저산소와바르부르크효과

 임웅진 원장

우주천지대자연생명계, 즉 천지인 삼제 및 만상만물의 본질중의 하나는, 대우주공간의 천체 별들이 그러하듯, 회전과 순환(자전과 공전 및 세차운동 등)을 반복한다는 사실입니다. 그래서 소우주요 소천지인 우리 인체도 기혈수(氣血水, 위기영혈衛氣營血, 정신기혈精神氣血)의 반복적인 순환운동(循環運動)이 원활해야 건강할 수 있다는 것이, 동양의학(한의학)에서 가장 기본적인 대전제 조건이 된다.

이것을 현대과학의 분자생물학적인 관점에서 재해석해본다면, 신체를 구성하는 모든 조직과 장기 및 기관의 세포들이 각자마다의 고유활동을 수행하기 위해서는 그 세포활동에 필요한 에너지의 생산과 공급이 필수적이다. 또한 세포의 활동에너지 생산에는 혈관, 림프관, 세포간극, 세포막 등에 물질의 순환과 소통을 통한 각종 영양물질과 산소의 공급이 절대적이다.

우리 몸의 세포들은 산소가 필요 없는 세포질의 혐기성 해당대사와 산소가 필요한 세포내 미토콘드리아의 산화적 인산화과정을 통하여 세포활동에 필요한 ATP에너지를 생산하는데, 척추 및 체형 부정렬, 영양과잉 및 불균형, 독소누적, 감염, 손상 등 여러 가지의 이유와 원인들에 의하여 기혈순환의 흐름이 정체되면, 세포내로 영양 및 특히 산소 공급이 저하되어 저산소(hypoxia) 상태가 된다. 

그러면 저산소유도인자 HIF-1이 발현되어 피루브산을 아세틸Co-A로 바꾸어 세포내의 애너지발전소인 미토콘드리아내의 TCA회로로 투입시키는 피루브산탈수소효소를 분해하는 피루브산탈수소효소키나제의 발현을 촉진하여 미토콘드리아 산화적 인산화(호기성 유산소대사)작용을 억제하는 반면, 해당과정효소의 발현을 유도하여 세포질의 무산소 해당대사과정이 항진됨으로써 포도당으로부터 해당과정에서 생긴 피루브산이 젖산이 되어 축적된다. 

또한 젖산이 축적되면 축적될수록 mTOR(포유류 라파마이신 타켓분자로 대사 및 증식 신호 등에 관여)와 이에 따른 HIF-1(저산소유도인자) 세포신호전달계가 활성화되어 또 다시 세포질 해당대사는 항진, 미토콘드리아 산화적 인산화대사 억제에 따른 젖산축적 촉진이라는 악순환의 고리가 걸리면서 점점 더 저산소 구역이 산성화, 염증화, 어혈화, 냉증화 암줄기세포화 되는데, 이것을 “바르부르크효과”라 한다. 

그러면 저산소 상황이 해제되더라도 미토콘드리아의 산화적 인산화 ATP에너지 생산대사가 정상을 쉽게 회복하지 못하고, 지속적인 해당대사 과잉촉진으로 젖산이 세포내외에 계속 축적되어 체액의 산성도가 점점 더 강해짐에 따라 주변세포조직들을 점차 더 녹여가는 염증의 확산이 만연하게 된다. 이에 대한 생체의 보상 또눈 방어 반응의 결과 염증부위 세포조직에 섬유화, 석회화나 암화 등 여러 세포 병리병태가 다양하게 진행되어 발생하게 된다.