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by Ananke Apr 11. 2024

독에 대해 연구하지 않는 독성학(16)

자연은 우호적이지 않다

중독(intoxication) 문제에 공통의 관심사로 친분이 있는 응급의학과 교수에게 전화가 왔다. 영지버섯으로 담근 술을 마신 6명이 범혈구감소증 1)을 증상으로 입원했는데 원인을 밝혀 줄 수 있겠느냐는 것이었다. 현재는 가능하지 않지만, 도전은 해보겠노라며 담금주를 받아왔다. 범혈구감소증을 일으켰지만, 탈모가 없었다. 중독자 중에는 사위가 있어서 이 현상이 유전적 특성일 가능성은 적어 보였으며, 혈액암 치료제로 개발될 수 있는 좋은 특성이라 생각하니 더욱 연구 가치가 있어 보였다. 몇 해 전 혈액암으로 가족을 잃은 탓에 더욱 그러했다. 형태학적으로 영지버섯이 맞는 것으로 보였지만, 확실히 하기 위해 국립생물자원관에 부탁하여 버섯이 유전적으로 영지버섯임도 확인했다. 친한 대학 교수에게 술을 보내서 골수 억제가 나타나는지 실험을 부탁했다. 그러나 골수 억제 효과는 확인되지 않았다. 종 차이가 있을 수 있고 투여량의 문제일 수 있다. 이렇게 영지버섯에 의한 범혈구감소증은 내 지식과 능력이 부족하다는 깨달음만 남긴 채 답을 찾지 못했다. 상용화된 표준품이 없는 경우에도 활용할 수 있는 고해상도 질량분석기가 있다면, 뭐라도 해 볼 수 있을 테지만, 고가인 데다 필수 장비도 부족한 상황에서 확보하기란 쉽지 않다.

그로부터 10여 년이 지난 후, 여전히 부족하지만 필수 장비가 어느 정도 갖춰진 후, 지난한 예산 작업과 주변을 설득해 드디어 6억이 넘는 고가 장비인 고해상도 질량분석기가 도입되었다. 어느 조직이나 그렇듯 이제 당위성을 증명해야 하는 일이 남아 있다. 매사에 걱정이 많은 선배의 우려 섞인 잔소리가 오늘따라 거슬린다. 관리자로서 마음을 이해해 왔지만, 장비가 설치되고 나니 기쁨도 잠시, 일주일쯤 지나고 나니 마음 한구석에 그 우려가 신경 쓰이는 탓이리라. 그래도 문제를 해결에 큰 도움이 되는 장비를 활용할 수 있게 되었다는 생각만으로도 입가에 웃음이 번진다.

법독성 분야 후배들에게 메일을 보내 고해상도 질량분석기를 활용해야 하는 감정 건이 생기면 의뢰해 달라 부탁하는 메일을 보냈다. 대전에서 연락이 왔다. 담금주를 마시고 병원에 실려 온 지 6시간 만에 다발성 장기부전으로 사망한 건인데, 해봐 줄 수 있겠느냐는 것이다. 술병은 거의 비어 있고, 술을 술병 안에 술 담근 재료로 보이는 파편들이 있다고 했다. 사진을 찍어 먼저 보낸 사진을 보니, 명확하지는 않지만, 증상과 맞을 만한 버섯이 떠올랐다. 감정물을 받고 확신이 들었다. 붉은 사슴뿔 버섯이다. 이제 증명하는 일만 남았다. 관련 논문을 검색해 지표 물질 10여 종을 알아내고, 물질의 구조와 예측되는 물리화학적 성질에 맞는 전처리법을 구상하고 분석법을 개발했다. 상용화된 표준품이 없으니 의뢰된 버섯 담금주에서 붉은 사슴뿔 버섯성분을 확인하고 이를 바탕으로 혈액에서 관련 성분을 확인하면 된다. 이 과정은 고해상도 질량분석기가 있으니 가능하다. 술에서 7종의 지표성분을 확인했고 혈액에서 3가지 지표성분을 확인했다.

