잠두 중독증은 전 세계에서 가장 많이 찾아볼 수 있는 효소 결핍 유전병입니다. 4억 명이나 되는 잠두 중독증 보인자는 누에콩을 먹거나 특정약물을 복용하면 급성 중증 빈혈에 걸려 사망하는 경우가 많습니다. 누에콩에 반응하여 치명적인 부작용을 일으키는 현상에 숨겨진 진실을 과학자들이 처음 알게 된 것은 한국전쟁 때였습니다. 한국 곳곳에서는 말라리아가 많이 발생했기 때문에 한국에서 복무하던 미국 병사들에게는 프리마퀸 등의 항말라리아 약물이 처방되었습니다. 얼마지나지 않아 프리마퀸을 복용하던 아프리카켸 미ᅟᅮᆨ인 병사들 중 약10%가 빈혈에 걸렸고 특히 지중해인 후손들은 적혈구가 말 그대로 터져버리는 용혈성 빈혈이라는 부작용에 시달렸습니다. 한국전쟁후 3년이 지난 1956년 이병사들이 항말라리아 약물에 부작용을 이르킨 원인이 구명되었습니다, 이들에게는 글루코스-6-인산탈수소효소 (G6PD)라는 효소가 부족했던 것입ㄴ다. 그런데 G6PD가 부족해서 세포가 온전히 유지도지 못하면 프리마퀸의 압박에 견디지 못하는 적혈구가 생깁니다. 유리기 때문에 세포막이 터져 적혈구가 파괴되는 것입니다. 이같이 적혈구가 손실되면 빈혈,특히 적혈구가 조기에 분해되어 생기는 용혈성 빈혈에 노출됩니다.
고대 그리스인들은 누에콩을 먹으면 죽는 사람이 있다는 것을 눈치챘던 것이죠. 누에콩에 함유된 당분 관련 화합물인 비신과 콘비신은 유리기 특히 과산화수소수를 발생시킵니다. 잠두중독증 보인자가 누에콩을 먹으면 프리마퀸을 복용한 것과 비슷한 반응을 보입니다. G6PD유전자는 X염색체에 의해 전달됩니다. X염색체는 두가지성염색체 중의 하나이고 나머지 하나는 Y염색체입니다. X염색체가 두 개인 사람은 여성이죠. G6PD결핍 유전자는 X염색체로 전달되므로 G6PD 결핍은 남성에게 훨씬 더 많이 생깁니다. 남자에게 한 개있는 X염색체에 돌연변이가 일어나면 몸 소그이 모든 세포는 그 돌연변이의 지시를 받습니다. 여성의 경우에는 X염색체 두 개에 모두 돌연변이가 일어나지 않는 이상 심각한 G6PD 결핍이 생기지 않습니다. 정상 G6PD 유전자에는 GdB와 GdA-등 두가지 버전이 있습니다. 이 유전자는 100가지 이상의 형태로 돌연변이를 일으킬수있는데 이는 크게 아프리카에서 발생한 GdA-와 지중해 연안에서 발생한 GdMed로 나눌 수 있습니다. 이 돌연변이가 심각한 문제를 일으키는 경우는 적혈구를 제압하기 시작하는 유리기를 소탕할 만한 G6PD가 부족할 때분입니다. 잠두중독증 보인자가 감염되거나 혈류에 유리기를 방출하는 약물(예:프리마퀸)을 복용할 때 특히 누에콩을 먹을 때 문제가 생길 수 있습니다.
인류의 누에콩 재배역사는 수천 년에 달합니다. 현재에서 가장 오래된 씨앗이 나사렛 근처 고고학 유물 발굴 부지에서 발견되었는데 약 8500년전 즉 기원전 6500년 까지 거슬러 올라가는 듯합니다. 누에콩은 지금의 이스라엘 북쪽인 나사렛에서 중동 전역으로 퍼져나갔고 그후 지중해 연안 동쪽을 거쳐 터키에 이르렀으며 그리스 평원을 지나 남이탈리아 시실리 사르데냐로 퍼져나간 것으로 생각됩니다. 지도를 펼쳐놓고 잠두중독증이 가장 많이 발생한 곳과 누에콩이 가장 활발히 재배되는 곳을 겹쳐보면 잠두 중독증 유전자와 잠두 농장? 같은 곳 같은 사람들입니다. 역사적으로 누에콩이 재배 섭취된 바로 그 장소에서 잠두중독증이 가장 많이 나타나고 가장 치명적인 해약을 끼칩니다.
