활성산소란 무엇인가?
인체에 미치는 역할 및 예방에 대해서 알아보도록 하겠다.
활성산소는 일반적으로 우리 몸의 염증, 노화, 암, 퇴행성질환 등의 원인으로 주로 알려져 왔다. 이러한 믿음은 나이 들면서 증가하는 여러 질환들을 예방하고 치료하고자 활성산소를 줄일 수 있는 항산화제 치료를 일반화하기 시작하였다. 이러한 믿음은 긍정적인 실험실 연구결과들로 훨씬 공고히 되었다. 그런데, 이런 분위기에 찬물을 끼얹는 임상연구들이 1990년대에 발표되었다.
1996년 세계적으로 가장 유명한 의학 저널 중 하나인 ‘NEJM(New England Journal of Medicine)’에 항산화제로 가장 잘 알려진 베타 카로틴과 비타민 E를 복용하면 폐암과 심장병이 오히려 더 많이 발생할 수 있다는 충격적인 연구 결과가 발표되었다. CARET (Carotene and Retinol Efficacy Trial)이라는 이름을 가진 연구결과였는데, 이 연구가 발표되기 2년전에 이미 비슷한 연구디자인인 ATBC(The Alpha-Tocopherol, Beta-Carotene Cancer Prevention)라는 연구에서도 베타카로틴과 비타민 E의 효과가 없다는 결과가 이미 한번 나온 터에 이러한 사망의 증가로 예정한 연구기한을 다 채우지 못하고 중간에 연구가 중단되어 더욱 충격적이었다.
당시까지 여러 연구결과 들에서 산화스트레스는 암, 노화, 심장병 등의 주범으로 밝혀지고 있어, 폐암이나 심장병 발생의 위험이 높은 사람들을 대상으로 안전하고 좋은 항산화제로 알려진 베타카로틴과 비타민 E를 꾸준히 복용 시키면 당연히 폐암은 물론 심장병까지 좋아질 것으로 기대하고 있었다. 하지만, 국가에서 연구비를 지원한 두 개의 큰 임상연구에서 ‘항산화제를 복용하는 것이 오히려 더 나쁜 결과를 초래할 수 있다’는 결과를 보여주었던 것이다.
노화를 유발하는 질병 중 90%는 활성산소와 관련이 있다. 활성산소는 우리 몸의 세포와 DNA를 공격해 각종 만성 질환과 노화를 불러오는 주범으로 알려진 유해 물질로, 만성위장병, 두통, 만성피로, 무력감뿐 아니라 동맥경화증, 신장질환, 알레르기성 피부염의 원인이 된다.
우리 몸의 배기가스라고 알려져 있는 활성산소는 섭취한 음식물이 소화되고 에너지를 만들어 내는 과정이나, 우리 몸 안에 들어온 세균이나 바이러스를 없애는 과정에서 만들어진다. 몸 안으로 들어간 각종 영양소들은 산소와 결합할 때만 에너지로 바뀌는데, 이때 만들어지는 부산물이 바로 활성산소다.
우리 몸의 밖에서 들어오는 산소량이 부족하므로 몸속의 세포들이 직접 산소를 발생시킨다. 혈액이나 세포 속의 물을 이온화시켜 산소를 만들어내는데, 몸이 직접 만들어내는 산소는 정상적인 형태의 원자구조를 갖지 못한다.
산소는 0₂, 즉 원자가 2개인 상태로 존재하는 것이 정상이지만 물을 이온화해서 얻는 산소는 산소원자가 1개인 불완전한 원자구조를 갖고 있다. 이처럼 불완전한 원자구조를 가진 산소가 바로 활성산소다.
활성산소란 무엇인가? 인체에 미치는 역할 및 예방에 대해서 알아보도록 하겠다.
