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음, 안녕하세요, 여러분. 오늘은 좀 특별한 이야기를 해볼까 해요. 제가 의대를 졸업하고 나서, 마흔두 개의 전문 분야 중에서 딱 하나를 골라야 했거든요. 평생을 바칠 신체 부위 하나 말이죠. 그때부터 느낀 건데, 현대 의학은 참 분리되어 있다는 느낌이 강했어요.
제 교육 과정 자체가 그랬거든요. 의대 들어가기 전에는 물리학, 화학 공부는 뒤로하고 오직 생물학에만 집중했죠. 의대에서는 또 인간 생물학만 달달 외우고, 다른 생물, 예를 들어 식물이나 동물 같은 건 신경도 안 썼어요. 레지던트 때는 머리랑 목 수술만 죽어라 하면서 몸 전체는 거의 생각 안 했고요.
만약 그때 5년 동안 훈련을 다 마쳤다면, 또 그 안에서 세부 전공을 선택할 수 있었을 거예요. 비과(코만 보는), 후두과(목소리만 보는), 이과(귓속 뼈 세 개랑 달팽이관, 고막만 보는), 아니면 두경부암 전문가 뭐 이런 식으로요. 제 목표는 점점 더 좁은 범위의 신체 부위를 더 잘 치료하는 사람이 되는 거였겠죠.
진짜 엄청 잘하면, 스탠포드 의대 학장님처럼 제 이름을 딴 질병도 생길 수 있었을 거예요. 그분은 세계적으로 유명한 이비인후과 의사였는데, 평생 7.7 제곱센티미터 정도 되는 좁은 부위에만 집중하셨거든요. 그분 이름을 딴 '마이너 증후군'이라는 병도 있잖아요. 귓속 뼈에 미세한 변화가 생겨서 균형 감각이랑 청각에 문제가 생기는 건데… 어쨌든, 마이너 학장님은 의사로서 성공의 완벽한 모델이었죠. 한 분야만 파고 또 파서 최고가 되는 거. 또, 그렇게 자기 분야만 지키면 실수할 일도 없고, 의료 과실 책임에서 안전할 수도 있고요.
어... 그러니까 5년 차 때, 제가 이비인후과 수석 레지던트였거든요. 귀 주변 7.7 제곱센티미터, 청각이랑 균형을 담당하는 그 좁은 부위에만 집중하는 거죠. 그때, 서른여섯 살 된 사라라는 환자를 만났는데, 정말 심한 편두통 때문에 고생하고 있었어요. 한 달에 열 번 넘게 편두통이 오는 거예요. 어지럼증이나 청각 증상이 편두통의 특징일 수도 있어서, 여기저기 병원 다니다가 저희 과에 오는 경우가 많거든요. 사라 씨는 10년 동안 편두통에 시달리면서 세상이 점점 좁아진 거죠. 장애 연금 받으면서 거의 집에서만 지내고, 모든 생활이 편두통 중심으로 돌아갔어요. 빛에도 너무 민감해서 선글라스를 항상 쓰고, 관절염 때문에 지팡이까지 짚고 다니고요. 항상 옆에는 안내견이 있었죠.
사라 씨 진료 기록이 팩스로 백 페이지나 왔는데, 그걸 쭉 보니까 지난 일 년 동안 여덟 명이나 되는 전문의를 만났더라고요. 신경과에서는 편두통 약을 처방받고, 정신과에서는 우울증 때문에 SSRI 항우울제를, 심장내과에서는 고혈압 약을, 완화 치료 전문의는 관절 통증을 줄여주는 약을 줬대요. 근데 그렇게 약을 이것저것 먹어도 계속 아픈 거예요.
기록을 꼼꼼히 살펴보면서 좀 충격을 받았어요. 아니, 내가 이분한테 뭘 더 해줄 수 있을까? 이미 다 해본 것 같은데…
그냥 습관적으로 편두통 유발 음식을 피하는 식이요법은 해봤냐고 물어봤어요. 근데 처음 듣는대요. 아니, 우리 병원에 그런 환자들한테 나눠주라고 식단 정보가 쫙 적힌 안내문도 있는데! 동료 의사들은 영양적인 부분이 그렇게 중요하다고 생각 안 했던 거죠. 대신에 온갖 검사를 하고, 비싼 CT 촬영도 하고, 정신과 약이랑 다른 약들을 계속 처방한 거예요. 제가 편두통 유발 음식을 피하는 식단을 하면 좋아질 수도 있다고 설명하니까, 사라 씨가 좀 못마땅해하는 것 같았어요. "음식 같은 걸로 좋아질 수 있었으면, 의사들이 벌써 말해줬겠죠." 이런 느낌이었죠. 그냥 또 다른 약을 먹고 싶어 했어요.
