한 권으로 이해하는 독과 약의 과학

사이토가쓰히로

1945년5월3일출생.1974년도호쿠대학대학원이학연구과박사과정을수료했고,현재는나고야공업대학명예교수로재직중이다.전문분야는유기화학,물리화학,광화학,초분자화학이다.

대표저서로는국내에출간된『알아두면쓸모있는식품과학이야기』,『요리로읽는맛있는화학』,『과학과공학의기초를쉽게정리한단위·기호사전』외『확실하게머릿속에들어오는화학시리즈』전18권,『머릿속에들어오는화학시리즈』전16권,『알겠다×알았다!화학시리즈』전14권,『만화로배우는유기화학』,『독의화학』,『한권으로배우는양자화학』,『한권으로배우는발효』,『한권으로배우는화학의역사』등200권이상이있다.

머리말

제1장_독과약은어떻게다를까?
01질병·상처와의전쟁에서태어난약
02왜인류는독을찾았을까?
03용량이독을만든다
04독과약의강도를정하는기준은?

제2장_독이냐약이냐,그것이문제로다!
05독이약도되는‘독의부작용’?
06키노포름에도독의부작용이있다?
07약해는어떤재해일까?
08불로불사의약을찾아서
09원료는무엇이든좋다,효과만있으면OK
10비전비약을갖고싶어찾은것은?

제3장_독은어떻게사람을죽일까?
11실명·사망의메커니즘
12왜사람은독극물을먹으면죽을까?(1)
13왜사람은독극물을먹으면죽을까?(2)
14왜사람은독극물을먹으면죽을까?(3)
15왜사람은독극물을먹으면죽을까?(4)
16왜사람은독극물을먹으면죽을까?(5)
17왜사람은독극물을먹으면죽을까?(6)

제4장_식물·균류의독성과약성
18인류의생존이유는독극물덕분?
19독이있는식물들:풀
20독이있는식물들:나무
21독버섯구별은전문가도어렵다
22맹독순위상위권의세균류

제5장_동물의독성과약성
23포유류와조류중에도독이있다?
24파충류와독의전문가클레오파트라
25양서류는핥으면안돼!
26어패류에는맹독의강자가한가득
27곤충의독,몸은작아도얕보지말것!

제6장_화학물질의독성과약성
28알려지지않은중금속의독성
29폴로늄암살사건
301500억명을죽일수있는독극물은?
31농약은인간사회에도영향을끼친다
32왜기체성독을사용할까?

제7장_마약·각성제의독성을알아보자
33약물은뇌의신경세포에어떤영향을미칠까?
34마약의독성은?
35각성제의독성은?
36대마,LSD,디자이너드러그

제8장_천연물에서탄생한의약품
37천연물을이용한한약
38질병을치료하는항생물질
39부족해도지나쳐도안되는필수미량원소
40비타민과호르몬은의약품일까?
41미약성분을알아보자
42미용시술약품에보툴리누스균이?

제9장_화학합성의약품은인위적으로만들어진의약품
43아스피린의해열·진통작용
44세균을죽이는합성항생제
45항암제의작용원리
46금속이함유된합성의약품
47마취제작용메커니즘은알려지지않았다?
48RNA를사용한신형코로나백신

제10장_인류를구할미래의의약품후보
49약제의개념을바꾼분자막항암제
50분자막으로암백신을만들수있다!
51표적만을공격하는약제
52DNA를활용하는의약품을만들자
53난치병치료의비책iPS세포
54인간은영원히살수있을까

찾아보기

독이되기도하는약,
약이되기도하는독!
‘독과약’얼핏보면서로반대되는개념이다.‘독’은인류의역사속에서사람들의목숨을수없이빼앗아왔고,‘약’은인류의역사속에서사람들의질병과상처를수없이치료해왔다.그러나독은옛날에는화살에묻혀사냥에썼으며오늘날에는농업에없어서는안될필수요소가되었고,약은잘못복용하면순식간에생명을위협하고만다.
이처럼독은소량으로도사람의목숨을앗아가는위험하고도무시무시한물질이지만,대다수의독은적정량사용하면약이된다.또약은소량으로도사람의목숨을구하고고통에서구해주는믿음직한물질이지만,대다수의약은과용하면목숨을위협하는독이된다.한마디로‘독과약은한끗차이’다.이책에서는이러한독과약의차이,화학적인유사성등을재미있고알기쉽게설명했다.

모르면독이되고,알면약이된다!
독중에는어떻게사용하느냐에따라약이되는물질도상당히많다.맹독인투구꽃의독은한방에서강심제로쓰이는중요한성분이다.복어독도진통제나심장질환치료에활용할가능성을두고연구중이다.사람을폐인으로만들고사회적으로말살시키는맹독인아편역시암환자의진통제로활약하고있다.
독버섯,독사,수은등자연에존재하는식물,동물,광물에만독과약이존재하는것은아니다.살충제,살균제,미국사람들이신앙에가까운신뢰를보내는아스피린,폐렴으로고통스러워했던전영국총리처칠의목숨을구했던설파제,예방의학으로얼마나많은사람의목숨을구했을지셀수조차없는백신과항생물질,그리고신형코로나바이러스에대항해등장한mRNA백신까지우리인간이지식과기술을구사해만들어낸합성물질에도수없이많다.
이책은이러한독과약의세계를널리소개하기위해쓰였다.이책을읽고흥미를느꼈다면더욱나아가화학,약학,화학사등의전문서를펼쳐보자.

책속에서

“용량이독을만든다”라는말이있다.‘독과약은양에따라결정된다’,즉양에따라독도약도될수있다.더자세히풀어보면같은물질이라도양에따라약이될수도,독이될수도있다는의미다.독은사람의수명을줄이거나완전히목숨을앗아간다.똑같이목숨을앗아가더라도벌레나세균을죽이는살충제,살균제를일반적으로독이라고하지는않는다.살충제가독으로불리는이유는,현대의살충제가사람의목숨을앗아갈수있기때문이다.사람에게해롭지않은살균제는소독약과마찬가지로약으로취급되기까지한다.
제1장_독과약은어떻게다를까

항생물질도평범하지않은과정으로발견했다고할수있다.제1호항생물질인페니실린은푸른곰팡이에서발견되었기때문이다.보통푸른곰팡이가핀식품을먹으려는사람은없다.그러나푸른곰팡이의분비물이질병을극적으로치료한다는것도사실이다.약은효과만있으면충분하므로그밖의정보는파고들지않는다.이후다른곰팡이와균류에서도유효성분을발견할수있을지모른다는예상속에전세계의곰팡이와균류를대대적으로연구하기시작했다.
제2장_독이냐약이냐,그것이문제로다!

메탄올도알코올의일종으로분자구조가에탄올과비슷하지만,메탄올은틀림없는독극물이다.약간만마셔도눈이멀고많은양을마시면죽음에이른다.두물질의차이는어디에서비롯되었을까.생물은밥이든술이든체내에들어온유기물을산화해영양원으로만드는데,이를‘대사(Metabolism)’라고한다.체내에들어온에탄올은일단알코올산화효소가아세트알데하이드라는물질로산화시키고,이어서알데하이드산화효소가아세트산으로산화시킨다.그리고아세트산이다시산화되면마지막으로이산화탄소와물로분해된다.
제3장_독은어떻게사람을죽일까?

보툴리눔독소는단백질이므로가열하면독성이사라진다.그러나보툴리누스균은내열성이있는포자를만들어살아남기때문에,열이식으면다시독소를분비한다.보툴리눔독소는신경독으로,신경세포의축삭말단에서신경전달물질인아세틸콜린이방출되는작용을방해한다.이방해효과가근육의이완이라는형태로나타나므로요즘은사시,눈꺼풀경련치료,얼굴의주름완화등미용에쓰인다.보툴리누스균은무시무시한세균이지만의외의용도도있다.
제4장_식물·균류의독성과약성

어패류에는독이있는생물이많다고알려져있다.그러나독이그동물의몸속에서만들어진다고는할수없다.먹이사슬을통해커다란물고기가플랑크톤같은작은동물을먹고그독을농축해몸속에담아둘수도있기때문이다.이처럼어패류의독은생식장소나시기에따라독의양이크게변할수있다.
제5장동물의독성과약성

일본에서수은의유독성이널리알려진시기는1970년대로,구마모토현미나마타시와니가타현에서공해,미나마타병이발생하면서부터였다.미나마타병의원인은비료공장이합성반응의촉매로사용했던수은을분리하지않고폐액을그대로바다와하천에방류했기때문이다.이폐액은미생물을거쳐메틸수은[CH3－Hg－X,X는염소(Cl)·브롬(Br)등의할로젠원소]으로바뀐다.물속의메틸수은농도는낮지만,생물농축을거듭하면서식탁에오른물고기속의메틸수은농도는몇십만배로높아진다.
제6장화학물질의독성과약성

모든마약은구조식이밝혀진화학물질이다.화학합성법이확립되면서숙련된화학자라면이분자들을합성할수있을뿐만아니라분자구조일부를간단히바꿀수도있다.단속당국이분자A를각성제로지정했다고가정해보자.그러면분자A의극히일부를화학적으로바꾼분자A’는단속대상에서벗어날까?이분자A’같은물질을디자이너드러그(DesignerDrug)라고한다.
제7장마약·각성제의독성을알아보자

생체는생화학반응으로에너지를획득해생명활동을수행한다.앞에서생화학반응을위해촉매로기능하는효소(금속원소)가필요하다는사실을알아보았다.필수미량원소의활동을돕는요소가비타민과호르몬등필수미량물질이다.우리몸에필요한비타민과호르몬은극소량뿐이다.하지만그필요량을충족하지못하면생체는건강을심각하게해치는상태,즉질병에걸린다.그런의미에서비타민과호르몬은‘본질적인의약품’으로볼수있다.
제8장천연물에서탄생한의약품

아스피린은여러증상에효과적인의약품이다.한알로해결하는해열진통제라는말그대로아스피린은열을내리고치통,두통,신경통,생리통등각종증상을완화한다.그래서아스피린은감기약으로적합한약품이기도하다.그러나의외일지도모르지만,아스피린에는세균같은미생물이나인플루엔자바이러스를죽이는살상력은없다.아스피린은병원균을죽이는약이아니라병원균에시달린몸의고통을완화하고열을내려체력이회복되기를기다리는약이다.이러한약을일반적으로‘대증요법치료제’라고한다.
제9장화학합성의약품은인위적으로만들어진의약품