|
생체시계란 무엇인가? 2004)
알랭 랭베르, 곽은숙, 민음in: 31, 2006.06.28 P. 67.
원제 Nos horloges biologiques sont-elles à l'heure? 2004)
- 알랑 랑베르(Alain Reinberg 1921-) 프랑스 생리학자. 의학박사, 소설가, 시간생물학(chronobiologie) 탐구 선구자. 프랑스 국립과학 연구소(CNRS) 소장을 역임했다. L'art et les secrets du temps, une approche biologique, 2001). 소설로는 Le haut de la coquille, 1963
- 곽은숙: 성균관대 불어불문학과 박사 과정을 수료했
- 박경한 감수: 서울대 의대, 대학원을 졸업. 현재 강원대학교 의대 교수.
ancien résistant1, pionnier de la recherche en chronobiologie2, romancier, amateur éclairé d'art, de symbolique romane, de théologie et de philosophie3. Il est docteur en médecine, spécialisé initialement en endocrinologie et dans les maladies métaboliques, mais également docteur ès sciences, ex-directeur de recherche au CNRS, et directeur de recherche à la Fondation Adolphe de Rothschild.
이 책은 재미있다. 앞으로 약학과 의료보감은 이런 생물시계적 근거와 더불어 쓰여야 할지도 모른다. 어쩌면 모든 생명체 각각은 지구의 자전과 공전 그리고 달의 운동과 연관 속에서 생성되고 생장되었을지도 모른다. 생명체가 생체시계를 갖는 것을 적응이라 할 수 있지만, 그 우주(지구) 운동과 생명체 사이의 공명 교감 공감이 불연속적이 아니라 연속적이라 해야 할 것이다.
흥미있은 것 이상으로 걱정이 있다. 철없는 과일과 채소는 생체시계의 유전자 변형은 아닐지라도 몸살한 것에 속한다. 어쩌면 인류가 피부병(박테리아)과 바이러스에 점점 약해지는 것은 철에 이른 영양을 섭취하는 데 있는지도 모른다. 제철에 맞아서 고조파 현상과 같은 하모니에서 건강이 있을 것 같다는 생각이다. 5월 30일 중동호흡기증후군(바이러스: 메르스)가 확산되고 있는 현재(6월 2일)로 한쪽에서는 바이러스 변형이 일어났을 지도 모른다고 한다. 나로서는 철 이른(연약한) 식물 또는 (동물 사료로)가두리 동물들을 먹고 있는 인류에게 점차로 바이러스에 약화가 있지 않을까 하는 걱정도 있고 또는 연성화된 영양에서 약화된 체질로 향하고 있는 인류에게 백신개발만으로 해결되는 것이 아니라는 생각이 든다.
이 책으로 보아, 아직은 생체 시계에 대한 학문이 시작에 불과하지만, 생화학과 더불어 생명체에 대한 사유방식을 재고해야 할 때가 된 것이라는 느낌이 든다. 박테리아 연구 만큼이나 생체시계에 대한 연구가 필요한 시기가 아닌가 한다. 유전자의 연구도 같이 해야 하지 않겠는가. (48QKB)
이 책은 생명체의 부분들(기관들)은 전체의 통합에서 하나의 구조에 맞게 이루어진 것인가? 각각이 자기 방식의 구조가 있어서 전체적으로 상황에 따른 다른 방식으로 표출하는가? 아마도 후자인 것 같다. 그래도 생체는 하나로서 유지한다. 그 유지가 단순 역학적 기계는 아닌 것이다. (48PNA)
# 생체시계란 무엇인가(Nos horloges biologiques sont-elles à l'heure?, 2004)
* 차례 4
* 질문: 생체 시계란 무엇인가? 7
“언제?, 어디서? 어떻게? 왜?”라는 질문 .. 그러나 1960년대 까지만 해도 사람들은 생물학이나 의학에서 이런 질문을 던져야 할 필요성을 깨닫지 못했다. (7) [시간이 철학에서 중요했지만 생물학과 의학이 살아있는 생체에 대해 구체적으로 다룬 것은 ‘구조없는 구조’라는 측면이 있어야 가능할 것이다. 몸에서 구조란 간, 허파 등인가? 각각은 기계는 단선형이라고 여긴 것을 실재성 속에서 다양체로서 질적으로 다룬다면 다를 것이다. (48PNA)
“어디에” .. 간, 뇌, 부신, 송과선..
