‘삶을 긍정함으로써 존재의 이유와 변화의 방향을 찾는다.‘

첫 번째 이야기
 

1.
삶을 긍정하다

이것은 미래를 긍정한다는 의미 보다는
과거를 긍정한다는 것이다.

과거의 모든 일을 긍정하는 순간
나는 실패자가 아니라 내 삶의 위대한 주인공이 된다.

삶의 의미는 과거에서 나오고,
삶의 의미를 깨닫는 순간
삶은 완성된다.

2.
시간이 존재하는 것이 아니라
변화가 존재한다.

시간은 개념이고,
변화는 실체이다.

없는 것을 알려고 하지 말고,
있는 것을 흐르는 데로 보아라.

존재하는 것은 변화하고,
변화를 이해하기 위해
시간이라는 개념이 있을 뿐이다.

3.
존재하는 것은 존재하였다.

존재하는 것이 왜 존재하는지 알지 못하지만
존재하는 것이 어느 방향으로 흘러가는지 알 수 있다.

존재하는 것은 변화하고,
변화는 방향을 가지고 있다.

세포가 왜 존재하고, DNA가 왜 존재하는지 모르지만
생명의 대사에는 방향이 있다는 것을 알 수 있다.

구조는 존재하고,
구조에 의해 물질은 이동하고,
모든 것은 항상 그렇게 존재하고 있다.

생화학은 왜 존재하는지 묻는 학문이 아니고,
어떻게 그렇게 변하는지 왜 항상 똑같은지 묻는 학문이다.

 질병은 크게 육체적인 문제와 정신적인 문제로 나누어 볼 수 있다. 질병은 인체의 구조 또는 기능에 부정적인 영향을 미치고, 고통, 기능장애, 심리적 고통 및 죽음까지 다양한 증상으로 나타난다.  
  

 질병의 증상(고통, 기능장애, 심리적 고통 등)만을 본다면 노화 또한 하나의 질병으로 볼 수 있다. 노화는  이마의 주름과 하얀 머리카락처럼 외적인 변화 외에도 신체적 기능 저하에 의한 다양한 고통을 수반한다.

 100세 시대를 맞으면서 노화와 질병의 경계가 모호해지고, 무엇보다 노화는 질병을 일으키는 위험한 원인 중 하나이다. 또, 질병이 없어도 노화 자체가 인간에게 많은 고통으로 다가오기에 안티에이징(anti-aging, 항노화)이라는 말로 보톡스, 페이스 리프팅, 줄기세포 치료 등을 시도한다. 하지만 이것은 단지 피부의 주름을 피고, 조금 더 깨끗하게 하는 것일 뿐 안티에이징과는 아무 관계가 없다.

 질병이 생기고, 노화가 나타나면 질병을 없애거나 노화를 막으려고 하지만 이미 변화된 상태(질병 :세균에 의한 급성 질환보다는 만성 질환이나 퇴행성 질환)이고, 변화되어 나가는 상태(노화)이기에 없앨 수도 막을 수도 없다. 단지 우리가 할 수 있는 것은 변화의 방향을 올바르게 바꾸는 것뿐이다.

존재하는 모든 것은 항상 변화하기 때문에...
 

1) 대사의 원칙

 대사(metabolism)는 세포 및 유기체의 생명을 유지하는 것과 관련된 모든 화학 반응을 설명하는 용어이고, 대사(metabolism)는 그리스어 “μεταβολή(metaboli)”에서 유래된 말로 “변화”라는 뜻을 가지고 있다.

 변화는 이유(원인)를 가지고 있으며, 변화를 일으키는 이유를 힘이라고 부른다. 힘은 물체의 운동, 방향 또는 구조를 변화시킬 수 있는 상호작용을 가리킨다. 생명의 변화(대사)에도 힘이 존재하고, 힘은 변화의 방향을 만든다.

① 먹고 숨을 쉬다

 열역학 법칙에 의하면 영구기관(永久機關; Perpetual-motion Machine)은 존재할 수 없다. 생명도 열역학 법칙에 적용을 받고, 외부에서 공급되는 에너지를 통해 생명의 질서(생존)를 유지한다.

 생명은 외부에서 공급되는 음식을 먹고, 호흡을 통해 산소를 흡수한다. 흡수되지 못한 찌꺼기는 대변으로 배설 되고, 인체의 대사에 의해 생성된 노폐물은 호흡기(CO2, H2O), 소화기(담즙(지용성)), 비뇨기(대사노폐물(수용성), nitrogen waste, 전해질 등)를 통해 배설한다.(그림1참고)
 
② 영양소는 배설되지 않는다

 인체의 특정 질환(간, 담낭, 췌장의 문제는 지방 흡수에 문제로 대변에 지방의 많아지는 지방변이 나타남, 인체의 대사 이상으로 혈중 포도당이 증가하면 당뇨를 보게 됨, 신장의 문제는 단백뇨의 증상이 나타남)이나 음식의 과도한 섭취가 있지 않는 이상 아미노산, 지방산, 포도당은 배설되지 않는다.

 이것은 장간 순환(enterohepatic circulation) 및 신장 재흡수(renal reabsorption)에 의해 나타나는 생명의 놀라운 능력이다.

 간에서 생성된 담즙은 담낭을 통해 소화기로 분비되고, 소화기에서 지방의 흡수를 도와주며 95%정도가 다시 재흡수 된다. 이것을 장간 순환이라 부르고, 음식을 먹으면 분비되는 소화액 또한 음식을 분해하고 다시 재흡수 된다.

 신장에서 여과(filtration)도 99%가 재흡수 되고, 이 과정을 통해 노폐물은 배설하고 영양소를 흡수하는 역할을 한다.
 