사실, 사라 씨 같은 경우가 처음은 아니었어요. 만성 질환 때문에 고생하는 환자들이 서류 뭉치를 들고 오는 경우가 종종 있거든요. 근데 사라 씨는 너무 젊은 나이에 너무 많은 고통을 겪고 있었고, 너무 많은 의사들을 빠르게 거치다 보니까, 시스템에 문제가 있다는 걸 더 크게 느꼈어요. 아프고, 점점 더 아파지고, 만성 질환 하나도 아니고 여러 개를 앓고 있는 거죠. 본인은 모르겠지만, 수명이 분명히 줄어들고 있었을 거예요. 받은 치료에 불만이 많으면서도, 여전히 거기에 의존하고… 매달리는 거죠.
불편한 감정을 숨기려고 노력했어요. 어떻게 하면 효과가 있다는 데이터가 있는 간단한 방법을 먼저 시도해보라고 말하지 않고, 또 다른 약을 처방해줄 수 있을까… 솔직히 또 다른 약을 처방해주는 게 이 사람 인생을 완전히 바꿔줄 '마법의 약'이 아니라는 걸 아니까, 마음이 불편했어요. 그냥 새 약에 대한 희망을 품게 하고, 6주 뒤에 경과를 보러 오라고 하고, 서로 '최선을 다했다'고 만족하면서 헤어질 수도 있겠죠. 하지만 사라 씨나 저나, 사라 씨가 온몸으로 아픈 이유가 '약이 부족해서'가 아니라는 걸 알고 있었어요.
다른 의사들이 했던 것처럼, 그리고 제가 해야 하는 것처럼, 증상에 맞춰서 병명을 붙이고, 심각한 문제는 없는지 확인하고, 약을 처방하고, 진료 코드를 입력하고, 다음 환자를 보면, 그게 '훌륭한' 진료겠죠. 하지만 사라 씨 같은 복잡한 환자들을 보면서, 좀 다르게 일하고 싶어졌어요. 원인을 찾아보고, 왜 이런 증상이 생기는지 궁금해진 거죠.
그래서, 병은 왜 생기는 걸까?
어디든, 항상 존재하는 보이지 않는 염증
항상 질문부터 시작해야 해요. 사라 씨 경우에는, "이 여러 가지 병들이 정말 다 따로 떨어진 걸까? 아니면 우리 의사들이 못 보는, 뭔가 연결된 게 있는 걸까?"라는 질문이 가장 먼저 떠올랐죠.
사라 씨 검사 결과를 보니까, 염증 수치가 하나 높더라고요. 의대 다닐 때, 그 수치가 당뇨병이나 비만 같은 병에서 높게 나온다는 걸 어렴풋이 기억했어요. 사라 씨는 염증성 관절염도 있었고요. 아, 만성 염증이 문제구나, 싶었죠. 그래서 또 다른 질문을 했어요. "염증이 편두통을 일으키는 데 영향을 줄 수도 있을까?" 놀랍게도 PubMed에서 편두통이랑 염증이 관련 있다는 논문이 천 개 넘게 나오더라고요.
염증은 면역 세포가 손상되거나 감염된 부위로 몰려들 때 생기는 붓기, 열, 발진, 고름, 통증 같은 걸 말하잖아요. 이런 증상들은 다 도움이 돼요. 우리 몸이 손상되거나 위험한 조직을 보호하고 치료하기 위해, 제대로 방어하고 있다는 신호거든요. 면역 시스템은 항상 외부에서 들어온 물질이나 원치 않는 것, 해로운 것들을 찾아서 문제가 생기면 즉시 반응해요. 문제가 해결되면 염증 반응을 멈추고, 모든 게 정상으로 돌아가죠. 열, 발진, 붓기, 통증이 사라지고요.
근데 사라 씨 신체 검사 결과랑 다른 검사 결과는 좀 이상했어요. 다친 곳도 없고, 눈에 보이는 감염도 없었거든요. 일시적인 현상도 아니었고요. 염증 반응이 계속 켜져 있는 거예요. 계속 켜져 있어서 오히려 몸에 피해를 주고 있었죠. 왜 면역 시스템이 이렇게 계속 활성화돼서, 급성 상황이 아닌데도 계속 경계 태세를 유지하고, 심지어 몸 조직에 손상까지 입히는 걸까요?
이비인후과 의사로서 제가 치료하는 것들을 생각해보니까, 거의 다 염증이었어요. 의학 용어에서 '-염(itis)'으로 끝나는 건 다 염증을 뜻하잖아요. 저희 과에서는 축농증, 편도염, 인두염, 후두염, 중이염, 연골염, 갑상선염, 기관염, 아데노이드염, 비염, 후두개염, 침샘염, 이하선염, 봉와직염, 유돌봉소염, 골수염, 전정 신경염, 미로염, 설염 뭐 이런 걸 다 다루거든요. 저는 염증 치료 전문의였는데, 그걸 몰랐던 거죠! 이비인후과 의사로서 제 일은 귀, 코, 목에 생기는 염증을 끄는 거였어요. 보통은 항염증제를 먹거나, 코에 뿌리거나, 정맥 주사하거나, 흡입하거나, 바르거나… 덱사메타손 스프레이, 스테로이드 코 세척액, 프레드니손 크림, 솔루메드롤 주사, 스테로이드 흡입기 이런 것들을 써서, 면역 시스템이 너무 과도하게 반응하는 걸 막았죠.
