| 활성산소(영어: reactive oxygen species, ROS) 또는 활성산소종은 산소 원자를 포함한, 화학적으로 반응성 있는 분자이다. 생물체내에서 생성되는 산소의 화합물로 생체 조직을 공격하고 세포를 손상시키는 산화력이 강한 산소이다. 분자들은 산소이온 그리고 과산화수소를 포함하고 있으며, 짝지어지지 않은 전자 때문에 반응성이 매우 높다. 활성산소는 산소의 정상적인 대사과정에서 생기는 것으로 알려져 있으며, 세포신호와 항상성에서 역할을 하는것으로 알려져있다.[1] 그러나 활성산소의 농도는 자외선이나 높은 열에 노출되는 것처럼 환경적인 스트레스로서 급증할 위험이 존재하며[1] 이것이 세포구조를 손상시킬 수 있다. 이른바 산화적 스트레스라고 불리는 이 현상을 통해 과도하게 늘어난 활성산소는 마구잡이로 반응을 일으켜 생명체의 몸에 유해한 물질로 작동할 수 있다. 활성산소는 또한 전리 방사선과 같은 외인적인 요인으로도 생성될 수도 있다. |
산소는 우리가 사는데 필수불가결한 존재다. 하지만 이 산소는 또한 우리 몸을 녹슬게 하는 존재이기도 하다. 철은 오래되면 녹이 스는데 그 이유는 공기 중의 산소와 결합해 산화됐기 때문이다. 그래서 쇠못은 약해져 쓸모없게 되며 광택이 나던 금속들은 지저분해져 보기 싫게 변한다. 그런데 이런 산화과정이 금속뿐만 아니라 우리 몸에서도 일어난다.
산소는 우리에게 에너지를 얻게 해주는 대신 몸을 녹슬게도 하는데, 이는 인류 질병의 90%와 관련이 있으며 인간이 노화하는 원인제공을 하기도 한다.
짝을 찾아다니는 납치범 활성산소
사람은 살아가기 위해 음식물을 섭취한다. 그럼 우리 몸은 이 음식물을 소화효소를 사용해 분해하고, 그 과정에서 나온 에너지를 살아가는데 사용한다. 소화로 인해 흡수된 양분은 세포 소기관인 미토콘드리아에서 적혈구가 가져온 산소와 결합해 산화한다. 이 과정에서 에너지와 열을 발생시키고, 이는 세포들이 살아가는 에너지가 된다. 즉 미토콘드리아라는 공장에서 음식영양분을 연료로 에너지를 만들어내고 있는 것이다. 하지만 공장에서는 매연이나 폐수가 나오기 마련, 우리의 작은 세포 안 공장도 오염물질을 내뱉는다.
활성산소가 바로 그것이다. 호흡할 때 체내에 들어오는 산소의 2~3%정도가 완전히 산화하지 못하고 불안정해진 활성산소가 된다. 이런 종류의 원자를 자유라디칼(free radical)이라고 부르는데, 짝을 짓지 못한 전자를 가지고 있어 반응성이 매우 크다. 반응성이 크다는 것은 다른 원소들과 쉽게, 그리고 빠르게 결합할 수 있다는 의미이며 활성산소도 이에 속한다.
즉 활성산소는 짝을 만들고 싶어 체내를 돌아다니며 호시탐탐 다른 원소들을 노리는 무서운 존재라고 할 수 있다. 활성 산소는 짝 잃은 전자를 무기로 이미 잘 결합돼 있는 원소들 사이로 다가가 그 결합을 끊고 안정된 원소들을 납치해 간다. 그렇게 되면 활성산소 때문에 짝을 잃은 다른 원자들도 불안정해지며 이는 곧 세포의 붕괴로 이어진다.
