지구 원시의 무산소 대기환경 하에서는 세포질 해당대사로 빠르지만 비효율적인 ATP에너지 생산방식으로 무성세포분열증식하며 생명의 영속성을 이어가던 원시단세포 혐기성 미생물이 먼저 발생하였다. 그러다가 이끼류와 녹조류 진화결과 광합성 작용으로 산소가 발생되면서 유산소 대기환경이 되자 미토콘드리아와 같은 호기성 미생물이 진화되었고. 혐기성 미생물 세포에 호기성 미토콘드리아가 포섭되면서 마침내 혐기성 단세포 미생물에 호기성 미토콘드리아가 공생하는 진핵세포 미생물 단계로 진화하게 된다.

그 결과 빠르지만 비효율적인 세포질 해당대사 수준을 능가하는 지구력적이고 고효율적인 미토콘드리아의 유산소 세포호흡 ATP에너지 생산 방식덕택으로 미생물계는 비약적인 진화와 발전을 거듭하게 되는데, 

첫째는 단세포 생물에서 점차 다세포로 구성된 고등유기통합생물체로의 진화 발전이 가능하게 되었고,

둘째는 하나의 수정란에서 다양한 기관세포들이 분화 발생되어 조직화된 고등 분화 유기통합생물체로의 점차적인 진화 발전이 가능하였으며,

셋째는 자연계 생물종의 다양성에 비약적 진화와 보다 고등차원적인 유기통합생물체로 폭발적 진화 발전이 가능하게 되어 오늘날 우리 인류의 생물학적 육신세계 수준에까지 이르게 된 것입니다.

다시 말해서, 우리 몸을 구성하는 세포의 유산소에너지 발전소인 미토콘드리아의 고효율적이고 지구력적인 세포호흡 ATP에너지 생산방식(미토콘드리아의 산화적 인산화)과 대기산소 덕택에 인간을 비롯한 다양한 생물계 진화와 발전이 가능했다는 뜻입니다. 

즉, 대자연계 생물들이 다세포로 조직화되고 여러 기관으로 다분화 발생된 고등유기통합생물체로 비약적인 진화와 분화 발전이 가능케 된 현실적 원동력이, 대기의 산소와 이것을 이용하는 호기성 세포호흡을 통하여 ATP에너지를 고효율적이고도 지구력적으로 생산해서 신체와 세포활동 및 생체조절에 필요한 충분한 에너지를 공급하는 미토콘드리아(TCA회로와 전자전달계)입니다. 

그러므로 인간을 포함한 거의 모든 유기생물체, 특히 동물들은 자기 몸을 구성하는 기관들의 세포조직 하나하나에 들어 있는 미토콘드리아에 충분한 산소의 배달과 영양의 공급에 만전을 기하도록 설계되고 진화되었습니다.

그런데 호흡기관으로 흡입된 산소가 세포염증이나 세포막의 손상이나 구조 변형 및 변성 등 여러 가지 이유로 모세혈관으로부터 산소분압에 의한 확산방식으로 세포막 및 미토콘드리아 외막을 통과하여 미토콘드리아 내막에 있는 전자전달계에 도달하지 못하면, 미토콘드리아 유산소 호흡대사(산화적 인산화)를 통한 고효율적인 ATP에너지가 합성(생산)될 수가 없습니다. 

그러면 세포활동과 생체조절에 필요한 생체에너지가 부족해질 뿐만 아니라 저산소(hypoxia)화에 따른 저산소유도인자(HIF-1a) 과발현에 의해 혐기성 해당대사가 보상 항진되는 반면, 호기성 호흡대사를 하는 미토콘드리아의 산화적 인산화 ATP생산억제나 기능장애가 발생합니다. 이 상황이 8~10년 이상 장기화 되면, 무산소대기환경하의 원시단세포생물들의 생존방식으로 세포들이 복귀되면서 무성분열 증식하던 생물계 진화 초기의 세포 속성과 상태로 되돌아가거나 수정란이 신체기관으로 분화 발생되기 이전의 상태, 즉 배아줄기세포로 역분화(탈분화)되어 자신을 무한 반복적으로 분열재생 증식하는 암 줄기세포(Cancer stemcell)로 전환되어 암화(癌化) 됩니다.

