오피니언
ㆍ전체기사
기사제보
광고문의

가장많이 본 기사
이메일 프린트 퍼가기 글자크기 원래대로 글자크기 크게 글자크기 작게
건강하려면 공기 중 산소(O2) 역할을 제대로 알자 (2)
류재근 박사 칼럼
2019-06-24 오전 10:00:16 낙동뉴스 mail hys11440@naver.com


류 재 근



고려대학교 의과대학 외래교수
사단법인 환경운동본부 교육원장
한국환경학술단체연합회 회장
한국에코과학클럽(한국생태한림원) 회장
국립환경과학원 원장(10대)
한국환경산업기술원 원장(초대)
대통령국가과학기술자문위원(6-7대)




산소의 주요 효과

1. 알코올과 산소


음주 후에는 그 알코올을 분해하는 데 필요한 많은 산소를 필요로 한다. 졸음이 오거나 숙취 등은 일종의 산소부족이기 때문에 많은 양의 산소를 필요로 한다. 알코올과 산소(숙취 예방과 치료의 묘약), 이 두 가지 테마는 실로 상호 밀접한 관계가 있다. 동경 신주쿠 후생연금회관에서 개최되었던 “일본교통과학협의회 제1회 총회”에서 동경 자혜의대 신경정신과의 永富公太郞, 根橋 두 의사는 ‘숙취 상태와 산소 흡입’에 대해서 다음과 같은 흥미 있는 발표를 하였다. 결론부터 말하자면 음주에 의해 저하된 기능은 산소흡입으로 회복될 수 있다는 것이다. 말하자면 산소로 술을 깨게 하는 것이다.
술을 마시면 체내 알코올이 분해되어 ‘아세트알데히드’ 등으로 변한다. 이것이 재분해되면 탄산가스와 물로 분해된다. 이렇게 알코올이 분해될 때에는 산소를 필요로 하며 이를 화학 전문용어로 “1분자의 알코올을 탄산가스와 물로 완전히 분해시키는 데는 3분자의 산소가 필요하다”라고 표현한다.
즉, 술을 마시면 마실수록 산소가 소비된다는 뜻이므로 숙취상태라 하는 것은 일종의 산소 부족상태라고도 말할 수 있는 것이다. 그러므로 이런 분해에 필요한 양만큼의 산소가 공급되지 않는다면 ‘아세트알데히드’ 또한 분해되지 않은 채 체내에 남아있게 된다. 바로 이것이 숙취 시에 발생하는 두통과 토사(소위 오바이트)의 원인이다.
永富 박사는 우선 대학생 20명을 대상으로 실험을 했다. 30분간에 위스키 180cc를 마시게 하고 혈액 중 산소의 용해도를 측정한 결과, 위스키를 마신 후의 수치가 마시기 전의 수치에 비해 전원 저하된 것으로 나타났다. 그런 후에 곧 바로 20분간 산소를 흡입케 하고 다시 수치를 재어 본 결과 산소의 용해도는 음주 직후 측정한 수치보다 훨씬 높게 나타났다. 따라서 숙취상태 = 저산소증이란 가설이 입증된 것이다.
이번에는 회사원 20명을 대상으로 역시 위스키 180cc를 마시게 하고 전과 동일한 조건 하에서 혈중 알코올 농도와 산소 용해도를 측정하였다. 실험 결과는 역시 마찬가지로 음주 후에는 알코올 농도가 상승했다가 산소 흡입 후에는 다시 저하되는 결과를 나타냈다.
뇌파에 관한 실험 역시 알코올과 산소의 관계에 대해 의미 있는 결과를 나타내 보여주었다. 뇌파 측정 실험은 뇌파 중 어떤 파장이 어느 주파수에 대해 가장 밀집되어 분포되어 있는가를 조사하여 상관관계를 알아보는 방식으로 이루어졌다. 조사 결과 안정 상태에선 11∼13사이클 대의 α파(알파파)가 가장 많이 나타났으며 음주 후에는 8.5∼11사이클 대의 α파 1파가 많이 나타났다. 뇌파의 분포가 낮은 주파수대로 이동하는 현상을 뇌파의 ‘제파화’라고 하며 뇌의 활동이 저하되었다는 것을 의미한다.
음주 후 빠르게는 90분 경과 후부터 제파화가 나타나기 시작한다. 하지만 이 역시 산소흡입 후에는 α파 1파가 감소하고 α파가 증가하기 시작했다. 즉, 정상적인 두뇌상태로 돌아간다는 뜻으로서 반응이 빠른 사람은 흡입 1∼2분 이내에 이런 정상화가 시작되었다.
다음에는 음주 시 작업 능력의 저하에 관한 검사를 ‘뉴브리턴 테스트’ 방식으로 15명의 작업 인원을 대상으로 측정해 보았다. 그 결과 술을 마시면 15인 중 12인은 일시적으로 작업량이 증가했으나 시간이 흐름에 따라 맥이 빠지고 말수가 적어지는 사람이 늘어났고 나머지 3인은 처음부터 작업량도 떨어지고 맥이 풀려 버렸다. 이들에게 음주 30분 후에 산소를 흡입시켰더니 평상시보다 작업능률이 더욱 올라갔다.

