박광하의 생명과학 이야기
호르몬 [hormone]에 관하여 1, 2, 3
호르몬 [hormone]에 관하여 [1]
생물은 삶을 영위하며 주변 환경조건이 다양하게 변화하여도 이에 적절하게 대응하며 살아간다. 햇빛이 들면 밝음에 적응하고 밤이 되면 어둠에 반응하는 생체조절작용이 착오없이 이루어진다. 체온을 일정하게 유지시키고 혈액 속에 혈당량을 적절하게 조절한다. 이를 항상성[恒常性]이라고 하는데 신경계와 호르몬이 이 조절작용을 맡고 있다. 호르몬을 중심으로 3회에 걸쳐 그 mechanism을 살펴보려고 한다.
호르몬 [hormone]은 그리스어로 ‘자극한다’, ‘흥분시킨다’, ‘각성시킨다’ 의미의 homan에서 유래된 것이라고 한다. 호르몬은 생체 내에서 형성되기 때문에 비타민처럼 체외로부터 공급할 필요가 없고, 또한 매우 미량으로 놀라운 생체활동을 자극하게 된다. 호르몬을 인공적으로 합성도 한다. 모든 종류의 호르몬은 마법 [魔法]을 가지고 있다. 식물을 비롯해서 동물의 곤충과 척추동물 등 거의 모든 동물이 호르몬의 작용을 통해서 성장하고 생리작용을 조절하며 살아가게 된다. 호르몬은 내분비선 [內分泌腺]에서 생성되어 혈액이나 맆프속으로 직접 분비하고, 순환 통로를 따라 조직이나 기관으로 운반되어 생리 기능을 조절하는 물질이다. 이제까지 알려진 인체의 호르몬 종류가 80개는 되는 것으로 보고 있으며, 연구에 따라서는 새로운 호르몬을 찾아 낼 수 있을 것이다. 이 중에서 중요하게 영향을 미치는 호르몬으로 10여 가지를 꼽을 수 있다. 사람을 포함한 척추동물의 호르몬 중에서 중요한 것은 10여 종류가 있다. 뇌하수체 호르몬 분비를 조절하는 시상하부 호르몬, 성장과 성선자극 등에 관여하는 뇌하수체 호르몬, 갑상선 호르몬, 혈중의 칼슘 농도 등을 관리하는 부갑상선 호르몬 혈당의 이용과 저장에 관여하는 인슐린 등을 분비하는 이자 호르몬, 위산, 쓸개즙 등 소화액의 분비에 관련된 위장 호르몬, 부신피질 호르몬, 아드레날린과 노르에피네프린 등을 분비하는 부신수질 호르몬, 발정 (發情) 호르몬, 황체 호르몬 등을 분비하는 생식선 호르몬, 태반의 형성과 출산에 관여하는 태반 호르몬 등이다.
호르몬은 화학적으로 단백질 성분의 펩타이드 [peptide] 호르몬과 지방성인 스테로이드 [steroide] 호르몬으로 나눌 수 있다. 인슐린은 대표적인 펩타이드 호르몬이며 아드레날린은 스테로이드 호르몬으로 수용체와의 반응 mechanism이 다르다. 호르몬은 생체에서 생성되는 것이지만 인공적으로 합성도 하고 있다. 1939년에 제약회사인 네델란드의 올가논과 독일의 쉐링사가 남성호르몬인 테스토스테론을 합성해서 노벨상까지 받은 일이 있는데, 이 테스토스테론 [testosterone]이 성 [性] 호르몬의 대명사 쯤 된다.
성과 관련된 호르몬을 안드로겐 [androgen] 그룹이라고 하는데 테스토스테론은 포유류, 파충류, 조류 같은 척추동물에서 발견되는 대표적인 성호르몬이다. 이 호르몬은 지방의 한 종류인 스테로이드성 [性]의 호르몬이기도 하다. 테스토스테론은 주로 남성의 정소 [精巢]에서 분비되고 남성의 2차 성징을 발현시키는 것이지만 여성의 부신 [副腎-곁콩팥]에서도 분비되며, 근육발달을 증진시키기 때문에 여자선수들이 비밀리에 복용하기도 하는 것이다. 현재는 도핑 테스트로 인공호르몬제 등의 약물을 통한 경기력 향상 시도를 엄격하게 단속하고 있다. 이 제도가 시행되기 전에 동독의 여성 운동선수 등이 타 국가 선수들보다 뛰어난 성적을 보여준 것은 호르몬제제 처방 등으로 원동력을 향상시킨 결과로 보고 있다.
정소에서 테스토스테론이 사춘기에서부터 왕성한 분비를 하며, 근육이 발달하고, 목소리가 굵어지고, 음모가 나고, 몽정을 하는 등의 특이한 사춘기 현상이 나타나는 것이다. 테스토스테론은 불쾌감을 느끼게 하는데도 작용을 한다. 문화권에 따라 차이는 있지만 좀 친해지면 동성끼리 손잡고 다니거나 스킨쉽을 해도 생리적인 거부감이 거의 없는 여성과는 달리, 남성은 문화권을 불문하고 손잡고 다니는 나라가 없는 것도 이런 이유다. 사춘기 이전인 유치원이나 초등학교 저학년 때까지 친구끼리 손잡고 다니다가 사춘기가 되면 거부감을 느끼고 안 잡게 되는 것도 테스토스테론 때문이다. 2011년에 여자들의 눈물에서 발산하는 냄새가 남자들의 테스토스테론호르몬의 혈중농도를 감소시킨다는 이스라엘의 연구팀의 연구결과가 사이언스 [science] 지에 발표되어 화제가 된 일이 있었다. 여자의 눈물에 남자가 약한 것도 바로 이 호르몬이 작용하기 때문이라고 주장한 것이다.