약이 안 들으면, 수술을 했어요. 염증 때문에 막힌 곳에 구멍을 뚫어서 염증 액체가 빠져나오게 하는 거죠. 아니면 염증 때문에 좁아진 부위를 기계적으로 넓히기도 했고요. 고막에 튜브를 넣어서 액체를 빼내거나, 두개골에 구멍을 뚫어서 고름을 빼내거나, 풍선을 넣어서 만성 염증 때문에 좁아진 기도(airway)를 넓히는 거죠.
약을 쓰거나 수술을 하면 일시적으로 염증이 멎거나, 효과를 최소화할 수 있어요. 하지만 염증이 왜 계속 재발하는지 알아보는 건 저희 일이 아니었어요.
근데 제가 근본적인 원인을 파고들기 시작하니까, 궁금한 게 계속 생기는 거예요. 소피아나 사라 씨처럼 환자들의 면역 시스템은 왜 이렇게 만성적으로 과도하게 활성화되어 있는 걸까? 왜 건강해야 할 세포들이 '두려움' 신호를 보내서 면역 세포들을 불러들이는 걸까? 눈에 보이는 상처나 감염도 없는데… 왜 세포들이 현미경 수준에서 그렇게 두려워하는 걸까?
사라 씨 검사 결과랑, 당뇨병, 비만, 자가면역질환 같은 만성 질환이랑 관련 있는 염증 수치를 생각해보니, 갑자기 그런 생각이 들었어요. 사라 씨의 모든 증상, 그러니까 제가 이비인후과 의사로서 보는 증상 말고도, 다른 증상들도 다 염증 때문에 생기는 건 아닐까? 하나의 원인이 여러 가지 질병을 일으키는 건 아닐까? 몸의 모든 부위가 똑같은 보이지 않는 위협에 두려워하면서 반응하는 걸까? 지금 생각해보면 너무 당연한 사실인데 말이죠. 연구 결과에 따르면, 만성 염증은 이비인후과 질환뿐만 아니라 암, 심혈관 질환, 자가면역 질환, 호흡기 감염, 위장 질환, 피부 질환, 신경 질환 등 온갖 질병의 중요한 원인이래요. 근데 병원에서는 그런 연관성에 집중하거나, 왜 염증이 생기는지 더 깊이 파고들지 않죠.
그러다 문득 제가 얼마나 많은 걸 알고 있는지 깨달았어요. 조직학 수업 들으면서 현미경으로 수백 개의 인체 조직 슬라이드를 본 이후로, 저는 우리 몸을 이루는 40조 개의 세포에 경외감을 느꼈거든요. 세포 하나하나의 복잡함, 생명의 근원으로서의 중요성, 그리고 우리 자신이 결국 세포들의 집합체라는 사실에 놀랐죠. 세포 안에는 정말 많은 정보가 들어 있거든요. 각각의 세포는 작은 우주처럼 끊임없이 움직이고 활동해요. 그리고 그 모든 활동의 결과가 바로 우리의 삶인 거죠.
우리 세포는 말을 하거나, 우리한테 뭘 두려워하는지 말해줄 수 없어요. 하지만 세포의 관점에서 보면, 그 이유를 알 수 있어요. 물론 복잡하긴 하지만, 생각보다 그렇게 어렵거나 전문적인 지식이 필요한 건 아니에요.
제가 OHSU에서 수석 레지던트 자리를 떠난 후에, 새로운 기회가 열렸어요. 기존 교육에서 부족했던 부분을 채우면서, 훨씬 더 건강하고 활기찬 삶을 살게 되었죠. 영양 생화학, 세포 생물학, 시스템 생물학, 기능 의학 분야를 공부하면서, 건강과 질병에 대한 이해를 넓히고 완전히 바꾸게 됐어요. 저처럼 명문 병원을 나와서 환자를 실제로 낫게 하는 방법을 배우려고 노력하는 의사들을 많이 알게 됐죠. 다시 영감을 받고 힘을 얻어서, 포틀랜드 펄 디스트릭트에 작은 병원을 열었어요. 햇볕이 잘 들고 식물이 많은 곳에서 다른 사람들이랑 같이 일하는 공간을 쓰게 됐죠. 몇몇 친구와 동료들한테 제가 좀 다른 걸 한다고 알렸어요. 아픈 사람을 치료하는 대신, 건강을 만들어내는 데 집중한다고. 최고의 외과 의사로서 질병을 관리하는 대신, 환자들이랑 깊은 대화를 나누고 맞춤형 계획을 세워서, 건강의 기초를 다지는 일을 하겠다고요. 환자들이랑 같이 건강한 몸을 만드는 거죠. 입소문이 나서 예약이 금방 꽉 찼어요.
