생활 속 바이오(7) 마취제야 빨리 퍼져라- 정자에서 얻은 주사확산제

 

1)주사의 공포

 

 

병원이란 단어는 두 가지 느낌으로 나에게 다가온다. 하나는 마취약의 강한 냄새, 또 하나는 주사의 짜르르함. 둘 다 공포와 연관되어 있다. 처음 병원이란 곳을 들른 것은 아마도 심한 설사로 하늘이 흔들린다고 느끼던 대 여섯의 나이였는가. 천안 근방의 병원은 정원에 나무가 그득했다. 일본식 건물은 나무로 만든 바닥 소리가 조금씩 복도를 울리고 있었고 병원이라기보다는 조용한 한옥을 연상케 했다.

 

어둑어둑한 진찰실의 방의 여는 순간 코를 스치는 강한 소독약 냄새는 나를 긴장케 했다. 퉁퉁한 배를 내밀고 있는 의사의 얼굴은, 하지만 소독약처럼 강하지는 않은, 골목에서 만나는 노인의 모습으로 나를 안심시켰다. 옷을 들어 올리고 배와 등을 툭툭 두드리며 촉진하던 의사는 별것 아니라며 주사 한 대 맞고 가라고 한다. 죄인처럼 서있던 어머니는 그제야 숨을 돌린다.

 

코를 자극하는 페놀의 냄새는 오히려 상쾌하기까지 하다. 하지만 책상위에 널려져있는 주사기와 그 보다 길어 보이는 주사바늘은 오금을 저리게 한다. 당시에는 일회용 주사기가 아닌 유리 주사기로 막 끓여서 나온 듯, 물기가 묻어있다. 물 방물 덕분에 선명한 주사기 표면의 숫자가 주사기의 크기를 알려주면서 두려움을 끌어올린다. 주사 자체가 아프다는 생각보다는 간호사는 왜 이리 엉덩이를 찰싹찰싹 때리는가에 대한 궁금증으로 나의 첫 주사는 끝이 낫다. 고통이 없었던 덕분인지 주사의 공포는 그 뒤로 나를 괴롭히지는 않았다, 적어도 치과에 가기 전까지는.

 

 

 

이빨에 대한 최초의 기억은 실과 연관되어 있다. 문득 이가 흔들린다고 생각에 머물자 잠시도 쉬지 않고 이에 손이 간다. 끈질긴 노력 끝에 나무가 눕듯 이가 누워지게 되면 이제는 내가 더 이상 어찌 할 수가 없다. 그 고통과 공포는 초등학생에게는 작지 않았다. 할 수 없이 형들에게 도움을 요청한다. 오래된 조교처럼 득의만만한 표정으로 그러나 조금은 안타까운 심정으로 이에 실을 감는다. 그리곤 등에 파리가 앉아있다면서 등판을 내리친다. 왜 이는 놔두고 갑자기 파리 이야기인가 하는 순간 형의 손에는 빠진 이가 들려있다. 역시 나이는 헛먹는 것이 아니다 라는 찬사가 절로 나온다. 엉덩이를 찰싹이는 간호사나 등판을 두들기는 형이나 주사와 이 뽑기의 공포를 최소화한 공신들이다. 이에 비한다면 어른이 다 되어서 부닥뜨린 치과의사는 잘 다스려온 아픔의 신경들을 모조리 되살려 놓은 주범이다.

 

 

지금의 치과는 병원인지 아니면 미술관인지 구분이 안 가게 잘 꾸며져 있다. 멀리 안쪽으로 보이는 곳에 있는 치과용 의자와 흰 가운의 간호원 들만 보이지 않는다면 걸려있는 그림과 커피 향은 시내의 고풍스런 커피집이다. 아무리 마음을 가라앉히고 긴장을 푼다고 해도 입에 무언가 물리고, 말을 못하고 그리고 입에 침이 고이기 시작하면 저절로 다리에 힘이 간다. 게다가 의자가 뒤로 누우면서 얼굴까지 천으로 가려지면 그동안 참았던 두려움의 신경세포들이 꼿꼿이 고개를 든 채 팽팽히 긴장한다. 눈이 가려진채 무언가를, 그것도 강한 아픔을 기다리는 것, 이것이 고문의 기본인지 모른다.