사춘기부터 왕성한 분비가 계속되던 테스토스테론이 30세경부터는 해마다 1%씩 감소하여 50세경엔 30%이상 감소한다. 테스토스테론이 떨어지면서 생기는 신체적 현상을 남성갱년기라 부르는데 50-55세에 이르면 80%이상의 남성이 성욕이 감퇴되는 것으로 보고 있다. 남성호르몬이 감소하면 근육량·근력이 떨어지고 쉽게 살이 찌는 체질로 바뀐다. 복부비만도 심해져 팔다리는 가늘어지고, 배가 볼록 튀어 나온다.
남성에게 테스토스테론이라는 남성호르몬이 있는가 하면 여성에게는 에스트로겐 [estrogen]과 프로게스트론 [progestron]이라는 여성호르몬이 있다. 에스트로겐은 여성의 생리 · 임신, 그리고 폐경 [閉經]에 이르기까지 여성의 일생을 지배하는 강력한 호르몬 중에 하나이다. 정상적으로 건강한 여성이 12세경부터 50대 초반에 이르기까지 생리를 하게 하는데, 에스트로겐이 결정적 역할을 한다.
에스트로겐도 남성의 테스토스테론처럼 50세 전후 [前後]서부터 감소하면서 여성의 갱년기 [climacteric] 현상이 나타나게 되는 것이다. 개별적으로 많은 차이가 있지만, 안면홍조·수면장애·우울감 등의 감정변화가 생기고, 신체적으로도 근육은 줄고 피하지방이 늘어나 허리가 굵어지는 등의 외형적인 모습까지 달라지게 되는 것이다. 이와 같은 변화가 서서히 오며 별다른 불편을 느끼지 않을 수도 있지만 증상이 심하면 병원을 찾게 된다. 이럴 경우 증상에 따른 처방을 전문의로부터 받는 수가 있다. 주사 [注射] 형태의 호르몬제도 있고, 반창고 [絆創膏] 형태로 피부에 접착시켜 흡수하게 하기도 하고, 치약같은 겔 [gel]형태 등으로 다양해지고 대중화 되었다.
호르몬 제제 [製劑]는 정상인을 위한 것이 아니고, 이상 징후 [徵候]를 바로잡으려는 것이기 때문에 모든 약물이 그러하듯이 호르몬제제의 부작용을 꼼꼼히 따져야 하는 것이 필수적이다. 정상적인 여성의 성염색체는 XX여야 하는데 XO로 태어나는 수가 있으며, 이런 여아는 왜소하고 지능이 낮은 터너증후군 [Turner 症候群, Turner syndrome]이 된다. 터너증후군을 가진 어린이에게 성장호르몬 치료효과는 인정받고 있다. 성장호르몬 제제는 안전한 약제로 공인된 것은 사실이나 드물게 오심, 구토, 복통, 소변량 증가, 발진, 가려움 같은 알레르기 증상 등이 나타나는 것이다.
인체호르몬 중에 특히 중요한 호르몬으로 이자 [膵臟-췌장, pancrese]에서 분비하는 인슐린 [insulin]이 있다. 췌장은 대부분의 동물이 가지고 있는 장기중에 하나로 아미라제 등의 소화효소를 분비하는 외분비샘으로 되어 있지만 10%정도는 떠있는 섬 [island] 모양의 내분비세포 덩어리 조직이 있다. 발견자의 이름을 따서 이것을 랑겔한스 섬 [islet of Langerhans]이라고 하며, 이 세포조직에 기능이 다른 4가지 세포가 있는데 혈당량을 높이는 글루카곤을 분비하는 a [알파-alpha] 세포, 혈당량을 낮추는 인슈린을 분비하는 b [베타-beta] 세포 등이다. 그 직경이 100-300um로 췌장전체에 약 100만개 정도가 된다. 생체의 중요한 호르몬 공장인데 이 공장의 설계도가 기본적으로 잘못되어 선천적으로 인슈린을 생성하지 못하게 되는 것으로 어린 이 당뇨병환자가 이 경우다.
당뇨병이란 소변에 당 [糖-sugar]이 많이 섞여 나오는 병이다. 당뇨병 환자의 오줌에는 개미들이 모여든다. 당은 모든 생체의 기본적인 에너지원인데 이게 생체에 이용되지 않고 밖으로 새나오니 부작용이 수반될 수밖에 없는 것이다. 세종대왕의 사망원인에 관해서 소갈증 [당뇨]이라는 설이 있다. 당뇨가 발생하는 원인은 복잡하고 다양하다. 세종대왕의 당뇨병의 원인으로 대왕께서 육식을 좋아 하였으며, 몸이 비대한 편이었다는 주장이 있으며, 한국인의 당뇨병환자 증가 원인으로 육식위주의 서구화된 식습관과 비만을 꼽는다. 당뇨병과 관련된 사람이 많고 갖가지 연구와 정보가 쏟아져 나오고 있어서 당뇨에 관해서 전문가 뺨치게 해박한 지식들을 가지고 있다.
그중에 하나일 수 있겠지만 지난 2013년 7월에 서울대 연구진이 밝혀냈다는 당뇨와 비만과의 연구 결과가 있다. 에너지 대사를 조절하는 호르몬으로 위의 점막에서 분비되는 지용성인 렢틴 [leptn]이라는 호르몬이 비만과 밀접한 관련이 있다. 이 호르몬은 식욕억제에 관여하는 것으로만 알려졌는데 서울의대 연구진은 이 호르몬은 인슈린과도 밀접하게 연관되어 있어서 이상이 오면 식욕억제가 되지 않고 비만이 되며 당뇨병도 생기게 된다는 것이다.
