본편만 한 속편은 절대 없다. 적어도 내겐 그렇다. 매트릭스 1편은 여러 번 봤지만 2, 3편을 다시 본 적은 없다. 같은 영화를 여러 번 보면 새로운 사실을 발견하는 즐거움이 있다. 처음엔 불릿타임(피사체 주위를 360도 회전하며 찍는 기법)에 현혹돼 인공지능(AI)이 왜 매트릭스를 만들었는지 이해하지 못했다. 몇 번을 본 뒤에야 인류를 통해 자신들에게 필요한 전기를 생산하기 위함임을 알았다. 최근 미국 라스베이거스에서 열린 ‘CES 2020’의 열기가 뜨거웠다. 삼성의 미국연구조직인 ‘스타랩’에서 새로운 AI ‘네온’을 공개해 사람들을 놀라움에 빠뜨렸다고 한다. 그 소식을 접하고 내 호기심은 “전기는”으로 향했다. AI의 식량은 전기이다. AI의 두뇌인 메모리 반도체는 인간 뇌가 포도당을 소비하듯 전기에너지를 소비한다. 인간 세포 안에는 식량을 세포가 이용할 수 있는 ATP 형태로 전환해 주는 미토콘드리아가 있다. 또 인간의 근육은 식량에너지를 움직임으로 변환한다. 전력반도체는 AI의 근육이자 미토콘드리아다. 전기에너지를 AI가 사용할 수 있는 여러 형태로 변환하고, 동력으로 쓸 수 있게 한다. 인간이 만들어 낸 가장 정밀한 전력반도체 도핑 방법 중 하나가 중성자 도핑이다. 중성자 도핑을 연구하는 연구자로서 가끔은 섬뜩하다. 과연 AI의 지적능력 발전에 비례해서 AI의 식량, 근육, 미토콘드리아는 충분히 확보되고 있는가. AI와 행복한 공생을 위해 우리가 밤을 새워야 하는 이유이다.

우리는 세포호흡을 통해 음식물로부터 전자에너지를 얻는다. 호흡으로 우리 몸에 들어온 산소가 음식물의 전자를 끌어당기는 성질을 이용해 ATP라는 에너지를 얻는다. 음식물의 전자를 산소에 전달하는 셔틀버스 역할을 하는 분자가 NAD+이다. 셔틀 분자 NAD+는 음식물에서 분리된 전자 그리고 수소이온과 결합해 NADH로 만들어지게 된다. 만약 산소가 부족하거나 없다면 셔틀버스 역할을 하는 NADH가 전자를 산소가 아닌 다른 상대에게 전달한다. 이렇게 전자가 산소 아닌 다른 분자에 전달되는 과정이 바로 ‘발효’이다. NADH가 전자를 아세트알데히드에 전달하면 에탄올이 만들어져 알코올 발효가 되고 피루브산에 전달하면 젖산이 만들어져 젖산 발효가 된다. 숨이 찰 정도로 운동을 하면 우리 몸은 산소가 부족한 상태가 된다. 이런 상태에서 우리 몸은 ATP를 만들게 되고 발효가 일어나 젖산이 만들어지게 된다. 우리 몸에서 젖산 발효가 일어나면 근육이 뻐근해진다. 젖산 발효 과정에서 여러 부산물이 생기기 때문이다. 발효 과정에 다른 생물을 이용하면 여러 유용한 물질을 얻을 수 있다. 젖당을 분해하는 균을 사용하면 우유를 발효해 버터밀크, 요구르트, 치즈 등을 만들 수 있고 다른 종류의 균들을 사용하면 된장, 김치, 식초, 피클 등을 만들 수 있다. 또 반추동물인 소의 반추위에는 위 용액 1㎖당 100억 개 이상의 세균과 고세균이 산소가 부족한 상태에 서식하면서 음식을 발효시켜 여러 종류의 지방산을 만들어 내는데 소는 이를 흡수해 에너지원으로 사용한다. 그렇지만 발효 하면 가장 먼저 떠오르는 것은 역시 알코올 발효이다. 알코올 발효는 주로 빵이나 맥주를 생산하는 데에 사용되는 효모에 의해 일어난다. 효모 세포들을 빵 반죽이나 포도즙, 발아한 보리즙 등이 담긴 발효조 속에서 배양하면 이 세포들은 산소를 빠르게 소모한다. 이후 효모들은 제공된 재료의 포도당을 아세트알데히드로 전환시키고 이를 다시 에탄올로 바꾼다. 이 과정에서 부산물로 만들어지는 이산화탄소가 빵을 부풀어 오르게 만들고 샴페인이나 맥주에 거품을 만드는 것이다. 재미있는 것은 효모는 에탄올을 만들려고 하지 않았다는 사실이다. 효모는 산소가 부족한 상황에서 ATP를 만들고 처리하려고 했을 뿐이다. 이 과정에서 생긴 부산물이 에탄올인 것이다. 사람들은 효모가 ATP를 얻고 버린 쓰레기(?)를 마시며 기분 좋은 시간을 보낸다.제조 과정에서 사용한 효모의 종류에 따라 맥주는 라거와 에일로 나뉜다. 효모는 알코올 성분을 만들고, 발효 재료는 향과 맛을 담당한다. 맥주 제조 과정에 첨가되는 호프는 맥주가 쓴맛이 나게 한다. 맥주는 알코올 농도가 5% 내외이다. 이보다 높은 알코올 농도에서는 사용된 효모가 죽기 때문이다. 반면 포도주를 만들 때 쓰는 효모들은 12% 알코올 농도까지 견딜 수 있다. 인류의 조상은 5000년 전에 맥주를, 그리고 3000년 전에 포도주를 만들기 시작했다. 조상들은 눈에 보이지도 않는 세균이나 미생물과 교감하며 그들이 가진 특성을 존중하고 그들이 활동하는 과정에서 만들어 낸 부산물에서도 즐거움을 찾는 삶을 살아왔다. 그 옛날보다 눈에 보이는 것도 많고 풍족한 요즘, 존중이나 배려가 사라지고 삶에서 즐거움도 줄어드는 이유가 뭔지 의아할 따름이다.

선친과 마지막으로 함께 본 영화는 ‘백 투더 퓨처’였다. ‘부왕부왕 하다’고 소감을 얘기하시던 아버지가 떠오른다. 쓰레기를 연료로 채운 차가 하늘을 날아 관객을 향해 오다 사라지는 장면이 당시엔 상상하기도 힘들었기 때문에 더 그랬던 것 같다. 하지만 이제 바이오 연료와 하늘을 나는 자동차는 그리 놀라운 일이 아니다. 그렇다면 지금의 SF를 보면 미래가 보이지 않을까? 병에 걸리거나 전투에서 다친 사람이 누워 있으면 전신 스캔으로 아픈 부위를 찾아내고 치료하는 장면은 어떨까. 2005년 미국 국립보건원(NIH) 임상센터는 ‘이미징 프로그램’을 개설해 병원에서 자주 접하는 MRI나 양전자단층촬영(PET)과 같은 장비를 이용해 암 발생 여부까지도 진단한다. PET의 경우 에너지로 대사가 되지 않는 포도당 유사체에 양전자 방출 원자를 넣어 정상세포보다 더 많이 포도당을 흡수하는 세포를 진단하는데, 이들 세포가 암일 가능성이 있는 것이다. 치료용 방사성 동위원소를 암세포에 특이적인 항체나 펩타이드와 결합시켜 환자를 치료할 수도 있다. 소위 마법 탄환(Magic Bullet)이다. 잘린 팔이나 다리를 순식간에 재생시키는 장면 역시 “이론적으로는” 가능하다. 식약처는 2000년부터 ‘조직공학 제품’ 안전관리에 관한 연구를 시작했고 올해 제정된 첨단바이오 재생의료법으로 그 제도적 기반을 다지고 있다. 조직공학은 체내에서 자연적으로 분해되는 생분해성 고분자 화학물질을 ‘뼈대’(scaffold)로 하여 마치 집을 지을 때 거푸집을 만들고 그 안에 시멘트를 부어 구조를 완성시키듯이 원하는 세포를 입체적으로 키워 ‘조직’(tissue)을 만들어 가는 기술이다. 대표적인 예로 장기 중 재생능력이 우수한 간을 대상으로 한 연구를 들 수 있다. 사람 몸 밖 실험실에서는 세포층을 3~6개 정도까지 쌓을 수 있었으나, 영양분과 산소를 공급하는 혈관을 만들 수가 없어서 조직 혹은 장기 수준에는 이르지 못했다. 하지만 3D 프린터 기술 개발로 원하는 위치에 간세포와 혈관 형성 세포를 배치해 정교하게 배양할 수 있게 돼서 이런 한계가 이론적으로 성립하지 않는 시대가 됐다. 2020년이 코앞이다. 새해에는 세계보건기구가 주창하는 ‘단 한 명도 건강에서 소외되지 않는 세상’이 첨단 바이오와 첨단 의료기기 기술로 구현되는 원년이 되길 기대해 본다.