이제 오랫동안 해결이 어려웠던 버섯 중독을 모두는 아니지만 할 수 있는 길이 열렸다. 시판되고 있는 표준품을 확보하고 유전자 분야와 협업체계를 강화했다. 문제는 버섯 시료를 구하는 것이다. 곰팡이의 꽃인 버섯은 대부분 일주일~열흘 사이면 사라지고 특정 시기에만 나오는 데다 일부러 채집하러 다니는 사람이 없으니 구매도 어렵다. 수소문 끝에 농촌진흥청에 독버섯 전문가가 계신 것을 알아냈고 연락을 드렸다. 흔쾌히 채집해 놓은 독버섯을 분양해 주기로 하셨다. 버섯을 분양받기 위해 방문해 이런저런 이야기를 나누었다. 곧 퇴직하실 것이고 이제 독버섯을 할 사람이 농진청에 없어서 아쉬웠는데 고맙다며 점심까지 대접해 주셨다. 도움받으러 가 밥까지 얻어먹고 오니 참으로 민망했다. 분양해 주신 다양한 독버섯 시료 덕분에 이제 버섯 연구의 토대는 얼추 갖출 수 있게 되었다. 박사님은 미술을 전공하셔서 버섯 연구하시는 박사님 버섯 그림 그려주다가 버섯의 매력에 빠져 버섯 분야로 석박사를 하셨다고 했다. 약학을 전공하고 독버섯 연구를 하겠다고 하니 관련 없는 사람에게 독버섯 연구가 이어져 가는 것 같아 묘한 감정이 들었다. 지금은 스승으로 모시며 형태학적인 버섯 동정을 도와주시고 버섯 사진이나 채취 시료를 보내드리면 동정도 해주신다. 이런저런 독버섯 이야기를 나누던 중, 영지버섯과 붉은 사슴뿔 버섯은 비슷한 환경에 서 자라며 영지버섯의 갓이 피기 전에는 혼동하기 쉽다는 것이다. 사진으로는 쉽게 구별되는 것 같지만 실제 숲에서 발견하면 여러 행태로 존재하기 때문에 우리나라에서 중독사고가 자주 발생한다고 했다. 10여 년 전 영지버섯이 떠오르며 소름이 돋았다. 아주 다르게 생겨서 그럴 일이 없고 유전자 분석 결과 영지버섯이어서 아닐 것이라 생각했는데. 이제 그 시료가 없어 증명할 길이 없지만, 영지버섯 담금주에 붉은사슴뿔버섯이 혼입 되었다면 모든 상황이 설명된다. 유전자는 증폭하기 때문에 유전자 양이 상대적으로 적은 것은 나타나지 않을 수 있다. 이로써 그 수수께끼는 10여 년 만에 풀렸다. 이때부터 독버섯을 제대로 이해하려면 형태와 생육환경을 알아야 한다는 생각으로 매년 늦여름에서 늦가을에는 산에 다니기 시작했다. 우리나라에서 버섯중독 사고는 대부분 이 시기에 많이 일어나며, 이때 자라는 버섯 중독이 많으니 이 시기가 공부하기 좋다.

붉은 사슴뿔 버섯은 트리초테신류2)의 물질을 가지고 있다. 트리초테신류 중 하나인 T-2 mycotoxin은 구 소련시절 라오스에 화학무기로 사용해 수많은 사상자를 낸 것으로 의심받았으며, 2차 세계 대전 당시 식량에 이 독소를 만드는 곰팡이가 자라 많은 희생자가 발생했을 정도로 독성이 큰 물질이다. 우리 몸에 DNA, RNA와 단백질 합성을 억제해 세포 분화가 왕성한 세포에 영향이 크게 나타난다. 그래서 노출량이 작을 때는 우리 몸에 혈구와 혈소판을 생성하는 골수가 억제되어 범혈구감소증을 일으킨다. 백혈구 수가 너무 작아지면 무균실 신세를 져야 할 수 있고, 노출량이 많으면 머리카락이 빠진다. 더 노출량이 많으면 모든 세포가 영향을 받아 다발성 장기 손상을 일으키고 사망하게 된다. 영지버섯과 붉은 사슴뿔 버섯을 구별하는 간단한 방법은 부러뜨려 보는 것이다. 부러지지 않고 휜다면 영지버섯이고 부러진다면 붉은 사슴뿔 버섯이다. 만약 부러진다면 빨리 손을 씻어야 한다. 그러지 않으면 시간이 지나 피부가 벗겨질 수 있다. 이로부터 몇 년 후 한 방송사에서 붉은 사슴뿔 버섯의 위험성을 알리는 다큐멘터리가 방송되었으며, 그 영향인지 붉은 사슴뿔 버섯 중독 사례에 대한 소식은 잘 들리지 않는다.