세종대왕께서 렙틴이라는 호르몬의 분비의 문제가 생겨서 식욕을 억제하지 못하시니 비만이 되었을 가능성이 있고, 비만은 인슐린 분비를 감소시켜 당뇨병이 되었을 것이라는 해석을 하게 되는 것이다. 소아당뇨도 있고 최근에는 2-30대의 젊은이들의 당뇨도 증가하고 있으며, 깡마른 사람도 당뇨병을 갖고 있는 것을 보면 비만이 당뇨의 결정적인 요인이라고 할 수 만은 없기도 하다. 탄수화물의 분해물질인 포도당 [글루코스-葡萄糖]이 세포내에서 산화작용을 일으켜 에너지가 발생하게 되는데 이 과정에서 인슈린이 역할을 하게된다. 인슈린이 출동하지 않으면 소화기관에서 기껏 공들여 만든 포도당이 세포속으로 들어가지 못하고 오줌으로 새버리게 되는 것이며 이것이 당뇨병이다.
식사 후 포도당이 혈액에 흡수되면서 혈당농도가 높아지면 이 정보가 합동참모본부쯤 되는 간뇌의 시상하부에 접수되고 즉시 췌장의 베타세포에게 인슈린을 분비시키도록 명령을 내리게 되고 메시지를 받은 인슈린은 포도당 셔틀버스 역할을 하는 Glucose transporter [포도당 운반차]로 하여금 포도당을 실어다가 근육이나 지방에 저장하게 하는 것이다. 이 상황이 정리 되면 높아졌던 혈액의 혈당농도가 떨어지게 되는 것이다. 인슈린 공장인 랑겔한스섬의 베타세포의 이상으로 인슈린 분비가 안 되는 경우에 제1형 당뇨병이라고 하며 이 경우에 인위적으로 인슈린을 투입하는 것이다.
일본의 오사카대학의 이토 도시노리 (伊藤寿記) 교수는 인슐린이 분비되지 않는 어린이 환자의 취장을 들어내고 란겔한스섬을 적출해서 췌장이 아닌 간에 이식하였더니 인슈린이 분비되어서 당뇨치료에 효과가 있었다는 보고서를 낸 일이 있다. 5살된 어린이 환자는 췌장염으로 소화 흡수가 되지 않아 식사도 제대로 하지 못했는데 인슈린 분비로 식사를 할 수 있게 되었다는 것이다. 장래에는 이런 이식 치료가 유행하게 될 것으로 예상하였다.
호르몬 [hormone]에 관하여 [2]
“혈당이 높다! 포도당을 흡수해라!”라는 메시지를 전달하는 인슐린이 있는가 하면 “혈당이 낮으니 혈당을 높여라!”는 메시지를 전하는 호르몬이 있다. 부신에서 분비되는 글루카곤 [glucagon], 아드레날린 [adrenalin], 코르티솔 [cortisol] 같은 것들이다. 호르몬은 서로 반대되는 역할로 생체의 균형을 유지 시키는 것이다. 혈당을 낮추는 호르몬은 인슐린 하나뿐이다. 과거에는 당뇨병 환자들이 저농도 인슐린과 돼지와 소에서 추출한 동물 인슐린 제제를 사용하였으나, 현재는 대장균 (E.coli)을 이용하여 유전자 재조합 기술로 변형시켜 생산한 인슐린 제제를 생산한다. 인슐린 제제가 내복약으로 만들지 못하는 것은 단백질인 인슐린을 먹으면 위 [胃]에서 단백질 소화효소인 펩신에 의해 소화되기 때문에 주사액으로 사용할 수밖에 없는 것이다. 인도 국립제약교육연구소 (NIPER) 제약사의 노테크놀로지센터 연구팀은 지질 [脂質] 위에서는 지방소화 효소가 분비되지 않는 점을 감안해, 지방으로 캡슐을 만들어 인슐린이 안전하게 위장을 지나갈 수 있도록 하였고, 소장 벽에 위치한 세포와 친화력이 강한 비타민B9로 체내 흡수 문제를 해결 하였다는 것이다. 먹는 인슐린 제제로 당뇨병환자들이 주사바늘의 공포에서 벗어날 수 있게 할 것이라고 장담하고 있다.
갑상선은 목의 맨 아랫부분에 있는 나비 모양의 내분비기관이다. 갑상선에서 분비되는 티록신 [thyroxin-C15H11I4NO4]은 요오드 [I-iodine]가 결합된 유기물인데, 심장박동, 칼로리 소모 등 물질대사를 조절한다. 산모 [産母]에게 요오드 섭취가 부족하거나 선천적으로 요오드 대사의 결함 또는 티록신 합성이 안된 상태로 태어난 아기는 신체적, 정신적 발육이 저해되는 크레틴병 [cretinism-난장이 병]이 생기고 과다하면 안구가 돌출하는 바제도우씨 병이 생긴다. 극히 미량이지만 티록신은 생체에 결정적인 영향을 미친다.
1915년경에 영국의 의학자인 헨리 핼릿 데일 (Henry Hallett Dale)과 미국의 약리학자인 오토 뢰비 (Otto Loewi)등에 의해 신경세포의 간극 [間隙]에서 아세틸콜린 [Acetylcholine, Ach] 등이 분비된다는 것을 발견하였다. 아세틸콜린 (acetylcholine)은 혈관을 확장시키고, 심장 박동 및 수축을 감소시켜 심혈관계를 포함한 수많은 신체기관에 영향을 미친다. 또한 위 [胃]의 연동운동 및 소화기의 수축 폭을 증가시켜 소화기관에 영향을 미친다. 또한 기억력과 학습활동에 있어서도 중요한 역할을 한다. 그 후에 연구가 더욱 진척되면서 인간의 모든 행위는 뇌에서 일어나는 신경전달물질의 표현방식에 지나지 않는 것으로 드러났다. 우리의 생각, 감정, 운동 등 어느 한 가지도 뇌의 신경전달물질의 지배를 받지 않는 것이 없기 때문이다. 엔도르핀, 아드레날인 [adrenalin], 세로토닌 [serotonin]을 인간의 기분이나 감정에 영향을 미치는 호르몬의 3인방 [三人幇]이라고 말하기도 한다. 이와 같은 인간의 감정을 관리하는 핵심참모 본부가 대뇌에 있다. 말썽 많던[?] 청와대의 지하 벙커라고 하여야 할까? 대뇌변연계 [大腦邊緣系-limbic system]가 생체관리의 지하벙커다. 사랑의 불도 지피고 끄기도 하는 결정권을 행사한다. 천안함 사태 시에 우왕좌앙 하던 청와대 지하벙커와는 다르게 적절한 대응을 해서 생체기능의 안보태세를 확고하게 한다.
