근육 이완효소 활성화로 내피혈관 확장시켜

NO 증대되면 ‘고혈압, 요실금, 당뇨병’ 호전

 

노벨의 다이너마이트 협심증 근로자 첫발견

결핍 예방 ‘충분한 영양섭취, 운동요법 병행’

 

 

▲ 일산화질소(NO)는 혈관을 확장시켜 조직에 산소가 원활하게 공급되게 한다.

 

 

● 심혈관질환 예방하는 기적의 물질

 

일산화질소(NO)는 우리가 익히 알고 있듯, 자동차 배기가스에 섞여 나오는 공기오염물질로 산성비를 만드는 독성기체이다. NO(Nitric Oxide: 산화질소) 분자는 활성산소(free radical)로 작용한다. 그럼에도 유해하지 않고 오히려 약리학적, 생리학적 혜택을 제공한다.

 

혈중 산소 농도가 떨어지면 혈관 벽의 내피세포는 일산화질소를 생산한다. 일산화질소는 주변의 근육세포에 작용하여 근육을 이완시키는 효소를 활성화시켜 혈관을 확장시키는 효과가 있다. 혈관이 확장된 결과 조직에 산소가 원활하게 공급된다. 곧바로 일산화질소는 작용한지 몇 초 지나지 않아 분해된다.

 

‘루이스 이그나로’(Louis Ignarro), ‘페리드 뮤라드’(Ferid Murad), ‘로버트 퍼치코트’(Robert Furchgott) 등 3인은 NO(산화질소)가 심혈관질환을 예방하는 기적의 물질이라는 것을 발견해서 1998년 공동으로 노벨의학상을 받는다.

 

▲ 로버트 퍼치코트(Robert Furchgott), 루이스 이그나로(Louis Ignarro), 페리드 뮤라드(Ferid Murad) 등 3인은 NO(산화질소)가 심혈관질환을 예방하는 기적의 물질이라는 것을 발견해서 1998년 공동으로 노벨의학상을 받는다.

 

먼저, 포유류계에서 일시적인 세포 신호로서의 일산화질소를 발견한 공로로 노벨의학상을 받은 ‘루이스 이그나로’ 박사는 2020년 6월 21일 ‘뉴잉글랜드오브메디슨(NEJM)’에 실린 한 학자의 한 논문을 언급하며 일산화질소와 코로나19의 연관성을 설명한다.

 

코로나19 사망자와 독감 사망자, 일반인의 폐를 비교 분석한 결과, “코로나19 사망자의 폐에서 혈관 손상이 두드러지고 혈전(血栓)이 9배 이상 많이 발견됐다”는 것이다. 이그나로 교수는 이 결과가 폐 속의 일산화질소 결핍 때문에 일어났다고 했다. 일산화질소는 혈관의 염증과 혈전 발생을 막기 위해서 우리 몸에 반드시 필요한 기체이다.

 

‘뮤라드 교수’는 1977년 심장의 관상동맥이 좁아져 가슴에 통증이 오는 병인 ‘협심증’(angina)을 연구하다가 협심증 치료제로 쓰이는 혈관확장제 ‘니트로글리세린’(Nitroglycerin) 작용은 니트로글리세린에서 분리된 ‘산화질소의 역할’이라는 점을 발견했다. 1980년 ‘로버트 퍼치코트’ 역시 산화질소가 혈관 내피에서 ‘이완인자의 생성을 촉진해 혈관을 이완시킨다.’는 것을 규명했다.

 

니트로글리세린은 1870년대부터 협심증 치료제로 사용돼 왔다. 니트로글리세린의 혈관확장 효과는 노벨(NOBEL)의 다이너마이트 공장에서 처음 발견됐다. 다이너마이트의 원료인 니트로글리세린이 공장에 근무하던 노동자의 협심증 통증을 완화시키면서 알려지게 되었다.

 

▲  니트로글리세린은 1870년대부터 협심증 치료제로 사용돼 왔다. 니트로글리세린의 혈관확장 효과는 노벨(NOBEL)의 다이너마이트 근로자에서 처음 발견됐다.

이렇듯, 노벨의학상의 연구결과가 발표되자 여러 분야의 학자들이 NO를 연구하기 시작했다. NO가 혈관 내에서 생성될 수 있음이 증명된 후 수많은 획기적인 발전이 이루어진 것이다.

 

NO가 심혈관뿐만 아니라 신경전달·항염증·위장·폐·비뇨생식 등에도 중요한 역할을 한다는 것이 선명하게 규명된 것이다.

 

가스 상태의 순수 NO를 소의 관상동맥에 주입하자 혈관평활근이 이완되는 것이 관찰됐다. 건강한 성인을 대상으로 연구한 결과, 체내 산화질소 생성이 억제되면 혈관 저항뿐만 아니라 혈압이 높아진다는 점도 최초 규명했다.