◆ 산소와 알코올의 관계를 정리하면 다음과 같은 결론을 도출할 수 있다.
A. 숙취상태는 저산소 상태이다.
B. 음주 후 혈중 알코올 농도의 증가도 산소흡입으로 저하시킬 수 있다.
C. 알코올은 뇌의 활동을 둔화시키나 산소흡입으로 정상화 시킬 수 있다.
다음과 같은 永富박사의 주장을 부연하며 이 장을 마치기로 한다.

“이렇게 알코올과 산소는 밀접한 관계가 있기 때문에 숙취로 둔화된 능력을 즉시 회복시키려면 산소흡입이 가장 좋다는 결론을 내릴 수 있는 것이다. 예를 들어 현재 교통법규로는 알코올 농도 측정치가 0.05mL 미만이면 위반 대상에서 제외된다. 하지만 음주자와 모두의 안전을 위해 그런 사람들을 그냥 돌려보내지 말고 산소를 흡입시켜 완전히 술이 깬 상태로 회복시킨 다음 돌려보내는 것이 어떻겠는가? 또한 버스 회사나 택시회사에서도 산소마스크를 준비하여 취기가 깨지 않은 상태에서 출근한 운전기사들에게 산소를 흡입시켜 상쾌한 기분으로 근무에 임하게 한다면, 또한 사고가 훨씬 줄어들 것이 아닌가? 공기가 탁하고 산소가 희박한 지하 룸살롱이나 술집에서 손님을 위해 산소를 공급한다면 손님이 평소의 주량 이상으로 과음한다고 해도 만취하거나 의식을 잃는 일은 없을 것이다.” - 아사히 신문 -