결국 또 같은 이야기네요. 그 지방의 단골 메뉴를 먹으면 문제만 생기는 유전자 변이를 수백만 명의 인간이 진화시켜왔다는?
먹을 수 있는 열매를 생산하는 식물은 스스로에게 이익이 되는 방향으로 진화했습니다. 씨앗이 든 열매를 동물이 따서 먹으면 다른 어딘가에 씨앗을 떨어뜨립니다. 번식할 기회를 받기위해 잘 익은 열매는 따기 쉽고 잘 떨어지는 반면 씨앗이 완전히 자라기도 전인 덜 익은 열매는 따기 어렵죠. 동물이 식물의 열매를 먹는 것도 중요하지만 동물이 식물에 더 접근하지 못하게 막아 잎과 뿌리마져 갉아먹지 못하게 가시와 화학물질등 많은 방어장치가 있습니다.
토끼풀과 고구마, 콩 등이 속한 식물군에는 피토에스트로겐이라는 화학물질군이 함유되었있습니다. 에스트로겐 같은 동물의 성호르몬과 비슷한 효과를 내는데 피토에스트로겐이 함유된 식물을 지나치게 많이 먹은 동물은 에스트로겐 비슷한 화합물이 과다 분비되어 번식력이 망가집니다. 1940년대 서부 호주에서는 양 가문의 대가 끊길 위기가 찾아왔습니다. 평소 건강하던 양이 임신이 안되거나 유산되는 사태가 속출한 것입니다. 바로 유럽토끼풀이 범인이었는데 이는 ㅍ식자에게 뜯어먹히지 않기 위한 천연 방어기제로 포르모노네틴이라는 강력한 피토에스트로겐을 생산합니다. 토끼풀은 원ㄹ 유럽의 습한 기후에 길들여져 있었는ㄴ데 호주로 건너온 후에는 건조한 기후에 적응해야 합니다. 부족하거나 과다한 강수량과 일사량 등 사정이 안 좋은 해에는 자신을 보호하기 위해 차세대 포식자의 수를 제한하는 방법을 이용합니다. 포르모노네틴 생산을 늘림으로써 어른 양들의 불임을 유발해 새끼의 출산을 막는 것입니다.
편리하게 피임하기 위해 굳이 토끼풀을 뜯어먹을 필요는 물론 없지만 유명한 경구피임약의 효과는 토끼풀을 뜯어먹는것과 크게 다르지 않습니ᅟᅡᆮ. 재능있는 화학자 칼 드제라시는 바로 이러한 식물 피임기법을 바탕으로 피임약을 개발했습니다. 토끼풀 대신 고구마 그중에서도 멕시코 고구마를 사용해서 피토에스트로겐의 일종인 디소게닌을 이용해 1941년 최초의 상용 피임양을 합성해냈습니다.대두에는 게니스타인이라는 피토에스트로겐이 풍부합니다. (시판되는 대두의 성분)
식물은 독물 생산 능력도 탁월합니다. 타피오카 푸딩을 먹어본 적있나요? 타피오카는 카사바 풀로 만드는데 카사바는 큼지막한 덩이줄기 작물로 길죽하고 흰 고구마처럼 생겼는데 코코넛처럼 두꺼운 껍질에 싸여 있습니다. 열대지방의 여러국가에서 중요한 먹을 거리로 활용되고 있으나 치명적인 청산염의 전구물질이 함유되어 있습니다. 카사바에 청산염 화합물이 특히 ᅟᅮᆼ부한 때는 가뭄기간입니다. 성장기를 무사히 보낼 수있도록 포식자의 공격에 방비를 한층 강화해야 할 시점이기 때문입니다.