우리나라 명품 곶감 주산지로 꼽히는 경남 산청군과 함양군이 2020년 새해 를 곶감축제로 시작한다. 산청군은 시천면 산청곶감유통센터에서 새해 1월 2일 부터 5일 까지 4일간 ‘명품 산청곶감’을 만나는 ‘제13회 지리산산청곶감축제’를 개최한다. 축제 첫날인 2일 오전 10시에 국내 최고령인 수령 636년 된 고종시나무(단성면 남사예담촌 소재, 산청 곶감의 원종)에서 축제 성공을 기원하는 제례 행사를 한다. 이어 산청곶감 품평회, 곶감요리 경진대회, 전국주부가요열창 예선 등이 진행된다. 3일에는 개막식이 열리고 4일에는 전국 연날리기대회, 작목반 노래자랑, 초대가수 서지오 등이 출연하는 힐링콘서트가 열린다. 5일에는 전국주부가요열창 본선과 함께 인기 가수 신유 축하 공연 등이 이어진다. 축제기간에 곶감을 주제로 한 다양한 체험행사도 열린다. 관광객들이 직접 곶감 디저트를 만드는 ‘곶감 호두·치즈말이 만들기’를 비롯해 ‘곶감 마카롱·양갱·백설기·디저트 만들기’ 체험도 할 수 있다. 축제장에는 생산농가가 직접 판매하는 곶감판매장터가 설치돼 산청지역에서 생산된 품질 좋은 곶감을 저렴한 가격으로 살 수 있다. 또 산청지역 유명한 약초 특산물을 판매하는 장터도 운영된다. 산청곶감 품평회, 곶감을 활용한 다양한 요리 전시회, 설명절 선물전, 지리산 사진전 등의 행사도 열린다. 산청지역은 곶감을 만드는 시기에 지리산의 차가운 공기가 큰 일교차를 만들어 얼고 녹기를 반복해 품질좋은 곶감이 생산된다. 산청곶감은 조선시대 고종 임금에게 진상된 것으로 전해진다. 산청군에 따르면 산청지역 1300여 농가에서 해마다 2700t의 곶감을 생산해 350여억원의 소득을 올린다. 함양군도 새해 1월 2일부터 5일까지 4일간 천년의 숲 함양상림공원 일원에서 명품 함양곶감을 소비자들에게 알리는 ‘제4회 함양고종시 곶감축제’를 개최한다. 축제 첫날인 2일 오후 2시부터 식전공연으로 2020함양산삼엑스포와 고종시곶감을 주제로 한 마당극이 시작된다. 이어 개회식, 개막 퍼포먼스, 인기가수 태진아 축하공연, 함양곶감 트롯가요제 예선전 등이 열린다. 3일에는 버스킹 공연과 ‘아트필밴드’, ‘싸이버그’ 등이 참여하는 내방객과 함께하는 축하공연이 펼쳐진다. 4일에는 오후 2시부터 가수 김정연의 사회로 인기가수 지원이·이병철 등의 축하공연, 함양곶감 트롯가요제 본선이 진행되고 5일에는 곶감작목반 노래자랑이 열린다. 축제기간에 명품 함양곶감을 싼 가격에 가져갈 수 있는 깜짝경매, 함양고종시 곶감 OX퀴즈, 감 깎기, 추억의 농산물 구워먹기, 투호·제기차기 등 전통놀이체험을 비롯해 다양한 참여 프로그램이 마련된다. 설을 앞두고 축제행사장에 함양곶감을 비롯한 지리산 함양에서 생산되는 농특산물 판매장도 운영한다. 함양군에 따르면 명품 함양고종시 곶감은 국립공원 1호인 지리산과 10호 덕유산의 차갑고 신선한 바람을 맞으며 만들어져 쫄깃하고 달콤한 맛을 자랑한다. 임금님에게 진상했던 곶감으로도 유명하다. 함양군은 지난 9일 올해 함양곶감 초매식을 시작으로 함양 고종시 곶감 출하를 시작했다. 내년 1월 9~11일 서울 청계천 광장에서 특판행사를 할 예정이다. 곶감은 우리 민족 고유의 전통 주전부리 음식으로 비타민 A·C가 풍부해 겨울철 즐겨먹는 대표적인 영양 간식이다. 포도당과 과당이 풍부해 숙취 원인이 되는 아세트알데히드 분해하는 효능이 있어 숙취해소에도 좋은 음식으로 알려져 있다. 산청·함양 강원식 기자 kws@seoul.co.kr

우리 몸 속 세포는 새로 생기는 것도 있지만 수명을 다하고 사라지는 것들도 있다. 그런데 체내 세포조절 과정에 문제가 생기면 없어져야 하는 세포가 계속 살아 남게 된다. 이렇게 죽어야할 운명인 세포들이 모여 엉키면서 만들어지는 것이 암이다. 과학기술이 끊임없이 발달하고 있지만 암이 발생하는 원인에 대해 정확히 밝혀내지는 못한 상태이다. 이 때문에 과학자들은 다양한 암 생성 경로를 추적하고 이를 바탕으로 암세포를 없애기 위한 방법을 찾는 것이다. 이번에는 국내 연구진이 암세포의 보급로를 끊어 없애버리는 방법을 찾아냈다. 연세대 약학과, 연세대 의대 내과, 한국기초과학지원연구원, 국립암센터, 한국생명공학연구원 공동연구팀은 암세포가 영양분으로 삼는 글루타민을 ‘세포 공장’ 미토콘드리아로 전달하는 물질과 경로를 찾아내고 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 메타볼리즘’ 20일자에 발표했다. 암세포는 아미노산 중 글루타민을 식량으로 삼는다. 글루타민은 혈액에 가장 많은 아미노산으로 포도당과 함께 암세포 생존과 성장에 필수적인 것으로 알려져 있다. 문제는 글루타민이 암세포의 미토콘드리아 안으로 어떻게 들어가는지에 대해 아직 밝혀지지 않았다. 과학자들은 세포 공장인 미토콘드리아로 들어가는 경로만 차단하는 것은 전기를 만들어 내는 발전소나 식량공장을 막아버리는 것과 같기 때문에 암세포를 효과적으로 제거할 수 있는 것으로 기대하고 있다.연구팀은 ‘SLC1A5’라는 유전자에서 만들어진 변이체가 미토콘드리아 아미노산 수송체 역할을 한다는 사실을 밝혀냈다. 지금까지 SLC1A5는 세포막까지 글루타민을 수송하는 것으로만 알려져 있었지만 직접 세포공장까지 이동시키는 운반수단이라는 것을 보인 것이다. 또 이 유전자는 저산소 환경에서 특히 활발히 움직이는 것으로 확인됐다. 실제로 동물실험을 통해 해당 유전자가 활발히 활동을 하면 암세포의 에너지 호흡과 포도당 사용이 증가해 암세포가 커지고 쉽게 전이되는 것으로 확인됐다. 특히 췌장암의 경우 이 유전자가 활성화되면 항암제 저항성까지 보이는 것으로 나타났다. 연구팀은 해당 유전자 발현과 변이를 억제한 뒤 관찰한 결과 암 발생과 전이, 확대가 억제되는 것이 관찰됐다. 한정민 연세대 약학과 교수는 “지금까지 연구들은 암세포 신호전달 경로를 억제하는 측면에 주목해 왔는데 저항성이 생기기 쉽다는 한계가 있었다”라며 “이번 연구는 암세포 성장과 생존에 필요한 영양분 자체에 주목해 공략하는 대사적 측면에서 접근했다는데 의미가 크다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

