[활성 산소 정의, 항산화 기능 정의, 활성 산소의 부정적 기능 (어느정도의 필요 부분)]
사람이 숨을 쉬기 위해서는 산소가 반드시 필요합니다. 그러나 필요 이상으로 과잉되어 호흡과 대사과정에서 쓰이고 남으면 ‘활성산소’라는 유해 산소가 만들어지는데요. 산소라는 이름 때문에 얼핏 보기에는 좋은 영향을 줄 거 같기도 하지만, 불안정한 상태인 활성산소는 다른 분자와 쉽게 반응을 일으키기 때문에 세포를 산화시키고 손상시키는 등 인체에 해로운 영향을 줍니다. 여기서 세포의 산화란 세포의 노화를 의미하는데, 급속한 노화는 만성질환으로도 이어질 수 있습니다.
활성산소는 어느 정도 우리 몸에 필요하긴 하지만, 과다해지면 ‘산화적 스트레스’에 노출될 수 있습니다. 이는 다양한 질병의 원인이 될 수 있기 때문에 주의해야 하는데요. 산화적 스트레스에 노출되면 일상에서 피로감을 느끼거나, 피부가 푸석푸석해지고, 눈이 충혈되는 등의 증상이 나타날 수 있습니다. 또한 세포의 노화에 의해 당뇨병이나 고혈압 같은 만성질환으로 이어지거나 심장질환, 류마티스 관절염 등의 원인이 되기도 합니다. 그렇기 때문에 세포와 조직의 노화, 즉 산화를 방지하기 위해 활성산소를 적절하게 제거해야 합니다.
이러한 체내 활성산소를 제거함으로써 산화를 억제하고 인체를 보호하는 것이 바로 '항산화 기능'입니다.
활성산소는 일반적인 산소(안정한 상태)보다 활성이 크고 불안정하며 높은 에너지를 갖고 있는 산소를 말합니다. 대표적인 예로는 Superoxide(02-), 과산화수소(H202), 히드록시라디칼(OH*)이 있습니다. 굉장히 불안정한 물질로 다른 분자, 예를 들어 DNA로부터 전자를 빼앗아 산화시키려는 성질이 있기 때문에 복제 오류, end replication problem, 방사선과 함께 DNA를 손상시키는 주범입니다.
성인병, 암을 비롯한 질병을 일으키는 원인이자 노화를 일으키는 주범 중 하나이기도 하지만, 반대로 면역체계 강화, 근육 재생, 당뇨병 억제, 퇴행성 관절염을 완화시키는 기능도 합니다. 활성산소는 우리 몸에 반드시 필요한 물질로 세포 신호 전달과 항상성 유지에 반드시 필요한 산화환원신호의 매개체가 된다고 합니다. 물론 농도가 낮을 때의 이야기입니다. 우리 체내에 있는 항산화 효소는 활성산소를 억제하는 기능이 있습니다.
[활성산소를 제거하는 방법. 첫번째 항산화 물질(음식섭취), 두번쨰 항산화 효소(몸 내부 자생적인 효소 작용)]
첫 번째, 항산화 물질
항산화 물질은 주로 음식 섭취를 통해 공급됩니다. 항산화 물질은 활성산소를 파괴하여 몸 밖으로 배출하도록 도움을 줄 수 있습니다. 대표적으로는 매우 강력한 항산화 물질인 글루타치온, 수용성 항산화 물질인 비타민 C, 지용성 물질인 비타민 E 등이 있으며, 브로콜리, 양배추, 시금치, 검은콩 등의 과일과 채소에 많이 포함되어 있어요.
항산화 물질이나 효소를 통해 활성산소를 제거할 수는 있지만, 평소 생활습관을 통해서 활성산소를 조절하는 것도 중요한데요. 먼저 꾸준한 운동은 체내에서 생성하는 항산화 효소의 분비를 증가시키는 데 도움을 줄 수 있습니다. 또한 활성 산소는 음식물을 소화하고 대사하는 과정에서 대부분 생성되기 때문에 과식하지 않는 것도 도움을 줄 수 있습니다. 이 외에도 활성산소 생성을 촉진하는 흡연과 스트레스, 과도한 운동 등은 주의하는 것이 좋습니다.