사라 씨나 소피아 씨처럼 만성 질환으로 고생하는 환자들이 많이 왔어요. 근데 이번에는 좀 다르게 접근했어요. 세포 수준에서 근본적인 문제를 해결하려고 노력했죠. 세포가 제대로 기능하는 데 필요한 걸 주고, 방해하는 걸 없애는 데 집중했어요. 영양을 바꾸고, 생활 습관을 바꾸고, 세포를 전반적으로 지원하는 거죠. 그랬더니 환자들의 결과도 달라졌어요. 정말 놀라울 정도로 좋아지는 경우가 많았죠. 살이 빠지고, 잠을 잘 자고, 통증이 사라지고, 만성 질환이 좋아지고, 콜레스테롤 수치가 내려가고, 심지어 생식 기능 문제까지 해결되는 경우도 있었어요. 몇 주 만에, 몇 달 만에 좋아지는 거죠. 염증이 사라지고, 다시는 안 나타나는 경우도 있었고요. 약을 줄이거나, 아예 끊는 환자들도 많았어요. 삶에 대한 희망과 긍정적인 마음이 돌아오는 걸 보면서 정말 기뻤죠. 그렇게 좋은 결과가 더 적은 노력으로 나타나는 경우가 많았어요. 항상 약을 더하고 치료법을 더하라고 배웠던 것과는 반대로 하는 건데 말이죠.
새로운 방식으로 진료하면서 많은 걸 배웠어요. 가장 중요한 건, 염증이 질병, 고통, 고생을 일으키는 근본적인 원인은 세포 내부의 기능 장애 때문이라는 거예요. 세포가 제대로 기능하고, 신호를 보내고, 스스로 복제하는 데 문제가 생기는 거죠. 그래서 정말 몸과 마음의 건강을 되찾고 싶다면, 염증 그 자체보다 더 깊이 들어가서 세포 내부를 봐야 한다는 걸 알게 됐어요.
그래서, 대체 뭐가 문제일까? 대사, 미토콘드리아, 그리고 오작동
사라 씨 같은 환자들의 염증을 일으키는 원인을 찾기 위해 오랫동안 노력한 결과, 답은 생각보다 간단했어요. 만성 염증은 우리 몸의 세포들이 '나쁜 에너지' 때문에 지속적으로 힘이 부족하다고 느껴서 보내는 신호인 경우가 많다는 거죠. 면역 세포들은 위험에 처한 신체 부위로 달려가서 염증을 일으키거든요.
에너지를 제대로 만들지 못하고, 매일매일 힘겹게 살아가는 세포는 위협받고 위험에 처한 세포예요. 그런 세포는 화학적인 경고 신호를 보내서 면역 시스템에 도움을 요청하죠. 면역 세포들은 돕기 위해서 달려들지만, 엄청난 피해를 줘요. 자기 몸을 보호하기 위해 몸 안에서 전쟁을 벌이는 셈인데, 그 결과 증상이 더 심해지는 거죠. 만성 염증이 대사 기능 장애랑 같이 나타나는 이유가 바로 그거예요.
세포 생물학이 좀 어렵게 느껴질 수도 있지만, 미토콘드리아가 에너지를 얼마나 잘 만드는지가 건강과 질병을 이해하는 데 정말 중요한 역할을 해요.
미토콘드리아라는 말은 많이 들어봤을 거예요. 고등학교 생물 시간에 '세포의 발전소'라고 배우잖아요. 미토콘드리아는 음식 에너지를 세포 에너지로 바꿔주는 역할을 해요. 우리가 먹는 음식의 분해 산물을 세포가 사용할 수 있는 에너지 화폐로 바꿔주는 변압기 같은 거죠. 간, 피부, 뇌, 난소, 눈 등 우리 몸의 세포 종류에 따라서 미토콘드리아의 양이 엄청나게 달라요. 어떤 세포는 수십만 개가 들어 있기도 하고, 어떤 세포는 몇 개밖에 없기도 하죠. 세포가 하는 일과 에너지를 얼마나 필요로 하는지에 따라 다른 거예요.
건강한 상태에서는 음식으로 섭취한 지방산이랑 탄수화물의 포도당이 소화 과정을 거쳐서 분해돼요. 그리고 혈액을 타고 세포 안으로 들어가죠. 포도당은 세포 안에서 더 분해되고, 미토콘드리아 안으로 들어가서 화학 반응을 거쳐 전자를 만들어내요. 이 전자는 미토콘드리아의 특정 장치를 거쳐서 최종적으로 ATP라는 물질을 합성해요. ATP는 우리 몸에서 가장 중요한 분자인데, 세포 안에서 일어나는 모든 활동에 필요한 에너지를 제공하고, 결국 우리의 삶을 유지시켜주는 에너지 화폐인 거죠.
ATP는 정말 많이 만들어져요. 우리 몸 안에서 매초마다 수십억 번의 화학 반응이 일어나는데, 그 결과가 우리의 삶으로 나타나는 거거든요! 이 모든 활동은 에너지가 있어야 돌아가고, 미토콘드리아가 생산하는 ATP가 충분해야 하는 거죠. 이런 활동이 없으면 우리 몸은 무너져버리고, 땅바닥에 썩어 없어질 거예요.