우리나라 자생하는 맹독 독버섯에 대한 자료를 조사하고, 관련 표준품을 확보하고 알려진 독버섯을 채집하고 사진을 찍기 위해 틈틈이 산을 오른다. 톡신류는 표준품을 구하기 어려운 경우가 많아, 버섯을 채집해 종을 식별하고 그 종이 가지고 있는 톡신류를 고해상도 질량분석기로 분석할 수 있다. 맹독 버섯 대부분의 독성은 지연되어 나타나고, 사망에 이를 수 있는 양이 적은 경우가 많으며, 상용화된 표준품이 없는 경우도 많아 상대적으로 분석하고 감정하는 데 어려움이 크다. 특히, 병원에서 치료받는 경우, 투석, 수액 공급 등 치료 후 사망하게 되면 독성물질이 낮아진 상태인 경우는 더더욱 어렵다. 먹고 남은 음식물이나, 채집한 버섯이 있는 경우나 어떤 버섯을 오인했는지에 대한 정보가 있다면 접근에 유리하다.

버섯을 먹은 후 심각한 횡문근융해증이 보이는 환자가 있다는 연락을 받았다(이 환자분은 투석하는 등 적극적인 치료에도 불구하고 입원 3일 만에 돌아가셨다). 환자의 혈액과 소변과 버섯 사진을 확보하였다. 버섯은 조리 과정을 거친 상태라 형태학적으로 명확히 알 수는 없었지만, 주요 증상으로 보건대 절구버섯아재비(Russula subnigricans)로 보인다. 횡문근융해증을 주요 중독 증상인 버섯은 이 버섯이 거의 유일하다. 형태학적으로 절구버섯 아재비와 유사하였고, 임상 증상도 일치하였지만, 절구버섯 아재비는 형태학적인 것만으로 절구버섯(Russula nigricans)과 구별이 쉽지 않다. 추가로 먹고 남은 버섯이 들어간 음식을 확보하여 유전자 분석을 시도하였지만, 이미 다른 진균에 오염된 상태로 현재 가능한 유전자를 이용한 종식별 방법으로 확인할 수 없었다. 이제 남은 방법은 절구버섯 아재비의 지표성분을 알아내고 확보하여 고해상도 질량분석기를 이용해 확인하는 분석적 접근법이다. 불행히도 이 버섯에 대한 상용화된 지표 물질이 없다. 이제 남은 유일한 방법은 버섯을 채집해 비교하는 것이다. 주말에 짬을 내어 산을 헤집고 다녔다. 여름에서 가을까지 자라는 버섯이라 9월 초인 지금 운이 좋다면 발견할 수 있다. 주말 내 산에는 버섯의 향연이 펼쳐져 있었지만, 절구버섯으로 보이는 버섯은 보이지 않았다. 일주일 후, 다시 찾은 산에서 비슷한 버섯을 발견했다. 절구버섯 아재비를 확인하는 방법은 형태학적인 것뿐만 아니라 상처를 내 보는 것이다. 절구버섯 아재비는 상처를 내면 곧바로 붉게 변하고 한동안 유지되지만, 절구버섯은 흑회색으로 바뀐다. 일부 인터넷 자료에 절구버섯 아재비가 아마톡신류를 함유하는 것으로 쓰여 있는 웹문서가 있지만, 절구버섯아재비에서 아마톡신류는 검출되지 않았다. 문헌에 알려진 지표성분은 횡문근 융해증의 원인물질로 추정되는 cyclopropylacetyl-(R)-carnitine, 3-hydroxybaikain, russuphelin류 정도가 알려져 있다. 환자가 먹었던 음식물에서 cyclopropylacetyl-(R)-carnitine을 확인하였지만, 소변과 혈액에서는 검출하지 못하였지만, 임상 증상과 환자가 먹었던 음식물에서 절구버섯아재비의 지표물질이 검출되어 절구버섯 아재비 중독사로 추정할 수 있었다. 이듬해 절구버섯아재비 4종과 절구버섯 1종을 채집해 유전자 분석 결과와 성분을 비교하였다. 연구에 사용된 개체 수가 적고 표준품이 없어 함량의 차이를 볼 수는 없었지만, 단순 면적비로 절구버섯에서도 절구버섯 아재비의 약 1/10배 정도의 cyclopropylacetyl-(R)-carnitine이 검출되었다. 문헌에 따라 절구버섯은 식용으로 분류하고 있지만, 이 연구 결과는 함유량의 차이에 의한 것이지 절구버섯도 중독을 일으킬 수 있음을 시사한다.