아시아와 아프리카에서 경작되는 인도야생환두가 선택한 화학무기는 강력한 신경독성물질입니다. 야생완두는 가뭄이나 곤충 때문에 다른 작물이 모두 멸ㅈㄹ할 때에도 혼자 살아남을 정도로 강력한 독성을 자랑합니다. 이 때문에 가난한 농부들이 야생완두를 보험작물로 재배하기도 합니다. 기근이 들어도 굶지않는 보험에 든 셈입니다. 야생완두가 자라는 지역에서 기근이 지나가면 야생완두에 함유된 유기독성물질 관련 발병 건수가 필연적으로 증가합니다. 굶어 죽느니 중독 위험이 있더라도 야생완두로 주린 배로 채우려는 사람이있게 마련입니다.
가지 속은 식용과 유독성 종이 혼재된 대규모 식물집단입니다. 가지 속 식물에는 알칼로이드가 다량 함유되어 있습니다. 알칼로이드는 곤충과 기타 초식동물에게 치명적인 반면 인간에게는 도움을 주기도 하고 환각을 일으키는 등 여러 방식으로 영향을 미치는 화학화합물입니다. 이른바 ‘마녀들’은 자신의 ‘마법’ 연고와 약물에 모종의 가지 속 식물을 넣은 다음 스스로 하늘을 난다는 환각에 바진 게 아닌가 축측하기도 합니다.
감자, 토마토, 가지 들의 가지 속 가운데 가장 흔한 것 하나는 흰독말풀입니다. 영어 명은 미국 버지니아 주 마을인 제임스 타운에서 딴 것입니다. 미국 독깁전쟁이 발발하기 100여 년 전에 베이컨의 반란이라는 폭동이 일어났습니다. 신속히 진압되긴 했지만 그 와중에 문제가 생겼습니다. 반란군 진압을 위해 제임스타운에 파병된 영국 병사들은 모르는 사이에 샐러드에 섞인 흰독말풀을 먹게 되었습니다. 11일 동안 바보로 변한 사람들이 정상으로 돌아왔을 때 모두 무슨일이 일어났는지 기억을 못했습니다. 식물이 분비하는 화학물질은 마비와 불임 광기를 일으킵니다. 밀 콩 감자에는 탄수화물 습수를 방해하는 화학물질인 아밀라아제 억제제가 들어있습니다. 병아리콩과 일부 곡류에 들어있는 프로테아제 억제제는 단백질 흡수를 방해합니다. 이러한 식물의 방어체계는 물에 다그거나 익히면 무력해지는 경우가 많습니다. 구세계에는 콩과 꼬투리를 밤새 물에 담가두는 풍습닏있는데 이렇게 하면 인체 신진대사를 방해하는 화학물질이 대부분 중화됩니다. 하바네로고추를 날로 씹어봤다면 마치 중독되는 느낌을 받았을 것입니다. 통증과 매운맛을 감지하는 신경섬유를 간질이기 때문에 포유동물은 캅사이신에 예민합니다. 반면 조류는 그렇지 않습니다. 쥐와 기타 설치류는 매운 고추를 멀리합니다.그것은 포유류가 먹으면 고추의 작은 씨앗이 소화되버려 미식 히치하이킹의 의미가 없어질 것이기 때문입니다. 반면 새는 고추를 먹어도 씨앗이 소화되지 않습니다. 더구나 캅사이신에도 끄덕없습니다. 따라서 포유동물은 고추를 새에게 내주고 새들은 씨앗을 공중으로 가지고 가면서 퍼뜨립니다. 갭사이신은 끈적이는 독물로 점막에 들어붙습니다. 그래서 고추를 만진 손으로 눈을 비비면 따갑고 매운 고추의 얼얼함이 오래 가며 물로 씻어도 잘 가시지 않습니다. 이러한 끈끈함 때문에 캅사이신은 물에 쉽게 녹지 않습니다. 차라리 우유를 마시거나 기름기있는 음식을 먹는 편이 낫습니다. 혐수성인 지방은 점막에서 캅사이신을 떼어내고 매운 느낌을 가라앉히는데 도움이 됩니다. 캅사이신은 타는 듯한 트낌을 주는 데 그치지 않고 일부 신경세포의 선택 퇴함를 일으킬 수 있습니다.
