활성 산소종(ROS : Reactive Oxygen Species)

[무농약 야채]

활성 산소종(ROS : Reactive Oxygen Species)

유기호홉을 하는 생물에게 있어 필수적인 산소가, 세포 내의 효소 그리고 대부분의 전자 운반 과정 혹은 에너지대사 과정 중에 불완전하게 환원되거나 펩티드 성장인자, cytokine들 및 다양한 작용의 자극에 의해 발생되는 것이 활성산소종이다.
이 활성산소종은 free radical을 가져 안정되지 못한 상태를 말하며, 그로 인해 강한 활성을 가진다. [“free radical”： 어떠한 원자 또는 분자가 외곽궤도에 짝 없는 전자를 가지고 있는 형태]
이 활성산소종은 생산이 과잉되면 생체에 대해 독성 즉, 산화적 손상(oxidative stress)을 가져온다 하여. 유해산소라고 명명되기도 한다. 세포내의 거대한 분자(단백질, 지질 등)를 산화시킴으로써 세포의 항상성을 파괴하고. 세포를 사멸시키는 등의 작용으로 세포조직 내에 치명적인 손상을 유발하며, 암, 근이형중., 알츠하이머병, 파킨슨씨병, 허혈성질환, 동맥경화증과 같은 다양한 퇴행성 질병의 원인과 일반적 노화와 관계가 있기 때문이다.
하지만 연구가 진행됨에 따라 활성산소종이 낮은 농도에 있어서는 세포내 신호전달 반응에 관여하는 2차 신호전달물질 (second messenger)임이 밝혀졌다. 이러한 2차 신호전달 물질은 오히려 유전자 발현, 세포 성장, 세포 분화, 분비, 세포 이동과 신경전달과정 등의 생리적 반응들을 유도하는 기능을 갖는다.
따라서 세포 사멸을 유도하는 인자로 인식되어 왔던 활성산소가 근래에 와서는 그 반대로, 세포 사멸을 억제할 수 있음도 확인되고 있는 것이다. 암세포에 있어서도 마찬가지로, 그 정상생리률 교란시켜 apoptosis를 유발할 수도 있고, cell cycle arrest 효과를 나타내어 암세포수의 증식을 억제할 수도 있음에 따라, 활성 산소는 발암과 항암의 병리 과정에 공통으로 관여하는 양면성을 지니고 있음이 분명하다.
활성 산소종에는 superoxide anion radicaKO2'), 과산화수소 (H2O2), hydroxyl radical (OH) 외에도 과산화지 질 (lipid peroxide), nitric oxide(NO), peroxiniirite(NO32'), thiol peroxy radical(R- SO²⁻)둥이 있으며, 이 중 H2O2가 TGF β-1, PDGF, EGF 둥의 자극에 의해 생성되는 주종으로, 2차 신호전달 물질로서 가장 주목받는다. 그 이유는 전이금속과 반응하지 않는 한 상대적으로 안정하고，독성이 적으며, 쉽게 확산되어 세포막을 통과할 수 있기 때문에 외부자극에 반응하여 빠른 시간 내에 생성 소멸되어야 하는 신호전달 물질로 적합한 특징을 가지기 때문이다.

단백질 cystein 잔기의 산화가 신호전달과 연결되어 있다는 최초의 직접적 확인으로, H2O2에 의한 가역적 산화가 신호전달 의한 수단이라는 과정을 뒷받침한다.

산화성 스트레스의 강도에 따른 세포 사멸 조절 양상, 화살표는 산화성 스토레스가 강해짐을 의미한다.