그러면 우리가 알고 있는 장기들은 ‘어떻게’ ... [혈관체계, 신경 뉴런체계, 호르몬 체계] (8)
모든 기능이 기찻길처럼 일직선으로 작용한다고 여긴 것이다. 그래서 예전 사람들은 선형적인 기능, 생물학적 항상성에 대해 연구했다. (8)
활력을 솟구치게 하는 호르몬인 코르티솔은 자정부터 오전 4시까지는 전혀 분비되지 않는다. .. 그래서 생체 항상성의 개념은 생체 변이성의 개념으로 바뀌었다. (9-10)
생체리듬에 대해, 그리고 생체 리듬 조절 메카니즘(특히 생체시계), 생체 리듬으로 인한 변화에 대해 연구하는 것을 시간생물학이라고 한다. (10)
제1장 생체 리듬이란 무엇인가? 11
생체 리듬의 주기는 얼마나 될까? 13
한해 동안은 말할 것도 없고 하루 24시간 동안도 우리는 같은 상태로 있는 것이 아니다. (13)
평균 주기가 24시간인 생체리름 .. 그것을 일주기 리듬(circadian rhythm: circa 대략, dies 하루)이라고 한다. 주기가 정확하게 24시간 일때는 주야리듬이라 한다. .. 일년인 경우 연주기 리듬이라 한다. (14)
뇌 활동은 낮에 최고의 효율을 보이며, 밤에 특히 새벽 4시경에 효율이 가장 떨어진다. 인체에서 발견된 일주기 리듬은 170개가 넘는다. (16)
생체 시계는 얼마나 정확할까? 16
수탁은 새벽에 노래하고, 수련은 6시쯤 피고, 붉은 별꽃은 7시경에 핀다. (16)
외부 환경의 주기적 변화는 우리 몸의 리듬을 자연의 순환에 맞추어 역할을 한다. 그것은 땡하고 몇시 정각을 알리는 소리와 같다. 이렇게 생체 시계의 시간을 다시 맞추게 만들어 주는 모든 외부 자극을 자이트게버(Zeitgeber, 시간부여자) 또는 자연 시계라고 하고. 이렇게 다시 생체 시계에 맞게 되는 것은 동기화(同期化) 동조화(同調化) 현상이라 부른다. (19) .
제2장. 생체 시계는 왜 있을까? 21
생체 시계는 왜 생겼을까? 23
첫째 일주기 생체리듬은 매우 드문 예외를 제회하면 모든 생명체에 나타난다. (24)
둘째 지구 환경은 우리에게 두 가지 방식으로 영향을 준다. 한편으로 지구는 예상하지 못하는 돌발 사건으로 우리를 갑자기 공격한다. [지진] 다른 한편으로 밤낮이 규칙적으로 바뀌면서 예상 가능한 사건들이 날마다 나타난다. (25)
셋째 모든 유기체의 세포에는 시간이 프로그래밍 되어 있다. 그러므로 세포들은 아무 때나 작동하지 않으며, 어떤 시점에는 이런 기능을 하고 다른 시점에는 저런 기능을 한다. (26)
넷째 어떤 동물들은 밤 활동에 적응하기 위해 생체 시계가 필요했다. (26)
야행성 이집트 전갈은 .. 해가 지기 직전에 활동을 시작하고 동틀 무렵부터는 다시 휴식에 들어간다. (26)
다섯째, 과거의 생체 리듬들이 현생 생물에 흔적처럼 남아있다. (27)
28만명을 대상으로 조사해보면 자연 분만은 대체로 밤에, 특히 새벽 4시경에 많이 이루어진다. (28)
여섯째, 환경 주기에 생물체의 일주기 리듬을 맞추는 것은 아마도 수억년 전부터 이루어졌을 것이다. .. 산호와 앵무조개의 화석은 4억년 전 일주기 리듬이 21.9시간 주기였다. 그러면 1년은 400일이 된다. 이 시기에 태양을 도는 지구의 공전 속도는 현재돵 동일했디만 자전 속도가 오늘날보다 더 빨랐다는 것은 천문학에서도 입증한 사실이다. (28)
일 년 리듬은 왜 생길까? 29