소방당국 “의사가 지시해도 탯줄 못 잘라 현장 출동 구급대 응급처치 범위 넓혀야” 의협 “응급구조학과마다 교육과정 달라 응급구조사 실력까지 들쑥날쑥” 지적119 특별구급대원 응급처치 범위 확대 시범사업이 다음달부터 현재 12개 시도에서 전국으로 확대된다. 소방당국은 지난 7월 특별구급대원이 응급상황에서 할 수 있는 응급처치를 14종에서 7종 더 늘리고 서울을 시작으로 시범사업 지역을 넓혀 왔다. 응급분만 시 신생아 탯줄을 절단하거나 벌에 쏘여 심한 알레르기 반응을 보이는 환자에게 약물을 투여하는 일 등이 새롭게 포함됐다. 이런 가운데 응급처치 범위를 더 넓혀야 한다는 소방당국과 적어도 대학에서 특별구급대원을 위한 동일한 교육 프로그램을 마련해 의학적·과학적으로 이들의 능력을 선제적으로 담보해야 한다는 의학계 입장이 맞서면서 논란이 일고 있다. 소방청은 현재 소방서별로 1개 구급대(3명씩 3교대, 9명 규모), 전국에 219개 구급대를 확대 응급처치가 가능한 특별구급대로 운영 중이다. 특별구급대는 일정한 수준의 능력을 갖춘 1·2급 응급구조사와 간호사로 구성돼 있고, 소방청은 이들을 대상으로 지난 3월부터 지난달까지 확대 내용에 대한 교육을 전국에서 70회 실시했다. 1급 응급구조사는 대학에서 응급구조학을 전공해 졸업한 뒤 관련 시험에 합격해야 취득할 수 있다. 특별구급대만 할 수 있는 응급처치는 총 7가지다. ▲응급분만 시 탯줄을 묶고 자르기 ▲심전도 측정 ▲중증외상환자 진통제 투여 ▲알레르기 반응이 심한 환자 약물 투여 ▲심정지 환자 약물 투여 ▲산소포화도·날숨 이산화탄소 측정 ▲간이측정기를 이용한 혈당 측정 등이다. 기존 구급대는 ‘응급의료에 관한 법률 시행규칙’에 명시된 인공호흡기 이용, 저혈당 시 포도당 주입 등의 응급처치 14가지만 할 수 있다. 특별구급대는 이를 포함해 총 21가지 응급처치가 가능한 셈이다. 소방청 관계자는 “그동안은 의사의 지시가 있어도 신생아의 탯줄 자르는 것조차 불법이라 하지 못했다. 업무 범위 확대는 현장에 출동하는 이들에게 필요한 조치”라면서 “지금은 구급대원 중 일부만 특별구급대원으로서 확대된 응급처치를 할 수 있는데 앞으로는 전 구급대원이 가능하도록 노력하려고 한다”고 말했다. 반면 의학계는 의학적·과학적 근거가 담보돼야 한다는 입장이다. 송명제 대한의사협회 대외협력이사는 28일 서울신문에 “업무범위는 시대의 흐름에 따라 조정이 필요할 수 있다고 본다. 하지만 현재 대학의 응급구조학과마다 교육 과정이 같지 않다. 어느 대학을 나왔느냐에 따라 특별구조대의 중심이 되는 응급구조사의 실력이 들쑥날쑥한 것”이라면서 “국민의 건강권을 지키려면 (응급구조사가) 어떤 학과를 나와도 최소한의 동일한 교육을 소화했다는 전제가 있어야 한다”고 지적했다. 그는 또 “의사 지시를 받는다고 하지만 특별구급대와 의사 간 통신이 원활하지 않을 경우 (그들이) 의료행위를 자체적으로 할 수 있다. 악용될 가능성이 있는 것”이라고 덧붙였다. 이에 대해 소방청은 “통신이 원활하지 않은 경우에는 특별구급대표준지침에 따라 응급구조사가 기존 업무범위만 시행할 수 있다”면서도 “응급구조학과의 교육과정 부재 및 역량차이를 보완하기 위해 교육과정과 직접의료체계를 강화하겠다”고 강조했다. 앞으로 소방청은 전국 구급활동 사례를 분석해 시범사업의 안전성을 검증하고 내년 6월부터 법 개정에 나설 방침이다. 이범수 기자 bulse46@seoul.co.kr

특허청은 21일 캄보디아에서 ‘한국 등록특허 효력인정제도(PRP)’를 활용한 첫 번째 특허가 등록됐다고 밝혔다.올해 11월 1일 시행된 PRP는 한국에서 등록된 특허를 캄보디아 출원하면 심사없이 효력인정 신청과 증빙 서류 제출 등 절차만 거쳐 3개월 내에 등록해 주는 제도이다. 1호 특허는 웰스바이오㈜의 ‘미세유체 칩 및 진단기기’다. 특허청은 이날 서울 중구 신라호텔에서 쩜 쁘라셋 캄보디아 산업수공예부 선임 장관과 참석한 가운데 특허 등록증을 출원인에게 직접 수여했다. 미세유체 칩 및 진단기기는 말라리아 치료제에 심각한 부작용이 나타나는 G6PD(6인산포도당 탈수소효소) 결핍 환자를 쉽고 빠르게 확인해 부작용없이 맞춤형 말라리아 치료제 처방이 가능하다. 현재 캄보디아는 24.9%가 말라리아에 감염된 것으로 알려져 있다. 2015년 캄보디아에 출원된 후 4년 동안 심사를 받지 못했으나 PRP 시행 한달도 안돼 특허를 획득하게 됐다. 쩜 쁘라셋 장관은 “캄보디아는 전 세계 최고 수준인 한국 특허청에 대한 신뢰를 바탕으로 프로그램을 시행하게 됐다”면서 “한국 기업들이 캄보디아에서 특허를 신속히 등록하고 투자를 확대하는 계기가 되기를 희망한다”고 밝혔다. 천세창 특허청 차장은 “처음 시도하는 등록특허 효력인정제도가 다른 아세안 국가로 확대되길 기대한다”고 말했다. 대전 박승기 기자 skpark@seoul.co.kr

우리는 코로 숨을 쉰다. 숨을 내쉬고 들이쉬는 것을 호흡이라고 하고 영어로 ‘breath’라고 한다. 생물학 교과서를 보면 ‘breath’ 말고 ‘respiration’이라고 부르는 ‘세포호흡’이라는 또 다른 호흡이 등장한다. ‘respire’는 ‘spire’라는 어근을 사용한 단어 중 하나로 이 어근을 사용한 단어들은 숨을 거두다, 열망하다, 탄식하다, 땀을 흘리다 등 생명 활동과 관련되어 있다. 사실 세포호흡은 관찰하기는 어렵다. 하지만 다른 유사한 과정으로 세포호흡 과정을 이해할 수는 있다. 수소가스에 불을 붙이면 폭발이 일어난다. 이 현상은 수소 분자 구조를 유지하는 전자에너지가 순식간에 열로 바뀌면서 나타나는 것이다. 전자에너지가 열로 바뀌는 것은 수소가 에너지를 가진 전자를 끌어당기면서 일어난다. 수소가 전자와 결합하려는 경향이 크기 때문이다.생물은 에너지를 가진 전자를 산소를 이용해 끌어당긴다. 다만 전자에너지를 제공하는 물질이 산소가 아닌 음식물이고 폭발처럼 순식간에 에너지를 열로 모두 방출하게 하지 않는다는 점이 다르다. 생물체는 세포호흡으로 산소를 이용해 음식물이 가진 전자를 당기는데, 이때 전자전달계라는 장치를 이용한다. 이 장치는 여러 단계를 거쳐 전자를 주고받음으로써 전자가 지닌 에너지를 효과적으로 사용하게 한다. 이렇게 수소 폭발이든 음식물에서 전자를 당기든 전자를 주고받는 반응을 산화환원반응이라 한다. 세포호흡의 과정을 수행하는 전자전달계가 있는 곳이 바로 세포 공장이라고 불리는 미토콘드리아이다. 우리가 숨을 들이쉬면 산소는 기도를 통과해 폐에 이르고 폐를 둘러싼 혈관 속 혈액에 이른다. 적혈구의 수많은 헤모글로빈은 산소와 결합하게 되고 산소는 적혈구에 의해 몸 구석구석에 있는 세포로 수송된다. 세포에 도착한 산소는 미토콘드리아에서 사용된다. 산소를 사용한 전자에너지 이용은 결국 신체 에너지인 ATP를 만드는 것으로 결론지어진다. 호흡의 최종적인 목표는 생을 유지하기 위해서 잠시라도 멈춰서는 안 되는 ‘ATP 합성’이다. 그런데, 우리가 섭취한 음식으로부터 에너지를 얻는 과정이 꼭 산소가 있어야만 일어나는 것은 아니다. 우리 몸속에서는 포도당, 지방, 아미노산을 분해하는 과정에 산소가 없더라도 약간의 ATP가 합성된다. 호흡이 ATP 합성에 효율적이기 때문에 산소가 없는 환경에서도 호흡을 할 수 있는 생물들이 출현했던 것 같다. 물론 이들은 산소 대신 질산이온이나 황산이온을 사용하여 전자를 끌어당겨 ATP를 합성한다. 이러한 호흡을 무기호흡이라 하는데 수생 조건을 포함한 무산소 환경에서 서식하는 많은 세균에서 발견할 수 있다. 그러나 주목할 점은 산소를 이용한 ATP 합성이 훨씬 효율적이라는 사실이다. 겉으로 보면 코로 숨을 쉬는 것이 삶과 죽음을 가르는 중요한 일인 것 같다. 그러나 생명을 유지하는 것은 세포호흡을 통한 ATP 합성이다. 눈에 보이지는 않지만 세포호흡이 없다면 코로 숨을 쉬는 행위는 무의미하다. 우리 삶도 마찬가지인 듯하다. 정치, 경제, 외교 등 국가의 정책 결정이라는 호흡도 우리 국민들 개개인이 행복하고 활기차게 삶을 살아가는 세포호흡을 위한 것이다. 그러므로 국가의 정책 결정 방향도 너무나도 분명하다. 생물이 생존하는 방식에서 배울 일이다.