이 무서운 활성산소는 체내의 무법자다. 우선 세포외벽인 세포막을 공격해 세포의 구조를 무너뜨리고 세포내의 다른 기관들도 공격하게 된다. 이 과정에서 우리 몸은 면역력을 잃게 돼 당뇨병, 암 등의 질병으로 이어진다. 그리고 활성산소가 유전자를 파괴하게 되면 세포의 재생능력이 떨어지기 때문에 관절염이나 백내장 등의 퇴행성 질환이 생기는 원인이 되기도 하며 인체의 노화를 촉진시킨다.
하지만 활성산소가 없다면 또 다른 문제가 생긴다. 활성산소가 다른 물질과 쉽게 반응해 산화를 일으킨다는 점은 우리 몸에 바이러스나 세균이 침입했을 때 매우 도움을 준다. 사실 우리 몸의 파수꾼이라 알려진 백혈구도 활성산소를 만들어 병균을 공격하기도 한다. 활성산소가 우리 몸에 침입한 세균이나 바이러스와 결합함으로써 힘을 못 쓰게 만드는 것이다.
이 외에 항암제 또한 활성산소를 발생시켜 암세포를 공격하게 하며 장내에 세균침입 시 ‘듀옥스’란 효소도 활성산소를 만들어 세균을 없앤다. 활성산소는 이렇게 살균작용과 면역력을 높이는 도움을 주기도 하기 때문에 없어서는 안될 존재이기도 하다. 다만 그 양이 지나치게 많을 경우 세균과 바이러스로 모자라 정상적인 세포를 파괴하게 된다.
스트레스, 과음, 흡연이 나쁜 이유
앞서 말했듯이 호흡 시 사용된 산소의 2~3%정도가 완전히 산화되지 못하고 활성산소로 남게 되기도 하며 살균작용을 하기 위해 만들어진 활성산소들도 세균과 모두 결합하지 못하고 남기도 한다. 이런 경우의 활성 산소는 조절하기 힘들지만, 사람의 의지로 조절 가능한 경우들도 있다.
그 중 스트레스는 활성산소를 만드는 가장 큰 원인으로 꼽힌다.
사람이 스트레스를 받으면 아드레날린을 비롯한 호르몬들이 분비돼 몸을 스트레스의 원인으로부터 보호하려고 긴장상태에 들어간다. 이 과정에서 신체기관들에 많은 혈액을 보내려 맥박과 혈압이 증가하고 호흡이 빨라진다.
여기엔 당연히 평소보다 많은 양의 에너지가 필요하게 되고 빨라진 호흡만큼이나 많은 산소들이 에너지를 만드는데 사용되면서 그만큼 활성산소의 발생량이 증가한다. 활성산소가 인간의 거의 모든 질환의 원인이 되는 것을 생각할 때 ‘스트레스는 만병의 근원’이라는 말이 딱 맞는다.
또 스트레스와 함께 대표적인 인체의 적이 하나 더 있다면 바로 담배일 것이다. 담배연기엔 타르와 니코틴 같은 유해물질은 물론, 활성산소의 일종인 과산화수소도 포함돼 있어 체내에 많은 활성산소를 발생시킨다.
이외에도 과음이나 과도한 운동, 과식 등도 활성산소 발생을 증가시키는 원인들이다. 모두 살면서 몸에 좋지 않다고 귀에 못이 박히게 들어본 것들이다. 역시 옛말엔 틀린 것이 하나도 없다.
항산화제
비타민 C
인터페론 합성을 촉진하고, T-임파구의 활성화를 돕는다. 뇌, 척수에서의 지방 합성을 감소시켜, 이들의 중요기관을 유리기로부터 보호한다. Bioflavonoid(비타민 P)와 함께 복용할 경우 훨씬 더 강력한 항산화 작용을 발휘한다.
비타민 E
체내 지방과 세포막의 과산화를 방지하며, 세포의 산소 이용률을 높이고, 면역계를 강화시킨다. 비타민 E가 혈중에 일정 농도로 유지되려면 아연이 반드시 필요하다. 셀레늄은 비타민 E의 흡수를 촉진한다.
베타-카로틴
Vitamin A와 이의 전구체인 베타-카로틴은 강력한 한산화제이다. 점막을 강화하고 여러 미생물을 퇴치하는 효소를 활성화시킨다. 베타카로틴과 vitamin A에는 항암 작용도 있다.