 

 

‘조금 따끔할 것입니다’

 

 

의사의 이 말은 그나마 버티고 있는 절벽의 끝에서 나를 한 걸음 더 밀어내는 것이다. 그리고는 잇몸에서부터 시작되는 통증. 통증과 매운 맛은 같은 신경을 통한다고 했던가. 매운 고추를 듬뿍 씹을 때의 통증이 어금니 구석구석에 퍼지기 시작한다. 한번, 두 번 그리고도 계속되는 주사 바늘 찌르기. 치료를 하는 것인지 잇몸을 발기발기 찢어내겠다는 것인지 바늘은 사정없이 잇몸을 헤집는다. 찌른다는 물리적 느낌을 아픔과 연결시키지 않으려고 온 몸을 움츠리고 신경을 옥죄인다. ‘이제 괞찬지요?’ 라는 의사의 말이 없었다면 나의 오므린 손은 돌처럼 굳을지도 모른다. 문득 입안에 감각이 없다. 그곳에 있던 이가, 잇몸이, 혀가 사라진 듯 아무런 느낌이 없다. 마취제가 퍼진 것이다.

 

정신을 추스르고 기억을 더듬으면 처음 주사 바늘의 따끔함을 한번 느낀 것이 사실은 전부이다. 그리고 연속되는 주사 찌르기는 따끔하기 보다는 호박에 놓은 침처럼 느낌이 없었다. 한 발의 총알을 마치 기관총알이 날아온다고 느낄 만큼 겁먹은 것이다. 엉덩이 주사 맞을 때 내리치는 간호사의 손바닥처럼 산뜻하지는 않지만 치과의 마취제는 나름대로 쓸 만했다. 마취제가 없었더라면 이를 뽑고 이를 갈아내는 그 고통을 어떻게 견디었을까 생각하면 마취제의 발명자는 참으로 축복받을 일이다.

 

나의 얼을 빼서 주사의 고통을 잊게 한 간호사의 매운 손이나 등판을 두들겨서 이를 빼는 아픔을 못 느끼게 한 형의 두툼한 손이나 모두 좋은 마취제이다. 사람 냄새가 가미된 인간적인 마취제이다. 비록 인간미는 없다하더라도 커피향이 가미된 치과의 마취주사는 기본점수를 받을 만하다. 기본에 그친 까닭은 치과의사가 환자의 고통을 줄이겠다는 생각보다는 스스로의 스트레스를 내 잇몸에 푼다고 할 만큼 바늘을 마구 쑤신다는 것이다. 아마도 빨리 마취제가 퍼지도록 하기 위함이다. 합격점을 받으려면 치과의 마치주사는 처음 바늘 끝만을 느껴야 한다. 빨리 퍼진다면 그것이 가능하다. 그렇게 되면 치과는 두려움의 장소에서 음악이 있고 그림이 있고 커피가 있는 아늑한 장소로 변할 것이다.

 

(사진; 주사의공포. 어린 시절의 기억은 성인이 되어서도 계속되어 병원공포증으로 연결된다)

 

 

2) 빨리 퍼져라, 마취제여, 독이여

 

 

 