서양에는 전통적으로 단맛 짠맛 신맛 쓴맛 등 4대 미각이 있습니다. 진화의 차원에서 대부분의 맛이 우리를 기분 좋게 해주는 이유가 있습니다. 소금 설탕등 필요한 영양소가 함유된 음식에 끌리게 하기 위해서입니다. 그런데 쓴맛에는 끌리지 않습니다. 독일 인간영양연구소의 공동 연구에서는 쓴맛을 느낄수 있도록 진화한 이유가 식물에 함유된 독성을 인식함으로써 그런 식물을 먹지 않도록 하기 ㅟ해서라는 결론을 내렸습니다. 과학자들은 인간 혀의 쓴맛 수용체의 성장을 담당하는 유전자의유전적이력을 추적하여 재형성한결과 10만년에서 100만 년 사이에 아프리카에서 쓴 맛을 느낄 수 있는 능력이 진화했을을 밝혀냈습니다. 인간이라고 다 쓴맛을 느낄수 있는 것은 아닙니다. 쓴 맛에 민감한 정도도 다 다르나 슨맛을 느낄 수 있는 능력이 지구상에 광범위하게 퍼져 있는 것을 보면 쓴맛 인식은 인간이 생존하는데 매우 유리하게 작용했을 것입니다. 쓴맛이 느껴지는 화합물이라고 다 독성이 있는 것은 아닙니다. 항암 성분이 있는 브로콜리내 일부 화합물도 쓴맛이 나는 알칼로이드입니다.
식물의 화학무기는 대부분 이간이 아니라 벌레, 박테리아, 균류와 일부 초식동물을 겨냥한 것인데요. 인간이 식물을 일방적으로 무장해제해버리면 고양이게게 생선가게를 맡기는격으로 포식작가 식물을 다 먹어치울수도 있고 반대로 식물의 천연 저항 능력이 지나치게 강력하게 개량된 나머지 원래는 먹을 수 있었던 음식이 치명적인 독물로 바뀌는 경우도 있습니다. 감자 특히 녹색을 띤 감자에는 솔라닌이 들어있는데 마름병으로부터 감자를 보호해주는 물질인데 인간에게는 환각 마비 황달 사망을 일으키는 지용성독성입니다.
셀레리는 소랄렌이라는 독물을 생산하여 자신을 방어하는ㄴ데 DNA와 조직을 해치고 인간으로 하여금 햇빛에 극도로 예민해지게 만듭니다. 재미있는 점은 햇빛에 노출되는 경우에만 소랄렌의 활동성이 높아진다는 것입니다. 따라서 어떤 곤충은 이 독물을 피하기 위하여 먹잇감을 어두운 곳에 보관하기도 합니다. 이파리에 스스로를 둘둘 말아서 태양을 피한 다음 하루 종일 이파리를 먹는 방식으로 빠져나옵니다. 보통 샐러리는 대부분의 사람들에게 문제를 일으키지 않지만 셀러리 수프를 한 그릇 먹고 실내 태닝장이라도 간다면 이야기는 달라집니다. 소랄렌은 장기간에 걸쳐 다량의 셀러리를 다루는 사람들에게 문제를 더 많이 일으키곤 합니다. 샐러리는 공격받는다고 느끼면 소랄렌 생산을 급격히 늘리는 재주가 탁월합니다. 상처난 셀러리는 온전한 셀러리에 비해 소랄렌 함유량이 100배에 달합니다. 합성 살충제를 사용하면 여러 문제를 일으키기는 하지만 대신 식물을 침입자의 공격으로부터 보호해주는 역할을 합니다. 유기농에서는 합성 살충제를 사용하지 않아서 유기농 셀러리는 벌레와 균류의 공격에 무방비로 노출되는데 벌레가 셀러리를 갉아먹으면 셀러리는 다량의 소랄렌을 생산하는 방식으로 대응합니다. 유기농 방식에서는 독물을 부리지 않기 때문에 식물 내부에 다량의 독물이 생성되는 생물학적 과정이 반드시 일어난다고 볼수잇죠.