리코펜(Licopene)
리코펜은 전립선 예방에 도움이 되는 최고의 영양소다. 리코펜이 다량 함유된 토마토를 섭취한 노년 남성들에게서 전립선 비대증 완화 증상이 나타난다. 리코펜은 갱년기 이후 뼈 건강을 지켜주는 데에도 도움이 된다. 리코펜 수치가 높으면 갱년기 이후 가속화되는 골흡수(골조직에서 칼슘이 빠져나가 뼈에 구멍이 나고 부서지기 쉬워지는 상태)가 눈에 띄게 줄어드는 것으로 나타났다. 리코펜은 뇌졸중 위험을 낮추는 데에도 도움이 된다. 뇌졸중은 뇌에 산소와 영양분을 공급하는 뇌혈관에 문제가 생겨 발생하는 질환이다. 뇌졸중 발생률이 평균 55% 낮은 것으로 나타났다. 리코펜 성분은 심장질환 예방에도 좋다. 특히 심장병 환자에게도 이로운 점이 많다. 심장병 환자 36명을 상대로 토마토 보충제인 아테레논을 2달간 매일 복용하게 했다. 그 결과 내피 기능이 강화되며 이들의 혈관은 53%가량 넓어졌다. 2013년 터프츠 대학에서 진행된 연구에서도 리코펜이 풍부한 식단을 섭취하면 심장 질환 위험이 17-26 % 낮아진 것으로 나타났다. 강력한 항산화 성분인 리코펜은 자외선으로 인한 피부 손상을 줄여 주고 피부암 발생을 억제한다. 폐 기능 강화에 도움이 돼 만성폐쇄성폐질환 완화에도 효과적이다.
루틴(rutin)
루틴은 혈관의 저항력을 향상시켜 고혈압이나 동맥경화, 뇌출혈, 당뇨병 등 성인병을 예방하는 효과가 있다. 또 메밀에는 술의 해독을 돕는 콜린 성분이 들어 있어 숙취해소에 좋다. 메밀은 피부미용에도 좋은 식품이다. 메밀에 들어 있는 시스틴 성분은 피부생성을 활성화하고, 노화를 방지한다.
셀렌 (셀레니움, Se)
비타민 E와 같이 쓰면 상승 작용이 있다. Glutathione peroxidase의 필수적인 성분으로 미생물 감염시에 항체 생성을 촉진한다.
망간
뼈의 결합 조직을 튼튼하게 하는 역할을 하여 망간을 뼈 회춘 미네랄이라고 부른다. 뼈와 신경조직을 튼튼하게 한다. 아연과 철분, 칼슘과 같은 노화방지 물질 (슈퍼 옥사이드 디스뮤타스)를 만들어 내는데 필요한 물질이다. 망간은 면역성을 증진시켜 주는데 필요하며 망간이 부족하면 당뇨병이 올 수도 이는 포도당의 대사에 문제가 생기기 때문에 발생하는 것이다. 또한 심장병이나 심하면 간질, 동맥경화증과 고혈압 등이 발생할 수 있다.
제아잔틴(Zeaxanthin)
민들레꽃, 옥수수, 배추의 어린 잎, 계란 노른자 등이 노란색 빛깔을 띄는 이유도 제아잔틴 때문이다. 자외선으로 인한 눈 내부의 세포파괴를 막아주는 역할을 하여 시력저하, 황반현상, 백내장을 예방해 준다. 동맥에 침전물이 쌓이는 것을 막아주어 심장병, 뇌졸증, 퇴행성 질환 등을 예방해 준다.활성산소가 체내에 축적되는 것을 예방하여 노화의 속도를 낮춰준다.