그 치과는 참 잘한다 라는 소리를 들으려면 치과에서는 마취제가 빨리 퍼져야한다. 주사의 통증을 조금이라도 덜 느낀 환자는 잇몸의 치료보다는 고생을 덜 했음에 감사할 것이기 때문이다. 주사는 왜 아픈가? 주사를 포함한 물리적 자극에 의한 통증이 발생하면 해당 조직 내에 있는 신경세포에서는 이에 상응하는 화학적 변화가 일어나서 전기적 신호를 발생시킨다. 예를 들면 고추의 매운 맛은 고추내의 캡사이신이라는 물질이 신경세포벽에 있는 단백질 수용체에 달라붙는다. 그러면 세포내에서는 일련의 반응을 일으켜서 이를 전기적인 신호로 바꾸어서 신경세포를 전깃줄처럼 통과한다. 한쪽 끝에서 발생한 신호가 세포의 다른 끝으로 전달되는 셈이다. 이 끝에서는 전달된 전기 신호를 받고 쌓여있던 화학물질인 신경전달 물질이 다른 신경세포의 끝으로 흘러간다. 신경세포와 신경세포 사이의 간격은 시냅스(synapse)라고 불리는데 이 간격이 아주 작다 (1/20,000mm).

(그림; 신경이 전달되는 과정; 화살포 방향의 전기신호는 화학물질을 나오게하여 신경세포에 전달한다)

 

건너편에 있던 다른 신경세포는 이 물질을 다시 수용체를 통하여 받아들이고 또 전달하는 과정을 거친다. 결국 통증의 전기적 신호가 화학적 물질전달을 통한 화학적 신호, 그리고 다시 전기적 신호로 연결된다. 이런 전달속도가 상당히 빨라서 세포하나에서 다음 세포로 전달되는데 2억분의 1초밖에 소요되지 않아서 1초 만에 150미터를 전달한다. 이렇게 효능이 좋은 신경 전달체제이니 치과주사를 아무리 작은 바늘로 사용한다고 해도 통증신호가 순식간에 신경을 타고 뇌로 전달되어 짜르르한 통증이, 송곳을 쑤시는 듯 한 아픔을 느끼게 된다. 만약 눈을 가리지 않았다면 눈으로 보는 통증도 더해져서 우리 몸은 극도의 흥분상태가 된다. 눈을 가린다면 나아질까? 아마 언제 올지 모르는 고통에 의한 심리적 통증이 더해 질것이다.

 

 

치과에서 사용하는 마취주사는 리도카인 이라는 마취제가 들어있고 이 마취제는 신경전달을 차단하는 물질이다. 이 마취제 덕분에 이를 뽑는 고통도, 이를 갈아내는 아픔도 못 느끼게 한다. 참으로 소중하고 필요한 발명품이다. 이 성분은 신경을 전달하는 과정을 방해한다. 다른 신경세포에서 세포벽을 따라서 흘러온 전기신호가 세포 밖에 있는 칼슘 이온을 끌고 들어온다. 이 칼슘이온으로 세포내에 저장되어 있던 신경전달물질이 흘러나오게 된다. 전기신호가 화학신호로 바뀐 것이다.

 

이 신경전달 물질, 예를 들면 아세틸콜린이 다른 세포의 단백질 수용체에 달라붙고 이로 인하여 이온전달이 가능해지면서 외부에 있던 칼슘이 들어오고 이로 인한 전위차가 발생하고 이것이 전기신호로 전달된다. 마치 고요하던 호수에 돌이 던져지면 물결이 전달되듯 다시 전달이 된다. 리도카인 이란 마취제는 신경전달 물질에 의해 전위차가 발생 하는 것을 억제한다. 그러면 설사 통증에 의한 신호가 발생해도 신호가 전달이 안 되니 대뇌는 평상시의 고요한 상태를 유지하게 된다. 즉 마취가 된 것이다.

