생명의 근원: 미네랄과 전기
내 몸의 전기는 미네랄 균형에서 부터
보통 서양 의학을 연구하는 사람들은 '기'라고 하는 용어 사용을 무척 꺼리지만 '기'라고 하는 것은 늘상 의학계안에서도 사용된다. 그중 하나가 바로 전기다.
개인적으로 플랙스너 보고서(Flexner Report) 이전만 하더라도 동양 의학과 서양 의학의 구분이 있었을까 하는 생각을 한다. (실재로 그 이전 서양 의학사를 공부하다 보면 장황하게 나와 있지만 당시 시행되었던 의료 현장을 보면 딱히 구분이 안간다.)
Carnegie Foundation의 후원 하에 1910년에 출판된 미국과 캐나다의 의학 교육에 대한 한 권의 보고서가 작성된다.
이 보고서는 미국 의과대학이 더 높은 입학 및 졸업 기준을 제정하고 교육 및 연구에서 주류 과학 프로토콜을 엄격하게 준수할 것을 촉구했다. (실재로 많은 미국 의과대학이 플렉스너 보고서에서 옹호하는 표준에 미치지 못했으며, 이 보고서가 발표된 후 그러한 학교의 거의 절반이 합병되거나 완전히 폐쇄되었다.)
그 영향으로 말미암아 아직까지도 의대를 들어가기란 더욱 더 어려워졌으며 '엄격한' 과학적 기준에 대한 요구로 인해서 기와 같은 애매모호한 개념적 사유를 배격하게 된다.
특히 생기론이라는 바이탈리즘(Vitalism)을 극도로 싫어한다.
하지만 그럼에도 불구하고 전기라는 말은 너무나도 쉽게 통용되고 있다. 전기라는 말은 동서양을 막론하고 너무도 흔히 쓰인다.
왜일까?
서양 의학 입문하기전 pre-Med (예과) 이란 과정중 지난한 물리 시간에 머리깨지도록 전기와 자기에 대해서 배워서일까?
아무튼 전기에서 '기' 역시 에너지의 개념이다.
생명으로 하여금 움직이고 일을 할 수 있는 능력을 부여하는 에너지가 기라는 것임을 다들 알고 있을 것이다.
오늘은 이 '전기'에 대해서 얘기해보려고 한다.
특히 전기와 대사 질환의 끝판왕인 암에 대한 이야기다.
대개 정상 세포는 높은 전위차(-70mV ~ -90mV)를 유지하는 반면, 암세포는 전위차가 낮아져(탈분극, -15mV ~ -40mV) 통제되지 않는 분열 상태로 돌아간다. (관례상 더욱 마이너스 값이 커질수록 전압이 높다고 한다. 여기선 편의상 높은 전위차를 고전압이라고 부르고 상대적으로 낮은 것은 저전압이라고 하겠다.)
이 이론의 선구자는 NASA의 연구원이었던 클라렌스 콘 박사다.
그는 신경세포처럼 분열하지 않는 세포는 막 전위가 매우 높고(과분극, Hyperpolarized), 활발히 분열하는 세포는 막 전위가 낮다(탈분극, Depolarized)는 사실에 주목한다. 극이 나뉘어져 있다는 분극이란 말은 바로 축전지를 생각하면 된다. 극이 분명하게 나뉘어져 있어야 차이가 발생하고 그 차이가 일을 할 수 있는 동력을 많들어낸다. 항상 무언가 많은 곳에서 적은 곳으로 이동하는 동력말이다.
전기도 마찬가지다.
전하가 많은 곳에서 적은 곳으로 간다.
이 흐름이 곧 힘이고 에너지이다.
과분극은 차이를 만들어내어 이 흐름을 유지하려고 하는 상태를 말하며
탈분극은 이 차이를 잘 못만들어내는 상태이다.
1970년과 1971년에 발표된 논문에서 그는 정상적인 신경 세포의 막 전위를 인위적으로 낮추자(탈분극시키자), 세포가 다시 DNA 합성을 시작하고 분열한다는 것을 증명했다. 반대로 암세포의 전압을 높이면(과분극시키면) 분열이 멈췄습니다.
이는 암이 단순히 유전자의 고장만이 아니라 세포의 전기적 상태 변화가 세포 분열의 스위치 역할을 한다는 것을 입증한 초기 근거가 되었다.
현재 이 분야의 가장 권위 있는 연구자는 마이클 레빈 교수다.