③ 구조는 변화(대사)를 만들고, 변화(대사)는 구조를 완성한다

 아미노산, 지방산, 포도당은 ATP 생성에 필요한 에너지원이고, 아미노산, 지방산, 포도당은 인체를 구성하는 주요 구성성분이다.

 인체에 흡수된 물질(아미노산, 지방산, 포도당 등)은 효소에 의해 ATP를 생성하고, 생체분자(biomolecule)로 전환되어 인체의 구조를 만든다. 효소의 과정을 조절하는 것이 호르몬과 신경세포이고, 효소, 호르몬, 신경세포는 대사를 조절하는 주요 구조이다.

 아미노산, 지방산, 포도당은 효소가 없다면 그냥 물질이지만 효소의 존재로 인해 에너지원이고, 생체분자가 된다. 또, 효소를 비롯한 인체의 구조에 아미노산, 지방산, 포도당의 공급이 없다면 손상된 구조를 복구하지 못하고, 생명이 가진 질서를 잃게 된다. 따라서 물질과 생명은 불가분의 관계이고 물질과 생명의 관계를 대사라고 부른다. 

2) 변화는 방향을 가진다

 바람이 불고, 물이 흐르는 것도 무작위로 움직이는 것이 아니라 규칙이 있고, 변화의 규칙을 이해하면 흐름의 방향을 예측할 수 있다. 인체의 대사 또한 마찬가지로 대사의 흐름이 복잡하지만 변화의 규칙을 이해하면 대사의 방향을 알 수 있다.

① 대사의 개요

 생명은 항상 에너지가 필요하고, 에너지를 이용해서 구조의 손상을 막는다. 그 과정에 노폐물(H+, e-, NH3, CO2)의 배설, 영양소의 섭취, 인체 회전율(body turnover)에 따른 구조의 변화 등 다양한 대사가 존재한다.

 효소는 대사에 중요한 역할을 하는데 이것보다 더 중요한 것은 물질의 대사에 의해 생성된 에너지(물질은 아미노산, 지방, 포도당이고 에너지는 ATP, NADH, NADPH, FADH2를 말합니다)이다.

효소가 없어도 대사에 문제가 발생하지만 에너지가 없다면 대사는 멈추게 된다. 바꿀 수 없는 구조(효소 및 단백질 등)를 따라가는 것보다 에너지의 생성을 따라가면 대사의 방향을 알 수 있다.

② 포도당과 에너지 대사

 그림5는 인체에서 일어나는 포도당의 에너지 대사를 요약한 것으로 포도당은 아미노산이나 지방과 다른 특징을 가지고 있다.

ⅰ) 포도당은 세포마다 다른 대사가 일어난다

 포도당분해반응(glycolysis)은 간을 제외한 세포에서 일어나는 반응이고, 포도당신생반응(gluconeogenesis)은 간과 신장에서 일어나는 반응이다. 이 반응을 통해 장시간 포도당 공급이 없어도 저혈당 쇼크가 일어나지 않게 한다. 

ⅱ) 포도당분해반응(glycolysis)

 포도당분해반응을 통해 적혈구에 에너지를 공급한다.

ⅲ) pyruvate가 반드시 acetyl-CoA로 전환되는 것은 아니다

 포도당분해반응으로 생성된 pyruvate는 acetyl-CoA, lactate, oxaloacetate로 전환될 수 있다. 만약 근육세포에서 지방분해가 충분히 일어난다면 지방분해로 생성된 acetyl-CoA는 pyruvate deghydrogenase를 억제하게 되고, pyruvate는 lactate로 전환이 되어 혈중으로 이동하고 포도당생성에 중요한 전구체가 된다.(cori cycle)

ⅳ) GLUT1(glucose transporter type 1)

 GLUT1은 대부분의 포유류 세포막에서 발견된다. 혈당이 90ml/dl시 세포에 포도당을 공급하는 역할을 한다. 즉, 모든 세포는 인슐린과 상관없이 포도당을 공급 받는데 이때 포도당의 역할은 NADPH의 환원이다. NADPH는 단백질 접힘 및 구조를 합성에 중요한 역할을 하고, 산화스트레스를 줄여주는 결정적 역할을 한다.

ⅴ) 신경과 신장수질에서 acetyl-CoA 전구체이다

 acetyl-CoA는 인체에서 합성에도 중요한 역할을 하지만 TCA cycle에서 에너지를 생성하는 아주 중요한 역할을 한다. 신경(신경세포는 ketone body가 acetyl-CoA로 전환이 가능하지만 NADPH 생성이 감소하면서 신경세포에 다양한 문제가 발생한다)과 신장수질을 제외한 다른 세포는 지방산과 아미노산이 acetyl-CoA로 전환이 가능하지만 신경과 신장수질은 포도당이 없으면 에너지 공급에 문제가 발생하고, 신경과 신장수질의 기능에 심각한 장애가 나타난다. 

ⅵ) 포도당은 다양한 호르몬 및 신경세포에 의해 조절된다

 포도당은 ATP(신경 및 신장수질) 및 NADPH 생성에 아주 중요한 물질이다. 모든 것이 전부 존재한다고 하여도 ATP와 NADPH가 없으면 인체의 대사는 멈추고 생명의 질서가 무너진다. 따라서 다양한 호르몬 인슐린, 글루카곤, 코티솔, 성장호르몬, 갑상선 호르몬 및 신경세포의 조절을 받게 되는 것이다. 포도당 대사의 문제는 포도당의 기능에서 멈추지 않고 호르몬과 신경세포에 영향을 미치고, 시간이 지나면서 다양한 질병과 관련을 가지게 된다.

다음 장부터는 포도당 대사의 변화를 통해서 생명의 대사의 방향 및 질병과의 관계를 찾아보겠습니다.