예를 들어 삼중음성유방암의 경우, SALL4는 수정직후인 2, 4, 8세포기 때 발현하는 유전자 전사인자 Oct4, Sox2, Nanog를 통해 줄기세포성 유전자가 작동하도록 하여 분화를 억제합니다. 하나의 수정란이 분할되어 2, 4, 6 ,8 16세포기를 거쳐 32세포기의 배반포(blastocyst)가 내부세포괴(內部細胞塊; Inner Cell Mass)를 이루고, 내부세포괴가 삼배엽(외배엽, 중배엽, 내배엽)으로 나뉘면서 분화가 시작되는데, 이 시점에서 에스트로겐 수용체, HER-2 등이 발현됩니다. 

특히, 수정 후 5일에서 발현되기 시작하여 착상(수정 후 7일)전까지 발현되는 Nodal 유전자가 작용하여 배아줄기세포가 유지되다 노달을 제어하는 Lefty라는 유전자가 작용하여 분화를 시작하면서 점차 태아신체기관의 발생이 시작되고, 임신 5주차에는 탯줄이 거의 형성되며, 임신 8주 이후를 태아라 하는데, 임신 10주차가 지나면서 배아세포기 때의 영양막을 통한 ‘조직영양방식’에서 탯줄을 통한 ‘모혈영양방식’으로 완전히 바뀝니다. 그러면서 배아조직 때의 5%미만이었던 저산소 상태에서 태아조직의 산소농도는 20%로 증가합니다.

여기에서 알고 넘어가야할 가장 중요한 핵심 사실은, 무산소  원시대기하의 생물계 진화 초기나 수정 후 배아줄기세포 이전의 저산소 즉 산소분압이나 산소농도가 낮은 상태에서는 세포의 다양한 분화를 억제하고 자기 자신만을 무한복제 분열증식 하는 줄기세포성질을 갖게 하는 유전자들이 발현된다는 것과 세포질의 혐기성 해당대사가 항진된다는 것이고, 반면 현재와 같은 유산소 대기환경 하에서나 탯줄 통한 모혈영양에 따른 20% 고농도 산소분압하의 태아조직에서는 세포내 미토콘드리아의 유산소 호기성 호흡대사에 의한 고효율적인 ATP에너지생산대사가 활성화 되고, 배아줄기세포로부터 다양한 신체기관으로 세포분화를 유도하는 유전자들이 발현된다는 것입니다.

그런데, 약 200종의 분화세포로 구성 조직화된 우리 몸의 기성분화 체세포가 여러 가지 원인과 이유들에 의하여, 즉 영양불량이나 방사선과 자외선 및 유해독소(벤조피렌, 아크릴아마이드, 아플라톡신 등 각종 발암물질이나 활성산소와 당독소 등) 누적이나 만성적인 세포염증의 심화나 산성화 등으로 체세포가 더 이상 생존할 수 없는 열악한 환경, 특히 세포에 산소공급 부족이 정상보다 65%이하인 상태가 8~10년 이상 장기 지속되면, 저산소 구역 세포들의 미토콘드리아 호기성 유산소 호흡이 질식되고, 저산소유도인자(HIF-1)가 과발현 되어 세포질의 혐기성 해당대사는 항진하는 반면, 미토콘드리아 유산소 대사는 억제되는 이른바 ‘바르부르크효과’가 일어나면서 체세포가 암세포(Cancer cell)로 전환되고, 암세포 조직의 덩어리가 커질수록 혈관으로부터 약 150~200마이크로미터 떨어진 암세포에는 산소확산 공급이 더욱 도달하지 못하기 때문에 저산소 및 산성, 염증 환경이 더더욱 심각화 됩니다, 

그러면 열악한 영양과 저산소 환경에서도 살아남고자 몸부림치는 암세포들이 아예 수정 후 배아만능줄기세포기 시절로 역분화(탈분화)되어, 마침내 자기분열복제재생을 멈출 줄 모르는 줄기세포 유지와 세포분화를 억제하는 생물계 진화 초기나 임신초기 때의 유전자들이 재 발현되면서 암 줄기세포(Cancer stemcell)로 전환됩니다. 그렇게 되면, 기존의 모든 항암제, 방사선, 수술 등에도 잘 치료되지 않고 내성을 가지는 악성 암 종이 되어 재발과 전이를 지속하는 것입니다.