그는 암을 "세포가 신체의 전기적 네트워크에서 접속이 끊겨(Disconnected), 개별적인 단세포 생물처럼 행동하는 상태"로 정의한다.
여기 형태형성장(Morphogenetic Field)이란 개념이 등장한다. 정상 세포들은 '갭 접합(Gap Junction)'이라는 통로를 통해 전기 신호를 주고받으며 자신이 신체의 어느 부위에 있고 무엇을 해야 하는지(예: 간세포, 피부세포 등)를 인지한다.
암세포의 전기적 특성으로 발암 물질이나 스트레스로 인해 이 전기적 연결이 차단되면 세포의 막 전위가 떨어진다(저전압). 이때 세포는 "나는 더 이상 거대한 몸의 일부가 아니다"라고 인식하고, 원시적인 생존 본능인 '무한 증식' 모드로 전환한다는 것이다.
그는 개구리 배아 실험에서 유전자 조작 없이 오직 특정 세포의 전압을 낮추는 것만으로도 종양을 만들어냈고, 반대로 이미 형성된 종양의 전압을 높여서 다시 정상 조직으로 되돌리는 데 성공했다.
왜 '저전압'이 암을 유발하는가??
거기에는 몇가지 이유들이 있다.
1. 세포 주기 조절 실패 (G1/S 전이)
세포가 분열하기 위해서는 DNA를 복제하는 S기(S-phase)로 넘어가야 하는데, 이 관문을 통과하려면 세포막의 전압이 일시적으로 낮아져야 한다. 암세포는 아예 항상 낮은 전압 상태를 유지하고 있어, 분열을 멈추라는 신호를 무시하고 지속적으로 세포 분열 주기를 돌게 된다.
2. 탈분화 (Dedifferentiation)
높은 전압은 세포가 특정 기능을 가진 성숙한 세포(분화된 세포)로 남게 하는 '고정 장치' 역할을 한다.
전압이 낮아지면 세포는 자신의 정체성을 잃고, 줄기세포와 유사한 미성숙 상태로 돌아가(탈분화) 어디로든 이동하고 증식할 수 있는 암세포의 특징을 갖게 된다.
3. 이온 채널의 변이
세포막에는 나트륨(Na+), 칼륨(K+), 염소(Cl-) 등이 드나드는 이온 채널이 있다. 암세포는 특히 칼륨 채널 등이 오작동하거나 발현이 달라져 세포 안팎의 이온 농도 차이를 유지하지 못한다. 이로 인해 전위차(전압)가 사라지고 낮아지게 된다.
학술적으로 볼 때, "암이 낮은 생체 전압으로 인해 발생한다"는 주장은 세포막 전위의 탈분극(Depolarization)이 암세포의 특징이자 원인 중 하나라는 생물물리학적 사실에 근거한다.
이 관점은 암을 단순히 '나쁜 유전자의 축적'으로만 보지 않고, '세포의 전기적 제어 시스템 고장'으로 해석한다. 따라서 최근에는 항암제뿐만 아니라, 세포의 전압을 다시 정상 수준으로 높여 암을 치료하려는 '전자약(Electroceuticals)'이나 이온 채널 조절 약물 연구가 활발히 진행되고 있다.
필자 역시 창업을 통해서 미네랄 복합체를 개발하였고 이를 통해서 몸에서 부족해지기 쉬운 미네랄들을 공급하도록 했다. 왜냐하면 이제껏 말했던 전압을 이루는 근본은 바로 여러 미네랄들의 조합과 양에 의해서 결정되기 때문이다.
우리 몸 세포의 전압은 나트륨, 칼륨, 칼슘, 마그네슘 등등 미네랄 이온의 농도 차이에 의해 만들어진다.
지금까지 이야기한 세포의 '전압'은 추상적인 개념이 아니다. 이 전기는 구체적인 물질로 만들어진다. 바로 미네랄 이온(mineral ions)이다.
미네랄들은 바로 우리 몸 전압 생성의 질료들이기에 더없이 중요한 것이다.
그래서 암환자들은 특히 더 영양 섭취가 중요하다고 그렇게 강조한다. 고전압 상태를 유지할 수 있는 것이 암의 진행을 막을수 있는 길이다.
종종 우리는 같은 방사선 항암 치료를 받고도 어떤 사람은 암의 진행이 없다고 하고 어떤 사람은 효과가 없다고들 하다. 물론 유전적 소인도 있겠지만 어쩌면 이런 전기적인 생리가 그 기저에 있기 때문이 아닐까 생각한다.