지구상에 존재하는 대부분의 생물은 산소를 이용해 호흡을 합니다. 이러한 호흡의 핵심은 세포의 미토콘드리아(Mitochondria)라는 세포 내 소기관에 있습니다. 미토콘드리아에 있는 전자전달계(Electron transport chain)는 섭취한 유기물로부터 유래한 전자를 산소로 전달하며 에너지를 생성하고, 전자를 받은 산소는 양성자(혹은 수소 양이온, H+)와 함께 안정한 상태인 물이 됩니다.
이 호흡과정에서 일부(극히 일부)가 물이 되지 않고 전자만 받아 라디칼(Radical) 상태가 되는데 이것이 체내 호흡 과정에서 주로 생기는 활성 산소의 일종인 슈퍼옥사이드 (Superoxide)입니다. 대략 0.2%~1% 정도이며, 그나마도 방어 체계에 의해 무력화됩니다.
이 라디칼(Radical)들은 불안정하고 높은 에너지를 갖고 있어, 신체의 다른 분자들과 쉽게 산화반응을 일으킬 수 있으며, 이로 인해 세포와 조직이 손상을 입게 됩니다. (참고: 생리학적으로 중요한 활성산소는 라디컬로 분류되어있지 않다. 출처: 활성산소와 암의 역설)
이러한 조직과 세포의 지속적인 손상은 노화를 불러 일으키며, 높은 에너지를 갖고 있는 활성 산소증은 방사선과 같이 세포의 DNA를 공격하여 변형시킬 수 있으므로, 암을 유발할 수 있습니다.
활성 산소는 반응성이 높으므로 생물은 호흡과 함께 딜레마 (산소호흡을 하면 활성산소가 생기니..)를 해결하기 위해 활성 산소를 무력화시키고 안정한 상태의 물질로 변환하는 체계를 발달시켜왔습니다. 대표적인 예로는 중고등학교 때 많이 본 효소인 카탈레이스 (Catalase)와 SOD (Super Oxide Dismutase) 입니다. SOD는 Superopxide를 과산하수소 (H202)나 일반적인 산소(02)로 변환시키며, 카탈레이스는 과산화수소를 물과 산소로 분해합니다.
또한 여러 항산화제도 갖고 있는데, 이는 생물의 생체 분자나 조직 대신 산화되어 조직을 보호하는 역할을 합니다. 이러한 항산화제는 공격을 받아 산화된 이후에 다시 환원되어 조직을 보호할 수 있도록 재생됩니다.
[Mine: 즉, 활성 산소가 극히 일부 생기게 되더라도 우리 몸은 체내 자연 항산화제를 통해 이를 무력화 시키고 안정한 상태의 물질로 변환하는 체계를 발달시켜왔다. 위에 설명된 미토콘드리아의 역할과 활성산소 생성 과정을 추론해봤을 때, 미토콘드리아의 기능 장애가 생길 시에 활성 산소가 과다해지고 세포의 DNA를 공격하여 암을 유발할 수도 있는 것으로 보인다. (= 이는 아래의 의학논문의 표현과도 일맥 상통한다.) ]
활성산소의 증가에 따라 암세포가 생성되고 증식한다. 그러다가 (활성산소 증가 정도가) 어느 임계점이 넘어가면 (암세포도) 사멸을 한다. 따라서 암세포는 활성산소를 항산화시킬 수 있는 능력이 암세포 자신의 생존과 직결되므로 최고의 항산화제인 글루타치온을 정상세포보다 훨씬 더 많이 보유하고 있습니다.
이러한 이유로 암 진행성 환자는 항산화제 복용을 조심해야하고, 특히 항암 /IVC와 같이 활성산소를 이용한 암 죽이기 단계에서 항산화제는 반드시 피해야한다고 봅니다.
[Mine: 예방 차원에서는 항산화 기능을 높여서 활성 산소를 감소시켜야한다. 그래야 암 세포의 생성 및 증식이 없다.]
[상세: 미토콘드리아, 활성산소, 출처: 활성 산소와 암의 역설 : 증가 또는 억제]
암세포는 정상 세포보다 활성산소 수준이 높으며, 이러한 현상은 암세포의 대사작용 증가와 미토콘드리아 기능장애와 연관성이 있다. 암세포에서 활성산소 생성 증가는 암세포의 발생, 증식, 전이와 더불어 암세포에 대한 화학요법치료에 대한 저항성에 필요한 생화학적, 분자적 변화를 가져온다.