국내 연구진이 폐암과 전립선암 세포의 성장을 원천 차단할 수 있는 신종 항암물질을 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST) 화학키노믹스센터 연구진은 암 세포의 에너지 확보와 생성과정을 교란시켜 암세포 성장을 차단하고 암을 치료할 수 있는 새로운 화학물질을 찾아냈다고 5일 밝혔다. 이번 연구결과는 화학 분야 국제학술지 ‘의약화학’(Journal of Medicinal Chemistry)에 실렸다. 암세포는 성장이나 분열속도가 정상세포보다 빠른데 이는 에너지 생성 과정도 다르기 때문이다. 암세포는 생체 내에서 포도당이 연소돼 에너지로 변할 때 만들어지는 피루브산을 세포 소기관인 미토콘드리아로 보내는 것이 아니라 다시 젖산염으로 변환해 에너지를 생산해 소비한다. 연구팀은 암 세포의 이런 특징에 착안해 암세포만 선택적으로 공격할 수 있는 물질을 만들어 냈다. 연구팀은 암세포가 피루브산을 사용하는 것을 막기 위해 ‘피루브산 탈수소효소 키나아제’(PDHK)라는 효소 활동을 억제하는 물질을 찾아냈다. 이 효소는 위암, 피부암, 폐암 등 다양한 암세포에서 과다하게 발현되는 것으로 알려져 있다. 연구팀이 발굴한 효소 억제 물질은 기존의 PDHK 저해제보다 특히 폐암과 전립선암 세포 성장을 차단해 암세포 사멸효과가 뛰어난 것으로 확인됐다. 더군다나 암세포의 미토콘드리아 기능을 저해함으로써 에너지 생성도 막아 정상세포에는 영향을 미치지 않고 암세포만 제거할 수 있는 것으로 확인했다. 이 때문에 기존 항암제와 함께 사용할 경우 폐암 세포의 성장을 막고 사멸까지 유도할 수 있을 것으로 보인다. 심태보 KIST 박사는 “이번 연구는 아직 독성연구가 되지 않은 기초연구단계이기는 하지만 안전성이 확인될 경우 암 뿐만 아니라 당뇨 같이 PDHK 때문에 발생하는 질환들의 치료제로도 활용할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 옥수수나 사탕수수 같은 식용 식물이 아닌 억새처럼 먹지 못하는 식물 바이오매스로부터 바이오화학의 비밀병기로 불리는 바이오슈가와 고부가가치 산물을 생산해낼 수 있는 기술을 개발해 화제다. 한국화학연구원 바이오화학연구센터는 ‘바이오화학산업의 쌀’로 불리며 다양한 화학제품의 원료가 되는 바이오슈가를 시험용 공장에서 생산하는데 성공했다고 5일 밝혔다. 바이오슈가 생산에 성공한 기업은 미국과 영국의 기업 몇 곳에 불과한데 연구팀은 이번에 목질계 바이오매스에서 바이오슈가를 제조하는 방법을 포함해 27건의 특허를 등록 및 출원했다. 바이오연료, 바이오플라스틱, 바이오섬유, 바이오포장재는 물론 각종 식품첨가물, 정밀화학제품을 만드는데 활용되는 바이오슈가는 비식용 바이오매스로 만든 산업용 포도당이다. 전 세계 바이오화학 제품 시장규모는 2017년 기준 약 3490억 달러(약 405조원)에 이르는데 이 중 바이오슈가 시장은 10% 정도를 차지하고 있는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 억새풀과 팜유를 추출하고 남은 껍질 같은 바이오매스에서 바이오슈가와 각종 고부가가치 부산물을 만드는 종합공정기술을 개발했다. 연구팀은 바이오매스를 잘게 부숴 죽처럼 만든 뒤 압착해서 짜내는 습식분쇄와 압착공정을 거쳐 액상비료와 생리활성물질을 얻는다. 그 다음 액체를 빼낸 고체만 고온과 고압 조건에서 쪄내면 자일로스와 식이섬유를 얻게 된다. 여기서 남은 것을 기계적 정쇄, 효소를 더해 가수분해 과정을 거치면 포도당을 추출할 수 있게 되며 당용액을 분리할 수 있다. 이 과정에서 세번째 산물인 리그닌 함유물을 고체로 얻게 된다. 마지막으로 당용액을 농축하면 바이오슈가를 얻게 되는 것이다.시험용 공정이지만 이 같은 과정을 통해 하루에 바이오슈가 70㎏, 액상비료 200ℓ, 자일로스와 식이섬유 200ℓ, 리그닌 50㎏을 얻을 수 있다. 이번에 개발된 공정은 각종 물질을 추출해 내는 과정에서 화학약품을 사용하지 않고 거의 물만 사용하기 때문에 생산비용과 폐기물 발생이 적다는 특징이 있다. 외국에서 바이오슈가를 생산하는 과정에서는 염산이나 황산 같은 화학약품을 사용하기 때문에 특수 반응기를 설치하는 등 초기투자비가 많이 들고 최종 산물 생산 이전에 독성물질을 제거하고 폐기물 처리도 특수과정을 거쳐야 하기 때문에 비용이 많이 든다.이번 연구를 이끈 유주현 화학연구원 박사는 “화학 약품을 사용해 바이오슈가를 만드는 공정은 고부가가치 부산물이 거의 나오지 않고 처리비용 때문에 수익성이 문제가 있다”면서 “이번에 개발한 기술은 고부가가치 부산물 생산 뿐만 아니라 정제 비용이 거의 들지 않아 상용화가 손쉬울 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

식사시간과 운동시간을 적절하게 변경하는 것이 운동효과를 최대치로 끌어올리는데 도움이 된다는 사실을 입증한 연구결과가 공개됐다. 영국 버밍엄대학과 바스대학 공동 연구진은 비만 또는 과체중으로 분류된 남성 30명을 대상으로 6주간 진행했다. 연구진은 실험참가자들을 운동 전과 후 아침식사를 한 그룹과 생활습관을 바꾸지 않은 그룹으로 나누고, 동일한 운동과 식사를 유지하도록 했다. 그 결과 아침식사 이전에 운동을 한 사람은 아침식사 후 운동한 사람에 비해 지방이 2배 더 많이 연소되는 것을 확인됐다. 연구진에 따르면 아침까지 공복을 유지한 경우, 인슐린 수치가 낮아진 상태에서 운동을 하게 되고 이 경우 주로 지방조직 및 근육 내의 지방을 에너지로 사용하기 때문으로 밝혀졌다. 6주의 실험기간 동안 참가자들의 체중이 감량하는 폭이 크진 않았지만, 아침식사 전 공복 상태에서 운동할 경우 신체가 인슐린에 더 잘 반응해 혈당수치를 조절하고, 잠재적으로 당뇨병과 심장병 등의 위험을 낮춘다는 장점이 있었다. 바스대학 건강학과의 하비에르 곤잘레스 박사는 “이번 실험은 운동할 때, 식사시간을 변경하면 전반적인 건강에 중대한 변화를 가져올 수 있다는 사실을 입증했다”면서 “이러한 변화는 체중감량에 큰 영향을 미치지는 않았지만, 전반적인 건강을 크게 향상시켰다”고 강조했다. 이어 “아침식사 전에 운동을 한 그룹은 인슐린에 대한 반응 능력이 높아졌다. 혈당에서 근육으로 포도당이 더 잘 운반이 됐고, 체내 단백질 수치도 더 높게 증가했다”고 덧붙였다. 연구진은 이번 연구가 남성을 대상으로 했다는 점에서 한계가 있으며, 차후 여성을 포함한 여러 그룹에 대한 연구를 진행할 예정이라고 밝혔다. 다만 전문가들은 빈혈이나 고혈압, 심장질환, 관절염이나 허리디스크 등의 증상이 있는 경우 공복 또는 아침 운동을 피하는 것이 좋다고 권장한다. 자세한 연구결과는 미국 내분비학회 학술지 ‘임상 내분비학·대사 저널’(Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