대뇌변연계는 대뇌피질과 시상하부 사이의 경계에 위치한 부위로 겉에서 보았을 때 귀 바로 위쪽에 존재하며 해마 (hippocampus), 편도체 (amygdala), 시상앞핵 (anterior thalamic nuclei), 변연엽 (limbic lobe), 후각신경구 (olfactory bulbs) 등의 부서 [府署]로 나누어져서, 감정, 행동, 동기부여, 기억, 후각 등의 여러 가지 기능을 담당한다. 이중에 해마는 남녀 사이의 그 크기가 달라서 이질성 [異質性]을 나타내는 것이다. 여성의 해마는 남성보다 크고 신경세포가 남자보다 10%정도가 더 많아서 여자들이 언어 및 청각 기능이 뛰어난 것이다. 여자들은 끊임없이 수다를 떨어야 해마에 녹이 쓸지 않을 것이다. 편도체 [扁桃體-편도핵이라고도 함]는 1.5cm쯤 되는 아몬드 모양의 작은 조직으로 감정과 관련된 중요한 기능을 담당한다. 편도체는 해마와 달리 남성이 더 크다. 편도체는 부신에서 분비되는 아드레날린 [adrenalin], 코티졸 [cortisol] 같은 호르몬을 통제한다. 이들 호르몬은 분노와 공격성의 감정을 유발하는 호르몬이다. 아내를 자주 구타하는 남자의 편도체는 좀 더 클 가능성이 있다. 부신에서 행동화하는 호르몬이 방출되지만 명령은 편도체에서 내려진다. 프리브램이란 동물심리학자는 한 우리에 있는 대장 원숭이의 편도핵 일부를 절제하였다. 그 결과, 대장 원숭이는 더 이상 우리에 있는 다른 원숭이들을 공격하지 않았다고 한다. 편도핵의 한 부위를 가볍게 전기 자극하면 주변에 있는 시상하부를 자극할 때와 마찬가지로 동물은 공격적 행동을 보인다. 좋고 싫은 감정이나 유쾌함, 불쾌함 등은 이 편도체에서 결정된다. 편도핵이 받아들인 생각은 무의식적으로 뇌에 깊이 새겨진다. 안 좋은 감정이나 부정적인 기억도 편도체에서 유쾌한 데이터로 바꾸면 우리의 기억 저장소에는 재미있고 긍정적인 기억 데이터들만 쌓이게 된다. 이처럼 주로 감정과 관련되는 사건은 편도체를 중심으로 이루어지고 장기 [長期] 기억으로 유도가 된다고 한다. 감정적인 사건을 겪었을 때 우리가 좀처럼 쉽게 기억을 잊지 못하는 이유이다.
인체의 80여 가지나 되는 호르몬 중에 한국인이면 엔도르핀 [endorphin]을 모르는 사람이 없을 것이다. 미국에서 내과의사 [內科醫師]로 활동하며 천연요법의 실천을 통해 건강관리, 질병퇴치 운동을 펼치는 이상구 박사 때문이다. 그 영향으로 전문가 못지않은 지식을 쌓은 분들도 있지만 막연한 지식으로 핵심을 간과 [看過]할 가능성도 있다. 엔도르핀은 양귀비에서 추출되는 모르핀 [morphine]과 유사한 물질이며 진통과 환각을 유발한다. 모르핀은 식물에만 있는 것으로 알고 있었으나 1975년에 영국의 애버딘 대학의 존휴지 연구팀이 뇌 속에서 모르핀과 코카인 같은 물질이 제조되는 것을 발견하게 되었으며, 생체 내에서 만들어지는 모르핀이라는 뜻으로 엔도르핀 [edorphine]이라고 명명 하였다고 한다. 예를 들면 고스톱, 바둑 등 게임에 몰입하다 보면 주변에서 벌어지는 사소한 일을 인식하지 못하는 환각증상이 나타나는 것은 뇌에서 형성된 엔도르핀 때문이며, 불길이 활활 타오르는 화염 속에 아이를 구하려고 뛰어드는 엄마는 화상 [火傷]의 통증을 느끼지 못하는 것도 뇌에서 쏟아져 나온 엔도르핀이 고통의 자극을 차단하게 되기 때문이다. 엔도르핀이 중독에 가깝게 분비되어도 의지[意志]로 제어할 수 있지만 마약에 중독되면 치료를 받아야 하는 것을 차이라고 할 수 있다. 엔도르핀 발견 전후로 뇌 과학 연구가 활발하여 졌으며, 그 여파는 사회전반에도 영향을 미치고 있다. 엔도르핀 같이 뇌에서 형성되어 자극을 전달하는 물질을 신경전달물질 [神經傳達物質 – neurotransmitter]이라고 하는데, 엔도르핀 외에도 도파민 [dopamine], 아세틸콜린[acetylcholine] 등이 있다.
앞에서 언급한 바와 같이 엔돌핀은 양귀비의 모르핀보다 더 강력한 진통효과가 있고, 엔도르핀의 분비는 긍정적인 생각에서 나오고 갈등을 해소하며, 증오와 분노를 감소시킨다고 보고 있다. 더 나가서 사랑과 관용의 감사한 마음을 갖게 하기 때문에 의도적 [意圖的]으로 박수도 치고 웃어야 된다는 주장도 하고 운동을 펼치기도 한다. 한편, 몸에 극심하게 무리가 올 때 통증을 잊기 위해 분비되고, 운동시 과욕을 부려 몸에 무리가 올 때나 사망직전 등에 분비된다고 하며, 자살을 시도하거나 사고 등으로 중상을 입은 사람들이 1~2초 정도 엔도르핀이 급격히 분비된다는 연구 결과도 있다. 자해나 자살을 꾸준히 시도하는 것도 엔도르핀과 관련이 있다고 보고 있다.