자연(自然)이 언제부터 쓰여왔는지 명확하지는 않지만, 노자의 도덕경에 쓰였다는 것을 보면 동양적 사고의 오랜 관념인 듯하다. 자연은 타고난 본성(라틴어 Natuara)으로 이해하는 서구적 관념과 비교된다. 타고난 본성대로 살아가는 것이 자연스러운 일이니 유사한 관념이지만 스스로 그러한 것, 타고난 본성 사이에 미묘한 차이가 느껴진다. 이런 태도는 동양적 사고로 자연은 있는 그대로 받아들이는 대상으로 서양은 과학기술의 발달과 함께 탐구와 정복의 대상으로 빠르게 전환한 경향에 영향을 주는 듯하다.

자연에 대한 도와 받아들이는 느낌 또한 사람마다, 상황마다 다르다. 초등학교 시절 자연이라는 과목은 주변에 이런저런 것들을 관찰하여, 특징과 원리를 파악하는 과학에 해당하는 과목이었다. 다분히 서구적 관점의 자연에 대한 교육이었으며, 본성의 이해애 충실했다. 이와 다르게 자연이라는 어휘가 자연산으로 활용되면 알 수 없는 거대한 믿음이 되곤 한다. 자연산은 더 맛이 좋고 건강에 유익하다고 믿으며 대체로 비싸다. 생명 어느 것 하나 인간의 힘만으로 길러낼 수 있는 것이 없다. 엄격히 말하면 모두 자연으로부터 온 것이다. 그러니 자연산이 아닌 것이 없을 텐데, 아마도 자연산이란 인간의 손길이 닿지 않은 환경에서 자란 개체를 자연산이라고 하는 듯하다. 인간의 재배는 자연상태에서보다 더 획일적인 환경을 만들어 주는 것 일뿐 모두 자연의 힘으로 길러지는 것이다. 품종이 다르다면 모를까, 자연에서 아무렇게나 자란 것이나, 사람의 손을 탄 것이나 크게 다르지 않을 것이다. 그러나, 특정 상황에서 자연산에 대한 신뢰에 근거가 전혀 없는 것이 아니다. 사람 손으로 잘 키운 두릅보다 척박한 환경에서 자란 두릅이 향도 좋고 쌉싸름한 맛이 일품이다. 두릅나무가 가시를 만들어 초식동물로부터 자신을 보호하지만, 가시만으로 곤충으로부터 새순을 보호할 수 없으니, 척박한 환경에서 자란 두릅이 자기 보호를 위해 곤충으로부터 보호받기 위해 더 많은 물질을 만들어 낼 가능성이 높다. 인간은 그때 만들어진 물질에 풍미와 맛으로 느낀다. 그 때문일까, 채집 본능에 진심인 사람이 많은 우리나라 사람들은 자연산에 대한 근거 없는 믿음으로 제 철을 맞으면 나물이나 버섯이 나는 산 주변은 차들이 에워싼다.