2. 배기가스와 산소


자동차의 배기가스가 많이 배출되는 곳에서 호흡을 하고 있으면 의식이 몽롱해질 때가 있다. 이러한 사실은 ‘교통대책 의학협회 설립 준비 위원회’의 永富公太郞의사(동경 자혜의대 신경정신과)팀의 실험에서도 분명히 드러났다. 이것은 일산화탄소에 의한 일시적 중독증상으로 심할 때는 간질과 같은 증상이 나타날 경우도 있다. 그러나 산소를 흡입하면 곧 회복될 수 있다는 점에서 일반 일산화탄소 중독과는 다르다. 그러므로 배기가스 공해에 시달리는 현대인에게 산소흡입은 그 해독제요 특효약인 것이다.
높은 산에 올라갔을 때나 술을 마셨을 때 의식이 몽롱해지는 것은 혈액 중의 산소 농도가 저하되기 때문이다. 永富박사는 이 점에 착안, 배기가스를 마셨을 때에도 같은 증상이 발생할 수 있다는 가설을 세웠다. 가설검증은 뇌파 측정법을 사용하였다. 정상인으로 평상시 의식이 있을 때의 뇌파 분포는 10Hz(헤르츠) 내외의 α(알파)파가 주종을 이루고 여기에다 그보다 주파수가 낮은 δ(델타파: 0∼4Hz)와 주파수가 높은 및 β-1파(베타 1파: 10∼20Hz) 및 β-2파(베타 2파 : 20∼30Hz)가 중첩되어 나타났다.
이에 반해 수면 시 및 마취 시 등 의식이 없을 때의 뇌파 분포는 알파파가 사라지고 그 대신에 δ(델타파= ‘제파화’라고도 함) 등의 낮은 주파수의 뇌파가 주로 나타났다. 이런 현상을 응용하여 뇌파 분석기로 뇌파의 성분비 즉, α파나 δ파의 성분비를 조사한다면(정확히 표현하면 에너지율을 비교한다면) 의식의 상태를(정상인가 흐려졌는가 하는 것) 역으로 도출해 낼 수 있다.
다음의 실험은 18세에서 22세까지의 남학생을 대상으로 각각 평상시 실내 공기 안에 자동차의 배기가스가 포함되어 있는 공기 안에 산소 흡입 시 등 3종류의 샘플 집단으로 나누어 뇌파의 각 성분의 변화를 조사한 결과이다.
배기가스가 석인 공기는 고속도로에서 차가 고속으로 주행할 때 채취한 것으로 일산화탄소 농도가 30∼150ppm이었다. 이 공기를 실험집단에게 3∼10분간 호흡시켰더니 뇌파 중 α(알파)파는 감소하고 반대로 δ(델타)파나 β(베타)파가 늘어나 의식불명 상태에서 나타나는 뇌파형에 가까워지는 결과를 얻었다. 이런 파행은 술에 취하였을 때 나타나는 파형과도 매우 유사한 것이다. 배기가스 실험 직후 이 실험집단 모두에게 산소를 5∼10분간 흡입시킨 결과 알파파 성분은 급속히 증가하여 평상시보다도 더 높아졌으며 동시에 델타파 등 낮은 주파수는 급격히 감소하는 경향을 보였다.
음주 후 숙취상태에 있는 집단을 대상으로 동일한 실험을 한 결과, 산소흡입 후의 뇌파는 정상형에 가까워지긴 했으나 알파파나 델타파가 평상시보다 높거나 낮아지지는 않았다.
이와 병행하여 혈액 중 산소는 포화도에 대해서도 조사해 보았는데 배기가스 흡입 중에는 심할 경우 평상시보다 그 수치가 30%나 저하되었다. 그러나, 산소흡입 후에는 평상시 이상으로 상승하였다.
일단 혈액중의 헤모글로빈이 일산화탄소와 결합하고 나면 이를 분리시기기 위해서는 산소와 결합한 헤모글로빈을 분리시키는 데 드는 에너지의 250배의 에너지가 필요하다고 한다. 화재나 가스 누출사고 시에 고농도의 일산화탄소를 마시면 살아나기 힘든 이유가 바로 이 때문이다.
“배기가스를 마셨을 경우 이를 방치해 두면 술에 취한 음주 운전자와 같이 의식장애를 일으켜 교통사고를 일으킬 수 있다. 하지만 이때 산소를 흡입하면 쉽게 혈액 기능을 회복할 수 있다”라고 永富박사 등은 교통관계자들의 주의를 환기시키고 있다. 배기가스 중의 일산화탄소는 일시적으로 혈중의 산소부족을 초래해 의식이 희박해져서 생명이 위험해질 수 있으나 고순도 산소의 흡입으로 회복이 빨리 된다.

 


