시스(cis)와 트랜스(trans)
수면과 각성의 원리
거대한 공장 시설이 작동하는 것을 보면 감탄이 나옵니다.
그런데 아무리 큰 규모의 공장이라도 딸깍하는 시동 스위치를 올리고 내림으로써 시작됨을 생각하면 그 작은 움직임이 큰 공장을 돌아가게 하는 것을 생각하면 말입니다.
비행기, 자동차, 공장 등 모든 곳에서 예외 없이 같은 시작을 합니다.
그렇다면 생명체는 어떨까요?
당연히 같은 원리를 지닙니다.
전기 스위치처럼 작은 형태적 변화가 일어나 전류의 흐름을 일으켜 왕성한 생명활동을 유도합니다.
단백질은 선형이나 페닐 같은 6각형이나 5각형 등의 성분으로 3차원 구조를 만들어서 효소나 촉매 또는 조직 같은 형태를 만듭니다.
단백질의 구조에서 C=C나 N=N 같은 이중결합을 지닌 부위에서 빛이나 열에 의한 형태의 변화가 일어납니다.
척추가 접힌 것처럼 구부러진 것을 시스(cis) 체(體)라 하고 일자형으로 쭉 펴진 것을 트랜스(trans) 체라 합니다.
푸른색 계통인 자외선을 받으면 트랜스체에서 시스 체가 되고, 또는 시스체에서 트랜스체로 모양이 바뀝니다.(이처럼 화학적 구성 성분이 동일해도 구조의 변화로 성질이 달라지는 것을 이성질체라 합니다.)
눈에 있는 광수용기에 있는 로돕신 이러는 단백질 구성 요소 중 하나인 레티날(retinal)에서 그 작용이 일어납니다. 빛을 받은 레티날은 시스체에서 트랜스체로 바뀌면서 광수용기 세포막 나트륨 채널(Na+)에 영향을 주어 잠자고 있던 뇌를 각성시킵니다.
(생성된 트랜스체는 ATP와 효소의 도움으로 다시 시스체로 변환됩니다)
즉 인체라는 잠자는 기계를 깨워 하루를 시작하게 하는 전원 스위치를 on 한 것입니다.
새벽에는 대기가 맑아 태양의 밝은 빛(청색 계통)이 각성을 촉진합니다.
그래서 맑은 날에는 의식이 더 명료하고 기분도 밝지만 흐린 날에는 상대적으로 무거운 느낌을 갖는 것도 이런 측면에서 이해될 수 있겠습니다.
한편 `열심히 일한 당신 쉬어라`라는 말이 있듯이 밝은 낮 시간의 활동으로 발생한 피로는 밤에 잠을 잠으로써 회복을 합니다.
낮잠을 자다 보면 밤잠과 달리 깊은 잠에 빠지기 어렵고 잠결에 주위의 소음이나 움직임 등을 느끼게 되는 등 선잠을 자는 것은 낮 시간의 빛이 시신경을 자극하여 각성을 유도함으로써 자는 둥 마는 둥하는 증상이 생기고 자고 나더라도 개운함이 부족합니다.
곤충들이 애벌레 시기를 지나 성충이 되기 위해서는 움직임이 없는 번데기 시절을 지납니다.
그 과정에 새로운 형태로 대대적인 변화를 유도하듯이, 인간도 밤 잠을 충분히 잠으로써 생장이나 피로회복, 면역력 상승 등을 도모합니다.
즉 수면에 필요한(빛이 없는 시간) 시간을 이용하는 것이 좋은데 밤 10시 늦어도 11시 이전에 취침하는 것이 좋습니다.
늦게 잠을 자게 되면 새벽녘 영락없는 태양의 노크로 인해 수면의 질이 급격히 떨어지므로 수면 부족으로 인한 만성 피로에 시달리게 되고 생체 복구 기전이 불충분하여 여러 질병을 만드는 가장 큰 이유가 됩니다.
야근하는 직업에 종사하는 분들이 뇌출혈이나 심장병 같은 돌연사가 많은 이유도 잠을 자서 재정비하는 시간을 갖지 못함으로써 발생하는 필연적인 결과임을 알고 많은 주의를 기울여야 합니다.
즉 며칠에 한 번이라도 밤잠을 충분히 자야하고 아울러 육체적 운동을 많이 하여 체내에 쌓이는 압력을 해소해 줘야 큰 병의 발생을 줄일 수 있습니다.
(자세한 것은 화병에 언급하였으니 참조)
보통 저녁 9~11시 사이에 체온이 약간 상승하면서 눈이 피곤해지고 잠이 오게 하는데, 만약 이 시간을 놓치면 갑자기 머리가 맑아지면서 잠들기가 어려워지기 시작하는데 이것이 습관이 되면 점점 취침 시간이 늦어지고 불면증이나 수면 장애로 귀납되기 쉬우므로 초기에 경각심을 갖고 제시간에 잠드는 것이 매우 중요합니다.
결국은 인체는 자연의 변화에 순리대로 쫓아야 하는 운명을 타고 났음을 알 수 있습니다.
해가 뜨면 따라 일어나고 해가 지면 따라 쉬는 지극히 단순한 이치를 말입니다.