루테인(Lutein)
루테인은 브로콜리와 시금치, 케일, 옥수수, 키위, 애호박 같은 잎줄기 채소에 들어있다. 루테인은 ‘고지방 식품과 섭취할 경우 가장 잘 흡수되는’ 것으로도 알려졌다. 이 외에도, 루테인은 세포를 유리기와 태양 광선으로부터 보호하고, 만성 염증을 예방하는 데 도움이 되는 항산화 물질이다. 망막 조직에 손상을 입으면 시력이 감퇴해 시력 손실로 이어진다. 미국국립보건원 (NIH)이 실시한 연구에 따르면 루테인은 안구 질환을 유발하는 유리기에 대처하는 데 효과적이다. 그리고 루테인은 눈의 황반 밀도를 높여 망막을 햇빛과 청색광, 자외선으로부터 보호하는 역할을 할 뿐만 아니라 시력을 개선한다. 루테인은 수정체의 세포를 강화해 ‘수정체가 뿌옇게 되거나 시력이 감소하는’ 노안 증상을 개선하는 데에도 효과가 있다. 또한 루테인은 안구 건강 개선 외에도 다음과 같이 여러 가지 장점이 있다.
아연 (Zinc)
항산화제의 기능뿐만 아니라 SOD의 구성 성분이 된다. 혈액내의 비타민 E의 농도를 유지하고 비타민 A의 흡수를 돕는다. 인체 내의 내분비기능과 생식기능, 면역기능을 활성화한다.
실리마린(Silymarin)
엉겅퀴와 silymarin의 추출물은 수백년동안 간의 치료에 사용되었다. Silymarin은 간에서의 산화를 방지하며 독성물질, 약물, 알콜 등으로부터 간을 보호하고 간의 생성을 촉진한다. 간에서 생성되는 항산화제인 glutathione의 농도를 높인다.
Oilgomeric Proanthocyanidins (OPCs): OPCs는 여러 종류의 음식과 식물에 풍부하게 존재한다. 다른 항산화제보다 뛰어난 항산화능력이 있으며, 연결조직과 심혈관계를 강화시키고, 히스타민을 감소시켜 알레르기 반응을 약화시킨다. 식물에서 흔하게 발견되지만, 주로 pine bark extract (소나무 껍질 추출물)인 pycnogenol과 garpe seed extract에 풍부하다.
Nicotinamide Adenine Dinucleotide (NADH)
Coenzyme 1으로도 알려져 있으며 nidotinamide adenine dinucleotide (NADH)는 고에너지 수소결합을 하지고 있어 체내의 에너지 생산에 관여한다. NADH는 유리기를 제거하며, DNA의 수복과 유지, 면역기능을 보호한다. Dorparmine과 같은 신경전달물질의 자가산화를 저해하여 신경계와 뇌를 보호한다.
글루타티온(Glutathione)
Cysteine, glutamic acid, glycine 등으로부터 간에서 합성된다. 중금속, 약물, 흡연, 술로부터 인체를 보호하는 매우 강력한 항산화제이다.Glutathione의 세포보호 기작은 여러 경로가 있다. Selenium과 함께 glutathione peroxidase를 형성하여 산소가 세포를 산화시키기 전에 중화시킨다. 또한, glutathione-S-transferase를 형성하여 간에서의 항산화 효소로 작용한다. N-acetylcysteine 또는, cysteine과 methionine은 체내에서 glutathione의 합성을 촉진한다. Gluthathione 자체를 흡수하는 것이 더 효과적이다.
알리신(allicine)
마늘의 알리신의 sulfhydryl(-SH)기는 뛰어난 metal chelators로 작용하여 체내의 독성물질과 결합하여 배출될 수 있게 하며, 유리기로부터 세포를 보호한다. 과산화수소와 같은 산화제를 무독화하며, 지방의 산화를 방지하여 세포와 동맥을 보호한다. 또한, 마늘은 vitamin A, C와 selenium을 포함하고 있다.
