'살아있는 것'과 '죽음'에 대한 정수
살아있다는 것: 전기적 불안정을 유지한다는 것.
1. 살아있는 것들의 공통점
동물이든, 식물이든, 균류든 살아있다고 부르는 것들은 뚜렷한 공통점이 있습니다.
살아있는 모든 것은, '기초대사량'이 있습니다.
기초대사량이란, 숨을 쉬거나 심장이 뛰는 등 생명을 유지하기 위해 가만히 있어도 최소한으로 소모하는 에너지의 양을 말하는 것이죠.
보통 사람들은 이것을 다이어트에 적용하는 수치로만 사용하는 듯 하지만, 인간뿐 아니라 식물에게도, 균류에게도, 곤충에게도 기초대사량이 있습니다. 그리고 이것은 필수입니다.
a. 세포막 전위차와 에너지
기초대사량은, 체내에 들어온 영양소 일체가 칼로리로 변환된 것입니다. 이것이 호흡을 통해 ATP로 변환되고, 이것은 세포막 등의 전위차를 유지하는데 사용됩니다. 이것은 자연적이지 않은 불안정한 상태라고 할 수 있습니다. 닫히려는 문을 열린 상태로 유지하려면 힘이 들어가는 것과 비슷한 것이지요. 물론 세포막 전위는 단순히 열린 문과는 엄연히 다르지만, 비유를 하자면 이렇다는 겁니다. 따라서 세포막의 전위차는 의도된 에너지를 통해 유지될 수 밖에 없는 상태입니다. 따라서 여기에 에너지가 필요한 것이지요.
b. 생명활동은 전기다.
막전위는 생명의 모든 활동에 필수 입니다. 면역체계의 가동, 신경세포의 신호전달, 세포분열, ATP생성, 근육 수축 등 생명의 모든 활동은 전위차로 인해서 발생하는 것 입니다. 전기 에너지로 생명이 움직인다는 것을 설명하는 것은 의외로 간단합니다. 우리의 뇌 활동을 검사하기 위한 fMRI도 결국은 전류의 흐름을 감지하는 것이고, 사람이 전기에 감전되면 근육이 멋대로 움직이는 것도, 심장이 멈추면 전기충격기를 이용하는 것도 생명 조직이 전기로 작동한다는 것을 말해줍니다.
c. 정 리
즉, 모든 생명은 전기적으로 불안정한 상태를 유지하고 있다고 할 수 있으며, 이것은 전위차에 의해 가능한 것입니다. 전위차 유지에는 에너지가 필요합니다. 그리고 모든 생명은 전기로 작동합니다.
따라서 전위차 유지를 위해 에너지가 소모되고 있는 상태를 '살아있다' 라고 말할 수 있다고 봅니다.
2. 생명은 마치 기계와도 같다.
생물이 전위차로 작동하고 유지되며 여기에 에너지가 소모되는 것은, 마치 기계와도 같습니다.
기계도 결국 전위차로 움직이기 때문입니다.
우선, 기계는 크게 내연기관 방식과 전압 방식으로 나눌 수 있습니다. 기존 가솔린 자동차와 전기차를 생각하면 간단하겠네요.
a. 내연기관 방식과 전압 방식
내연기관의 경우 엔진으로부터 시작됩니다. 연료와 산소를 폭발시켜 열과 압력을 만들고 이를 기계적 힘으로 바꿉니다. 전압 방식은 모터가 달려있습니다. 모터는 전위차로 자기장을 발생시켜 곧바로 동력을 얻습니다. 전자가 흐르는 순간 곧바로 제어 가능한 힘이 발생하는 것이지요.
내연기관은 폭발의 힘을 기계적으로 전환하는 원시적 방식이라면, 전압은 전자의 흐름을 직접 제어하는 세련된 방식입니다. 가솔린 자동차는 배기음과 매연이 발생하지만, 전기 자동차는 오로지 동력만 발생하는 것으로 생각하면 이해가 쉬울지도 모르겠네요.
b. 호흡과 ATP
생명은 이 두 방식을 절묘하게 결합한 독자적인 시스템입니다. 호흡은 스프링처럼 응축된 ATP를 만들고, ATP는 다시 전위차를 발생시킵니다. 폭발없는 전위차 발생시스템인 것이죠. 이후 전위차로 작동한다는 점에서는 전압방식과 같습니다.
c. 생명과 기계, 작동 메커니즘의 유사성
물론 생물과 기계의 에너지 공급 방식은 다릅니다. 생물은 외부 유기물을 통해 에너지를 얻지만 기계는 휘발유나 배터리 등의 에너지를 받아들이거나 전원에서 전위차를 공급받기도 하지요.
생명과 기계, 에너지 공급방식에 차이는 있지만, 결국 전위차가 핵심 동력이라는 본질은 같습니다.
생명은 기계처럼 작동하며, 기계는 생명을 닮아가고 있습니다.
3. 죽음이란 무엇인가?
생명이든, 기계든 결국 전위차가 없어지면 작동은 멈춥니다.
a. 죽음과 꺼지는 것의 차이
이것은 다른 말로 표현하면 전기적으로 안정된 상태를 말하는 것이지요. 타이어가 펑크나면 대기압과 같은 기압이 되는 것과 같습니다. 전기적으로 안정된 경우, 기계는 단지 꺼졌다고 이야기 하지만, 생물은 죽었다고 표현합니다. 기계는 키면 다시 작동하지만, 생명은 다시 작동가능한 상태로 돌아올 수 없기 때문입니다.
이것은 단지 육체나 골격 등의 부패 문제가 아닙니다. 물론, 이것도 이유 중 하나이기는 하지만 세포막의 전위 유지가 핵심적인 문제입니다. 세포막의 전위유지가 끊기면 양이온이 세포 내부로 쏟아져 들어오고, 각종 분해 효소들이 과잉 활성화 되면서 세포막과 미토콘드리아 같은 기관을 분해합니다. 일련의 과정은 분 단위로 진행되기에, 일정 시간을 넘기면 다시 작동할 수 없는 상태가 되는 것입니다.
이것을 '죽음' 이라고 부릅니다.
b. 생명연장의 가능성
다만 전자의 활동성이 느려지면 이야기가 달라집니다. 실제로 '저체온 치료'는 이 원리를 이용합니다. 온도를 낮추면 전자의 흐름이 둔화되어 심정지 상태에서도 장시간 생존이 가능합니다. 스웨덴에서는 80분 동안 몸이 얼어붙은 상태에서 40분 동안 심정지 되었던 사람이 살아난 경우가 있고 장시간 심정지 후 회복된 기록도 있습니다.
아인슈타인앞으로는 온도뿐 아니라 중력까지 생명 연장 수단이 될지도 모릅니다. 아인슈타인의 '상대성 이론'은 중력이 시공간을 왜곡한다는 사실을 보여주었고, 이는 시간의 흐름 자체에 영향을 미칩니다. 아직 그것이 전자 활동성의 직접적 억제 때문인지, 혹은 시공간의 구조적 변형때문인지는 확정할 수 없습니다. 그러나 중력이 강할수록 전자의 흐름이 달라진다는 것은 관찰 가능한 사실입니다.
4. 결론
a. 살아있다는 것은 불안정한 전위(전위차)를 유지하는 것.
b. 불안정한 상태를 유지하기 위해 에너지를 소모한다.
c. 불안정이 존재와 자연의 경계를 만든다.
d. 생명은, 안정되는 순간 죽음이라는 상태.
e. 기계는, 안정되는 순간 꺼지는 상태.
이것이 제가 바라보고 정의한,
'살아있음'과 '죽음' 입니다.