 

또 실험 결과 혈소판 응집을 NO가 억제한다는 것이 최초로 밝혀졌다. 이 같은 연구를 통해 NO는 혈관평활근 이완·혈관확장·고혈압환자의 혈압 강하 및 혈류 개선 효과가 있고, 혈소판 응집을 억제해 혈전을 억제하는 효과가 있음이 밝혀졌다.

 

● 아미노산의 ‘아르기닌’에서 생성

 

NO는 이제 심혈관계와 신경계, 면역반응은 물론 안구에서 세포의 신호전달물질로 중요하게 인식되고 있다. 산화질소는 체내에서 내피 및 뇌뿐만 아니라 혈관 주위 신경, 심장, 골격근 등에서 발현된다.

 

연구 결과에 따르면, 혈관내피세포와 신경세포를 보호하는 산화질소(NO)는 단백질의 아미노산 중 ‘아르기닌’(arginine)과 ‘시트룰린(citrulline)’ 등 두 가지에서 발현된다. 이는 일종의 신호전달 물질로서 면역 작용, 혈관 확장 및 신호 전달 등의 다양한 생리 활성에 관여한다.

 

특히 신체의 다양한 활동을 유발하고 자극하는데, 혈관을 확장시켜 혈압을 정상 수준 범위로 유지시켜 장기에 공급되는 혈류의 흐름을 개선해준다. 또한 심혈관계에서 혈전을 막아 뇌졸중 예방, 특히 심근경색 등의 심장 발작을 예방하게 한다.

 

NO의 결핍으로 파생되는 질환은 발기부전, 고혈압, 죽상동맥경화, 요실금, 당뇨병, 알츠하이머, 류마티스 관절염, 암, 위궤양 등인데 NO가 증가하면 이런 질환들도 같이 좋아진다. 왜냐하면 NO는 혈관 내피세포에서 생성되어서 혈관의 평활근을 이완시켜서 혈액순환을 늘리기 때문이다.

 

NO는 혈관확장 작용이 주로 강조되지만, NO는 항염증 속성이 있는 강력한 항산화제이기도 하다. 따라서 NO를 생성하는 내피세포층을 건강하게 유지하는 것이 매우 중요하다.

 

▲ 일산화질소(NO)는 혈관을 확장시켜 혈압을 정상 수준 범위로 유지시켜 장기에 공급되는 혈류의 흐름을 개선해준다.

 

● 발기부전치료제 ‘비아그라’에 큰 서광

 

산화질소와 관련하여 큰 획을 그은 사건이 발기부전치료제인 비아그라의 개발이다. 앞서 언급된 1998년 노벨상을 수상한 세 명의 학자들의 연구논문은 공통적으로 미세분자 형태의 산화질소가 유기체의 전달물질로서 커다란 역할을 한다는 사실을 발표했는데, 그것이 바로 성기능 강화를 촉진시키는 ‘비아그라’ 개발을 촉진시킨 것이다.

 

비아그라는 원래 심장병 치료를 목적으로 동맥을 팽창시켜 혈액순환을 촉진하고 심장의 부담을 덜어주려는 약물로 연구하고 있었다. 다국적 제약회사 화이자는 1980년대 심장근육을 이완시키는 협심증 치료제를 개발하고 있었다.

 

원래 임상실험의 규범에는 연구를 중단하면 실험에 참가했던 환자들이 아직 사용하지 않은 약품들을 다시 돌려주게 되어 있었다. 그런데 이상하게도 남자들은 남은 약을 돌려주지 않는 것은 물론 일부는 더 달라고 부탁까지 했다. 많은 남성 환자들이 약을 복용한 뒤 발기력이 뚜렷하게 좋아지는 놀라운 효과를 얻은 것으로 드러났다.

 

일산화질소는 남성이 성적으로 흥분한 경우, 신경세포나 내피세포는 놀랍게도 일산화질소를 발생시켜 음경의 해면체로 통하는 혈관을 확장시켜 발기를 일으킨다. 스펀지 같은 음경의 해면체 조직은 평소에는 혈액이 많지 않아 조직이 부드러운 상태다. 그런데 발기(勃起)를 일으키라는 신경계의 명령을 받으면 동맥을 둘러싼 평활근이 이완하면서 동맥이 확장돼 피가 몰려들어온다.

 

반면에 피가 나가는 통로인 정맥이 막히면서 피가 음경을 빠져나가지 못한다. 그 결과 해면체조직을 가득 채우면서 음경이 커지고 동시에 딱딱해진다. 즉, 발기가 되는 것이다. 새벽에 방광에 소변이 차거나 대변이 직장에 쌓이면서 음경정맥을 짓눌러 피의 유출이 적어지면서 음경발기가 일어나는 것도 같은 원리다.

