활성산소를 막기위해 벌어지는 몸속의 전쟁

활성산소를 막기위해 벌어지는 몸속의 전쟁

 

 

 

 

산소는 인간 생존에 꼭 필요한 물질이다.

지각에 가장 많이 존재하는 산소는 무게로 거의 50%에 육박한다.

우리 몸에서 산소의 비율은 약 65%를 차지한다.

산소는 이처럼 우리에게 아주 중요한 원소지만, 모든 산소가 우리의 몸에 이로운 것은 아니다.

우리 몸에 해를 줄 수 있는 산소, 활성산소에 대해 알아보자.

 

 

 

근육 세포의 엔도좀에서 생성된 활성산소(연두색 부분). <출처: 미국심장협회>

 

 

 

 

 세포에 손상을 입히는 변형된 산소, 활성산소

보통 공기 중의 산소 분자는 삼중항 산소(triplet oxygen, ³O₂)로, 2개의 홀전자를 가지고 있으면서도 안정한 편이다. 그러나, 산소가 변해 불안정한 상태가 되면 다른 성질을 띤다.

활성산소(reactive oxygen species)는 세포에 손상을 입히는 모든 종류의 변형된 산소를 말한다.

 

과산화수소(hydrogen peroxide: H₂O₂),

초과산화 이온(superoxide ion: O₂^-),

수산화 라디칼(hydroxyl radical: ·OH)이

대표적인 활성산소들이다.

 

활성산소가 우리 몸에 무조건 해로운 것은 아니다. 예를 들어 체내에서 과산화수소의 분해 결과 생성되는 수산화 라디칼은 병원체 등을 무차별적으로 공격하여 소독약 역할을 수행하고 있다. 문제는 이것이 우리 몸이 필요로 하는 분자들까지도 무차별 공격한다는 것이다. 나쁜 콜레스테롤로 낙인찍힌 저밀도지질단백질(LDL)을 산화시켜서 심장병을 유발하는 일에도 수산화 라디칼의 기여도가 제법 크다. 수산화 라디칼은 오존 혹은 과산화수소보다 더 큰 산화력을 지닌 물질이다. 다른 물질을 산화시킬 수 있는 능력, 산화력이 크다는 것은 다른 물질을 쉽게 변형할 수 있는 능력이 있다는 것이다.

 

라디칼은 쌍을 이루지 못한 전자를 포함하는 원자, 이온, 분자를 말한다. 일반적으로 전자는 쌍으로 존재하려는 경향 때문에 홀로 있으면 다른 분자들과 반응하려는 경향이 크다. 따라서 대부분의 경우 라디칼은 불안정하고 수명이 짧다. 그러나 라디칼이 단백질 같은 커다란 분자 속에 파묻혀서 다른 물질과 접촉하기가 곤란하면 오랫동안 존재하는 것도 가능하다. 또한, 분자의 크기가 작더라도 라디칼을 안정시킬 수 있는 분자구조(비타민 E 혹은 멜라닌)의 한 부분으로 있을 때는 오랫동안 수명을 연장할 수 있다.

 

 

과산화수소(H2O2)                      수산화 라디칼(·OH).                   초과산화 이온(O₂^-).

 

 

 

 

 

필수 물질의 산화를 막는 항산화제

 유해 산소의 일종인 초과산화 이온 역시 라디칼이다. 불안정하여 주변의 물질로부터 전자를 강제로 빼앗는 경향이 있는 녀석이다. 초과산화 이온 주변에 존재하는 DNA, 단백질로부터 전자를 빼앗으면 초과산화 이온은 안정된다. 이 과정에서 초과산화 이온은 환원(전자를 받아들이고)이 되며, 주변에 있는 물질들은 산화(전자를 내어 주고)가 된다. 만약에 초과산화 이온이 단백질, 탄수화물, 지방, 기타 필수 물질과 반응하기 전에 제3의 물질과 반응을 하여 안정이 된다면 초과산화 이온에 의한 피해를 줄일 수 있다. 이러한 물질을 일반적으로 항산화제(antioxidant, 필요한 물질의 산화를 억제한다는 의미)라고 부른다.

 

수용성 비타민C 혹은 지용성 비타민E는 대표적인 항산화제이다. 그러므로 항산화제가 포함되어 있는 음식을 많이 먹는 것은 몸속에 있는 활성산소와 항산화 물질이 반응하도록 하는 것이다. 즉 라디칼이 안전하고, 안정된 생성물로 변환되도록 항산화제가 돕고 있는 셈이다. 결국 활성산소가 체내의 중요한 분자들을 공격하기 전에 항산화제와 반응이 더 많이 일어날 수 있도록 몸속 환경을 만들어 주면 건강을 유지할 수 있다. 그러므로 항산화제를 많이 포함하고 있는 음식을 자주 먹는 것이 좋다.

 

 

항산화제가 포함되어 있는 음식.과일과 야채에는        비타민 E와 같은 항산화제는 보충제를 통해야채에는 항산화제가 풍부하게 들어있다.                                섭취하기도 한다.

 

<출처: (CC)Tamorlan at Wikipedia.org>

 

 

 

체내 항산화 효소의 역할.

 

 

 

 

 활성산소로부터 건강을 지키려면

 

 인체는 우리 몸을 유지하는 데 필요한 여러 종류의 화학 물질을 지키기 위해서 적의 창(활성산소)을 온몸으로 막아내는 희생정신이 강한 훌륭한 병사(항산화제)들이 있고, 창을 무력화 시키는 무기(효소)들이 존재하는 전쟁터에 비유될 수 있다.

 

전투에서 승리를 하려면 훌륭한 병사들이 많아야 하듯이, 활성산소로부터 건강을 지키기 위해서는 평소에도 항산화제를 지속적으로 섭취하는 것이 필요하다. 그렇다고 항산화제를 만병통치약처럼 생각하여 비타민 보충제처럼 복용하는 것은 생각해 볼 문제이다.

 

암을 예방하려고 베타케로틴(베타카로틴, 항산화제의 일종) 보충제를 규칙적으로 먹은 사람들의 폐암 발병률이 일반인들 보다 높다는 외국의 연구 결과는 항산화제의 역할에 대해 아직도 모르는 문제가 많다는 것을 시사해 준다. 

 

활성산소가 너무 많아도 문제가 되지만, 없으면 나쁜 균을 물리치는 데 우리 몸이 너무 힘들어진다. 의사들은 항산화제가 많이 포함된 음식을 자주 먹고 규칙적으로 운동하는 것을 추천한다. 활성산소의 양을 조절하면서 건강하게 살아가려면…

 

 

 

글 여인형 / 동국대 화학과 교수

서강대학교 화학과를 졸업하고, 미국 아이오와 주립대학교에서 박사학위를 받았다. 현재 동국대 화학과 교수이다. <퀴리 부인은 무슨 비누를 썼을까?>를 썼고, <화학의 현재와 미래>를 대표 번역하였다.

제공 대한화학회