우선 활성산소의 정의부터 알아보자. 활성산소는 '프리라디칼(free radical)' 혹은 '자유기(自由基)' '유리기(遊離基)' 라고 불린다. 활성산소는 동식물의 체내 세포들의 대사과정에서 생성되는 산소화합물로 노화나 동맥경화, 암 등의 원인과 관계가 있는 것으로 알려지고 있다. 활성산소란 우리가 호흡한 산소가 에너지를 만들고 물로 환원되는 과정에서 나타나는 수천배 산화력이 높은 산소찌꺼기. 몸속에서 발생되거나 스트레스, 자외선, 세균침투에 의해서도 나타난다.
활성산소는 적당량이 있으면 세균이나 이물질로부터 몸을 지키지만 너무 많이 발생하면 정상세포까지 무차별 공격, 각종 질병과 노화의 주범이 된다. 즉, 환경오염과 화학물질, 자외선, 혈액순환장애, 스트레스, 지나친 운동 등으로 과잉 생산된 활성산소는 인체의 정상적인 dna와 세포, 조직을 공격한다. 활성산소는 dna의 유전정보를 파괴하고 세포막을 붕괴하며 비정상적인 세포단백질을 형성한다.
현대병의 90% 이상이 활성산소가 원인이며, 노화의 원인설로 가장 강력하게 대두되고 있는 것 또한 활성산소이론이다. 그러나 최근 들어 활성산소가 인체에 이로운 역할도 한다는 것이 새롭게 밝혀지면서 '활성산소 억제=수명 연장'이라는 이론에 반발하는 학자들도 다수 나오고 있다.
달리기와 활성산소
여러분중에는 달리기는 활성산소를 증가시킨다고 듣고 걱정하는 주자도 있을 것이다. 그러나 걱정할 것까지는 없다. 달리기에 의해 많은 활성산소가 생기는 것은 확실한 사실이다. 그러나 달리는 것을 일과로 할 정도로 매일 달리는 사람의 체내에는 활성산소가 점점 물로 바뀌는 회로가 만들어져 간다. 그 메커니즘을 간단히 설명해보자.
우리들의 근육은 당이나 지방 단백질을 분해하여 생긴 ATP라는 물질을 에너지로 움직인다. 이 ATP가 근육의 세포내에서 생길 때에 당이나 지방, 단백질의 분자로부터 분리되는 것이 수소원자이다. 이 수소원자는 더 나아가 수소이온과 전자로 나뉘어져 전자는 '전자전달계'라 불리는 전자통로로 흘러간다.
'탈수소반응'이라 불리는 이 과정은 전지가 전류(전자의 흐름)를 생기게 하는 구조와 기본적으로 동일하다. 인체 가운데는 이 전자가 '전자전달계'를 통하는 과정에서 ATP를 합성한 후 산소와 달라붙어 활성산소가 된다.
즉 근육의 에너지를 많이 만들어낼수록 활성산소도 만들어진다고 할 수 있다. 세간에서는 이 부분만을 인용하여 '달리기는 활성산소를 증가시킨다'고 말하고 있다.
그러나 달리기가 습관화되어 있는 사람의 경우 이 활성산소는 먼저의 수소이온과 결합하여 물이 된다. 그러나 운동습관이 없는 사람이 갑자기 무리해서 더 이상 달릴 수 없는 한계까지 전력을 다해 달렸다면 '전자전달계'가 준비되어 있지 않은 상태이기 때문에 활성산소가 여기저기 사방으로 분산되어 주위의 지방이나 단백질에 악영향을 미치게 되는 것이다.
이러한 점으로부터도 초보자는 무리하지 않는 페이스로 달리기를 시작하여 서서히 거리와 시간을 늘려가는 것이 바람직하다. 베테랑주자라도 한동안 달리기를 쉬었다면 전자전달계가 순조롭게 기능을 수행할 때까지 시간이 소요되므로 무리는 금물이다.
즉 활성산소에 대항하기위해 가장 중요한 것은 '전자전달계'를 확실히 기능토록 하는 것이다. 달리기를 습관화하면 전자전달계가 준비되어 있기때문에 운동습관이 없는 사람보다 활성산소의 우려가 덜하다.
신체가운데를 순환하는 전자와 활성산소에 대해서 '물이 되는 올바른 루트'를 숙지하고 뇌리에 그러한 이미지를 그려가면서 달리면 매일의 달리기가 한층 더 즐거워질 것이다.