ATP는 정말 작은 분자지만, 사람은 하루에 평균 40kg 정도의 ATP를 만들고, 사용하고, 재활용해요. 37조 개의 세포 하나하나가 작은 도시처럼 끊임없이 움직이고, 거래하고, 생산하는 거죠. 세포가 매초마다 하는 일은 너무 많아서 셀 수도 없지만, 세포가 제대로 기능하는 데 필요한 건 크게 일곱 가지로 나눌 수 있어요. 단백질 만들기, DNA 복구 및 복제, 세포 신호 전달, 운반, 항상성 유지, 세포 쓰레기 청소, 대사, 이 모든 활동에는 ATP가 필요하고, 결국 좋은 에너지가 필요한 거죠.
세포는 우리 몸을 만들고 유지하는 데 필요한 약 7만 종류의 단백질을 합성해요. 단백질은 모양, 크기, 기능이 다양하고, 역할도 엄청 많죠. 세포 표면에 있는 수용체가 될 수도 있고, 포도당 같은 물질이 드나드는 통로가 될 수도 있고, 세포 모양을 유지하고 움직이는 데 도움을 주는 구조물이 될 수도 있고, DNA에 붙어서 유전자를 켜거나 끄는 조절자가 될 수도 있고, 호르몬이나 신경 전달 물질처럼 다른 세포에 정보를 전달하는 신호 분자가 될 수도 있고, 세포들을 서로 붙잡아주는 앵커가 될 수도 있어요. 또, 여러 개의 단백질이 모여서 세포 안에서 특수한 기계를 만들기도 해요. 예를 들어, 미토콘드리아 안에 있는 ATP 합성 효소라는 회전 터빈은 ATP를 만드는 마지막 단계에서 중요한 역할을 하죠. 단백질이 하는 일은 정말 많지만, 간단히 말해서 세포 안에서 구조적인 역할, 기계적인 역할, 신호 전달 역할을 하는 핵심적인 존재들이라고 할 수 있어요.
세포는 세포 분열 과정에서 새로운 세포가 유전 물질을 완벽하게 복제할 수 있도록 DNA를 복제하고, DNA 손상을 막아서 암이나 다른 질병을 예방해야 해요. 또, 후성 유전적 변화를 통해서 게놈의 접힘과 3차원 구조를 조절하는 복잡한 메커니즘도 가지고 있어요. 우리 세포는 끊임없이 교체되고 있는데, DNA 복제랑 세포 분열 과정이 그걸 가능하게 하는 거죠.
세포 안에서는 모든 활동이 세포 신호 전달을 통해서 조절돼요. 세포 안팎으로 끊임없이 미세한 생화학적 메시지가 전달되면서 뭘 해야 하는지, 어디로 가야 하는지, 뭘 켜고 꺼야 하는지에 대한 정보를 주는 거죠. 예를 들어, 밥을 먹고 나서 혈당이 올라가면 우리 몸은 인슐린을 분비해서 혈당을 낮추려고 해요. 인슐린은 세포 표면에 있는 수용체에 결합해서 세포 안으로 신호를 보내고, 세포는 세포막에 포도당 통로를 만들어서 포도당이 세포 안으로 들어오게 하는 거죠. 세포는 호르몬, 신경 전달 물질, 전기적 신호 같은 화학 신호를 통해서 다른 세포와 끊임없이 소통해요.
세포는 마치 트럭이 전국에 화물을 운반하는 것처럼, 세포 안에서 분자 물질들을 이동시켜야 모든 게 제대로 기능할 수 있어요. 각각의 세포는 분자를 포장하고, 라벨을 붙이고, 정확하게 이동시킬 수 있는 능력이 있어요. 예를 들어, 세포가 신경 전달 물질인 세로토닌(기분 조절에 도움을 주는)을 만들면, 소포라는 주머니에 넣어서 세포막으로 보내요. 그리고 옆에 있는 뉴런에 작용하는 거죠. 이 과정을 통해서 생각과 감정이 생기는 거예요. 어떤 세포들, 예를 들어 면역 세포 같은 경우에는 몸 안에서 스스로 이동하기도 해야 해요. 면역 세포가 염증 화학 신호를 받아서 위험한 상황이 발생한 곳으로 가야 할 때는 마치 고속도로에 뛰어드는 것처럼 골수에서 혈액으로 이동하죠. 그리고 위험에 처한 장기에 도착하면 손가락처럼 생긴 돌기를 뻗어서 기어 다니면서 위협이 있는 곳으로 가는 거죠.
세포는 pH, 염분 농도, 전하를 띤 분자들의 기울기, 온도 같은 건강한 작동 조건을 유지하기 위해 끊임없이 노력해요. 이런 최적의 환경을 유지하는 걸 항상성이라고 해요.