활성산소의 생리적 기능
활성산소는 우리 몸의 에너지 대사에서 부가적으로 발생하는 일시적인 산물들이 대부분이다. 그런데, 불꽃처럼 반응성이 강하기 때문에 많을 경우는 여러 문제를 일으키는 것이다. 그러다보니, 생존에 성공한 생물들은 이런 활성산소를 조절하고 방어하는 기전을 갖고 있는데, 어떤 경우는 오히려 우리 몸에 좋은 방향으로 사용하기까지 하는 방법들을 터득하고 사용하기 시작하였는데, 이런 것들이 바로 생리적 기능에 해당하는 것이다. 대표적인 기능들은 근육과 운동, 세포사멸, 면역, 줄기세포 분화, 노화속도 조절, 지방 대사 등이다.
- 근육에서의 작용
우리 몸에 활성산소가 존재한다는 것이 가장 먼저 밝혀진 조직이 근육이다. 초기에는 이러한 활성산소가 근육을 손상시키는 것으로 여겨졌으나, 이후 여러 연구들에서 항산화제로 근육내의 활성산소를 없애버리는 근육이 수축하지 못한다는 사실이 밝혀졌다. 운동을 하면서 증가하는 산화스트레스는 근육에 일시적으로 좋지 않은 작용도 하지만, 근육이 이러한 활성산소에 대응하고 오히려 긍정적으로 사용할 수 있도록 도와주는 것이다. 심장박동이 빨라지고 혈액순환의 많아지면서 심장이 더 많은 피를 받아들이고, 더 빨리 뛰도록 도와주는 기전에도 활성산소들이 필수적이다.
- 세포 사멸
일반적으로 세포내에서 활성산소가 많아지면 세포가 죽게 된다. 이런 역할은 정상세포를 작동하지 못하게 하고 암세포로 변형시키는 작용을 하기도 하지만, 사망해야 하는 세포를 빨리 죽이는데도 역할을 한다. 즉, 이미 발생한 암세포를 다시 죽이고, 퍼지지 못하도록 하는 역할도 활성산소들이 담당하는 것이다.
- 산소 농도 감지 와 이에 대한 대응
우리 몸의 혈관이 좁아지거나 막혀서 산소농도가 줄어들게되면 이를 감지하여 혈액을 묽게 하고, 혈관을 늘이고, 새로운 대체혈관을 만들어 내는 작용을 하게 되는데, 이때에도 활성산소들이 역할을 한다. 동물실험에서 항산화 기능을 증가시켜 활성산소가 줄어들도록 미리 조치하여 두면, 혈관이 좁아져 빨리 새로운 혈관이 만들어져야 할 상황이 발생해도 혈관을 잘 만들지 못한다.
- 면역 기능
활성산소가 많아지면 면역세포들을 자극하여 염증반응이 일어나는데, 너무 강하거나 오래 지속되는 염증은 우리 몸을 손상시키지만, 적절한 염증반응은 세균이나 돌연변이 세포로부터 우리 몸을 방어하는데 필수적이다. 활성산소는 대식세포라고 하는 주요 면역세포에서 살균 및 염증 물질들의 분비 정도에 영향을 미치고, 백혈구가 필요한 세포나 장기에 잘 부착하도록 하고, 염증이 있는 곳으로 면역세포들을 이동시키는데 주요한 역할을 한다.
최근에는 활성산소의 농도와 기간에 따라 우리 몸의 면역과 염증반응을 조절하는 면역세포와 이의 기능들이 추가로 밝혀지고 있어 활성산소의 농도에 따라 상당히 정밀하게 면역기능이 조절되고 있음을 알 수 있다.
- 줄기세포 분화
줄기세포들은 상황에 따라 줄기세포로 분열되기도 하고 특정 세포로 분화되기도 한다. 이러한 줄기세포의 분화 방향과 정도에 활성산소의 농도가 일정부분 영향을 미친다. 즉 활성산소가 없거나 너무 많으면 줄기세포의 분화는 줄어들고, 적절한 농도에서 활발한 분화가 이루어진다.