최근에는 엔도르핀의 시대는 가고 세로토닌 운동을 펼쳐야 한다는 주장이 있다. 한국자연의학종합연구원을 운영하고 있는 이시형 박사는 세로토닌 [serotonin]이 분비되는 행동을 하라고 주문한다. 과거에 이상구 박사가 사랑의 엔도르핀이 넘쳐야 행복하다고 하였지만 엔도르핀은 흥분, 쾌감, 격정, 환호에서 나오는 중독증이 있는 물질로 역동적이고 격동의 시대에나 필요한 것이었으며. 21세기에는 공격성향의 엔도르핀이나 아드레날린은 통하지 않는 시대로 변했기 때문이라는 것이다. 21세기는 문화와 정보화 사회, Hi-touch의 사회, 평화공존, 느림, 차분함의 사회라는 것이다. 이 시대에 맞는 호르몬은 편안함과, 생기와 의욕, 차분한 각성을 할 때 분비되는 세로토닌 시대라는 것이다.
세로토닌은 햇볕이 있어야만 분비가 원활해지는 호르몬이다. 햇볕을 잘 쬐지 않는 사람에겐 세로토닌이 부족할 수밖에 없다. 몇 십 년 전만해도 우울증에 시달리던 사람들은 많지 않았다. 우리의 주업은 대부분 햇볕 아래서 일을 해야 하는 농업, 수산업, 임업 등이었기 때문이다. 그러나 햇볕 아래 노동이 줄어들고, 사람들이 건물 안으로 들어가면서 세로토닌을 챙겨서 얻어야 하는 호르몬이 되어 버렸다. 우울장애 등의 치료에 사용되는 SSRI라는 호르몬제제가 있다. 재흡수 억제제 [Selective Serotonin Reuptake Inhibitors]의 약칭으로 SSRI이라고 하는데, 인간의 감정, 행동 등을 결정하는 세로토닌 [serotonin], 노프에피네프린 [norepinephrine], 도파민 [dopamine] 등의 주요 수송체의 재흡수를 막음으로써, 좀 더 장기간 동안 신경전달체계에 잔류할 수 있도록 하여 기분을 개선하는 호르몬제제다. 2세대 우울증 약제로 분류되며, 우울증뿐만 아니라 불안장애, 공황장애, 강박장애, 공포증 등의 치료에도 사용된다. 이외에도 정신질환을 치료하는 많은 호르몬제제가 나와 있다.
도파민 [dopamine]은 엔도르핀과 유사한 기능을 가진 호르몬이다. 1952년에 스웨덴의 Arvid Carlsson과 Nils Ake Hillarp가 발견하였다. 부족할 시에는 파킨슨병과 같은 질병을 유발하고, 과다할 때는 정신분열의 일종인 도파민항진증을 유발한다고 한다. 담배의 니코틴은 도파민 분비를 강력하게 촉진 시키며 중독에 빠지게 하는 것이다. 술이나 초콜릿에 빠지게 되는 것도 도파민 분비의 균형이 깨지기 때문이다. 신경호르몬의 절반 정도가 도파민과 관련되어 있다. 아미노산의 일종인 티로신 [tyrosine]이 효소의 작용으로 변형되어 생성된 것인데, 쾌락, 정열, 흥분을 느끼게 하는 호르몬으로 알려져 있다. 장엄한 베토벤 음악을 듣고 벅찬 강동을 느낀다든가. 여자들이 아름다운 꽃을 보고 탄성을 지르며 기뻐할 때, 도파민의 분비는 최고조 [最高潮]에 달한다. 도파민도 과도하면 중독현상이 나타날 수 있다. 인간의 사랑과 관련이 있는 호르몬으로 도파민, 페닐에틸아민, 옥시토신, 엔도르핀을 꼽는다. 흡연으로 인해 흡수되는 니코틴은 도파민을 활성화 시켜서 쾌감을 느끼게 해준다. 마약을 통해 느끼는 환각이나 쾌락 등도 도파민의 분비를 촉진 및 활성화 시켜서 얻게 되는 것이다. 사랑하는 사람의 얼굴만 떠올려도 괜히 기분이 좋아져 웃게 되고 행복해지는게 도파민 때문이다.
사랑과 모성애의 호르몬으로 불리는 옥시토신 (oxytocin)은 시상하부에서 합성되어 뇌하수체를 통해 혈류로 방출되는 호르몬이다. 보통 자궁 내의 근육을 수축시켜 출산을 할 수 있게 하며, 유선 [乳腺]의 근섬유 [筋纖維]의 수축으로 젖 분비도 촉진하는 역할을 한다. 간뇌의 시상하부에 있는 신경세포군이 생산한 옥시토신은 바소프레신과 함께 뇌하수체 후엽에 저장되었다가 분비된다. 옥시토신은 출산 때 뿐만 아니라, 보통 호감 가는 상대를 보았을 때에도 뇌하수체에서 혈류로 분비된다. 옥시토신이 혈류에 분비가 되면 서로 안고 싶은 충동과 성욕을 느끼게 되고, 산모에게는 아기에 대한 모성본능을 일으키게 한다. 옥시토신은 임신 중에 프로게스트론 (황체호르몬)의 영향으로 분비되고 있지 않다가, 출산 직전에 프로게스테론의 양이 줄어들기 시작하면서 뇌하수체 전엽에서 분비되는 프로락틴 (젖분비자극호르몬)과 함께 분비된다. 옥시토신은 정신작용에도 민감하게 작용한다. 남녀의 몇 커플을 실험군과 대조군으로 나누어 옥시토신으로 실험한 사례가 있다. 첨예[尖銳]하게 쟁점이 되는 주제를 주고 실험군에는 옥시토신이 희석된 용액을 콧속에다 스프레이 하고 대조군에게는 순수한 물을 스프레이 하였다. 몇 십 분이 지난 후에 두 집단의 토론분위기를 살펴보니 너무나 다른 상황이 벌어지더라는 것이다. 실험군은 화기애애하게 합의점을 찾고 있었는데 옥시토신이 투입되지 않은 대조군은 화가 뻗쳐 폭력까지 오가며 격론이 벌어졌다는 것이다. 옥시토신이 배려와 협력에 영향을 미치는 것을 확인한 것이다. 옥시토신이나 바소프레신도 단백질이기 때문에 복용하면 위에서 소화되므로 콧속의 점막에서 흡수할 수 있게 스프레이 하는 것이다.