1만년 전쯤 인류는 곡물로 술을 만들면서 시행착오를 겪은 끝에 보리에서 효과적으로 필요한 당분을 얻을 수 있다는 것을 알게 됐다. 그래서 맥주의 역사는 다른 술보다 길다. 또 농부들은 콩과(科)식물을 심었던 밭에 다른 작물을 심으면 생산성이 높아진다는 것을 경험으로 알고 있었다. 보리나 콩과식물에 공생했던 뿌리혹박테리아는 효과적으로 당분을 얻을 수 있고 다른 작물의 수확량을 늘리는 데 도움을 주는 효소를 제공한다. 효소는 생명의 모든 화학작용에 관여한다고 해도 지나친 말이 아니다. 어떤 분자든 합성되면 일정한 구조를 유지하게 되는데 이를 위해 필요한 에너지가 바로 활성화에너지다. 이 에너지가 없다면 포도당과 과당이 합쳐져 만들어지는 설탕 분자는 곧바로 포도당과 과당 상태로 되돌아간다. 모든 분해 작용이 그렇듯 설탕의 분해도 언젠가는 일어난다. 문제는 설탕이 포도당과 과당으로 분해될 때까지 활성화에너지가 줄어들도록 마냥 기다려야 한다는 점이다. 이때 설탕 분해 효소를 더해 주면 설탕의 활성화에너지가 낮아져 화학반응이 빠르게 일어난다. 효소는 일어나지 않을 반응을 만들어 내지는 못하지만 일어날 반응을 매우 빠르게 진행시키는 촉매 역할을 한다. 효소는 아주 낮은 농도에서도 엄청난 효과를 발휘한다. 효소 분자 한 개만으로도 수백만 분자의 설탕을 분해하고도 남는다. 생명을 위한 화학반응도 속도가 중요하다. 무작정 일어날 반응을 기다리다가는 큰일 날 수 있다. 예를 들어 소화효소가 없다면 음식을 먹고 난 뒤 언젠가 분해될 때까지 몸에 담아 놔야 하기 때문에 위장은 수십 배로 커져야 한다. 또 상처에서 피가 나면 많은 효소가 빠르게 순차적으로 활성화돼야 한다. 혈액응고단백질인 피브린이 활약하지 않으면 언젠가 피가 굳을 때까지 출혈을 감수해야 한다. 우리 몸은 필요할 때 필요한 장소에서 필요한 만큼 효소가 작동하게 하는 조절 시스템을 가지고 있다. 적절한 억제제를 사용해 효소의 작용 정도를 조절하거나 특정 효소 때문에 과잉 합성된 것이 있다면 합성 과정을 억제해 적정 수준으로 떨어지도록 하기도 한다. 또 서로 관련이 있는 효소들은 세포 내 한 곳에 몰려 있기도 하다. 효소는 활성이 잘되는 산도(pH)와 온도가 있다. 우리의 혈액과 체액은 pH 7.4로 약염기성이다. 그러므로 효소 대부분의 최적 pH는 7.4 정도다. 물론 위액에서 단백질을 분해하는 효소인 펩신처럼 강산인 pH2에서 가장 활성이 잘되는 예외도 있다.효소 활성에 적합한 온도는 당연히 체온이다. 체온이 올라가면 대부분 단백질인 효소는 변형이 일어나 제 기능을 발휘하지 못한다. 그렇기 때문에 오랫동안 고온에 시달리는 것이 위험하다. 지구상의 생물은 진화 과정을 통해 에너지 형태인 ATP를 생산하거나 타이밍을 위해 효소를 선택하거나 준비하는 과정을 거친 뒤 현재 상태에 이르게 됐다. 생명이 끊임없이 이어지고 다양하게 번성할 수 있었던 것은 생명체가 화학반응의 기본을 잘 갖추고 있었기 때문이다. 요즘 일본과 경제전쟁 상황에 놓여 있다. 국가나 개인이나 오래 이어지고 번성하려면 사회든 과학기술이든 기본에 충실해야 한다. 그런데 우리 사회는 기본에 충실하기보다는 당장의 경쟁에서 이기는 것에만 관심을 갖는 것 같아 씁쓸하다.

‘링거워터 링티’가 판매 500만 포 돌파를 기념해 1일부터 7일까지 택배기사를 응원하기 위한 캠페인으로 ‘링티 쉐어’ 이벤트를 진행한다. ‘마시는 링거’라는 확실하고 획기적인 컨셉으로 음료형 수액시장에서 선두주자로 자리매김한 링거워터 링티는 수분충전과 피로회복에 도움을 줄 수 있다고 입소문이 나면서 매출 호조를 보이고 있다. 이번 택배기사 응원 이벤트 ‘링티 쉐어’는 고객이 링티를 구매하면 500ml 생수와 링티 2포, 직접 작성할 수 있는 감사카드가 함께 배송된다. 이 응원 패키지를 고객이 직접 현관문 앞에 걸어두어 택배기사에게 전달해 링티와 함께 감사의 마음을 전할 수 있는 기회를 마련했다. 링티는 물 500ml에 가루 분말을 섞어 마시면 혈장량을 증가시켜 뛰어난 체내 수분 흡수율로 수액을 맞은 것과 유사한 효과를 기대할 수 있다. 뿐만 아니라 포도당과 전해질, 비타민과 타우린 등 피로회복에 도움을 주는 성분이 담겨있다. 특히 탄산음료나 커피와는 달리 무카페인, 무설탕, 무색소, 무첨가제로 건강한 음료라는 점에 직장인, 주부, 수험생 등 다양한 연령층에서 각광받고 있다. 재활의학과 의사인 이원철 링거워터 대표는 육군 특전사 군의관 복무 당시 강도 높은 훈련으로 탈진하는 병사들을 보고 간편하게 마실 수 있는 수액의 필요성을 느껴 링티를 개발했다.링티는 그동안 군부대와 소방서 후원 활동도 꾸준히 이어왔다. 체력 소모가 큰 ‘극한 직업’으로 불리는 택배기사에게 링티 쉐어 이벤트로 응원의 메시지를 전하는 한편, 앞으로 고객 참여형 캠페인과 함께 사회 공헌 활동 및 후원을 확대할 계획이다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

굶주린 역사를 거쳐 찾아온 현대문명의 풍요로움은 인류에게 ‘다이어트’라는 풀리지 않는 과제를 안겼다. 채집과 수렵을 통한 생존에 최적화된 인간의 신체는 섭취한 영양분을 최대한 지방으로 저장하도록 효율적으로 발달했다. 먹을 것이 넘쳐나는 먼 미래의 일만큼은 유전자가 미처 예측하지 못했던 탓이다. 절제가 사라진 사회에서 역설적으로 날씬한 몸에 대한 사람들의 욕망은 끝도 없이 불어났다. 원푸드 다이어트, 소식(칼로리 제한) 다이어트, 당질 지수(GI) 다이어트, 고단백 다이어트, 덴마크 다이어트, 디톡스 다이어트 등 수많은 식이요법이 유행처럼 휩쓸고 지나갔다. 이런 가운데 최근에는 저탄고지(LCHF·Low Carb High Fat) 식이요법이 유행의 바통을 이어 받았다. 일정한 열량을 유지하면서 비교적 지방을 마음껏 섭취하고 탄수화물을 소량으로 제한하는 저탄고지 다이어트의 핵심 논리는 탄수화물로부터 오는 포도당 대신 지방에서 생성되는 케톤이라는 물질을 에너지원으로 써 신체의 지방량을 줄이는 것이다. ‘콜레스테롤의 적’으로 지목되는 지방 섭취를 늘리는 것은 위험하다는 주류학계의 주장과 이를 반박하는 주장이 맞서고 있지만 이 식이요법은 최근 수년간 미국, 유럽, 아시아 전역으로 빠르게 번지고 있다. 편의점에선 저탄고지 식단을 지키는 ‘키토인’들을 위한 방탄커피를 판매하고, 대도시를 중심으로 저탄고지 음식을 파는 ‘키토 프렌들리’ 레스토랑까지 생겨날 정도다. 저탄고지는 과연 비만을 해결해 줄 구원자가 될 수 있을까. 지난 16일 국내 1호 저탄고지 전문 레스토랑인 ‘디라이프스타일키친’을 운영하는 이승훈(57) 대표를 서울 중구의 매장에서 만났다. 그는 “저탄고지로 체중 감량에 성공하기 위해서는 이를 다이어트 방법이 아닌 ‘라이프스타일’로 받아들여야 한다”고 강조했다. 살을 뺀다는 것은 결국 인간의 본능에 해당하는 식욕을 참는 일인데 본능을 억제하며 살아간다는 것은 누구에게나 불가능에 가깝다. 물론 목표가 확실하고 이에 대한 절실함이 있다면 일시적으로 본능을 누를 순 있지만 목적을 달성하고 나면 절실함이 사라져 또다시 본능이 튀어나오게 되는데 이것이 바로 요요현상이라는 것이다. 그는 “다이어트 성공의 핵심인 지속성을 유지하기 위해선 신체 메커니즘을 이해하고 좋은 식이요법을 체화하는 수밖에 없다”고 말했다. 그가 ‘저탄고지 예찬론자’가 돼 식당까지 차리게 된 건 저탄고지를 생활방식으로 받아들인 이후 신체의 변화를 직접 겪었기 때문이다. 광고회사와 정보기술(IT)교육업체를 운영하던 그는 2년 전 다이어트에 처참하게 실패했다. 40대까지는 ‘177㎝, 68㎏’이라는 보기 좋은 숫자를 유지했지만 음주를 즐기지 않음에도 50대가 넘어가자 몸무게가 불어나기 시작했다. 헬스를 시작했지만 얼마 후 운동을 그만두고 나니 80㎏ 넘는 체중에 배만 불룩 나온 체형으로 변해 있었다. 확실한 체중 감량을 위해 가족과 함께 다이어트를 하기로 결심하고 내기도 했다. 가장 많이 뺀 사람에게 현금 20만원을 주기로 했는데 한 달 뒤 딱 1㎏을 뺀 그가 부인과 딸에게 돈을 받았다. 무조건 음식 섭취를 줄이려고 하다 보니 배고픔을 다스릴 수가 없었다.그는 다이어트에 관한 책을 닥치는 대로 읽다가 저탄고지 관련 도서에서 시선이 멈췄다. 다이어트의 대부분이 칼로리 제한 방식이었는데 건강한 음식을 먹으면서 살을 뺄 수 있다는 주장과 이를 설명하는 논리가 설득력이 있었다. 당장 실행에 옮겼다. 아침과 점심에는 채소에 올리브오일을 듬뿍 뿌려 단백질, 지방 위주의 무탄수화물 식단을 지키고, 저녁에만 현미밥 3분의2공기를 먹었다. 간식으로는 아몬드에 최상급 버터를 발라 먹었다. 고급 과자 맛이 나 군것질이 생각나지 않았다. 3개월간 지속했더니 몸무게가 14㎏ 빠졌다. 마침 건강식을 파는 외식사업을 준비 중이었던 그는 직원들과 논의해 저탄고지 음식을 파는 레스토랑을 시작하기로 했다. 문제는 누가 먹어도 맛있는 메뉴를 개발하는 것이었다. 당질 제한식이 발달된 일본에 가서 저탄고지 음식들을 둘러봤지만 결정적으로 맛이 없었다. 특히 ‘저탄’의 음식을 만드는 게 도전이었다. 버터, 고기, 올리브오일 등 지방을 쓸 수 있는 재료는 많았지만 밥, 피자, 버거 등에 있는 탄수화물을 대체하면서 일정 수준 이상의 맛을 낸다는 건 쉽지 않았다. 6개월간 셰프들과 연구한 끝에 질경이 씨앗의 껍질 가루인 차전자피와 아몬드, 버터를 활용해 피자 도우로, 버거 번으로, 타코 페이퍼로 썼다. 그는 “음식을 개발하면서 밀가루는 정말 위대하다는 것을 깨달았다”며 웃었다. 비빔밥은 곤약과 현미를 섞어 만들었다. 저탄고지를 하지 않는 일반 손님들을 위해 파이토케미컬(항산화 작용을 하는 채소)과 지중해식 식단 위주의 메뉴도 추가해 지난 6월 식당 문을 열었다. 키토인 손님보다 일반 손님이 압도적으로 많다. 그는 “당뇨로 제한된 음식을 먹어야 하는 환자들이 레스토랑에 방문해 ‘내가 피자와 햄버거를 이렇게 맛있게, 마음껏 먹을 수 있을지 몰랐다’고 말할 땐 정말 뿌듯하다”면서 “우리 음식을 통해 ‘진짜 건강함’이란 무엇인지를 고민하고 건강한 라이프스타일을 지키는 사람이 늘어났으면 좋겠다”고 밝혔다. 글·사진 심현희 기자 macduck@seoul.co.kr