- 노화
노화가 진행되면서 전반적으로 활성산소가 많아지므로 활성산소는 노화의 주범으로 여겨져왔다. 하지만, 활성산소를 줄이는 여러 항산화제를 이용하여 노화를 줄이려는 임상시험은 거의 대부분 실패하였다. 이후 밝혀지고 있는 사실은 적절한 농도의 활성산소가 건강한 노화 또는 노화의 지연을 위해서는 필수적이라는 것이다. 칼로리 제한을 통한 수명연장도 이런 활성산소의 적절한 증가로 인한 결과로 해석되어지고 있다.
- 지방 대사
활성산소로 인한 가장 많은 손상을 받는 목표가 바로 불포화지방산이다. 불포화 지방산에는 활성산소가 영향을 주기 쉬운 이중결합이 더 많기 때문이다. 그런데, 최근의 많은 연구결과들은 이러한 활성산소로 인한 불포화지방산의 손상 또는 변화로 인한 중간 대사물질들이 우리 몸의 방어와 회복을 돕는데 큰 역할을 한다는 것이다.
활성 산소를 줄이기 위해서는
활성산소가 생기지 않도록 막을 순 없다. 활성산소는 정상적인 인체 대사 과정에서 끊임없이 만들어지는 물질이기 때문에 우리가 호흡하는 산소의 2~5% 정도는 활성산소로 바뀐다.
활성산소는 체내에서 자체 생성되는 내부 항산화 효소에 의해 모두 제거되지 않기 때문에 외부 항산화물질을 섭취해야 한다. 대표적인 항산화물질로는 비타민 C·E와 베타카로틴, 셀레늄 등을 꼽을 수 있는데 이런 것들을 식품을 통해 충분히 섭취하면 효과가 있다.
비타민 C는 아스파라거스, 양배추, 키위 등의 야채와 과일에 많고 비타민 E는 아몬드, 해바라기씨 등에 다량 함유돼 있다. 샐러드에 빠지지 않는 양배추에는 항산화작용을 하는 베타카로틴을 비롯해 대장암을 예방하는 식이섬유, 유전자 손상을 방지하는 클로로필이 들어 있다. 양배추의 효과를 많이 얻기 위해서는 신선한 즙을 내어 마시는 것도 좋은 방법이다.
베타카로틴은 당근, 토마토, 고구마, 호박 등에 주로 들어 있다. 특히 당근즙 한 잔에는 무려 2만 ㎎의 베타카로틴이 들어 있어 간편하게 섭취할 수 있는 항산화제로 인기가 높다. 셀레늄은 각종 해산물에 풍부하게 들어 있다.
이밖에도 강력한 항산화제 구실을 하는 식품으로 마늘, 양파, 고추냉이, 무, 브로콜리, 콩, 현미, 참깨, 율무 등이 있다. 야채나 과일을 많이 섭취하면 피부 미용에 좋고 혈액이 맑아지는 것도 그 속에 항산화 물질이 많이 함유돼 있기 때문이다.
녹차, 홍차 등의 차를 자주 마시면 노화 속도가 늦춰진다는 연구사례들은 기존에 많이 발표된 바 있다. 이는 그 속에 든 폴리페놀과 같은 항산화제 성분이 노화를 촉진하는 활성산소를 막아주기 때문이다.
하지만 항산화물질을 섭취하는 것보다 더 중요한 것은 금연, 스트레스 예방 등 활성산소의 생성 자체를 억제할 수 있는 생활습관을 갖는 것이다. 예방 차원에서 근본원인을 제거하는 노력이 중요하다.
활성산소의 발생을 막기 위해서는 우선 잘못된 식습관부터 고칠 필요가 있다. 과식·폭식은 물론 가공식품의 지나친 섭취도 줄여야 한다. 채식이 좋은 것은 사실이지만, 가끔 육류를 섭취한다고 해서 건강이 나빠지는 것은 아니다. 단, 육류를 섭취할 때는 마늘·양파 등과 녹색 채소를 많이 먹도록 해야 한다.