3. 담배와 산소


인체는 담배를 한 모금 피울 때마다 민감하게 반응되어, 예를 들면 경동맥을 순간 30% 수축 시킨다. 때문에 당연히 뇌의 혈류도 감소한다. 
담배의 유해성의 연구가 진행되면서, 흡연은 운동능력을 저하시키며, 폐암 등 각종 질병의 원인이 된다는 것을 알아냈다. 더욱이, 운동선수에게 있어 「금연」은 상식이라고 말해도 과언이 아니다. 담배의 연기 중에는 약 4000종류의 유해 물질이 포함되어 있으며, 대표적인 것으로서는 니코틴, 타르, 일산화탄소, 시안화수소(청산가스) 등이 있고, 그것은 자극성이 있는 입자성 물질, 즉 연기의 형태로 나타난다.
담배 연기 안에 포함되어 있는 일산화탄소는 자동차의 배기가스에 달하는 농도로 환경기준을 상당히 초과하는 값이다. 이 일산화탄소는 우리 몸의 혈액이 산소와 결합하는 데 있어 방해자 역할을 한다. 일산화탄소는 산소에 비해 200배 이상의 힘으로 헤모글로빈과 결합하는 성질을 가지고 있어 폐 안에 일산화탄소가 섞인 공기가 많으면, 일산화탄소는 산소가 헤모글로빈과 결합하는 것보다 먼저 결합한 것이 되어 당연히 헤모글로빈의 산소 수송 능력을 저하시키게 된다.
더욱이, 산소와 결합한 헤모글로빈이 각 조직에 도달해 산소를 분리할 때, 여기에서도 일산화탄소와 결합된 헤모글로빈이 그것을 방해하는 역할을 한다. 또 일산화탄소는 심근과 골격 줄기의 미오글로빈(헤모글로빈과 닮은 단백질로서 산소를 받고 근조직 중에 저장하는 역할을 수행)과도 결합해 골격 줄기 내의 호흡을 방해한다.
운동량이 활발한 20∼30세의 애연가 일지라도 일산화탄소의 영향으로 산소의 공급을 방해 받고 있는 것이다. 예를 들면, 1일 20개피 정도의 흡연자의 경우, 담배를 피고 있지 않을 경우에도 혈액 중의 일산화탄소와 결합된 헤모글로빈의 양은 3∼6%에 이른다.
흡연 직후에는 이 수치가 10%를 넘는 경우도 있으며, 이에 비해 비흡연자의 경우 그것은 겨우 2∼3% 정도이다. 얼마나 담배가 유해한지 알 수 있다. 물론 유해성은 그곳에 머물지 않는다. 연기 중의 니코틴은 심장 박동수를 증가시카고 심근의 산소 요구량을 늘리는 것과 동시에 혈관을 수축시키는 일을 한다. 혈관이 수축되면 당연히 혈액의 흐름은 나쁘게 되고 산소도 정상적으로 운반될 수 없는 것이다.
담배에는, 이러한 유해물질 외에도 여러 가지 자극성의 물질이 포함되어 있으며, 연기가 몸 안에 들어가게 되면 반사적으로 기관지가 좁아지므로 충분하게 산소를 호흡할 수도 없게 되는 것이다. 결과적으로 흡연자는 만성적인 산소부족증에 빠지고 있다고 할 수 있다.

 


4. 고혈압과 산소


우리들은 평상시 무의식 중에 호흡을 하고 있다. 건강한 사람의 안정시의 호흡수는 1분에 12∼13회 정도이며 리듬도 일정하다. 그러나 고혈압증인 환자의 1/3은 신경질적이며 호흡이 빠르고 게다가 리듬도 불규칙해 일정하지 않은 것이 특징이다.
혈압과 호흡에 대해서 연구해 보면, 산소를 들여 마시는 것에 의해 혈압이 안정되는 것을 알 수 있다. 그 메커니즘은 과학적으로 충분히 해명되고 있다고는 말할 수 없지 만, 다음과 같은 추측은 성립된다.
즉, 산소를 들여 마시는 것으로 인하여
① 혈압을 조절하는 중추신경계에 좋은 영향을 준다.
② 자율신경의 활발한 움직임으로 혈관이 확장된다.
③ 혈액 중의 산소를 옮기는 헤모글로빈의 움직임을 보다 활발하게 한다.
헤모글로빈의 산소 결합과 분리는 혈액에 의하여 좌우된다. 혈액의 pH의 값이 내려가면, 헤모글로빈이 산소를 쉽게 분리하고 산소 공급양이 높아진다. 이것은 또 혈관의 확장을 재촉하여 전신의 장기와 조직이 산소를 취하고 생동력을 갖게 된다는 의미이기 때문에 혈압에도 좋은 영향을 미친다.

 


<낙동뉴스의 다른 기사 보기>
<저작권자©낙동뉴스. 무단전재-재배포금지> 2019-06-24 10:00 송고
건강하려면 공기 중 산소(O2) 역할을 제대로 알자 (2)
회사소개 | 광고/제휴 안내 | 이용약관 | 청소년보호정책 | 개인정보처리방침
낙동뉴스 등록번호 : 경북, 아00511
경북 안동시 합전 3길 22(송현동)  TEL : 054-854-8448  FAX : 054-854-8447
발행인/편집인 : 황요섭   청소년보호책임자: 황요섭
Copyright©2019 낙동뉴스. All right reserved. mail to : hys11440@naver.com