항산화란 무엇인가?

산화를 억제하는 작용을 말한다. 물이나 공기 중 산소에 의한 활성산소에 의한 산화에서는 생체막 인지질(불포화지방산포함) 이외에 단백질(여러 효소를 포함)이나 유전의 정보를 담당하는 DNA의 손상과 나아가서 간 장해나 순환기계 질환

항산화란 이러한 활성산소(O2-, H2O2, OH 등)의 산화활동을 억제하거나 제거하는 것을 말한다.

항산화력의 효과

1. 질병및 노화 억제 : 동맥경화, 염증, 피부노화, 감기, 바이러스병, 당뇨병, 심장병, 백내장, 암, 노화 등의 방지
2. 세포의 정상화 : 피부의 노화억제, 항균력 향상, 내스트레스성, 환경적응력 향상
3. 순환기관의 정상화 : 소화력의 향상, 장내 미생물의 정착

우선 산소는 우리 인간에게 없어서는 안 될 필수 불가결한 물질이다. 인간을 포함한 모든 동물은 몸 밖에서 영양분을 섭취하고 그것을 산소로 연계시켜 에너지를 얻는다. 만약 산소가 없다면 인간은 물론 지구상의 거의 모든 생물이 멸종하고 말 것이다. 산소는 이렇게 모든 생물에게 에너지 원천으로 작용한다. 이런 의미에서 볼 때 산소는 우리에게 매우 유익한 반면 활성산소로 변화되어 질병을 일으키고 노화를 촉진시키며 끝내는 생명까지 앗아가기도 한다. 공기 중에서 산소가 일으키는 다음의 작용들을 보면 산소가 얼마나 나쁜 역할을 하는지 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

이것을 이해하려면 우선 지구에서 제일 먼저 생명체의 형태로 생겨났던 미생물에 관해 살펴볼 필요가 있다. 지구상에 최초로 생겨난 미생물은 처음에는 산소 없이도 살 수 있었다. 오히려 산소가 있으면 곤란한 생명 시스템이라 할 수 있다. 그런데 언제부터인가 태양광선을 이용해 에너지를 만드는 마름(水草)이 번식하기 시작했고, 이 수초는 노폐물로 산소를 토해내기 시작했다. 인간이 산소를 들이마시고 탄산가스를 토해내는 것과 정반대 현상이다. 이렇게 마름이 산소를 점점 토해내자 산소가 없이도 잘 자라던 미생물은 산소 독의 해를 입어 모두 멸종하게 된 것으로 추정된다. 그 후에 산소를 이용하는 미생물이 나타나기 시작했다.

산소가 있는 곳에서 살 수 있는 미생물을 호기성미생물(好氣性微生物)이라 하는데, 산소로 구성된 대기권이 지구를 에워싸게 되면서 이 같은 호기성 미생물이 지천에 퍼지게 되었다. 한편 산소가 있으면 살지 못하는 미생물을 혐기성 미생물(嫌氣性 微生物)이라 하는데, 이런 미생물은 거의 사라지고 공기가 닿지 않는 깊은 땅 속이나 바다 혹은 인간의 내장 속에서 근근이 생명을 유지하게 되었다. 우리 인간의 체내에는 산소를 꺼리는 혐기성 미생물의 흔적이 아직도 남아있다. 우리 인간의 내장 속에 아직도 살아 남아있는 유산균 등과 세포핵이 바로 그것이다. 세포핵 주변에는 에너지 발전소 역할을 하는 미토콘드리아라는 부분이 있는데, 이 미토콘드리아의 활력이 떨어지면 세포의 핵과 산소가 닿게 된다. 이것을 현미경으로 관찰해 보면 핵은 산소와 부딪치는 순간 바로 죽어버린다. 이 현상에서 잘 알 수 있듯이, 산소는 인간이 살아가는 에너지를 만드는 데는 절대적으로 필요한 존재지만 동시에 독으로 작용하는 부정적인 존재이기도 하다. 식품을 공기 중에 두면 점점 상하게 되는 것이 그 증거 가운데 하나이다. 고기나 생선은 산소에 닿으면 10초 단위로 상태가 나빠진다. 이것이 산화라는 현상이다.

산화한 음식을 먹는다는 것은 체내에 산화물을 집어넣는 다는 것을 의미한다. 이것은 녹을 체내에 집어넣는 것과 같으며, 따라서 그 인체 역시 그만큼 산화가 촉진된다. 이 같은 산화를 억제하는 물질을 항산화 물질이라 하는데 비타민C, 비타민A , 그리고 비타민E 등이 이 같은 작용을 한다. 산소는 생체 내에서 탄수화물 등을 산화시켜 에너지를 만들어내기도 하지만 동시에 생체성분도 산화시키기도 한다. 생체성분과 반응해 산화시키는 작용을 하는 활성산소와 프리라디칼(free radical)이 과잉되면 생체의 기능과 구조가 파괴되어 여러 가지 생리적인 기능 장애가 일어나게 된다.