인체의 화학공장이라고 불리는 ‘간’은 1000여 종류의 효소를 이용해 영양분의 물질대사를 담당하고 해독, 면역작용, 호르몬 조절 등 500여 가지 기능을 수행한다. 간에 문제가 발생하면 신체 각 부위에 심각한 건강상 문제가 발생하는 이유이기도 하다. 일반적으로 잦은 음주나 과도한 음주를 하는 사람들은 간세포에 과다한 지방이 붙는 지방간 증상이 나타나기도 한다. 문제는 지방간 자체는 특정 증상을 일으키지 않지만 계속 지방이 축적될 경우 간이 딱딱해지는 간경변이나 간암을 유발해 생명을 앗아가기도 한다. 그러나 음주를 하지 않는 사람들에게서도 지방간 증상이 나타나기도 하는데 이를 ‘비알콜성 지방간’(NAFLD)라고 한다. 중국 의과학자들은 비알콜성 지방간을 유발시키는 장내 미생물을 발견했고 이 장내 미생물이 좀 더 술에 쉽게 취하게 만들고 지방간 유발 속도를 빠르게 한다는 사실을 밝혀냈다.중국 베이징 수도소아과학연구소, 중국질병통제예방PLA센터, 수도의대 감염질병연구소, 수도의대 기초의과학부, 간연구소, 화중농업대 수의과학대, 윈저우의대 제1부속병원, 국립바이러스질병통제예방연구소, 우한 바이러스연구소, 베이징 미생물학·역학연구소, 중국과학원대, 중국과학원 미생물학연구소 공동연구팀은 NAFLD를 유발시키는 장내 미생물을 발견하고 이것이 지방간을 유발시키는 메커니즘을 알아냈다고 22일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 메타볼리즘’ 20일자에 실렸다. 비알콜성 지방간(NAFLD)을 앓는 사람은 전 세계적으로 약 10억명에 이르며 미국인 중에서는 3명 중 1명이 지방간으로 고생하는 것으로 알려져 있다. NAFLD 환자 중 약 4분의 1은 간경변이나 간암으로 발전해 생명을 위협받기도 한다. 연구팀은 2014년 6월 술을 한 방울도 마시지 못하는 27세의 중국인 남성이 고탄수화물과 단 음식을 먹은 뒤 만취해 의식을 잃은 상태로 병원에 실려온 사례에 주목했다. 이 남성은 술을 만드는 것처럼 체내에서 탄수화물이나 포도당을 알콜로 변환시키는 ‘자동양주 증후군’(auto-brewery syndrome)이라고도 부르는 증상을 갖고 있는 것으로 알려졌다. 실제로 콜라 몇 잔을 마시거나 당분이 많은 음식을 먹으면 혈중 알콜농도가 400㎎/㎗까지 올라가는 것으로 확인됐다. 이는 40도의 독한 위스키를 스트레이트로 15잔 이상 마신 것과 비슷한 수준이다. 연구팀은 이 남성에게서 대변 샘플 14개를 채취해 분석하는 한편 NAFLD 환자 43명과 간질환이 전혀 없는 48명의 분변을 분석했다. 분석 결과 해당남성은 물론 NAFLD 환자 중 60%는 알콜을 다량으로 생산하는장내미생물이 발견됐다. 알콜을 섭취하지 않더라도 장내 미생물에 의해서 NAFLD가 발생할 수 있다는 설명이다. 연구팀은 무균처리 된 생쥐에게 3개월 동안 이 장내미생물을 복용시킨 뒤 관찰한 결과 복용 한 달만에 지방간이 발생했다. 이후 K. pneumonia 미생물을 없애주는 항생제를 복용시키면 지방간 증상이 호전된다는 사실을 확인했다. 징 유안 중국 수도소아과학연구소 교수는 “이번 연구를 통해 비알콜성 지방간의 원인이 장내 미생물이라는 사실 뿐만 아니라 K. pneumonia 미생물이 장내에 있는 사람들은 술을 마시면 더 쉽게 취하고 지방간이 쉽게 발생한다는 것을 알게 됐다”라며 “지방간 치료를 위한 새로운 방법을 개발하는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

물고기를 제외한 대부분의 생물들은 물에 빠지면 죽는다. 물에 빠지면 숨을 쉬지 못하고, 숨을 쉬지 못하면 죽는다. 산소 공급이 부족해져서다. 사실 물고기도 물로부터 산소를 얻는 과정이 없으면 죽는다. 산소가 충분히 공급되지 않으면 생명 유지에 필요한 에너지인 ATP가 합성되지 않기 때문이다. 잠시라도 ATP가 일정 정도 이상 공급되지 않으면 생명을 유지할 수 없다.ATP가 도대체 무엇이길래 생명을 죽이고 살리고 하는 걸까? ATP는 몸속에서 수많은 화학반응이 일어나게 하고 모든 움직임과 물질 수송에 사용된다. 생명을 유지하는 거의 모든 활동에 사용되는 물질이다. 생물들은 왜 수많은 화학 분자 중 ATP를 사용할까? 대용량 휴대전화 배터리처럼 많은 에너지를 가지고 있는 것은 아니지만 포도당을 비롯한 많은 유기분자와 비교하면 꽤 작지만 사용하기에 편리하다. ATP에는 3개의 인산이 붙어 있는데 인산은 모두 음성(-)을 띠고 있어서 서로 반발한다. 약간의 화학적 환경만 제공해 주면 인산 하나가 쉽게 떨어져 나가서 ADP가 된다. ATP가 ADP가 된다는 것은 인산이 3개 붙은 구조에서 1개가 떨어져 나가 인산 2개를 가진 구조가 된다는 뜻이다. 이 과정에서 에너지가 발생하고 그 에너지를 생명 유지에 사용하는 것이다. 에너지를 사용한 상태인 ADP에 인산 1개를 붙여 놓아야, 다시 말해 충전해 놓아야 ATP가 되고 충전된 에너지를 쓸 수 있게 된다. 우리가 열심히 숨을 쉬고 음식을 섭취하면 세포 내 미토콘드리아들이 ADP에 인산을 붙여 ATP를 만든다. 그래서 ATP는 마치 충전해서 쓰는 전지와 같다. 생물들은 ADP를 재료로 끊임없이 ATP를 만들고 생명을 유지하기 위해 끊임없이 ATP를 소모해서 ADP로 바꾼다. 다른 모든 화학 반응과 마찬가지로 우리 몸에서 일어나는 화학 반응도 발열 반응 아니면 흡열 반응이다. 자유에너지 변화량은 반응 이후의 자유에너지에서 반응 전의 자유에너지를 뺀 값이다. 발열 반응은 그 값이 0보다 작은 것으로 반응 전 자유에너지가 더 많아서 반응은 저절로 일어난다. 사실 생명이 유지되는 상태도 우리 몸 내부 전체의 자유에너지 변화량이 0보다 작은 상태라 할 수 있다. 그러려면 분자들을 전환시키거나 합성하는 많은 반응들처럼 에너지를 공급하지 않으면 꿈쩍 않는 흡열 반응도 자유에너지 변화량을 0보다 작게 만들어야 한다. 이때 필요한 것이 ATP다. ATP를 공급해 반응 전 자유에너지를 늘리면 반응이 일어나게 된다. 생물은 이렇듯 자유에너지 변화량을 0보다 작게 유지하기 위해 일정 정도 사용할 수 있는 양의 ATP를 확보해야 한다. 그래야 필요한 모든 화학 반응, 수송, 움직임 등이 일어날 수 있다. 참고로 생명 활동이 중지된 죽음을 에너지 개념으로 바꿔 보면 자유에너지의 변화량이 0이라고 할 수 있다. 산꼭대기에 올려놓으면 굴러 내려가는 바위를 끊임없이 산꼭대기에 올려놓아야 하는 그리스 신화 속 시시포스처럼 우리 몸에서 ATP와 ADP의 상호 전환은 죽을 때까지 이어진다. 한껏 무의미해 보이는 단순 반복이지만 이 단순 반복 과정이 근간이 돼 우리는 인격체로서 인간다운 일을 하며 성장하고 가치를 갖게 된다. 매일매일 반복되는 일상이 소중한 이유가 바로 이런 이유 때문일 것이다.

