[연재] 활성산소와 맨발걷기의 항산화 메커니즘 (2)

 

 

 

<내용이 길어 총 3회에 걸쳐 연재합니다. 이번 글은 1편의 내용입니다.

 

활성산소와 맨발걷기의 항산화 메커니즘(1편)

활성산소와 맨발걷기의 항산화 메커니즘(2편)

활성산소와 맨발걷기의 항산화 메커니즘(3편)

 

 

목차

[1편]

1. 활성산소란?

2. 산소에 대해 알아보자

3. 활성산소의 생성과 제거 과정

4. 슈퍼옥사이드음이온라디칼

 

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[연재] 활성산소와 맨발걷기의 항산화 메커니즘 (1)

 

 

[2편]

5. 과산화 수소(H2O2)

6. 수산화라디칼

7. 어싱(esrthing)

 

[3편]

8. 라디칼이란?

9. 어싱은 유사과학인가?

10. 마치는 글

 

 

5.    과산화 수소(H2O2)

 

몸속에 생긴 슈퍼옥사이드음이온라디칼은 곧바로 S.O.D라는 효소를 통해 과산화수소로 바뀝니다. 만드는 과정은 다음과 같습니다.

 

1)     우선 슈퍼옥사이드음이온라디칼에 전자가 하나 들어갑니다. 이를 peroxide를 합니다.

 

 

2)     여기에 두개의 소소이온(양성자)이 붙습니다.
(수소이온은 전자를 잃어버리고 양성자만 있는 수소입니다. )

 

 

 

 

과산화수소는 루이스 점식으로 표기하면 다음과 같습니다.

 

 

이것이 과산화수소입니다. 과산화수소란 결국 물에 산소원자가 하나 더 들어간 것입니다.

 

 

SOD가 슈퍼옥사이드음이온라디칼을 과산화수소로 만들면, 이번에는 카탈라제(catalase) 라는 효소가 다음 그림처럼 과산화수소 두 분자로 물 두개와 산소 분자 하나를 만들어 버립니다. 이 단계에서 활성산소는 완전히 제거됩니다.

 

 

 

 

2H2O2 = 2H2O + O2

H: 4개

O:4개

 

과산화수소 두 분자는 수소 원자 4개, 산소 원자 4개에 해당합니다. 여기서 물 두분자를 만들면 수소 원자 4개와 산소 원자 2개가 소요되고 남은 산소 원자 두 개는 산소 분자가 되어 항산화는 종료됩니다.

 

대부분의 슈퍼옥사이드음이온라디칼은 이처럼 우리 몸의 산화환원 효소인 SOD와 카탈라제에 의해 물과 산소로 마무리 됩니다.

그런데 극히 일부의 슈퍼옥사이드음이온라디칼이 이처럼 소멸되지 않고 또 다른 종류의 활성산소가 되는데 이게 아주 골치 아픈 놈이 됩니다.

 

6.    수산화라디칼

 

과산화수소 중 극히 일부가 물과 산소로 처리되지 못하고 독성이 아주 강한 활성산소인 수산화라디칼이 됩니다.  지금부터 그 과정을 살펴보겠습니다.

 

카탈라제가 과산화수소를 처리할 때 보통은 분자 2개로 물과 산소를 만듭니다. 이  과정은 앞에서 보았습니다.  그런데 아주 간혹  과산화수소 분자 1개를 그냥 쪼개 버리는 사고를 칩니다. 그러면 그림처럼 홑전자를 가지는 라디칼이 만들어지는데 이것이 독성아 아주 강한 수산화라디칼입니다.

 

 

 

 

그런데 과산화수소가 쪼개지는 순간 한쪽 라디칼에는 전자가 주어져 음이온이 되면서 라디칼 성질이 없어진 수산화이온이 됩니다. 결과적으로만 보면 카탈라제가 다음 그림과 같이 과산화수소 1분자와 전자 1개로 수산화라디칼과 수산화이온을 각 1개씩 만드는 것입니다.  

 

 

H2O2 + e- = OH- + .OH

H(수소): 2개

O(산소): 2개

e-(전자): 1개

 

수산화이온은 라디칼 물성이 없어 해롭지 않습니다. 위에서 보듯이 모든 전자가 쌍을 이루고 있습니다. 이에 비해  수산화라디칼은 공격성이 아주 강한 활성산소입니다. 수산화라디칼이 쌍을 이루지 못한 홑전자를 갖고 있기 때문입니다.