 

 

치과주사가 아무리 드릴을 가지고 이를 갈아도, 이를 뽑아내도 우리는 무슨 일이 일어나는지도 모른다. 치과의사의 드릴이 욍욍 거리고 돌아가고 이를 갈아내는 타는 듯 한 냄새가 진동하고 물이 튀어 올라도 내 입안은 얼얼하기만 하다. 참으로 기괴한 순간이다. 그러나 이런 평화는 마취제가 신속하게 이의 구석구석에 퍼졌기 때문이다. 만일 주사로 찌른 마취제가 퍼지지 않고 있다면 참으로 곤란하다. 몇 시간씩 치과 의자에 앉아 기다릴 수도 없고 많은 환자를 봐야 하는 치과의사도 급하기는 마찬가지 이다. 치과에 온 사람이 빨리 마취가 돼서 치료를 마치는 것이 의사의 경제적인 이유에서라면, 뱀의 경우는 상대방이 마취가 늦게 되면, 이건 죽음과 직결된다.

 

 

독이 있는 뱀의 경우, 상대방을 물었을 때 신속하게 독이 퍼져서 죽거나 최소한 움직이지 못해야 한다. 뱀 이빨을 통해 피부에 침투한 독이 금방 퍼지지 않는다면 뱀은 상대방의 공격을 받아야 한다. 뱀의 껍질이 거북이처럼 든든한 것도 아니고 토끼처럼 빨리 도망가는 능력이 있는 것도 아니다. 사실 뱀 자체는 물리적으로 약하다. 따라서 뱀이 살아남기 위해서는 독이 신속하게 퍼져야한다. 이빨을 통해 피부외각에 들어온 독을 뱀은 어떻게 빨리 퍼트리는가? 이런 의문은 과학자들에게 뱀의 독 중에 이런 성질이 있는 물질을 찾게 했다.

 

 

3) 마취 확산제, 정자에서 태어나다.

 

 

독성분이 몸에 빨리 퍼지려면 혈관을 침투해야하고 그러기 위해서는 일단 피부 내에서 확산이 되어야한다. 하지만 우리 몸은 그리 만만하지 않다. 피부 내에 있는, 정확하게는 표피아래에 있는 진피 중에는 히아론산이라는 끈끈한 물질이 차있다. 개구쟁이 코 밑에 늘 달고 다니는 콧물처럼 끈적거리는 이 고분자 물질은 피부가 속한 상피조직과 관절 같은 결합조직에도 상당량이 있다. 또한 신경조직에도 함유되어 있어 사실상 온 몸에 퍼져 있는 물질이다.

(그림; 피부속의 히아론산; GS는 진피내의 기질로 히아론산이 대부분/ C; 콜라겐/E' 엘라스틴/ N;섬유아세포)

 

무릎 관절에서는 연골을 이루는 주성분이다. 나이가 들면서 무릎관절이 아픈 경우, 연골이 닳아서 뼈 사이의 쿠션 역할을 못하기 때문이다. 이 경우 히아론산 주사를 맞는 이유이기도 하다. 이런 끈끈한 고분자물질은 피부 속에서는 탱탱한 피부의 원인이기도 하다. 수분을 자기 무게의 2000배까지 품을 수 있는 히아론산은 피부의 수분을 유지시켜서 탄력 있는 피부를 유지한다. 이런 물질의 존재는 도시 중간 중간에 밀림으로 된 숲이 있는 것과 같다. 커다란 장벽인 셈이다. 어떤 물질의 움직임을 저해한다. 뱀독의 입장에서 보면 몸 전체에 퍼지는 데에 큰 장애물인 셈이다. 당연히 이를 분해하는 물질이 독과 함께 분비된다. 히아론산을 분해하는 물질, 히아론산 분해효소 (Hyauronidase; HD)는 고분자를 저분자화해서 점성을 떨어뜨린다. 장벽이 제거되는 셈이다.