호르몬 [hormone]에 관하여 [3]
바소프레신 [vasopressin]도 옥시토신과 같이 시상하부 [뇌하수체 후엽]에서 만들어져 뇌하수체에 저장되었다가 분비되는데, 이 2개의 호르몬은 화학구도도 비슷하며 옥시토신을 모성애의 호르몬이라고도 하고 바소프레신은 사랑의 호르몬이라고도 한다. 바소프레신은 신장(콩팥)에서 소변을 농축시킴으로써 우리 몸의 수분이 부족하지 않게 유지시켜 주는데 이상이 생기면 지나치게 오줌을 많이 누게 되는 요붕증 [尿崩症]이 생긴다. 바소프레신이 배뇨 [排尿 ]에만 관여 하는 것이 아니라 옥시토신과 함께 심리작용에도 크게 영향을 미치고 있다는 것도 잘 알려진 사실이다. 옥시토신이 배려와 협력에 영향을 미치는 것을 확인 하였다.
초원들쥐 [학명: Microtus ochrogaster]는 오랫동안 동물의 사회적 행동을 연구하는 신경과학자와 내분비학자들의 관심을 끌어 왔는데, 그 이유 중 하나는 그들이 일부일처제를 유지하는 독특한 동물이기 때문이다. 초원들쥐가 부부의 연(緣)을 맺고, 새끼를 함께 양육하며, 공동으로 둥지를 짓는 모습은 인간의 짝짓기와 일부일처제 행동의 근저에 깔려 있는 생물학적 원리를 이해하는데 좋은 모델로 간주되고 있다. 초원들쥐를 대상으로 실시된 연구에서, 옥시토신과 바소프레신이 “암수의 유대관계”를 유지하는데 중요한 역할을 하는 것으로 입증한 바 있다. 흥미로운 사실은, 기혼 (旣婚)의 초원들쥐들은 미혼 (未婚)의 초원들쥐들보다 옥시토신, 바소프레신 수용체를 많이 보유하고 있다는 것이다. 그런데 더욱 흥미로운 사실은, 초원들쥐의 사촌뻘로 99%의 유전자를 공유하지만 난교 (亂交)를 일삼는 일부다처제의 산악들쥐 (montane vole)에게 초원들쥐의 옥시토신과 바소프레신 유전자를 도입한 결과, 그들도 사촌벌인 초원들쥐와 마찬가지로 혼외정사를 하지 않는 “성실한 남편” 으로 변하고 암컷도 바람을 피지 않는 “정절 [貞節] 아내” 로 돌변하는 것을 확인 할 수 있었다는 것이다. 포유류 중에 비버와 수달, 늑대와 여우 등 5%이하만 일부일처제를 유지 하고 있다 인간도 문화권에 따라 일부다처제, 일처다부제 등이 있는 것을 볼 때 옥시토신이나 바소프레신이 성에 미치는 역할은 시사[示唆]하는 바가 크다. 진화생태학자들은 인류가 21세기 들어와서 사회진화의 산물 [産物]로 “사회적 일부일처제”가 자리 잡게 되었지만 혼외정사가 증가하는 현상은 호르몬과 관련된 인간유전자의 발현이라고 분석하고 있는 것이다. 바소프레신이나 옥시토신을 상업화 하여 “바람 안 피우는 약”이라며 광고도 하고 있다고 한다.
그러나 현재 시중에서 유통되고 있는 옥시토신 관련 제제는 실질적인 외도 방지나 부부간 애착 형성을 위해 사용하는 데는 현실적 어려움이 있다. 합성된 옥시토신은 위장관 [胃腸管] 에서 쉽게 파괴되므로 주사나 비강 (코 안) 스프레이로 투여 하여야 한다. 효과의 유지기간이 3분 밖에 되지 않아서, 반짝 효과는 몰라도 장기간의 인간관계를 변화시키기엔 한계가 있는 것이다. 이와 같은 사랑의 제제를 필요로 하는 소비자가 많기에 연구는 계속되고 있다. 다양한 연구를 통해 입증된 사실은 옥시토신의 분비가 신기하게도 남녀 간의 부드러운 대화, 가벼운 스킨십을 통해 세 배나 증가한다는 것이다. 충분한 이완, 여유로운 명상, 안마·마사지 등을 통해서도 옥시토신의 혈중 농도가 올라간다. 출산할 때 옥시토신이 다량 분비되는 것을 제외한다면 옥시토신의 최대 상승은 사랑하는 사람과 안정적인 성행위를 할 때 라고 한다. 반면 애착이 없는 일회성 성행위나 성 매매 등에선 그만한 뇌 반응이 유발되지 않아 옥시토신의 충분한 상승을 기대할 수 없을 것이다. 인간의 사랑과 관련이 있는 것으로 도파민, 페닐에틸아민, 옥시토신, 엔도르핀을 꼽으며, 사랑의 4인방 호르몬이라고 할 수 있다. 우리를 기분 좋게 하는 물질로 알려진 것은 페닐에틸아민 (phenylethylamine, C8H11N)이 있다. 이 물질은 좋아하는 이성을 바라보거나 이성의 손을 잡을 때와 같이 사랑하는 감정을 느낄 때 분비되는 물질이다. 100g의 초콜릿 속에도 약 50~100mg 정도 포함되어 있지만 그 정도의 양으로는 사랑하는 감정을 느끼기에는 턱없이 부족한 양이다.