출처 :
야후지식사전(http://kr.yahoo.com) &
山村雅一(야마무라 마사이치) 1943년생, 도카이대학 의학부 교수, 의학박사, 전공은 당뇨병, 장거리주자의 혈액점도에 대한 연구 등이 있다. 40대부터 달리기를 시작하여 15kg정도 감량했으며 하프최고기록은 1:35:35. 오키나와 나하마라톤, 야마구치 100km마라닉 등에도 출전하고 있다.
운영자님의 "달림이라면 활성산소가 두렵지 않다"를 읽고 답글 드립니다. 이 글은 일단 운영자님께서 야마무라 마사이치 교수님의 글을 번역한 것으로 생각됩니다. 그러므로, 운영자님께서 번역을 올바르게 하셨다면, 제가 드리는 글은 원저자가 쓴 글에 대한 저의 생각으로 운영자님께서는 이해를 해 주시면 감사하겠습니다. 그리고, 게시판에서는 화학원소기호를 나타낼 때의 숫자 "2"가 아래 첨자가 안 되는 관계로 그냥 숫자 "2"를 첨부하였습니다. 일단 본문의 글을 번호와 더불어 따옴표에 담았습니다.
첫 번째 문단에서 정의가 잘못된 것 같습니다.
(1) "우선 활성산소의 정의부터 알아보자. 활성산소는 '프리래디칼(free radical)' 혹은 '자유기' '유리기'라고 불린다."
이것은 잘못된 정의입니다. 활성산소가 '프리래디칼(free radical)' 혹은 '자유기' '유리기'라고 불리우는 것이 아니라, '프리래디칼(free radical)' 혹은 '자유기' '유리기' 그리고 하이드로진 퍼락사이드(H2O2)를 통틀어서 활성산소(Reactive Oxygen Species)라고 불립니다. 그러므로, '프리래디칼(free radical)' 혹은 '자유기' '유리기'가 활성산소에 속해 있는 것입니다. 그러므로, 활성산소는 대충 3가지입니다: H2O2, O2-● (Superoxide) 그리고 ●OH(Hydroxyl radical). 그러나. 앞의 세가지 이외에도 더 있습니다.
'자유기'는 흔히 O2-● 그리고 ●OH를 말합니다. 여기서 점(●)을 표시한 이유는 자유로운 전자를 뜻합니다. 즉, O2-● 그리고 ●OH에는 원자구조상 짝을 이루지 않은 자유롭게 움직이는 전자가 있어서 '자유기(Free radical)'라고 말하며, 이것이 우리 신체에 안 좋다고 여겨지는 이유입니다. 그래서 이름도 Reactive라고 지어진 것 같습니다. 그러나, 하이드로진 퍼락사이드(H2O2)에는 이러한 짝을 이루지 않는 전자가 없기에 '자유기'라고 부르지 않습니다. 대신에 하이드로진 퍼락사이드(H2O2), O2-● 그리고 ●OH과 통틀어서 활성산소(Reactive Oxygen Species)라고 합니다. 그러므로, '활성산소는 '프리래디칼(free radical)' 혹은 '자유기' '유리기'라고 불린다'는 말은 잘못된 정보입니다. 여기서 항산화반응(antioxidance)이 제때 일어나지 않으면 H2O2가 다시 자유기로 바뀌게 됩니다. 그러므로, 하이드로진 퍼락사이드(H2O2)는 O2-● 그리고 ●OH만큼 위험한 것은 아닙니다 (아래에서 한가지 예를 들었습니다.)
그리고 4번째 문단도 짚고 넘어가겠습니다.
(2) "활성산소란 우리가 호흡한 산소가 에너지를 만들고 물로 환원 되는 과정에서 나타나는 수천배 산화력이 높은 산소찌꺼기......."라는 글에 대한 저의 생각
위에서 제가 언급한대로 활성산소는 하이드로진 퍼락사이드(H2O2)도 포함하고 있습니다. 그러나, 이러한 하이드로진 퍼락사이드(H2O2)는 안정된 전자구조를 하고 있기 때문에 직접적으로 세포에게 해를 입히지 않고 그러므로 산화력이 수천배가 될 수가 없습니다. 그러므로, "활성산소란 우리가 호흡한 산소가 에너지를 만들고..... 산화력이 수천배 높은....."이라는 말은 과장된 표현입니다.
그러나, 이러한 하이드로진 퍼락사이드(H2O2)가 ●OH로 바뀌면 위험합니다. 이러한 ●OH는 가장 활성이 높기 때문에 가장 위험합니다. 그리고, 특이할 만한 사항은, 이러한 ●OH는 사실 반감기(Half life)가 너무 짧습니다. 아마 0.00001초라고 합니다. 그러므로, 생성이 되었다가 1초도 안 되는 시간에 바로 없어집니다. 그러나, 이 짧은 시간은 우리 세포에게 해를 끼칠 아주 충분한 시간이 됩니다.