움직일 수 없는 식물들은 자신의 천적으로부터 보호받는 여러 장치들을 가지도록 진화해 왔고, 식물을 먹어야 하는 동물들은 그 장치를 피하는 법을 가지도록 진화해 왔다. 초식동물도 먹을 수 있는 것과 먹을 수 없는 것을 구별한다. 유전자에 각인하여 미각이나 감각을 을 통하기도 하고, 새끼에게 학습시키기도 한다. 인간은 먹을 수 있는 시기와 그렇지 않은 시기를 알며, 날것으로는 먹을 수 없지만, 먹는 방법을 적극적으로 고안하며 자연의 위험을 피하는 독특한 종이다. 우리 민족은 이 분야에 탁월성을 보인다. 외국에서 독초로 분류된 것들도 데치고 물에 담가 우려낸 후 먹는다. 피마자는 백악관에 배달된 공포의 백색가루로 알려진 독성 단백질인 ricin과 독성 알칼로이드인 ricinine을 만드는 피마자의 어린잎을 끓는 물에 데쳐 짜내고 물에 담갔다가 짜내 나물로 먹는다. 또한, 양자리공은 복통, 설사, 심한 경우 신부전을 일으킬 수 있음에도, 봄에 산에 가면 새순은 여지없이 잘려 나가고 없다. 이 두 식물 모두 외래종으로 비교적 최근에 들어왔고 어떤 나라에서도 먹지 않는 식물을 우리나라에서는 먹는다. 이러한 모험 정신은 수천 년 이어온 채집 본능이며, 사계절의 특성상 다양한 식물이 자라는 한반도의 특징과 이런저런 이유로 기근을 겪어 온 역사의 복합 산물일 것이다. 이로 인해 여러 나물류가 우리 식탁에 오를 수 있는 원동력이 되었을지라도, 자연에는 존재는 알지만, 작용을 알지 못하는 수많은 물질과 그보다 더 많은 아직도 알지 못하는 물질이 존재하는 위험이 공존한다.

매년 독초와 독버섯 중독 사고가 수십 건씩 일어난다. 이로 인해 병원 신세를 지거나 사망에 이르기도 한다. 자연계에 존재하는 식물 중에 인류가 먹을 수 있는 종류는 지극히 제한적인 것처럼, 우리나라에 자생하는 2,000 여종의 버섯 중 식용할 수 있는 버섯의 종류는 80여 종으로 지극히 제한적이다. 나물류도 그렇지만, 특히, 버섯은 외형상 구별이 어려운 경우가 많고, 식물보다 치명적인 독소를 함유한 경우가 많아, 오인하여 중독되는 경우가 많고, 독초나 독버섯이 혼입 될 수 있으니 늘 조심하여야 한다. 숲은 아름답고, 정서에 도움을 주며, 건강에 도움이 되는 요소들을 가지고 있지만, 다양한 생명이 만들어 내는 알 수 없는 물질의 보고이지만, 이로 인해 알 수 없는 위험이 도사린 곳이기도 하다.

오랜 진화를 통해 서로 알아가고 적응하며 생존을 위한 나름의 상호작용하며 인류는 많은 적응의 과정을 겨쳐왔다. 지난 100년 동안 그 이전에 알았던 것보다 훨씬 더 많은 상호작용을 이해하고 위험을 알고 있지만, 여전히 경험을 조금 보완하는 수준이며, 자연에 존재하는 수많은 물질 중 아주 일부에 대해서만 인간의 생명 활동에 관여하는지를 조금 이해할 뿐이다. 자연은 우리에게 많은 것을 내주지만 그 안에는 알지 못하는 많은 위험이 있음을 알아야 한다. 자연과 함께하는 삶이 자연스럽고 건강에 유익하고, 자연산이 유익할 수 있는 예들이 있음에 동의하지만, 그런 이유로 자연이 가지고 있는 위험을 간과해서는 안 된다. 자연은 언제나 스스로 그러한 존재였을 뿐 우호적이기만 한 적은 없었다.

1) 범혈구감소증(pancytopenia)은 골수 세포의 분화가 억제되어 적혈구, 백혈구, 혈소판이 감소하는 상태를 말하며, 암 등의 질병, 감염, 항암제, 특정 독성 물질에 노출된 경우 나타나는 증상이다.

2) 트리초테신(trichothecens) 진균류에 의해 만들어지는 독소(toxin)로 붉은 사슴뿔 버섯도 이 종류의 독소를 만든다

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