지금까지 알게 된 사실을 정리해보면 첫째 누에콩을 먹으면 혈류에 유리기가 방류되고 잠두중독증이 있는 사람 즉 G6PD효소가 결핍된 사람은 이 유리기를 제거할 힘이 없어서 적혈구가 파괴되고 빈혈이 걸립니다. 누에콩 재배자와 장두중독증 보인자는 같은 지역에 삽니다. 넷째 4억명 이상에게나 있을 정도로 흔한 잠두중독증 같은 유전적 돌연변이는 분명 이보다 더 치명적인 것을 피할수있게 해주었을 것입니다.
히포크라테스의 공기 물 장소에 대하여 라는 논문을 시발점으로 의료계는 몇 백 년 동안 여러 질병의 원인을 호수 습지 늪 등 잔잔한 물에서 발산되는 건강에 안 좋은 수증기로 보고 이러한 증기나 안개를 미아즈마라고 불렀습니다. 고대 이탈리아어로 나쁜 공기를 뜻하는 말라리아는 미아즈마가 일으키는 거라고 여겨진 여러 질병 가운데 하나입니다. 뜨겁고 축축한 습지와 관련하고있다는 점은 맞지만 말라리아의 원인은 습지에서 나오는 수증기가 아니라 습지에서 번성하는 모기입니다. 말라리아는 사실 기생원충에 의하여 발생합니다. 암컷 모기가 인간을 물면 이 기생원충이 인간의 혈류로 들어갑니다. 말라리아를 일으키는 기생원충 몇가지중 가장 위험한 것은 열대열원충입니다.
J B S 헬에인은 환경이 다르면 진화 압력이 달라져서 특정개체군에 병을 일으키는 특별한 유전형질이 나타난다는 개념을 최초로 이해한 사람 가운데 한명입니다. 50년도 전에 그는 특정 집단 특히 유전적으로 겸상적혈구 빈혈증이나 또다른 유전적 혈액장애인 탈라세미아에 걸릴 가능성이 높은 사람들은 선천적으로 말라리아 내성이 더 강하다고 주장한 바 있습니다. 오늘날 겸상적혈구빈혈증이나 탈라세미아보다 더 광범위한 유전형질 G6PD결핍도 말라리아에 걸리지 않게 해주는 것으로 여겨집니다. 두 건의 대규모 환자군-대조군 연구에서 G6PD돌연변이의 아프리카 변형체를 가진 아이들은 돌연변이가 없는 아이들에 비해 가장 심각한 말라리아인 열대열원충에 대한 내성이 두배 강한 것으로 밝혀졌습니다. 실험 결과 정상 적혈구와 G6PD-결핍 적혈구를 선택할 수 있다면 말라리아를 일으키는 기생충은 계속해서 정상 적혈구를 선택한 것으로 확인되었습니다.
열대열원충은 사실 깨끗한 적혈구에서만 번성할 수 있는 연약하고 작은 생물체입니다. G6PD보인자의 적혈구는 말라리아가 살기에 쾌적하지 않을 뿐만 아니라 돌연변이가 없는 사람에 비해 순환에서 빨리 이탈하므로 기생균의 생명 주기에 혼란을 일으킵니다. 이 때문에 말라리아에 노출된 개체군은 누에콩도 재배하는 이유는 알 수 없습니다. 모기와 아침식사로부터 살아남는다 해도 어차피 점심식사를 먹고 죽는다면 무슨소용일까요? 말라리아는 매우 광범위하게 퍼져 있고 치명적이기 때문에 이에 취약한 개체군은 생존 번식을 위해 가능한 모든 방어체계를 동원해야 했습니다. 누에콩을 먹으면 유리기가 방출되고 산화제 농도가 올라가므로 G6PD가 결핍되지 않은 사람들의 적혈구는 말라리아 기생균이 살기에 적합하지 않게 변합니다. 그 유리기들 때문에 파괴되는 적혈구가 생깁니다. G6PD결핍이 경미하거나 부분적으로 그러한 사람이 누에콩을 먹으면 기생균은 큰 곤경에 처합니다.