 

 

독을 내는 생물들은 대부분 이런 효소 (HD)를 함유하고 있다. 피부장벽을 통과해야 되고 장벽구성물질인 히아론산을 생산하는 것은 당연한 것처럼 보이지만 실로 잘 갖추어진 무기인 셈이다. 그러니 뱀에게 물리지 말일이다. 이런 장벽분해효소인 HD가 필요한 생물은 여러 종류이다. 그 중에서도 피부에 살고 있는 스트렙토코커스(Streptococus)란 균은 참으로 대단한 기술을 가지고 있다. 이 균은 피부 층에서 살면서 히아론산을 생산하여 세균외부에 캡슐형태로 쓰고 다닌다. 이것을 쓰고 있으면 사람을 포함한 동물의 면역방어망을 피할 수 있게 된다. 사람에게도 히아론산이 있기 때문이다. 마치 독일군 지역 내에서 독일군복을 입은 미군 같은 전술이다. 당연히 면역세포의 감시를 피해서 살 수 있다. 히아론산 분해효소는 또한 히아론산을 생산하기도 한다. 따라서 이 세균의 HD 효소에 관련된 유전자를 클로닝해서 히아론산을 생산하고 있다.

  

 

피부에 살고 있는 세균이외에도 이 분해효소(HD)를 가지고 있는 것은 놀랍게도 정자이다. 동물의 난자는 히아론산이 포함된 난자 벽을 가지고 있다. 정자가 난자에 수정될 때 머리 부분에 함유된 분해효소에 의해서 난자는 구멍이 나고 이곳으로 유전자를 밀어 넣는 것이 수정이다. 외벽을 녹이는 방법이 군에서의 탱크폭탄과 유사하다. 탱크의 외벽에 닿는 순간 고열의 불꽃이 발생하면서 구멍을 낸다는 원리다. 아마도 동물의 수정단계를 보고 탱크폭탄의 아이디어를 얻었는지 모르겠다. 이런 살벌한 무기보다도 좀 더 로맨틱하고 인간적인 발명품이 없을까?

(사진; 피부에 살고 있는 세균(검은 부분). 실처럼 보이는 캡슐은 히아론산으로 구성)

(사진; 난자를 뚫고 들어가는 정자; 앞부분에 히아론산 분해물질이 있다)

 

 

탱크폭탄이 인간을 살생하는 데에 있다면 주사확산제는 인간의 생명을 구하는 데 있다. 주사내용물이 좀 더 빨리, 잘 퍼지도록 주사제와 함께 공급되는 주사확산제는 바로 이 히아론산 분해효소를 포함하고 있다. 특히 치과주사등의 국소마취제에는 마취제가 잘 퍼지도록 이 효소가 들어가 있다. 뱀이 사용하고 있는 기술을 사람이 모방해서 쓰고 있는 것이라 할 수 있다. 물론 사람에게 사용하는 주사제인 만큼 뱀의 독에서 분해효소를 분리해서 사용하지는 않는다. 피부병원성균에서 사용하기도 염려스럽다. 다른 독소들이 함유될 가능성이 있기 때문이다. 따라서 지금까지는 소의 고환에서 효소를 추출해서 사용했다. 물론 멀쩡한 숫소에서 구할 수는 없고 도살장에서 부산물로 얻어지는 것을 이용해왔다. 하지만 최근에는 이의 사용도 어려워졌다. 광우병이 번지면서 소의 부산물에서 얻은 물질을 주사제로 사용하는 것에 제동이 걸렸다. 이에 대한 대응책으로 해당 유전자를 클로닝해서 생산된 효소를 사용하고 있다.

 

 

결국 치과의 공포에서 해방시켜준 치과주사에는 뱀의 지혜가 숨어있다. 사악한 자의 대명사인 뱀을 경멸할 것이 아니다. 이의 통증이 두려워 마취주사가 빨리 퍼지기를 원하는 것이 사람의 희망사항이라면, 물어버린 상대방이 빨리 KO 되어야만 본인이 살 수 있는 뱀의 경우에는 선택이 아닌 생존조건 일 것이다.

 

뱀은 이야기한다. 난 살고 싶은 것뿐이라고. 이를 빼기 위해 주사를 맞는 고통은 나에겐 사치라고.