인간에 해가 되는 활성산소가 생성되는 것을 우리들의 신체는 아무 역할도 하지 않는 것은 아니다. 활성산소(산소의 해, 산화적 스트레스)로부터 몸을 지키기 위해 방어기구가 2중 3중으로 작용하고 있다. 활성산소의 공격으로 부터 과감히 대항하는 물질을 스카빈저(Scavenger)라고 하며 우리말로 "항산화물질" 혹은 "항산화방어계"라고 한다. 이 스카빈저는 주로 효소에 의한 방어계, 비타민에 의한 방어계, 단백질에 의한 방어계 등 3종류가 존재하며 이것이 신체 중 여러 곳에 존재하여 우리 몸을 지켜준다.

수퍼옥사이드 라디칼 : SOD(super-oxide dismutase, 초과산화물 불균등화 효소 또는 유해산소 제거효소)
과산화수소 : 글루타치온퍼옥시다제, 카타라제, 비타민C
히디록시 라디칼 : 비타민E, α,β-카로틴, 후라보노이드
싱글레트 옥시젠 : α,β-카로틴, 비타민E, C, B₂
그 외 카테킨, 각종 무기물질, 뇨산 등이 있으며, 이러한 항산화물질 중 가장 보편적이고 우수한 것은 ‘SOD’이다.

포유류가 호흡한 산소의 약 4~5%가 독성이 강한 활성산소나 프리라디칼로 변환된다고 한다. 현재의 환경오염 물질과 각종의 독성 물질은 이러한 프리라디칼의 발생을 촉진하는 특성이 있다. 따라서 활성산소와 프리라디칼의 발생을 억제하는 것이 생명을 건강하게 유지하기 위한 불가결의 조건이다. 이러한 개념은 고등 동식물계뿐만 아니라 미생물의 세계에서도 매우 중요하다. 왜냐하면 미생물의 집단도 하나의 생명체이기 때문이다. 모든 생물들은 과잉의 활성산소와 프리라디칼을 제거하기 위한 항산화 방어계를 갖추고 있다. 이러한 항산화 방어계의 기능에 의해 활성산소의 생성은 억제되고 산화스트레스에 대한 내성을 갖게 되어 스스로의 건강을 지키게 된다. 이러한 항산화 방어계가 잘 작동하지 않을 때 각종의 장해와 병이 발생하게 된다. 따라서 항산화 방어계의 능력을 어떻게 높이는가가 건강 유지의 중요한 관건이다. 지금까지는 스트레스를 주는 방법과 유전자 도입에 대한 연구가 진행되어 왔다. 생물은 스트레스를 받으면 항산화 방어계의 능력이 어느 정도 향상된다. 하지만 스트레스의 강도 조절과 생육에의 부정적 영향, 생체 내의 산화물 축적 등이 문제가 되고 있다. 유전자의 도입은 과다한 비용과 생리적 균형의 붕괴가 문제가 되고 있고, 바람직하지 않는 결과가 발생할 가능성이 있다는 지적이 제기되고 있다.

EM에서 제안하는 항산화 물질을 이용하는 방법은 새로운 발상이다. 기존의 연구는, 항산화 물질을 사용하면 항산화력이 증가할 가능성은 낮고, 오히려 저농도의 활성산소에 의한 산화스트레스를 가하는 것이 항산화력을 증가시킨다는 점에 기울어져 왔다. 그러나 EM에 의해 만들어지는 항산화 물질은 다른 항산화 물질과는 달리 촉매작용이 매우 강하기 때문에 생물의 항산화력을 높이는 효과가 뛰어나다. 또한 생육의 촉진뿐만 아니라 산화스트레스에도 오히려 잘 견디게 하는 성질도 가지고 있다. 지금까지 연구되어온 항산화 물질은 산화물의 제거 과정에서 그 자신이 산화되기 쉽고 또 산화되면 프리라디칼이 되는 위험성을 갖고 있다. EM이 생성하는 항산화 물질은 산화물의 제거 과정에서 쉽게 산화되지 않을 뿐만 아니라 인위적인 가열 등에 의해서도 쉽게 파괴되지 않는 특성을 갖고 있다. 그렇기 때문에 응용 가능성이 많다. 이러한 특징은 EM이 미생물군인 것처럼 항산화 물질도 다양하기 때문에 오는 특성으로 보여진다.