 

발기부전 치료제인 ‘비아그라’는 일산화질소의 분해를 지연시킴으로써 발기부전을 치료한다. 사용량이 지나치게 많아 발기현상이 4시간 이상 지속되어 병원에 입원하는 경우도 있다고 한다. 이러한 지속 발기증은 즉시 치료하지 않으면 음경조직손상 및 발기력의 영구 상실을 가져온다는 것이다.

 

그러하기에 심장병 환자는 비아그라 사용을 엄격히 금지한다. 이것은 대부분 심근경색과 같은 심장질환 환자들에게는 일산화질소의 분해의 억제로 혈관을 심하게 수축시켜 심지어는 사망에 이르게 하기 때문이다.

 

▲ 코로나19 사망자의 폐에서 혈관 손상이 두드러지고 혈전(血栓)이 9배 이상 많이 발견되었다. 이그나로 교수는 이 결과가 폐 속의 일산화질소 결핍 때문에 일어났다고 했다.

 

● 산화질소를 증가시키는 묘책들!

 

산화질소를 증가시키는 방법은 크게 세 가지다. 적절한 운동과 건강한 식습관 즉, 산화질소 생성을 촉진하는 영양소를 섭취하는 것이다.

 

운동으로는 걷기, 조깅, 자전거타기, 테니스, 농구, 요가, 줄넘기, 댄싱, 인라인 스케이트 등 어떤 것도 가능하다. 하루 최소 20분, 주 3회 운동을 하면 세포 내피에서 NO의 양을 증가시킨다. 땀이 날 정도의 걷기나, 자전거 타기, 등산, 걸어서 골프 하기, 헬스, 수영 등 운동으로 심 박동량을 늘리며 전신 동맥을 운동시키면 동맥벽에서 산화질소를 가만히 있을 때보다 10배나 많이 만들어낸다. 동맥이 확장되면서 혈액순환이 좋아지는 이유다.

 

NO가 증가하면 몸의 혈관에 있는 내피세포의 기능이 회복되면서 혈관이 확장되고, 혈압이 떨어지고 혈관이 깨끗하고, 탄력적인 상태로 유지가 되고, 체내 모든 세포에 영양을 보급하게 되어서 죽상동맥경화가 좋아지고, 당연히 기억력이나 발기력도 좋아지고 활력에 찬 삶을 즐길 수 있다.

 

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▲ 비아그라는 일산화질소의 분해를 지연시킴으로써 발기부전을 치료한다.

중요한 것은 음식을 잘 먹는 것이다. ‘루이스 이그나로’ 박사는 한국의 모언론사와 인터뷰에서 이렇게 말한다. “생선을 먹으면 동맥 내피세포가 건강해져 산화질소 수치가 2배 증가해 오랫동안 지속된다. 콩과 견과류에도 산화질소를 형성하는 아르기닌이 많다. 신선한 과일·채소도 산화질소 생성을 돕는다. 뽀빠이가 시금치를 먹고 힘이 세진 것도 산화질소 때문. 특히 색깔이 진할수록 효과가 좋다. 블루베리 등 딸기류와 석류는 매우 좋다. 수박에는 시트룰린이 많아 혈관을 이완시키고 혈압을 내린다.”

 

L-아르기닌과 L-시트룰린이 풍부한 식품으로는 붉은 고기, 연어, 아몬드, 검은 초콜릿, 메론, 땅콩, 콩, 후두가 있고, 미국 심장협회가 권장하는 심장에 좋은 지방으로는 천연 올리브유, 카놀라유, 옥수수유, 참기름 등 식물성기름 등이 있다.

 

하지만 보통 식사만으로 충분한 양을 섭취할 수 없어서 매일 보조제를 복용해야 하는 경우가 많다. 덧붙이면, 용량이 중요하다. 필요한 양이 부족하면 별로 도움이 되지 않기 때문이다. 항산화 효과가 뛰어난 ‘비타민C·E’나 ‘엽산’은 산화질소 생성을 촉진한다. NO 증가를 위한 영양제의 1일 영양제 권장량은 다음과 같다.

 

L-아르기닌 취침 전 1000mg, L-시트룰린 취침 전 200-1000mg, 비타민 C 500mg, 비타민 E 200IU, 엽산 비타민 B9 400-800ug, 알파리포산 10mg이다. 이들 영양제는 NO를 증가시키고 항산화제로 작용해서 활성산소인 프리레디컬을 제거해서 몸의 내피세포를 보호하고 혈액순환을 돕는다. 여기에서 인간 세포에서 발견되며, 강력한 항산화 능력을 가지고 있는 ‘알파리포산’(ALPHA LIPOIC ACID)은 세포 발전소라고 알려진 미토콘드리아 내부에서 만들어지는 물질이다.

원본 기사 보기:모닝선데이