세포는 자가포식이라는 과정을 통해서 손상된 부분과 단백질을 제거하고 재활용할 수 있어요. 미토콘드리아가 재활용되고 새로워지는 걸 미토파지라고 하는데, 세포 안에서 건강한 미토콘드리아를 유지하는 데 중요한 역할을 하죠. 또, 세포는 스스로 죽어서 더 건강한 세포에게 자리를 내주기도 하는데, 이걸 세포 사멸이라고 해요.
그리고 물론 에너지 생산도 중요하죠. 에너지를 만드는 데도 에너지가 필요하거든요!
이 모든 활동에는 미토콘드리아가 잘 작동해서 만들어내는 ATP가 필요해요. 적절한 재료가 충분히 있으면, 미토콘드리아는 세포 활동에 필요한 에너지를 충분히 만들 수 있어요. 그게 몸 전체의 건강으로 이어지는 거죠. 장기는 세포들의 집합체라고 생각하면 쉬워요. 건강하고 활기찬 세포들이 모여서 제 기능을 하는 건강한 장기가 되는 거죠. 모든 세포는 제대로 작동하는 데 필요한 청사진을 가지고 있어요. 그냥 필요한 자원만 있으면 돼요. 근데 미토콘드리아가 제대로 작동하지 않거나, 잘못된 재료가 너무 많이 들어오면, 세포가 제대로 활동하는 데 필요한 ATP를 충분히 만들지 못해요. 세포 수준에서 에너지가 부족해지는 문제는 장기에 문제를 일으킬 뿐만 아니라 세포가 경고음을 울리게 만들어요. "뭔가 잘못됐어, 도움이 필요해!" 우리 면역 시스템은 항상 도울 준비가 되어 있죠.
하지만 이 경우에는 감염이나 상처가 아니기 때문에 면역 세포가 해결할 수 있는 문제가 아니에요. 더 근본적인 문제인 거죠. 미토콘드리아가 제대로 작동하지 못하게 만들고, 세포가 일을 못하게 만드는 건 우리 밖에 있는 환경 때문이에요. 우리 몸이 존재하고 있는 환경은 100년 전과는 완전히 달라졌거든요.
현대인의 식단과 생활 방식은 미토콘드리아를 훼손하고 있어요. 미토콘드리아는 수십억 년 동안 환경과 함께 진화해왔어요. 그래서 외부에서 들어오는 특정 영양소, 햇빛, 장내 세균 정보 등이 있어야 세포와 에너지 발전소에 필요한 걸 공급하고 제대로 작동할 수 있는 거죠. 하지만 많은 정보들이 바뀌면서 미토콘드리아 기능이 제대로 작동하지 못하고 손상되는 거예요.
면역 세포가 미토콘드리아 기능 장애로 고통받는 세포를 아무리 도와주려고 해도 소용이 없어요. 면역 세포는 우리를 탄산음료 마시는 걸 막을 수도 없고, 물을 정수해줄 수도 없고, 스트레스 유발 알림을 끌 수도 없고, 호르몬 교란 농약과 미세 플라스틱을 먹지 않게 할 수도 없고, 일찍 잠자리에 들게 할 수도 없거든요. 그래서 면역 세포는 자기가 할 수 있는 걸 해요. 더 많은 면역 세포를 불러들이고, 더 많은 염증 신호를 보내고, 상황이 해결될 때까지 계속 싸우는 거죠. 근데 문제의 원인이 해결되지 않으니까, 염증도 계속되는 거예요. 이게 만성 염증의 근본적인 원인인 거죠.
미토콘드리아 기능 장애 때문에 세포들이 제대로 작동하지 못하고, 면역 시스템이 과도하게 반응해서 그 부위를 공격하면 장기 기능 장애로 이어지고, 그게 증상으로 나타나는 거예요. 오늘날 우리가 겪는 만성 질환 대부분은 몸의 다른 부분에서 똑같은 문제가 발생해서 나타나는 현상일 뿐이에요. 우리가 살아가는 방식 때문에 미토콘드리아가 손상되고, 세포가 제대로 작동하지 못하고, 면역 시스템이 도와주려고 하지만 역부족이고, 오히려 문제를 악화시키는 거죠.
그럼, 현대 사회의 환경은 어떻게 미토콘드리아를 훼손하는 걸까요? 그 이유는 크게 열 가지로 나눌 수 있어요. 만성 과영양, 영양 결핍, 장내 미생물 문제, 앉아서 생활하는 습관, 만성 스트레스, 약물, 수면 부족, 환경 독소 및 오염 물질, 인공 조명 및 생체 리듬 파괴, 그리고 실내에서만 생활하는 습관이죠. 이 모든 요인들은 서로 밀접하게 연결되어 있어요.