부분 결핍에 관해서라면 잠두중독증을 일으키는 유전 돌연변이가 X염색체에만 유전되고 여성은 X염색체가 두 개므로 적혈구가 부분적으로는 정상이고 부분적으로는 G6PD결핍인 여성이 많음을 의미합니다.
인간은 심지어 현생인류 탄생이전부터 약초 치료를 재활용해왔습니다. 6만 년 전 네안데르탈인이 병을 치료하는데 식물을 사용했음을 암시하는 고고학 상의 증거가 발견되었습니다. 고대 그리스인들은 아편즙 즉 양귀비를 자르면 흘러나오는 액체를 진통제로 사용했습니다. 오늘날 가장 강력한 진통제인 모르핀의 원료도 양귀비즙이죠.
말라리아 예방에 효과가 있는 최초의 약은 기나나무 껍질에서 나옵니다.조지 클레그혼이라는 스코틀랜드 군의관이 19세기 초 기나나무 껍질에 말라리아 예방성분이 있음을 발견한 것으로 여겨집니ᅟᅡᆮ. 그러나 프랑스 화학자들이 유익한 화합물(퀴닌)을 추출하여 강장제를 만든 것은 그로부터 100년이나 지난 일입니다. 강장제는 맛이 아주 이상해서 영국 병사들이 배급받은 진에 강장제를 섞었더니 진토닉이 탄생하는 일화가 전해집니다. 오늘날 진토닉에는 여전히 퀴닌이 함유되어 있지만 말라리아가 창궐한 지역에 여행할 사람은 그래도 말라리아 예방약 처방전을 챙겨 가야 합니다. 말라리아 변종은 대개 퀴닌에 내성을 갖고있기 때문이죠.
피토에스트로겐이 불임을 일으킨다고는 하지만 대두에 함유된 피토에스트렉ㄴ인 제니스타인은 전립선암 세포의 생장을 멈추거나 억제하는 역할도 하며 폐경 증상을 완화해준다는 견해도 있습니다. 고추의 매운 맛인 캅사이신은 기분이 좋아지고 스트레스를 줄여주는 엔도르핀의 분비를 촉진합니다. 캅사이신은 신진대사율을 최대25%가지 높여줍니다. 그뿐만 아니라 관절염에서 수술후 불편함에 이르기까지 온갖통증을 완화하는 데도 도움이 된다는 증거가 늘어나고 있습니다. 셀러리에 함유된 소랄렌은 피부암을 일으킬 수 있는 반면 건선이 있는 사람에게는 큰 도움이 됩니다. 마늘에서 추출된 알리신은 혈액 내 혈소판이 서로 달라붙지 않게 하여 혈전이 생기지 못하게 함으로써 심장병 예방에 큰효력을 발휘할 것으로 기대됩니다. 하루에 아스피린을 한 알 씩 먹으면 병원 갈 일이 없다는 말이 있지만 아스피린은 원래 벌레들을 퇴치하는 버드나무 껍질의 화학물질에서 나왔습니다. 오늘날 아스피핀은 혈액희석제 해열진통제 등 만병통치약으로 쓰이고 강력한 항암제인 탁솔 역시 태평양주목이라는 나무의 껍질에서 추출했습니다. 전세계 인구 60%이상이 아직도 식물에서 직접 약을 얻고있습니다.
오늘은 샤론 모알렘의 아파야산다 책의 챕터 4 말라리아를 부탁해를 소개했습니다. 좋은하루되세요~~
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