페닐에틸아민은 이산화탄소를 흡수하는 성질이 있으며 비릿한 생선 냄새가 나, 유쾌하지는 않다. 거의 대부분 아민 계통의 화학물질이 생선에서 증발하여 후각으로 느끼는 감각에 불과하다. 아민울 분자식으로 나타낼 때, -NH2 작용기가 붙어 있는 화합물을 말한다. 작용기는 구성성분을 화학식으로 나타낼 때 특정한 분자 배열이 되어 있는 것을 말하며, 같은 작용기를 포함하는 분자들은 대개 비슷한 특성을 가진다고 보면 된다. 예를 들어 생선 냄새가 나는 아민은 –NH2, 신맛을 느끼게 하는 과일 산을 비롯한 각종 산은 –COOH, 술 냄새의 특성을 나타내는 알코올은 –OH라는 작용기를 가지고 있다. 여기서 작용기 앞에 붙은 “-“은 앞에 어떤 화학식이 나와도 된다는 것을 의미한다. 우리가 잘 아는 술을 화학식으로 나타내 보면 CH3CH2OH라고 표현되며, 보는 바와 같이 작용기 –OH가 있고, 그 앞에 CH3CH2라는 분자구조를 가지고 있다.
사랑하는 감정을 느낄 때 분비되는 물질인 페닐에틸아민은 암페타민 (amphetamine, C9H13N)과 매우 비슷한 분자구조를 가지고 있다. 암페타민은 전쟁 중에 공군 전투기 조종사들이 피로감퇴와 주의력집중을 위해 약물로 사용한 적이 있으나, 현재는 마약으로, 의사의 처방이 없이는 살 수 없는 물질이다. 도파민보다 사랑의 독성[毒性?]이 더 강한 호르몬이 페닐에틸아민 [phenylethylamine]이다. 페닐에틸아민은 “사랑의 콩깍지 호르몬”라고도 한다. 이 호르몬의 분비가 왕성해 지면 상대방의 좋은 것만 보이며 거의 중독증에 가깝게 되기 때문이다. 유효기간은 길어야 30개월 정도로 보고 있다. 불처럼 타오르던 사랑이 식어 버리는 것은 페닐에틸아민의 분비 기간이 끝 낫기 때문이다.
현대는 스트레스 사회라고 말할 정도로 대부분의 사람들이 스트레스에 시달리고 있다. 스트레스는 생물체가 외계로부터 유해한 작용을 받을 때 나타내는 생체반응 이다. 사람이 받는 스트레스의 원인이 되는 자극에는 정신적인 것도 있고 신체적인 것이 있고, 타인이나 주위에서 받는 외적인 것이 있는데 이런 스트레스에 의해 자신이 스스로 만드는 내적인 스트레스가 치명적이라고 전문가들은 말한다. 정신적인 내적 스트레스는 불안, 초조, 긴장, 슬픔, 걱정, 시기, 분노, 갈등 등이 원인이 되며 이 때문에 부신 에서 분비되는 호르몬과 신경전달물질의 부조화를 초래 할 수 밖에 없게 되는 것이다. 부신 [副腎]의 수질 [髓質]에서 분비되는 아드레날린 [adrenaline]을 용기와 분노의 호르몬이라고 한다. 아드레날린과 함께 화학적구조가 약간 다른 노르아드레날린도 있고 에피네프린 [epinephrine]이라고 도 한다. 외부자극에 반응하는 방식이 엔돌핀이나. 도파민은 신경계에서 직접 분비되며 반응하지만 아드레날린은 부신 수질에 있는 교감신경의 말단에서 분비되는 것으로 혈액과 체액을 따라 수용체와 반응 하기 때문에 반응시간이 늦어 지지만 지속적으로 반응하게 된다.
아드레날린은 1893년에 미국의 아벨 (John Jacob Abel, 1857 ~ 1938)이 발견하고, 1895년에 폴란드의 시불스키 (Napoleon Cybulski, 1854 ~1919)가 분리에 성공하였으며 현재는 합성된 아드레날린이 의약품으로 판매하고 있다. 아드레날린을 상품명으로 에피네프린이라고 하고 있는데, 부신 이라는 뜻의 희랍어 에서 유래 된 것이다. 한국에서는 에피네프린을 친근하게 사용하고 있다. 엔돌핀이 사랑의 극치 일때 샘솟듯 솟아난다면 아드리날린은 분노가 극에 달했은때 왕성하게 분비된다. 어떤 일에 자신의 능력 이상의 초인의 가까운 능력을 발휘 하는 것은 아드레날린의 분비가 절정에 이르렀기 때문이다. 이 두 호르몬이 과도하게 분비되었을 때는 부정적인 영향을 끼치는 경우가 많다. [생명의 신비 호르몬]의 저자 [著者] 데무라 히로시의 말에 따르면 두 호르몬의 독성은 자연계에서 복어와 뱀의 독 [毒] 다음으로 강력하다고 한다. 나 자신의 몸에 그런 독이 존재한다는 사실은 믿기 힘든 일이다. 하지만 우리는 가끔 이 독성이 몸에 영향을 주는 것을 경험하게 된다. 격렬하게 화를 낸 후에 오는 두통, 심장의 두근거림, 식은땀, 호흡곤란은 물론, 두려움이 극한에 다다르면 자신을 인식하지 못하고 질식감과 발작을 일으키는 것은 아드레날린이 작용한 결과로 봐야 한다. 사람들 앞에서 연설을 해야 하거나, 예상치 않은 나쁜 소식을 들었을 때도 혈류 속의 아드레날린 양이 급속히 증가한다. 아드레날린을 종종 ‘경계, 탈출의 호르몬’ 이라고 부르는 까닭도 여기에 있다. 위험을 경계하고 그에 대응해야 함을 알리는 호르몬이기 때문이다. 사회적 갈등이 많은 사회는 스트레스가 증폭 되는 것이며 많은 사회문제를 야기 시킨다. 한국의 경제인연합회가 5년간격으로 각국의 갈등지수를 발표한 내용을 보면 2010년의 한국사회의 갈등지수는 OECD 27개 국가 중 터키에 이어 두 번째로 높게 나와있다.