네오크레마는 한국 유산균 프로바이오틱스 학회와 고려대학교가 ‘프리바이오틱스를 이용한 피부건강’이라는 주제로 지난 2일 고려대학교에서 공동연구 협약식을 맺었다. 이번 공동연구는 네오크레마가 개발한 고순도 갈락토올리고당이 콜라겐 분해효소인 MMP2와 MMP9의 활성을 저해해 콜라겐 활성화에 도움을 준다는 논문결과를 바탕으로 고순도 갈락토 올리고당을 콜라겐과 함께 섭취하였을 때 어떠한 긍정적인 효과를 낼지에 대한 확장연구이다. 네오크레마의 고순도 갈락토올리고당은 ‘모유성분인 갈락토실락토스가 강화된 갈락토올리고당 제조방법’과 ‘피부미용용 식품조성물 및 화장품 조성물’ 두 가지의 특허를 획득한 제품이다. 이는 네오크레마가 세계최초로 개발한 기술로 기존 갈락토올리고당에 발효과정을 더해 포도당을 줄이고 갈락토올리고당의 순도를 높였다. 갈락토올리고당은 분유에 변비 및 설사를 개선하기 위해 들어가는 중요한 원료 중 하나로 모유성분 중에서 3번째로 많은 성분이다. 특허 내용에서 알 수 있듯이 모유 성분이 강화돼 유아식에 적용 시 모유를 섭취했을 때와 유사한 프리바이오틱 효과를 기대할 수 있다. 또한 인체 임상을 통해 장 환경 개선뿐만 아니라 피부개선을 유도하는 마이크로바이옴 원료로도 자리매김 했다. 네오크레마 김재환 대표는 “항노화산업이 빠른 속도로 성장하는 시장에서 이번 연구가 고순도 갈락토올리고당의 가지고 있는 고유의 기능성을 더욱 돋보이게 할 수 있을 것이며 화장품시장으로의 사업확장에 순풍을 가지고 올 것으로 예상한다”라며 높은 기대감을 보였다. 한편, 네오크레마는 글로벌 바이오 최근 코스닥 예비심사에 승인된 기능성 식품원료 제조, 유통회사다. 20년간의 업력과 신뢰를 바탕으로 56개국 대리점구축 및 국내 유명 식품 및 제약회사 300여 곳에 기능성 식품소재를 공급 중이다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

성인 여성 하루 당 권고량 50g 이하 빙수 한 그릇만 먹어도 권고치 ‘훌쩍’ 첨가당 든 식품, 혈당치 급격히 높여 피로·무기력증 유발… 장내 독소 쌓여 과일은 혈당 천천히 올라 건강에 도움 탄산음료 등 줄이고 과일·우유로 대체직장인 A씨는 여름철 덥고 피곤할 때마다 탄산음료를 찾는다. 아침을 플레인 요구르트로 가볍게 먹고, 간식으로 초코칩 쿠키를 즐긴다. 점심 뒤 동료와 삼삼오오 모여 빙수를 먹기도 한다. 이렇게 A씨가 가공식품으로 섭취한 당은 하루 약 127g. 각설탕(3g) 42개 분량이다. 우리가 무심코 먹는 가공식품에는 생각보다 많은 당이 들었다. 23일 식품의약품안전처에 따르면 평균적으로 바닐라 아이스크림(100g)에 15g, 초코칩 쿠키(50g)에 20.1g의 당이 들었다. 콜라 1캔(250㎖) 27g, 카페모카 1잔(300㎖) 13.5g, 플레인 요구르트(300㎖) 35g이다. 서울시가 시판 중인 생과일주스류 19종과 빙수류 63종의 당을 분석한 결과 1인 섭취량 기준으로 빙수에는 45.6g, 생과일주스에는 55g이 들어 있었다. 빙수 한 그릇만 먹어도 하루 가공식품 당류 섭취 권고치를 훌쩍 넘는다. 세계보건기구(WHO)는 당류 섭취를 총열량의 10% 미만으로 제한할 것을 권고한다. 하루에 2000㎉(성인 여성 기준)를 섭취한다면, 이 가운데 가공식품으로 섭취하는 당류가 200㎉ 이하여야 한다는 것이다. 당 1g이 4㎉의 열량을 내는 점을 감안하면 50g 이하로 섭취해야 한다. 즉 무게가 3g인 각설탕을 하루 16~17개까지만 섭취해야 건강에 해롭지 않다는 의미다. 식약처는 이 기준에 따라 당류 섭취 기준을 하루 총칼로리 섭취량의 10∼20%로 제한했다. 이 중 첨가당 섭취 기준은 10% 이내로 정했다. 자연당과 첨가당을 합쳐 하루에 100g, 첨가당은 50g 이내로 섭취해야 한다. 하지만 사탕과 초콜릿, 아이스크림, 탄산음료, 요구르트, 과자, 빵에 첨가당이 많이 들어가 이를 지키기가 쉽지 않다. 우리 국민의 하루 당류 섭취량은 2016년 기준 74g으로, 기준치인 100g을 밑돈다. 그러나 어린이와 청소년, 청년층을 중심으로 가공식품을 통한 첨가당 섭취가 늘고 있어 주의해야 한다. 2016년 식약처 조사에 따르면 우리나라 어린이·청소년·청년층(3∼29세)이 가공식품을 통해 섭취한 당류는 이미 2013년에 기준치를 넘어섰다. 가공식품으로 당류를 권고 기준 이상 섭취하는 사람은 전체 조사자의 34.0%다. 19~29세의 47.7% 6~11세의 47.6%가 권고기준 이상으로 당류를 섭취하고 있다. 가공식품을 통한 당류 섭취량이 1일 총열량 섭취량의 10%를 초과하면 그렇지 않은 사람보다 비만 위험 39%, 고혈압 위험 66%가량 높아진다. 미국 질병통제예방센터(CDC) 연구에 따르면 설탕을 과다하게 섭취하는 사람은 설탕이 조금 첨가된 음식을 먹는 사람보다 심장질환으로 사망할 위험이 3배 높다. 2010년 미국 하버드대 보건대학원 영양학과는 당분이 첨가된 음료를 하루에 한두 잔 마시는 사람에게서 당뇨병에 걸릴 위험이 26%, 대사증후군에 걸릴 위험이 20% 증가한다는 연구 결과를 발표했다. 첨가당이 많이 든 식품은 열량 말고는 영양적 가치가 없다고 해서 흔히 ‘빈(empty) 칼로리 식품’으로 불린다. 첨가당이 많이 든 식품을 즐겨 먹다 보면 영양소가 골고루 함유된 건강식품 섭취에 소홀해지기 쉽다. 순수 당 결정인 설탕을 먹으면 체내에 당 성분이 빠르게 흡수돼 혈당치를 끌어올린다. 혈당치가 높아지면 뇌는 혈당을 떨어뜨리고자 췌장에서 인슐린을 분비한다. 인슐린으로 혈당치가 낮아져 정상적인 수준을 유지하면 다행이지만, 설탕의 당 성분이 워낙 급격히 혈당치를 상승시키다 보니 뇌가 당황해 인슐린을 한꺼번에 다량 분비해 혈당을 정상 수준보다 낮게 떨어뜨린다. 그러면 일시적으로 저혈당 증상이 오게 되고 뇌는 혈당치를 빨리 회복시키고자 다시 설탕을 찾도록 신호를 보낸다. 설탕이 많이 든 케이크나 과자를 먹으면 계속해서 또 먹고 싶은 충동이 드는 게 이런 이유에서다. 이렇게 당과 인슐린 수치가 하루에도 몇 번씩 롤러코스터를 타면 혈당관리 시스템에 문제가 생긴다. 당을 받아들이는 우리 몸의 세포가 지쳐버려 포도당을 제대로 연소하지 못하게 돼 갈 곳을 잃은 당은 엉뚱한 곳에 쌓여 살을 찌운다. 정작 근육이나 장기 등 신체기관은 포도당을 에너지원으로 쓰지 못해 기아 상태에 빠진다. 피곤해서 먹은 당 때문에 더 심한 피로가 올 수 있다. 인슐린을 만드느라 격무에 시달린 췌장이 일손을 놔버리면 당뇨병이 생긴다. 이쯤 되면 장 기능도 좋을 리가 없다. 설탕을 많이 먹으면 장내 나쁜 세균이 활발하게 증식해 장 기능을 해치고 장 점막까지 손상시킨다. 장이 정상적으로 기능하지 않으면 장내 독소가 그대로 쌓여 만성피로를 유발하고 이 독소가 몸 구석구석을 돌아다니며 서서히 몸을 망가뜨린다. 단맛은 뇌의 쾌락 중추를 자극해 신경전달물질인 세로토닌을 분비시켜 심리적 안정감을 느끼게 한다. 하지만 과잉 섭취하면 중독으로 이어질 수 있다. 단맛이 나는 아이스크림이나 과자 등을 어릴 적부터 먹은 성인은 설탕 중독에 더 쉽게 노출된다. 그야말로 악순환의 연속이다. 흔히 액상과당으로 불리는 ‘고과당옥수수시럽’(HFCS)도 몸에 안 좋기는 마찬가지다. 액상과당은 옥수수의 포도당을 과당으로 전환한 설탕의 대체재다. 탄산음료와 분유, 과자, 젤리, 물엿, 조미료 등 단맛이 나는 거의 모든 가공식품에 들어간다. 요리할 때 설탕 대신 넣는 요리당이나 파우치에 든 레토르트 식품, 반찬가게에서 파는 콩자반 등에도 숨어 있다. 미국의학협회는 설탕이나 HFCS나 해롭기는 마찬가지라고 발표했다. 다만 모든 당이 몸에 나쁜 것은 아니다. 과일에도 많은 양의 당이 들어 있지만 섬유소를 함께 섭취하기 때문에 혈액의 포도당 함량인 혈당치가 완만하게 상승하고 천천히 하락한다. 서울 백병원 가정의학과 강재헌 교수팀이 경기 과천의 초등학교 4학년생 800여명을 2008년부터 4년간 추적 조사한 결과 과당을 많이 먹을수록 초등생의 건강 상태가 전반적으로 좋았다. 하루에 사과 반쪽 정도의 과당인 13.9g 이상 섭취한 어린이의 평균 체질량지수(BMI)는 17.3으로 과당을 거의 먹지 않은 아이(17.9)보다 낮았다. 과당을 하루 13.9g 이상 섭취한 어린이는 허리둘레가 평균 1.3㎝ 가늘었고 혈중 콜레스테롤 수치도 평균 6.7㎎/㎗ 낮았다. 강 교수는 “어린이가 과일로 배를 채우고 대신 고열량 간식이나 패스트푸드·탄산음료 등을 덜 먹은 영향일 수 있다”고 분석했다. 우유의 유당도 건강에 이로울 수 있다. 유당을 많이 섭취하면 대사증후군 발생 위험을 남성 23%, 여성 44%까지 낮출 수 있다는 연구 결과가 있다. 따라서 당류는 다른 영양소를 함께 섭취할 수 있는 과일이나 우유 등 자연식품으로 섭취하는 것이 좋다. 당류 섭취량을 올리는 주범은 음료나 과자 등 가공식품으로 먹는 당류다. 천연당은 저감 대상이 아니다. 천연당도 1g당 4㎉의 열량을 내지만 장내 유익한 미생물의 먹이가 되고 체외로 그냥 배출되기도 해 비만 유발 식품으로 보긴 어렵다는 것이 전문가들의 설명이다. 하지만 시판 착즙 과일주스는 식이섬유가 거의 없고 살균 과정에서 영양분과 비타민도 파괴돼 무심코 다량으로 마시다가는 살이 찌기 쉽다. 이현정 기자 hjlee@seoul.co.kr