암세포에서 세포독성을 일으키는 수준으로 활성산소를 증가시키면 활성산소 매개 세포사멸이나 암세포 저항성 억제를 통한 효과적인 암세포 제거 방법이 될 수 있다. 이러한 이론은 활성산소 생성을 증가시키는 약물이나 항산화 방어 억제 약물 개발로 이어진다. 실질적으로, 상당수의 항암제는 활성산소 생성 증가와 항산화 방어기전의 교란으로 암세포의 약물저항성을 극복하고 암세포를 효과적으로 제거할 수 있다.
.... 더불어 활성산소의 생성은 다양한 세포 외 요인인 방사선, 약물, 화합물, 중금속, 오염물질 등에 의해서도 생성된다
.... 암세포는 활성산소의 수준이 정상 세포에 비해 높다. 이것은 미토콘드리아 대사 과정의 결핍에 기인한 것으로 보이며, 과부하된 산화 신호는 흑색종, 간암, 백혈병, 뇌종양을 비롯하여 유방암, 췌장암, 대장암, 직장암, 폐암, 그리고 전립선암 등 다양한 암의 생성과 전이를 증가시킨다.
.... 암세포는 정상 세포보다 높은 수준의 활성산소를 가지고 있다. 동시적으로 암세포의 항산화효소의 활성은 증가한다. 이러한 일반적인 현상은 활성산소를 늘리거나 항산화효소를 억제하여 세포죽음 경로를 이끌어 암 진행을 억제하는 암 치료 전략이 제안되고 있다.
.... 지난 수년 동안 활성산소는 종양 생성을 촉진하는 것으로 알려졌다. 하지만 활성산소는 다양한 형태로 암세포 사멸을 이끈다. 이러한 이분법은 복잡성을 낳고 여러 기전 모델을 제시하게 한다
참고) 오토파지, 사이토카인 개념도 나온다. 오토파지: [논문] 오토파지는 세포 생존 기작으로 알려져 있지만, 환경에 따라 세포죽음 그리고 종양 억제 기능 또한 보고되고 있다. ... 활성산소와 오토파지에 대한 정확한 기작은 아직도 부족하다. [기존 지식] 공복 16시간 오토파지된다. Mine: 면역세포 발현 및 오토파지 측면에서 공복 16시간은 좋다.
사이토카인: [논문] 사이토카인은 NOX 또는 미토콘드리아 ETC 매개 활성산소 생성을 유도하고 종양세포의 세포 침윤을 초래한다. [노화의 종말 268page 등장] 노화세포는 사이토카인이라는 단백질을 계속 분비한다. 이 단백질은 염증을 일으키고 대식세포라는 면역세포를 끌어들여서 조직을 공격하게 만든다. 만성 염증은 몸의 건강을 약화시킨다. 다발경화증, 염증성창자병, 건선을 앓는 사람들에게 한번 물어봐라. 이 질병들은 사이토카인 단백질이 지나치게 많아지는 현상과 관련이 있다.
출처: 활성 산소와 암의 역설 : 증가 또는 억제 https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchReport.do?cn=KOSEN000000000000913 https://kosen.kr/info/reports/REPORT_0000000000913
위의 글들을 요약하면
1. 암세포는 미토콘드리아 기능 장애로 인해서 활성 산소가 과할 시에 생성이 되기도 한다.
2. 그렇기 때문에 예방적 단계에서는 활성 산소를 없애는 것, 즉 항산화 기능이 필요하다. 그렇기 때문에 평상 시에 야채, 채소 섭취를 통해 비타민 C 많이 섭취하는 것은 좋다.
2. 다만 암이 발현된 상황에서는 독성 수준의 활성 세포가 암세포 사멸을 초래하는 면도 있다. 활성 산소의 이분법적인 기능도 있다 보니, 항암 치료 과정에서는 전문의와 심도 깊은 논의가 중요하다.
기타 참고 url
1. http://www.bosa.co.kr/news/articleView.html?idxno=467976 : (김명희 박사님의 논문) 활성세포는 세포 내에 적당한 농도로 존재하면 세포증식의 분화 등을 조절하는 기능이 있으나, 스트레스에 의해 과다하게 증가하게 되면 암, 당뇨와 같은 염증성 질환의 원인으로 작용한다. 이 기저를 국내 연구진이 '활성산소의 양이 늘어마녀 TXNIP가 분리되고 이는 우리 몸에서 가장 중요한 염증인자로 알려진 '인터루킨-1베타'의 분비를 촉진시킴을 발견했다'