플라보노이드(Flavonoids)
Flavonoids는 강력한 항산화제이며 metal chelator로서 작용한다. 식물이 자신을 기생충이나 박테리아 등에서 보호하기위해 만들어내는 물질이다. 4,000여종의 flavonoid가 확인되었으며 과일, 야채, 향료, 씨, 견과류, 꽃등에 풍부하다. 적포도, 사과, 블루베리, 양파, 콩, 차 등은 아주 풍부한 Flavonoid제공원이다. 과일이나 야채에 있는 Flavonoid는 vitamin A, E나 beta-carotene보다 강력한 항산화제로 작용한다. 많이 알려진 플라본, 카테킨, 폴리 페놀, 식물성 에스트로겐은 항산화제와 식물 영양소의 모든 유형이며, 모두 식물성 식품에서 발견된다. 각 항산화제는 다른 기능을 하며 다른 것과 상호 교환 할 수 없다. 이것이 다양한 식이요법을 하는 것이 중요한 이유이다.
커큐민(Curcumin)
강황에서 발견되는 phytochemical인 curcumin은 항산화제로서, 인체의 유리기 생성을 억제하며 이미 존재하는 유리기도 중화시키는 기능이 있다. DNA의 암화 진행과정을 막아주며 암화 진행에 필요한 효소를 저해한다. Curcumin은 콜레스테롤의 산화를 막아 동맥에서의 침전을 막는다. 장기흡연자를 대상으로 한 연구결과 curcumin을 복용시 소변에서의 발암물질의 양이 줄었다고 한다. 담즙선에 장애가 있는 사람과 항응고제를 복용하는 사람은 curcumin의 복용을 피한다. Curcumin은 담즙생산을 자극하며, 혈구생성을 저해한다.
MSM(메틸설포닐메테인(Methylsulfonylmethane)
MSM은 식물에서 유래된 유기유황화합물의 일종으로
유황은 우리에게 있어서 필수 영양소의 하나이다.
체내의 아미노산 생성에 꼭 필요하고 MSM이 없으면 단백질은 분자 구조를 가질 수 없다.
구체적으로는 연골이나 손톱, 피부, 콜라겐, 모발 등에 관계하고 있다.
MSM이 함유 하고 있는 식품으로서 우유나 토마토, 커피, 육류, 달걀 등이
대표적이지만 섭취 과정에서 파괴되기 쉬운 성질을 가지고 있어
음식만으로 충분한 양을 섭취하는 것은 어렵다고 한다.
관절 및 연골건강에 도움을 줄 수 있음
음식 소스
석류는 항산화 물질의 하나의 원천입니다. 산화 방지제의 가장 좋은 원천은 식물 기반 식품, 특히 과일과 채소입니다. 특히 항산화 물질이 많이 함유 된 식품은 종종 "슈퍼 푸드 (superfood)"또는 "기능성 식품 (functional food)"이라고 한다.
특정 항산화 물질을 얻으려면 식이 요법에 다음을 포함시키면 된다.
비타민 A : 유제품, 계란, 간
비타민 C : 대부분의 과일과 야채, 특히 딸기, 오렌지, 피망
비타민 E : 너트와 씨앗, 해바라기와 다른 식물성 기름, 녹색의 잎이 많은 채소
베타 카로틴 : 당근, 완두콩, 시금치, 망고 등 밝은 색채의 과일 및 채소
리코펜 (Lycopene) : 핑크와 레드 과일과 채소, 토마토와 수박
루테인 : 녹색, 잎이 많은 채소, 옥수수, 파파야, 오렌지
셀레늄 : 쌀, 옥수수, 밀, 기타 곡류뿐만 아니라 견과류, 달걀, 치즈 및 콩류
산화 방지제의 좋은 공급원으로 여겨지는 다른 식품에는 다음과 같다:
가지, 검은 콩 또는 강낭콩 같은 콩류, 녹색과 검은 차, 붉은 포도, 다크 초콜릿, 석류, 구기자(goji) 열매 등이다.
풍부하고 생생한 색상의 식품에는 종종 항산화제가 많이 함유되어 있다. 다음 식품은 항산화 물질의 좋은 공급원이며, 블루 베리, 사과, 브로콜리, 시금치, 렌틸 콩 등이다.