그리고, 또 틀린 표현이 있습니다. 즉, 운영자님께서 언급한 "산소가 에너지를 만들고 물로 환원되는 과정에서 나타내는 수천배 산화력이 높은....."이라는 표현은 산소가 에너지를 만드는데 쓰여지는 과정에서 활성산소가 만들어진다는 식으로 자칫 잘못 해석 될 수 있습니다. 올바른 표현은 "2-5%의 남는 산소가 활성산소로 바뀐다"입니다. 사실 미토콘드리아의 2-3%의 산소가 활성산소로 바뀝니다.
산소가 물로 바뀌었다면 위험할 이유가 없습니다. 운영자님께서도 위의 문단에서 "활성산소가 점점 물로 바뀌는 회로가 만들어져 간다."라고 설명하셨고, 그렇기에 운영자님께서는 "걱정할 필요까지는 없다"라고 하셨습니다. 운영자님께서 언급한대로, 물로 환원되는 과정에서 활성산소가 만들어진다면 물로 환원을 시키면 시킬 수록 활성산소가 만들어지므로, 오히려 물로 환원 시키는 과정이 더 위험을 초래합니다.
5번째 문단에서 해석이 매끄럽지 않은 것 갔습니다. 원문에 충실하려는 의도는 알겠지만, 의미의 이해가 쉽질 않군요. 제가 생각하기로는, "우리의 근육은 당, 지방, 단백질을 산화할 때 분리되는 수소원자를 이용하여 ATP를 합성하고, 근육은 이 ATP를 에너지원으로 사용한다. 당, 지방, 단백질을 분해할 때 생기는 수소원자는 전자와 수소이온으로 나뉘어지며, 전자는 미토콘드리아의 전자 전달계로 흘러가서 ATP를 합성하는 에너지를 공급하게 된다."라고 의역을 하는 것이 더 낳을 듯합니다.
그리고, 운영자님께서는 8번째 문단에서 다음과 같이 번역을 하셨습니다.
"그러나 달리기가 습관화되어 있는 사람의 경우 이 활성산소는 먼저의 수소이온과 결합하여 물이 된다. 그러나 운동 습관이 없는 사람이 갑자기 무리해서 더 이상 달릴 수 없는 한계까지 전력을 다해 달렸다면 '전자전달계"가 준비되어 있는 않은 상태이기 때문에 활성산소가 여기저기 사방으로 분산되어 주위의 지방이나 단백질에 악영향을 미치게 되는 것이다."
이 문단에 대한 저의 생각을 하나하나 이야기 하겠습니다.
(3) "이 활성산소는 먼저의 수소이온과 결합하여 물이 된다"라는 글에 대한 저의 생각
일단 우리 신체가 활성산소를 제거하는 방법은 여러 가지가 있습니다. 여기서는 원저자가 간단하게 이야기 한 것으로 생각됩니다. 그러나, 활성산소를 제거하는 방법으로 "먼저의 수소이온과 결합하여 물이 된다"라고 하셨는데, 여기서의 산소와 수소가 결합하여 직접 물이 되는 반응은 없습니다. 즉, 다음과 같은 화학반응으로 우리 인체는 활성산소를 제거합니다. (여기서 저는 "제거"라는 말을 사용하였는데, 원래는 Scavenge라는 말을 사용합니다. 여기서의 토론을 위해 딱히 우리말로 바꾸기 힘들어서 그냥 "제거"라는 말을 사용하겠습니다.)
일단 용어부터 짚고 넘어가겠습니다.
2O2-● (자유기, 활성산소의 일종)
2H2 (2개의 수소 분자)
H2O2 (하이드로진 퍼락사이드, 활성산소의 일종)
O2 (산소)
GSH (Glutathione, 이것은 전자주게 즉 electron donor의 역할을 합니다)
GS-SG (GSH가 전자를 주고 난 뒤의 형태)
2H2O (2개의 물)
즉, 위의 화학반응에서 보듯이 자유기(2O2-●)가 2개의 수소분자(2H2)와 합쳐져서 또 다른 활성산소인 하이드로진 퍼락사이드(H2O2)로 바뀌고, 이 하이드로진 퍼락사이드(H2O2)가 다시 GSH에 의해서 물(H2O)로 바뀌는 것입니다. 운영자님께서 번역 하신 것처럼 활성산소(2O2-●)가 2개의 수소 분자(2H2)와 합쳐져서 물(H2O)이 되는 것이 아닙니다. 이러한 화학반응이 다시 또 다른 활성산소인 하이드로진 퍼락사이드(H2O2)를 만들고, 마지막에 GSH라는 전자주게에 의해서 2개의 물분자(2H2O)로 변하는 것입니다. 결과적으로 활성산소가 먼저의 수소이온과 결합하여 물이 되는 직접적인 반응은 없습니다. 이러한 점 때문에 원저자가 실제로 일어나는 내용을 간단히 설명한 것으로 생각됩니다.