 

수산화라디칼은 반응속도가 너무 빨라 우리 몸 자체의 항산화 메커니즘으로는 처리하지 못합니다.  그래서 실제의 항산화메커니즘은 수산화라티칼에 의해 전자를 빼앗기고 또 다른 활성산소종 즉 라디칼이 된 어떤 물질을 처리합니다.

 

항산화물질이 라디칼이 된 활성산소종을 처리하는 것을 환원이라고 합니다. 항산화 물질은 우리가 외부에서 섭취한 항산화비타민이나 항산화영양소를 말합니다. 그러나 여기서는 수산화라디칼을 활성산소 대표로 생각하고 글을 이어 가겠습니다.

 

여기저기서 말하는 각종 항산화제, 예를 들면, 비타민 E, 비타민 C, 베타카로틴 따위의 황산화물질은 수산화라디칼로부터 연쇄적으로 발생하는 활성산소종들을 처리하는 일을 맡아 합니다.  이 과정의 항산화 메커니즘은 나중에 좀더 자세히 알아보기로 하기로 하고, 이글에서는 여기까지 하겠습니다.

 

 

7.    어싱(esrthing)

 

그럼 어떻게 어싱이 활성산소를 줄여줄 수 있을까요? 우리 몸의 항산화시스템은 기본적으로는 화학작용입니다. 화학작용이란 어떤 과정을 거쳐 물질의 물성이 변하는 것입니다. 우리 몸에서 일어나는 화학 과정을 대사라고 합니다. 대사에 대한 보다 자세한 내용은 나중에 따로 살펴보기로 하고 지금은 그냥 넘어갑니다.

 

이에 비해 어싱에 의한 활성산소 제거 메커니즘은 물리적인 과정입니다. 화학과정은 조건이 맞으면 대체로 일어나는 프로세스이지만, 물리적인 메커니즘은 조건만 맞으면 무조건  예외 없이 일어납니다.

 

 

어싱에 의한 활성산소 제거 메커니즘은 아주 간단하고 명료합니다.

우리 몸은 전도체입니다. 즉, 전기가 통하는 물체입니다. 땅도 전도체입니다. 따라서 우리 몸과 땅이 연결되면 조건이 만들어지면 전기는 무조건 흐릅니다.

전기는 전압이 높은 곳에서 낮은 곳에서 흐릅니다. 또 양극에서 음극으로 흐릅니다. 땅의 전압은 무조건 0입니다. 즉, 전기적으로 완전 중성이란 뜻입니다.

만약 우리 몸에 활성산소가 생겨 우리 몸에 양성의 전기가 생기면, 우리 몸은 양극의 전압을 갖습니다. 이 전압이 땅보다 0.00000001 볼트만 높아도 전기는 우리 몸에서 땅으로 무조건 흐릅니다. 이게 물리 법칙입니다. 문제는 활성산소가 양성의 전기적 성질을 띠고 있느냐 하는 것입니다.

 

아이러니하게도 우리 몸에서 생기는 가장 기본적인 활성산소들은 모두 음극이나 중성의 전기적 성질을 갖습니다. 최초의 슈퍼옥사이드음이온라디칼은 음이온이고 수산화라디칼은 전기적으로는 중성입니다. 그렇다면 어싱이 어떻게 활성산소를 제거한다고 할 수 있을까요?

 

 

이를 설명하려면 활성산소종이라는 개념과 자유라디칼에 대해 알아야 합니다.

어싱에 관한 자료를 보면 활성산소와 자유라디칼이 같은 의미로 쓰이는 듯하는 경우를 많이 봅니다. 그런데 제가 알아본 바에 의하면 다소 다릅니다. 다만, 우리 몸의 항산화 시스템을 설명할 때 이 두 단어는 같은 뜻으로 쓰인다고 보아도 됩니다.

 

(3편으로 이어집니다)

https://softfoot.tistory.com/7

[연재] 활성산소와 맨발걷기의 항산화 메커니즘 (3)

 

 

 

 

https://softfoot.tistory.com/8

[활성산소] 활성산소와 맨발걷기의 항산화 메커니즘

 

 

활성산소와 맨발걷기의 항산화 메커니즘(1편)

활성산소와 맨발걷기의 항산화 메커니즘(2편)

활성산소와 맨발걷기의 항산화 메커니즘(3편)