활성 산소는 세포막과 세포 안에 들어 있는 유전자(DNA)나 식물의 세포내 대사에 관여하는 각종 효소 등에 상처를 주는데, 이것이야 말로 생명 활동에 치명적인 상처가 되고 노화(老化)의 직접적인 원인이 된다. 즉 인간의 노화는 주로 활성 산소에 의하여 세포가 상처를 받음으로써 일어난다는 사실이 근래에 밝혀졌다. 그런 의미에서 사람들은 활성 산소를 산소독(酸素毒)이라고도 부른다.

 

인체 내에 활성 산소가 발생하는 원인과 그 과정은 여러 가지가 있다. 일반적으로 산소의 존재는 사람을 비롯하여 모든 생물의 조직 세포가 호흡과 함께 신진대사를 할 때 절대 없어서는 안될 물질로 알려져 있다. 호흡에 의하여 섭취된 산소는 체내의 여러 가지 영양소를 연소하여 힘(에너지)를 얻는데, 산소는 이 과정에서 미묘하게 변화되어 간다.

산소(O2)는 최종 단계에서 수소(H2) 분자와 결합하여 물(H2O)이 되지만, 그 도중에 생성되는 문제의 산소를 활성 산소라고 한다. 활성 산소에는〔O2-, H2O2, OH·1O2〕등의 4종류가 있다. 우선 산소(O2)에 의하여 초활성 산소 아니온기(O2-)가 만들어 지고, 다음에 활성 산소 아니온기(O2-)에 의하여 과산화 수소(H2O2)로 변화하며, 변화한 과산화 수소(H2O2)로부터 수산기(OH·)와 일중항 산소(一重項酸素: 1O2)가 만들어진다.

 

사람을 비롯하여 모든 동물은 호흡하고 있는 한 활성 산소의 발생을 면할 수가 없다. 그러나 긴 안목으로 보면 노화를 촉진한다는 사실이 지금 당장 어떤 질병을 일으키는 것은 아니다.

그만한 정도의 활성 산소는 생체의 자율 신경에 의하여 움직여지는 방어기제(防禦機制)가 움직여서 그때 그때 처리하고 있기 때문이다. 그러나 다음과 같은 스트레스를 과도하게 받으면 보통 때의 방어 기제에 의한 유해 산소 처리 능력으로는 감당할 수 없을 정도로 대량 발생하므로 여러 가지 장애 요인으로 인하여 질병을 일으킬 가능성이 높아진다.

활성 산소는 다음과 같은 자극(스트레스)을 받았을 때 체내에 다량 발생한다.

 

① 화학적 자극을 받았을 때

② 물리적 자극을 받았을 때

③ 감염성 자극을 받았을 때

④ 정서적 자극을 받았을 때

 

등의 지나친 자극(스트레스)을 받으면 절대량(약2%)을 초과하는 활성 산소가 증가 형성되어 건강에 장애를 주는 여러 가지 질병으로 발전된다는 것이 명백하게 밝혀졌다. 체내의 활성 산소는 다음과 같은 경우에 정상 수준 이상으로 발생된다.

 

활성 산소가 정상 수준 이상 발생되는 경우

① 세포 내 미토콘드리아에서 에너지를 만들어 낼 때

② 백혈구 등의 식세포가 체내에 침입한 세균·곰팡이 ·바이러스 ·기생충, 또는 암 세포 등을 살멸할 때

③ 신체 중의 어느 부분에 염증이 생겼을 때

④ 화를 냈을 때나 갑작스러운 쇼크를 받았을 때

⑤ 수술할 때나 혈액이 일시 차단되었다가 다시금 흐를 때

⑥ 심근경색 또는 뇌경색으로 인한 허혈(虛血)을 일으켰다가 그 후 혈류가 다시 흐를 때

⑦ 지나친 태양 광선을 받았을 때

⑧ 방사선의 조사(照射)를 지나치게 많이 받았을 때

⑨ 고압선 · 전기 모포·텔레비전 ·드라이어· 토스터 ·전기렌지·전기 면도기 등의 전자파를 지나치게 많이 받았을 때

⑩ 식품 첨가물을 지속적으로 섭취하였을 때

⑪ 식물성 기름 중의 오메가 -σ(ω-6)짜리 불포화 지방산이 다량 함유된 기름을 너무 많이 섭취하였을 때

⑫ 말린 생선, 훈제 식품, 인스턴트 라면, 땅콩 버터, 어묵 등을 너무 많이 먹었 을 때

⑬ 수돗물을 과다하게 오래도록 마셨을 때

⑭ 고농도의 산소 요법을 오랫동안 과다하게 받았을 때

⑮ 공해 가스와 담배 연기에 오래 접촉했을 때

⑯ 체내에 프로스타 글란딘 등의 홀몬이 합성 되었을 때 – 부산물로

⑰ 지나친 운동을 하였을 때 – 대사 과정에서

⑱ 제트기에 의한 고공 비행을 자주 했을 때 – 오존 과다로

⑲ 화학 약물을 투여하였을 때 – 간장 기능에 의한 대사시

⑳ 공포에 떨거나 흥분하여 스트레스를 받았을 때 – 아드레날린 과다

 

등의 경우이다. 활성 산소는 자나 깨나 우리 몸의 장기나 또는 조직등에 계속하여 위협을 가하고 있다. 따라서 그냥 방치해 두면 세포는 시시각각 파괴되므로 사람의 생명은 불과 수개월 안에 종말을 고할 수 밖에 없다. 그런데 우리는 왜 100년 이상의 수명을 유지할 수가 있을까?

지금 지구상에 생존하는 모든 생물들은 지구에서의 생존 조건인 산소에 의한 신진대사 활동으로 생명을 유지하고 있으며, 그와 같이 산소를 즐기는 모든 호기적(好氣的) 생물들은 체구의 크고 작음에 관계없이 체내에서 과잉 생성되는 활성 산소를 포착 제거하여 자율적으로 균형을 유지해 주는 SOD라는 ‘효소’ 물질을 지님으로써 지상에 살아 남는 적자(適者)로서 존재하는 것이다.

사람을 비롯하여 동식물의 체내에서는 활성 산소가 살균에 필요한 만큼 존재할 때는 좋지만, 과잉 생산되어 자기 몸에 넘칠만큶 지니게 되며 SOD와 카타라제 및 글루타치온 퍼옥시다제 등의 효소가 이들 과잉 생산된 활성 산소를 포착 제거하여 주는 역할을 담당한다. 이효소들은 필요에 따라 각 세포에서 자체 생산하고 있다. 체내에는 이 효소들 외에도 효소의 역할을 대신하여 주는 물질들이 많이 존재하고 있다. 이 중에서 특히 SOD(Super Oxide Dismutase)라는 효소 물질은 과잉 생산된 활성 산소를 제거하는 데는 매우 중요한 효소이다. 우리 인체에는 활성 산소에 대한 다양한 방어기제(防禦機制)가 장치돼 있는데, 이에 대하여 좀더 자세히 알도록 하자.