(4) "전자전달계"가 준비되어 있는 않은 상태이기 때문에........"에 대한 저의 생각
글쎄요! 적절치 못한 표현 같군요. 전자전달계가 왜 준비가 안되었다는 것인지 이해가 안 되는군요. 전자전달계가 준비가 안되었다면, 어떻게 산소를 소비한다는 이야기입니까? 전자전달계는 산소를 소비하는 곳이기에, 전자전달계가 준비가 안되었다면 산소소비도 이루어지지 않습니다.
전자전달계는 항상 준비되어 있지만, 전자전달계가 가지는 능력이상의 부하가 걸리면 활성산소를 제거하기가 사실 힘듭니다. (보충설명: 사실 아무리 활성산소를 잘 제거해도 만들어진 활성산소의 2-3%정도는 항상 제거가 안된 상태로 남아 있습니다. 이러한 활성산소를 Steady State 활성산소라고 합니다. 우리 세포는 항상 일정량의 활성산소를 가지고 있다는 이야기입니다.) 초보달림이는 미토콘드리아의 양이나 크기가 잘 훈련된 주자보다 적습니다. 그리고, 산소섭취량 또한 적기 때문에 활성산소를 많이 만들어 내지는 않습니다. 반대로, 훈련된 주자는 미토콘드리아도 크고 숫자도 많고 산소섭취량 또한 높아서 활성산소를 많이 만들어 낸다고 생각할 수 있지만, 미토콘드리아의 숫자와 크기가 많기 때문에 미토콘드리아 한 개당 걸리는 산소부하가 적고, 그리고 잘 훈련된 주자는 활성산소를 제거하는데 필요한 효소를 아주 많이 가지고 있습니다. 그러므로, 활성산소를 잘 제거할 수 있다는 이야기입니다. 즉, 초보달림이는 이러한 활성산소제거시스템을 잘 훈련된 주자만큼 가지고 있지 않기 때문에 더욱 더 활성산소에 연약함을 나타낼거라고 생각될 수 있으나, 미토콘드리아의 숫자도 적고, 산소섭취량 또한 훈련된 달림이보다 적기 때문에 초보달림이 역시 활성산소를 생각만큼 많이 만들어 내지 않습니다. 그러나, 계속된 훈련은 활성산소를 제거하는 화학반응의 촉매역할을 하는 효소를 계속 만들기 때문에 초보달림이라도 훈련에 의해서 활성산소를 잘 제거 할 수 있는 체계, 즉 항산화자기방어시스템(Antioxidant defense system)을 계속 만들어 나갈 수 있습니다.
(5) "여기저기 사방으로 분산되어 주위의 지방이나 단백질에 악영향을 미치게 되는 것이다"에 대한 저의 생각
"지방 그리고 단백질에 악영향을 미친다" 는 말은 너무 의미가 넓고 조금 과장된 표현을 가지고 있습니다. 예를 들어서 활성산소가 악영향을 미치는 지방은 세포의 얇은 막이라고 불리우는 membrane lipid입니다. 그냥 지방이라 하면 어떤 지방을 의미하는지 혼돈이 될 수 있습니다. 흔히 지방이라 하면 에너지를 만드는 지방을 주로 생각하게 됩니다. 단백질 또한 마찬가지로 너무 과장된 표현 같군요.
감사합니다.
운영자
선무당님, 정팔이님 여기에 대한 반론이나 보충설명사항이 있으면 올려주십시오. 이 글 아래에 게재토록 하겠습니다.
2003/09/17 06:26:00
김동필
일본출처자료가 많은것을 보니 일본에선 확실히 이쪽분야가 발달했나보네요
2003/09/17 16:16:00
운영자
그렇다기보다는 김병문님, 선무당님 등이 구미의 자료를 많이 올리시고 계시기 때문에 운영자는 일본측 자료를 많이 인용하는 편입니다. 그리고 달리기나 마라톤에 관한 자료가 한국보다는 방대한 편인것같습니다.
2003/09/17 19:27:00
정팔이
정팔이 인사드립니다. 운영자님께서 언급하신대로 게시판에 보충설명 또는 반론을 올렸습니다. 제가 올린 답글에 대한 가르침은 달게 받겠습니다.
제 목
