미토콘드리아(mitochondria), 에너지 생산공장(세포내 발전소)과 활성산소(free O2 radical), 본 레거시

스파이 영화 시리즈에 본 레거시라는 영화가 있습니다. 전형적인 할리우드 스파이 영화가 그렇듯 이 영화도 국가정보기관의 거대한 음모가 배경입니다. 미국 국방부에서 비밀리에 염색 체조작을 통해 매우 특별한 능력을 가진 군인을 만드는 연구를 수행합니다. 그러나 트레드스톤의 존재가 세상에 알려질 위기에 처하자 조직 책임자는 그동안 실험 대상이 됐던 스파이(1급 요원)들을 하나둘씩 제거해 나갑니다. 그리고 트레드스톤 프로그램 연구원 ‘몰타'(레이첼 와이즈)를 제거하고 모든 증거를 없애려고 합니다. 조직의 거대한 음모의 표적이 된 1급 요원 ‘애런 크로스(제레니 레너)’는 조직의 끈질긴 추적과 제거 시도를 피해 몰타와 함께 트레드스톤의 실체를 밝혀나갑니다.

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여기서 특히 나의 관심을 끈것은 그 비밀 연구의 실체가 드러나기 때문입니다.그 연구에서 요원의 염색체에 변형을 가하고 미토콘드리아(사립 단체)의 단백질 흡수율을 1.5%높이는 데 성공했다는 것이다.영화에서는 아론 크로스에 염색체 2개에 약간의 변형을 가하고 미토콘드리아 단백질 흡수율을 높이고 초인적 능력을 가진 특수 비밀 공작 요원으로 변신시킵니다.단백질 흡수율이 불과 1.5%증가했지만 일반인보다 유연성, 근력, 피로 회복력, 신경 반응 속도와 지능까지 현저하게 증가한 주인공이 자신을 제거하려는 음모에 맞서서 싸우게 됩니다.이 미토콘드리아는 무엇입니까?미토콘드리아는 세포 내에서 에너지를 창출하는 에너지 생산 공장입니다.즉 이 특별한 공장은 산소를 사용하고 탄수화물, 지방과 같은 에너지원을 연소시킴으로써 ATP를 만듭니다.미토콘드리아를 만들어 낸 이 ATP를 이용하고 심장은 두근거리고 뇌는 사고하고 줄기 세포는 영양소를 처리하고 근육은 수축합니다.건강한 미토콘드리아를 늘린다

즉, 인체의 모든 세포와 기관은 매 순간 끊임없이 이 공장에서 만들어내는 에너지를 이용해 생명을 이어가며 각자의 특수한 임무를 수행합니다(더 정확히 말하면 적혈구를 제외하고 모든 세포가 미토콘드리아를 가지고 있습니다). 적혈구는 자신이 산소를 운반하는 역할을 하기 때문에 산소를 사용하지 않고 무산소성 해당 작용으로 ATP를 만들어 냅니다). 하나의 세포 안에 있는 이 에너지 생산 공장의 수는 평균적으로 약 300~400개 정도입니다. 그러나 활동성이 높고 에너지 수요가 높은 세포 안에는 더 많이 존재합니다. 예를 들면 간세포는 1,000개 이상이고 근육이나 뇌세포는 더 많고 쉬지 않고 펌프 작용을 하는 심장근육세포에는 수천 개의 미토콘드리아가 있습니다. 인체에 설립된 이 공장의 총수는 약 1경에 달하며, 총 체중의 10%에 달합니다.

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먼저 아론 크로스의 몸에 약물을 주입하고 미토콘드리아 단백질 흡수율이 늘어난 것은 이미 미토콘드리아의 DNA부터 시작되는 공장 확장 및 신설이 획기적으로 일어난다는 것을 의미합니다.또 미토콘드리아 내막에 작용하는 유산소적인 에너지 생산에 관여하는 수많은 효소 활성도를 높인다는 것을 의미합니다.물론 이는 영화적 상상력을 발휘한 가설에 불과합니다.사실 우리의 노력으로 실제로 이 공장의 크기를 늘릴 수 있는 방법이 있습니다.또 개별 공장의 크기 뿐만이 아니라 공장의 수도 증가시킬 수 있지만 그 방법은 바로”운동”입니다.어떤 운동에서도 대 근육을 사용 운동을 정기적으로 계속하면 미토콘드리아의 크기와 수가 증가합니다.특히 심폐 순환계의 운동만큼 효과적으로 미토콘드리아의 수와 크기를 늘릴 수 있습니다.이 공장이 늘어나면 인체는 보다 효율적으로 에너지를 생산하는 능력을 갖게 됩니다.즉 산소를 이용해서 에너지를 창출하는 유산소성 파워가 늘어나네요.”두개의 심장을 가진 남자”로 불렸던 박지성이 지치지 않고 뛸 수 있었던 비결은, 실은 심장의 발달과 더불어 근육 세포에 일반인에 비하여 훨씬 많은 건강한 미토콘드리아를 갖고 있었기 때문입니다.운동 수행 능력뿐 아니라 우리의 전반적인 건강은 이 공장이 얼마나 잘 기능하는지에 달렸다고 해도 과언이 아닙니다.비만이나 당뇨병이 있다고 현미경상으로 모양이 변형된 미토콘드리아가 증가할 알아요.이 공장의 기능 저하는 노화를 일으키는 가장 직접적인 원인이 됩니다.

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기능이 저하된 비정상적인 미토콘드리아는 에너지를 생산하는 과정에서 너무 많은 활성산소를 만들어냅니다. 이 활성산소는 세포의 신호전달에 중요한 역할을 하며, 돌연변이가 발생했을 때 세포 자연사(apoptosis)를 일으켜 몸을 보호하는 중요한 작용을 합니다. 건강한 미토콘드리아는 세포의 정상적인 기능에 필요한 적정량의 활성산소만을 생산합니다.하지만 기능이 쇠퇴한 변형된 미토콘드리아는 에너지 생산 과정에서 과도한 활성산소를 만들어 배출하고, 이는 동맥벽과 간세포, 뇌세포 등 인체의 모든 세포에 손상을 주게 됩니다. 그로 인해 동맥경화는 물론 치매나 당뇨병 같은 질병을 초래할 수 있습니다. 알츠하이머, 다발성 경화증, 류마티스성 관절염, 제1형 당뇨병 같은 질병에서도 이런 현상을 볼 수 있습니다.

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어떻게 하면 이 공장을 구조적으로나 기능적으로 건강하게 만들 수 있을까요? 물론 결론은 정기적인 운동은 최선의 방법입니다. 보조적으로는 과식 없이 정제된 당을 줄이고 피토케미컬(pytochemical)과 섬유소가 많은 채소를 충분히 섭취해 장내 미생물 환경을 건강하게 유지하는 것도 도움이 됩니다. #미토콘드리아, #mitochondria, #사립체, #본레거시, #아론크로스, #에너지생산공장, #활성산소, #엑사사이언스,#운동생리학맛집#정일규#스포츠의학

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