한국이 높은 사회적 갈등으로 OECD국가중 자살률 1위 라는 통계수치와 무관 하지 않다는 것은 전문가 아니라도 추론할 수 있는 것이다. 현대사회의 직업종류가 원천적으로 갈등과 스트레스를 유발할 수 밖에 없게 되어있다. 2011년의 한국의 고용현황을 보면 서비스업 고용비중이 68.9%로 일본(71.7%)과 비슷한 수준이다. 서비스업에 종사자들은 대부분이 소비자들과 감정관리를 하며 직무를 수행하게 되는데 이 과정에서 스트레스는 필연적으로 따르게 된다. 1983년 미국의 사회학자인 알리 호흐실드 (Arlie Russell Hochschild, 1940 ~ )는 [관리된 심장 The Managed Heart]이라는 책에서 소비자본주의 사회에서 증가하고 있는 감정노동을 소개했다. “업무상 요구되는 특정한 감정상태를 연출하거나 유지하기 위해 행하는 일체의 감정관리 활동이 직무의 40퍼센트 이상을 차지하는 노동 유형이다” 라고 하며. 감정노동자 [emotion work, emotional labor] 의 개념을 제시 하였다. 모든 서비스업 종사자를 “감정노동자”로 분류할 수 없지만 전문가들은 노동자의 절반 이상이 감정노동을 하고 있다고 보고 있다. 백화점 점원, 아파트 경비원, 비행기 승무원, 고객 상담원, 은행 창구 직원, 치킨 집 주인 등이 그들이다. 최근 이들과 관련된 사건이 뉴스에 자주 나온다. 대기업 임원의 비행기 승무원 폭행 사건, 고객의 폭언으로 백화점 옥상에 올라가 자살을 시도했던 백화점 직원 사건, 입주민의 폭언으로 자살한 아파트 경비원 사건, 가장 최근에 모항공사 오너 임원이 승무원의 서비스 매뉴얼을 문제 삼아 항공기를 회항시킨 사건 등은 감정노동자가 받는 스트레스를 공감할 수 있게 하였다. 그들의 내면에는 분노의 호르몬인 아드레날린이 넘치며 부조화를 조절하기 위해 신경조직과 내분비기관에 극심한 혼란이 있었을 것이다.
동물에게는 감정노동이라는 개념이 통할 수가 없다. 감정이라는 것 자체가 인간의 대뇌피질에서 자극과 반응을 통해 형성된 고등정신의 산물 [産物]이다. 동물의 뇌는 진화단계가 인간의 뇌와 비교해서 저급하기에 감정대응 방식도 자극과 반응의 단순한 행동 범주에 머물게 된다. 실험용 쥐들에게 스트레스를 가한다고 자살을 한다든지 집단으로 저항하려는 궁리를 하지 못한다. 인간은 스스로 감정을 관리 할 수 있기에 전문가들이 효과적인 관리가 되는 삶의 패턴 [pattern]을 제시하고 있다. 스트레스를 해소하는 것은 행복으로 가는 길을 택하려는 시도이다. 해소방법은 수없이 많을 것이다. 그 중에도 가장 보편적인 해소법은 재구성 [再構成]이다. 재구성이란 어떤 일에 대해 더 좋은 방향으로 사물을 볼 수 있도록 방법을 변화시키는 기술이다. 재구성하기 위한 열쇠는 똑같은 상황을 해석하는데 여러 방법이 있다는 것을 아는데 있다. 물컵에 반이 차있다고 보느냐? 반이 비어 있다고 보느냐? 는, 관점의 차이를 항상 이해하고 선택하라는 것이다. 발상에 따라서 스트레스는 병도 되고 약도 되는 것이다.
스트레스는 자신의 관념방식 [belief system]에서 나온다. 우리는 사실상 진실이라고 믿고 있는 모든 일에 대한 수많은 전제와 가설이 있다. 우리의 관념의 대부분은 자기도 모르는 사이에 무의식으로 지켜지고 있다. 예를 들어 즐기기 전에 일을 해야만 한다고 믿는 사람이라면 다른 일보다 여가를 적게 갖게 될 것이다. 만약 사람들은 자기들의 요구보다는 다른 사람들의 요구를 들어 주어야 한다고 믿는 사람이라면 그 사람은 자기자신에 대하여 소홀히 할 것이다. 이상의 예를 볼 때 관념은 사람들의 철학이거나 가치관이라고 할 수 있으며, 이는 스트레스의 공식이다. 인간의 의지와 관계 없이 신경조직과 내분비 기관의 조절작용이 일어 나지만 관념의 재구성이 가능하다는 것은 인간만이 가질 수 있는 축복이 아니겠는가? 선인[先人]들이 인체생리까지 밝혀가며 한 말은 아니 지만 스트레스 해소방법은 알고 있었다. “知足 者는 貧賤亦樂 이오, 不知足 者는 富貴亦憂 니라” 만족함을 아는 사람은 가난하고 천하여도 스트레스를 받지 않으며, 만족함을 모르는 사람은 부 [富]하고 귀 [貴]하여도 스트레스로 가득 찰 것이다.
박광하 (전 여주대신고 교감, 전 수원계명고 교장)
38khpark@hanmail.net
필자 박광하 선생은 고려대학교 생물학과를 마친 후에 평생을 생물과학 강의와 교육에 헌신하여 왔다. 30여년 전 호주로 이주하여 시드니에 거주하며 민주화 실천과 집필 활동을 하고 있다. 저서로 ‘생명과학이야기’ (북랩)가 있다.