칼로리랑 다량 영양소를 너무 많이 섭취하면 미토콘드리아 기능 장애가 생길 수 있어요. 우리는 100년 전보다 약 20% 더 많은 칼로리를 섭취하고, 과당은 700~3,000%나 더 많이 섭취하거든요. 세포가 너무 많은 물질을 처리할 수 없으니까 막히고, 유해한 부산물이 과도하게 생성되고, 미토콘드리아를 포함한 세포 내 많은 과정이 엉망이 되는 거죠. 이런 부담 때문에 세포 안에 유해한 지방이 쌓여서 세포 신호 전달이랑 정상적인 활동을 막아요. 또, 미토콘드리아가 너무 많은 음식을 에너지로 바꾸려고 애쓰다 보면 활성산소라는 불안정한 분자가 생성돼요. 활성산소는 전자를 잃은 분자인데, 다른 구조에 결합해서 자신을 안정시키려고 하면서 미토콘드리아와 세포에 손상을 일으키죠. 우리 몸은 항산화 물질을 생성해서 활성산소를 안전하게 중화시키는 메커니즘을 가지고 있지만, 만성 과영양 상태에서는 활성산소 생성이 항산화 능력을 초과해서 산화 스트레스라는 손상적인 불균형이 발생하고, 미토콘드리아와 세포 구조를 손상시켜요. 활성산소가 낮고 조절된 수준으로 유지되면 건강하고 세포 내에서 신호 분자 역할을 하지만, 산화 스트레스가 심해지면 통제 불가능한 파괴적인 연쇄 반응이 일어나는 거죠. 건강한 수준의 활성산소는 아늑한 캠프파이어와 같지만, 산화 스트레스는 파괴적인 산불과 같아요.
우리가 너무 많은 음식을 섭취하는 주된 이유는 초가공 식품에 쉽게 접근할 수 있기 때문이에요. 초가공 식품은 우리 몸의 포만감 조절 메커니즘을 망가뜨리고, 직접적으로 배고픔과 갈망을 유발하거든요. 이런 초가공 식품은 중독성이 강하도록 만들어졌고, 미국인이 섭취하는 칼로리의 약 70%를 차지해요.
비타민과 미네랄 같은 특정 미량 영양소가 부족하면 미토콘드리아 기능 장애가 생길 수 있어요. 미토콘드리아에서 에너지를 만드는 마지막 단계는 전자가 전자 전달체라고 불리는 다섯 개의 단백질 구조를 통과하는 과정인데, 그게 ATP를 만들어내는 작은 분자 모터를 작동시키거든요. 이 다섯 개의 단백질 복합체는 모두 작동하는 데 필요한 미량 영양소가 있는데, 마치 자물쇠와 열쇠 같은 관계라고 생각하면 돼요. 불행히도, 우리는 역사상 가장 미량 영양소가 결핍된 식단을 섭취하고 있어요. 미국인의 절반 정도가 적어도 몇 가지 중요한 미량 영양소가 부족하대요. 그건 부분적으로는 농약 사용과 기계식 경작 같은 현대적인 산업 농업 방식 때문에 토양이 고갈되었고, 식단의 다양성이 부족하기 때문이기도 해요. 적어도 75%의 사람들이 권장량의 채소와 과일을 섭취하지 않고 있대요. 우리 칼로리의 대부분은 밀, 콩, 옥수수 같은 정제된 형태의 농산물에서 나오는데, 그건 미량 영양소가 부족하고, 탄수화물이랑 염증성 지방을 과도하게 공급해서 문제를 일으키죠. 예를 들어, 전자 전달체 기능에 필수적인 미량 영양소인 코엔자임 Q10(CoQ10)이 부족하면 ATP 합성이 감소한다는 연구 결과도 있어요. 그 외에도 셀레늄, 마그네슘, 아연, 여러 종류의 B 비타민도 미토콘드리아 기능에 중요한 역할을 해요.
건강하고 번성하는 장내 미생물은 미생물을 지원하는 음식으로 공급되고, 미생물을 해치는 화학 물질이 없어야 우리 몸에서 중요한 신호 분자 역할을 하는 수천 가지의 "포스트바이오틱스" 화학 물질을 생성해요. 포스트바이오틱스 분자인 단쇄 지방산(SCFAs)은 미토콘드리아의 적절한 기능에 필수적이고, 산화 스트레스로부터 미토콘드리아를 보호하는 역할을 해요. 장내 미생물 불균형이 생기면, 이런 유익한 화학 물질 생산이 중단돼서 미토콘드리아가 지원을 받지 못하게 되죠. 장내 미생물 불균형은 정제된 설탕과 초가공 식품, 농약, 비스테로이드성 항염증제(NSAIDs, 예를 들어 애드빌), 항생제, 만성 스트레스, 수면 부족, 알코올 섭취, 신체 활동 부족, 흡연, 감염 같은 요인으로 유발될 수 있어요.