인도 북부에서 열대과일 ‘리치’를 먹고 뇌질환이 발병해 사망한 어린이가 100명을 넘어섰다. 힌두스탄타임스 등 현지 매체는 인도 북부 비하르주 무자파르푸르 지역에서 지난 17일 ‘급성뇌염증후군’(AES) 관련 증상으로 6명의 아동이 추가로 사망했다고 18일 보도했다. AES 증상으로 이 지역에서 숨진 아동 수는 103명이 됐다. 현재 200여명의 아동이 관련 증상으로 병원 치료를 받고 있어 사망자가 늘어날 가능성도 있다. 숨진 아동 대부분은 급격한 혈당 저하로 혼수상태에 빠졌다. 보건당국은 리치에 함유된 독성물질이 AES와 연관된 것으로 추정했다. 리치는 아미노산의 일종인 ‘히포글리신’과 ‘MCPG’ 성분을 함유하고 있다. 이들 성분은 포도당 합성과 지방의 베타 산화를 방해해 저혈당증에 따른 뇌병증을 유발할 수 있는 것으로 알려졌다. 중국에서도 공복에 리치를 과도하게 섭취한 어린이 10여명이 숨진 것으로 알려졌다. 한편 식품의약품안전처는 특히 덜 익은 리치에 히포글리신과 MCPG가 2~3배 더 많아 공복에 다량 섭취하면 구토, 의식불명, 사망에 이를 수 있어 주의해야 한다고 당부했다. 따라서 해외에서 리치를 먹을 때는 공복 섭취를 피하고 성인은 하루에 10개 이상, 어린이는 한 번에 5개 이상 섭취하지 말아야 한다고 식약처는 설명했다. 리치는 달콤하면서 신맛이 나는 과일로 껍질은 거북 등처럼 생겼으며 돌기가 있다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

최근 미세먼지, 초미세먼지, 황사 등 환경 오염 요인으로 인해 건강 관련 질환에 시달리는 현대인들이 늘고 있다. 이에 따라 면역력과 항산화에 좋은 것으로 알려진 식품에 대한 관심도 급증하고 있다. 대표적인 면역력 및 항산화 관리를 위한 식품으로는 차가버섯을 꼽을 수 있다. 차가버섯은 면역력 증강 성분인 베타글루칸과 항산화 기능의 폴리페놀이 풍부해 약용버섯의 왕으로 불리며, 할리우드 스타와 유명 셀럽들이 즐겨 먹는 슈퍼푸드로도 알려져있다. 이는 북위도 자작나무의 목질과 수액, 플라보노이드 등의 영양분을 먹고 자라며, 높은 고도에서 서식할수록 혹독한 환경에서 성장하기 때문에 영양분이 응축돼있다. 주요 효능으로는 면역력 강화와 항산화, 간 기능 보호, 혈당 완화, 항염 등이 있다. 더불어 차가버섯은 당뇨 질환 개선에도 도움을 준다. 국내 한 연구에서 당뇨유발 물질을 투여한 생쥐를 대상으로 차가버섯추출물이 혈당조절에 미치는 영향을 조사한 결과, 차가버섯추출물이 당뇨 생쥐의 혈당 강하 작용에 뚜렷한 영향을 미쳐 당뇨병의 예방 및 치료에 도움이 된다고 확인했다. 이러한 가운데 국내에서 유일하게 유기농 인증을 받은 북유럽産 차가버섯을 출시한 핀란드 슈퍼푸드 No.1 푸디스타모(Puhdistamo)가 두 번째 건강 프로젝트로 핀란드산 차가버섯과 핀란드산 야생 베리가 혼합된 파우더 2종을 출시했다. 신제품은 ‘블루차가’와 ‘레드차가’ 두 가지로, 블루차가는 약용버섯의 왕인 차가버섯와 야생 빌베리의 만남을 통해 눈 건강을 관리할 수 있도록 도와준다. 컴퓨터 사용이 많은 직장인, 수험생, 노안으로 불편한 사람에게 적합하다. 전통 북유럽 지역에서 빌베리는 시력 강화에 사용되어 왔으며, 한 연구 논문에 따르면 쥐에게 빌베리추출분말을 투여 후 고혈당과 인슐린 민감도 개선, 혈액 내 포도당 유입 억제 등의 효과가 나타났다고 확인된 바 있다. 레드차가는 약용버섯의 왕인 차가버섯과 야생 링곤베리의 만남으로 다이어트, 당뇨, 여성 생식기 건강 관리에 도움을 준다. 링곤베리는 체중 억제 이외에도 항산화 효과, 항염, 혈중 콜레스테롤 억제 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 여름을 맞아 다이어트를 준비 중인 여성, 꾸준하게 외모를 가꾸는 여성에게 추천된다. 블루차가와 레드차가는 원재료가 가지고 있는 영양과 품질을 보존하기 위해 모든 공정이 핀란드에서 이루어진다. 청정 핀란드 환경에서 자라기 때문에 원재료의 오염이 거의 없고 방사능에 대해 우려하지 않아도 되며, 핀란드 라플란드 숲에서 혹독한 기후를 이겨낸 야생 빌베리와 링곤베리를 사용해 제조된다. 푸디스타모 관계자는 “건조하고 공기 오염도가 높은 요즘, 안구 건강과 여름철 몸매 관리를 위해 베리류를 찾는 소비자가 늘어나고 있다.”며 “차가버섯의 생명력과 함께 빌베리, 링곤베리의 활력을 더해 올여름도 활기차게 날 수 있길 바란다”고 말했다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr