독은 우리 몸에 어떤 작용을 하는가 (독은 어떻게 약이 되고 독이 되는가!)

다나카마치

田中真知

과학전문작가이자번역가로활동하며전문분야의글쓰기에재능을발휘하고있다.특히과학분야의특정주제를알기쉽게풀어써과학의대중화에기여하고있다.
1990년부터1997년까지이집트에머물면서아프리카·중동각지를다양한관점에서취재하고여행한기록을책으로펴내큰인기를얻었다.
저서로는《도서관탐험자연이만든형태》《아프리카여행기》《어느날밤,피라미드에서》《지구에서산다(전4권)》등이있고,역서로는그레이엄행콕의《신의지문》《혹성의암호》등이있다.

감수자의글_인체내독의작용메커니즘을알면독의위험으로부터벗어날수있다

PART1_독의과학
1-1.독과약은어떻게구분할까?
1-2.독성의강도는어떻게표시할까?
1-3.독의침투경로와효과의관계
1-4.뇌에치명적인독-마약,알코올,니코틴
1-5.독은우리몸에어떤작용을하는가?
1-6.독의종류에따른증상과피해
1-7.신경계의메커니즘
1-8.신경독의두가지유형
1-9.알칼로이드,의약품의원료로사용되는독
1-10.식중독,세균의독성에대한경고
1-11.콜레라균보다무서운O-157의독성
1-12.지상최강의독
1-13.독으로독을치료한다

PART2_동물독의비밀
2-1.동물독의종류
2-2.복어는왜자기독에중독되지않을까?
2-3.조개독은어떻게만들어질까?
2-4.고둥독,모르핀보다탁월한진통제
2-5.해파리가내뿜는독캡슐
2-6.해양생물중최강의독
2-7.클레오파트라를문독사는?
2-8.벌에쏘이면사망할수도있다?
2-9.독조는정말로존재했다?
2-10.독화살개구리,화려함뒤에숨은무서운독
2-11.전갈이사람의목숨을구한다?
2-12.불가사의한거미독
2-13.가공식품의무서운역습,보툴리누스독소
2-14.치명적인식중독균O-157
2-15.삶아도구워도먹을수없는곰팡이독
2-16.생물테러의무기로사용되는탄저균
2-17.신경을역류하는파상풍독소
2-18.페니실린,곰팡이의위대한재발견

●●칼럼
바다뱀은어류일까,파충류일까?
벌에쏘인부위에오줌을묻히면좋다?
최강의독으로아름다움을가꾼다
진공팩이나가열처리된제품은과연안전할까?
지나친살균·항균생활이면역력을저하시킨다

PART3_식물독의비밀
3-1.식물독,생존을위한방어본능
3-2.'계모의독'투구꽃
3-3.미치광이풀과벨라도나
3-4.흰독말풀과아트로핀
3-5.소크라테스의독배는독인삼이다
3-6.아름다운꽃에는독이있다-석산,수선화
3-7.원주민의화살독에서탄생한근육이완제
3-8.담배한갑,성인의니코틴치사량
3-9.리신,마르코프암살사건의열쇠
3-10.즐겨먹는야채에도독이있다?
3-11.독버섯의세계
3-12.광대버섯이보여주는환각의세계
3-13.매직머시룸,신을만날수있는환상의버섯

●●칼럼
아이들은왜피망을싫어할까?
양배추밭에배추흰나비가많은이유
가을가지를며느리에게주면안되는이유
술과함께먹으면숙취를일으키는두엄먹물버섯
목장말똥버섯을먹으면정말로웃음이나올까?

PART4_광물독·인공독의비밀
4-1.광물독·인공독이란?
4-2.'어리석은자의독'아비산
4-3.청산가리,소량만사용해도강한독성
4-4.아름다운이름뒤에감춰진최강의독성-탈륨
4-5.신경가스,전쟁이낳은최악의발견
4-6.위험한화산가스-유화수소가스,이산화탄소
4-7.불로불사약으로여겼던수은
4-8.납독이로마를멸망시켰다?
4-9.정상적인호르몬작용을막는내분비교란물질

●●칼럼
지하수의비소오염
유기인제의독성
사실은산소도독이었다
다이옥신은인류에게위협적인물질일까?

PART5_마약이란?
5-1.마약의정의
5-2.마약은어떻게효력을발휘할까?
5-3.아편의역사
5-4.모르핀,강력한진정작용을가진아편추출물
5-5.진통제모르핀과최악의마약헤로인
5-6.코카의중독성과코카콜라
5-7.코카인의작용
5-8.맥각균과성안토니우스의불
5-9.예술과히피문화에영향을준LSD의탄생
5-10.페요테선인장과메스칼린
5-11.대마와마리화나
5-12.각성제,심각한중독성의공포

PART6_독살사건수첩
6-1.희대의독살범,브랭빌리에후작부인
6-2.나폴레옹암살의미스터리
6-3.탈륨과친어머니살인미수사건
6-4.악명높은탈륨독살범그레이엄영
6-5.투구꽃살인사건
6-6.독카레사건
6-7.옴진리교의지하철사린가스사건
6-8.감기약살인사건

옮긴이의글_독의세계로떠나는흥미롭고유익한여행

독과약은하나,
독을알면약이보인다!

그렇다면똑같은독이어떨때독이되며우리몸에어떤작용하는걸까?과학적으로볼때독과약은큰차이가없다.독과약은둘다생물활성에영향을미치며,본질적으로는같은존재다.흔히알고있듯,특정한종류의독이약이되는것이아니라,독과약은같다고할수있다.똑같은화학물질이어떨때는독이되고,어떨때는약이되는것은단지양의차이때문이다.맹독물질이라도양을더하거나줄임으로써약이되고,반대로약으로쓰이는물질도일정량을초과하면생명을위협하는독이된다.결국사람이이를어떻게이용하느냐에따라달라진다고할수있다.

예를들어,강한유독식물인투구꽃의덩이뿌리를건조시킨것을한방에서는‘부자(附子)’라하여강심제나이뇨제로사용한다.그러나부자의양을잘못조제하면,구토나입술마비를일으켜곧바로죽음에이르게하는무서운맹독으로돌변한다.그렇다면어째서이같은차이가생기는걸까?바로투구꽃에들어있는아코니틴(aconitine)때문이다.아코니틴은신경세포에있는나트륨통로를제멋대로열고대량의나트륨이온을세포내로유입시켜신호가전달되는것을방해한다.그결과,신경전달물질인아세틸콜린(acetylcholine)의분비가억제돼신경회로의신호전달이방해를받는다.만약신경이극도로흥분해있을때아코니틴을적당량투여하면,이내흥분이가라앉고정상으로돌아오는데,이는아코니틴의약으로서의효능이다.그러나아코니틴을과잉섭취하면,지각신경이마비되고호흡곤란이와서결국질식사하게된다.

이런현상은독약인아코니틴에만한정된얘기가아니다.좀더일반적인물질,예를들어건강보조제로주목받고있는아연역시마찬가지다.아연에는피부를만들거나면역기능을높이는효과가있는데,사람이하루에필요로하는아연의양은10~15mg정도다.그런데아연을계속해서과잉섭취하게되면,구역질이나설사,근육통과같은증상을일으키고,아연중독에걸릴수있다.또한술이나사탕,소금처럼일상에서우리가흔히섭취하는물질들도독이될수있다.따라서독과약의차이는물질이가진성질때문이아니라,사람이이를어떻게이용하느냐에따라달라진다고할수있다.

우리에게잘알려진복어의독인페트로도톡신은청산가리보다약1,000배의독성을가지고있으며눈과알은특히독성이강해알하나만먹어도13명이목숨을잃을수있다.식중독의대명사인O-157은감염력이아주높아일반적인식중독균이증상을일으키는데100만개이상의세균이필요하지만,O-157의경우는불과100개정도의균으로도식중독증상을일으키며,2차감염도쉽게일어난다.그러나독이반드시우리몸에치명적인작용을하는것만은아니다.

놀라운것은우리가살아가는데꼭필요하다고생각하는산소도독이었다는사실이다.또,여성들의아름다움을유지시켜주는보톡스는지상최강의독인보툴리누스균에서추출되었으며,개구리의독이나바다고둥의독에서추출한물질로모르핀보다훨씬강력한작용으로통증을완화시키는진통제를만든다.클레오파트라를죽게한뱀독역시혈액응고를방지하는약으로이용되고있으며,전갈이나거미의독도사람의목숨을구하는치료제로개발되고있다.


독은우리몸에
어떤작용을하는가?

노벨상을수상한‘세균학의창시자’로베르트코흐(RobertKoch,1843~1910)의제자였던독일의세균학자파울에를리히(PaulEhrlich,1854~1915)는의대재학시절부터합성색소를이용한세균의염색실험에큰관심을갖고있었다.
어느날에를리히는결핵환자의병리절편(病理切片)에염색실험을했는데,결핵균이선명한색깔로물들어있는모습을보게된다.이를통해그는화합물이각각의세포에대해특이한친화성을갖고있다는사실을알아냈다.이와같은발견을토대로에를리히는병의원인이되는세균하고만결합해세균의성장을방해하는색소의합성연구에매달리게되었다.후에이연구는트리판로트(수면병을일으키는기생충인트리파노소마의치료약)와살바르산(매독치료약)을개발하는성과를거두었다.

몸속에들어온화합물이특정세포에친화작용을가질때,그화합물과결합하는부위를‘수용체(受容體)’라고한다.신경전달에관계하는아세틸콜린과노르아드레날린등의신경전달물질,그리고각종호르몬에도이와같은수용체가있다.

또한독에도각각결합하기쉬운수용체가있다.그리고이와같은메커니즘은독의종류나표적이되는장기,조직등에따라다양하다.예를들어,콜레라균이몸속에들어오면콜레라균은감염자의몸속에단백질독소를만든다.단백질독소는A,B두개의유닛으로이루어져있는데,B유닛은세포표면의강글리오시드GM1이라는당지질을수용체로삼아결합하고,A유닛은세포막을뚫고세포속으로침투해세포막속의단백질인산화효소를활성화시킨다.인산이활성화되면나트륨이온의운반을도와주는나트륨통로의단백질활동을방해한다.그결과,나트륨이온이세포속으로들어가지못하므로,전해질농도를일정하게유지하기위해(삼투압을유지하기위해)세포속의수분이세포밖으로배출된다.이수분이장벽에서점액으로분비돼콜레라특유의증상인물같은설사를일으키는것이다.
콜레라독소의작용메커니즘은비교적쉽게밝혀진경우다.그러나다양한유독화합물들이각기체내에서특이한반응을일으키는메커니즘은복잡해아직완전히규명되지않았다.

뇌에치명적인독
마약,알코올,니코틴

독성의강도는LD50의수치로결정되는것이아니라,경구투여냐,아니면피부에의해흡수되는경피독이냐와같은침입경로에따라크게좌우되지만,이밖에도독의효과와관련이깊은요소로,독과장기의친화성차이가있다.독은그성질에따라각각의장기에영향을미치는정도가다르다.어떤독은간에쉽게작용하고,어떤독은신장에쉽게영향을미친다.또어떤독은신장에는큰손상을입히지만,신경계에는별다른작용을하지않는성질을지닌것도있다.

어떤독이특히신경계에영향을주는지여부는그독이혈액뇌관문(血液腦關門)을통과할수있는지없는지에따라결정된다.혈액뇌관문이란이른바뇌로연결되는모세혈관속의검문소와같은곳이다.뇌이외의모세혈관에는세포들사이에틈이있지만,뇌로연결되는모세혈관에는틈이없다.따라서독성을가진물질이라해도뇌속으로들어가지못하고되돌아가게된다.

그러나개중에는혈액뇌관문을통과하는물질도있다.이런물질은세포와세포사이의틈이아니라,세포속을통과해뇌속으로침입한다.일반적으로저분자로지용성화합물인경우혈액뇌관문을쉽게통과하는데,그이유는뇌의신경세포막이기름에쉽게용해되는인지질로구성되어있기때문이다.담배를많이피우거나과음을하면어지럼증을느끼는데,이는담배에포함된니코틴이나술에들어있는알코올이지용성분자로만들어졌기때문이다.

알코올과마찬가지로마약으로취급되는물질역시혈액뇌관문을쉽게통과해뇌에영향을준다.예를들어,양귀비에들어있는성분인모르핀이그렇다.모르핀은뇌속에들어와중추계에진정작용을하므로마취제로사용되고있다.하지만실제로뇌관문을통과하는모르핀의비율은2%정도에지나지않는다.그러나모르핀에염화아세틸을첨가해합성한헤로인의경우는모르핀보다지용성이높아,혈액뇌관문을통과하는비율이모르핀의30배에이른다.때문에섭취량에따라서는심한중독증상을일으켜혼수상태에빠지거나쇼크사하는경우도있으며,쉽게의존증에빠지기도한다.이처럼헤로인은심한부작용때문에의료용마약으로개발되었지만,판매는물론이고제조자체를법적으로금지하고있다.