신체 활동이 부족하면 미토콘드리아 기능이 저하되고, 세포 내 미토콘드리아의 수와 크기가 줄어들 수 있어요. 운동은 근육을 움직이는 데 더 많은 에너지가 필요하다는 강력한 신호를 세포에 보내고, 유전자와 호르몬 경로를 활성화시켜서 세포 내 미토콘드리아의 기능과 수를 늘리는 데 긍정적인 영향을 미쳐요. 또, 운동은 우리 몸이 항산화 분자를 생성하도록 자극하죠. 우리가 앉아서 생활하면 활성산소로부터 보호받을 수 있는 항산화 분자가 줄어들고, 미토콘드리아 기능에 긍정적인 신호도 사라져서 미토콘드리아 기능이 더 악화되는 거예요.
지속적인 스트레스는 여러 가지 메커니즘을 통해서 미토콘드리아 기능 장애를 일으킬 수 있어요. 스트레스 호르몬인 코르티솔 분비를 활성화시키는데, 코르티솔은 스테로이드 호르몬이라서 미토콘드리아를 직접적으로 손상시킬 수 있거든요. 코르티솔은 새로운 미토콘드리아 생성에 관여하는 유전자의 발현을 억제해서 세포 내 미토콘드리아 수를 줄이고, 에너지 생산량을 감소시키는 것으로 알려져 있어요. 과도한 코르티솔은 항산화 물질 생성을 억제해서 활성산소를 증가시키기도 하죠.
많은 약물이 미토콘드리아 기능을 저해해요. 여기에는 항생제, 항암제, 항레트로바이러스제, 스타틴, 베타 차단제, 칼슘 채널 차단제라고 불리는 고혈압 약이 포함돼요. 알코올, 메스암페타민, 코카인, 헤로인, 케타민도 미토콘드리아에 부정적인 영향을 미칠 수 있죠.
수면 부족은 미토콘드리아를 손상시키는 광범위한 영향을 미쳐요. 양질의 수면이 부족하면 호르몬 불균형이 생기고, 코르티솔, 인슐린, 성장 호르몬, 멜라토닌 수치가 변하는데, 이 모든 것들이 미토콘드리아와 상호 작용하거든요. 또, 수면 부족은 새로운 미토콘드리아 생성과 복제에 관여하는 유전자의 발현을 방해해요. 스트레스처럼 수면 부족도 세포 기계를 활성화시켜 활성산소를 증가시키고, 항산화 물질 생성을 억제해요.
지난 세기 동안 우리 식량, 물, 공기, 소비재에 유입된 많은 합성 산업 화학 물질이 미토콘드리아에 큰 피해를 주고 있어요. 농약, 폴리염화비페닐(PCBs), 플라스틱과 향 제품에서 발견되는 프탈레이트, 논스틱 조리기구, 식품 포장재, 기타 여러 소비재에서 발견되는 과불화알킬 및 폴리불화알킬 물질(PFAS), 플라스틱과 수지에서 발견되는 비스페놀 A(BPA), 다이옥신 등이 있죠. 중금속 같은 일부 천연 물질도 환경으로 유입되어 미토콘드리아를 직접적으로 손상시킬 수 있는데, 납, 수은, 카드뮴 같은 것들이 여기에 해당돼요. 그 외에도 담배 연기랑 전자 담배 화학 물질은 미토콘드리아랑 생물학적 시스템에 가장 강력한 독소 중 하나예요. 왜 담배가 그렇게 건강에 안 좋은지 궁금한 적 있으세요? 그 이유는 담배 연기 속 화학 물질(시안화물, 알데히드, 벤젠 등)이 직접적으로 나쁜 에너지를 일으키기 때문이에요. 미토콘드리아 기능을 저해하고, 미토콘드리아 DNA를 변이시키고, 미토콘드리아 구조 변화(미토콘드리아 부종 등)를 일으키죠. 알코올도 미토콘드리아 독소로 간주될 수 있고, 미토콘드리아 모양과 기능을 바꾸고, 미토콘드리아 DNA를 손상시키고, 산화 스트레스를 유발하고, 새로운 미토콘드리아 생성을 방해하는 것으로 밝혀졌어요.
휴대용 디지털 기기가 나오면서 우리는 끊임없이 인공 청색광에 노출되고 있는데, 그것도 미토콘드리아 기능 장애의 직간접적인 원인으로 여겨지고 있어요. 부자연스러운 시간에 강렬한 빛에 노출되면 생체 리듬이랑, 눈(뇌)이 빛에 노출되는 시간에 맞춰 활성화되도록 설계된 많은 대사 경로에 영향을 미치거든요. 게다가 우리는 이제 야외에서 시간을 거의 보내지 않아서 아침에 햇빛을 직접 쬐는 기회를 잃고 있는데, 아침 햇빛은 우리 뇌에 자연스러운 생체 리듬을 강화하는 가장 좋은 신호 중 하나예요.
현대 산업 생활의 특징은 대부분의 시간을 비교적 일정한 실내 온도에서 보내는 건데, 그걸 "열 중성"이라고 부를게요. 흥미롭게도, 온도 변화를 경험하는 건 미토콘드리아 기능에 좋아요. 왜냐하면 추위는 미토콘드리아 활동을 증가시키고 더 많은 ATP를 생성하고 사용하도록