일주기 시계는 광주기를 측정할 수 있다. 광주기란 낮과 밤 각각의 지속 시간을 말한다. .. 봄에 새끼를 낳기 위해 사슴은 가을에 교미하고 담비는 겨울에 교미한다. (29)
제3장. 생체 시계에 대한 이해는 어떻게 변해 왔을까? 31
예전에는 무엇이 시간을 알려 주었을까? 33
2500년전 그리스 인들은 밤의 여신 뉙스(Νύξ)를 숭배했다. 뉙스는 쌍둥이 형제를 낳아서 둘에게 동시에 젖을 먹였은데, 하나는 잠의 신 히프로스이고 또 하나는 죽음의 신 타나토스였다. 자다가 밤이 끝날 무렵 죽을 확률이 높다는 것은 옛날부터 알고 있었던 사실인가 보다. (34)
3000년 전 고대 이집트의 사제들은 물시계를 만들어서 사용했다. 바닥에 작은 구멍을 뚫은 대리석 항아리[사발]에 물을 가득 채운 다음 항아리 안쪽에 새긴 눈금 어디쯤까지 물이 내려갔는지를 보고 시간을 알았다. .. 그 관은 개코원숭이의 음경 모양이었다. (35) [[물시계(La clepsydre), 물시계(une horloge à eau): 전1400년경 이짐트 아메노피스 3세(Aménophis III)때 사발로 된 유물이 있다.] [서양의 석조루(石漏槽) 즉 가르구이예(la gargouille, 프랑스)에는 오줌 누는 성기 표현이 많은데, 이집트의 물시계 물 빠지는 관을 개코원숭이로 만든 것에서 유래한 것 같아 보인다. (48QKA)]]
개코 원숭이의 생체 시계 역시 시간을 알려주기 때문이다. 역시 기원전 1350년 경 투탕카멘 묘에는 원숭이 형상을 한 토트(Thot) 신이 스물네 가지 모습으로 그려져 있는데 그 중 발기한 상태의 옆모습으로 그려져 있다. (35) [스토아학파가 자연과 인간은 같은 방식으로 대응한다 여겨, 양면의 연결성을 부정하지 않았다. 그런데 플라톤은 상층(인간, 머리)만 있고 심층(자연, 노동)을 무시했다. 이집트의 신들의 모습을 보면, 자연과 인간의 일치를 표현하려고 한 것이 아닌가 한다. / 24가기 모습[형상]이 24시간인지 24절기인지 24절기가 맞을 것 같다. 발기의 계절이 있을 것이니까? (24QKA) ]
1745년 린네(Carl von Linné, 1707-1778)는 꽃들의 리듬을 이용한 꽃시계를 고안했다. .. 백수련[6시쯤]과 붉은 별 꽃[7시쯤]이 피는 시간은(16쪽) ... 달맞이 꽃이 저녁5시에서 6시 사이에 꽃이 지고, 세인트존스워터(서양고추나물)은 오전 7시에서 8시 사이에 꽃이 핀다. (36)
생체 리듬은 선천적일까, 후천적일까? 36
1729년 자연에 대해 호기심 많았던 .. 드 메랑(Jean-Jacques d'Ortous de Mairan, 1678-1771)은 미모사 잎의 운동 리듬이 어두운 곳에서도 지속되었다고 기록했다. 한세기후 제네바의 박물학자 캉돌(Augustin Pyrame de Candolle, 1778-1841)은 자연적으로는 .. 미모사의 운동주기가 24시간인데, 불을 켜두거나 빛을 차단했을때에는 미모사 잎의 리듬이 24시간 주기와 조금 차이가 있었다. (37)
1843년 제네바의 또 다른 박물학자 쇼사(??, 1796-1885)는 물과 양분을 공급받지 않아도 비둘기의 체온 리듬이 지속된다는 것을 보여주었다. (37)
일주기의 리듬은 내인성(內因性)이다 이런 개념을 최초로 주장한 사람들 중 한명이 프랑스의 약사 비레(Julien-Joseph Virey, 1775-1846)였다. 그는 1814년 “자연에 의해 작동되고 지구의 운동에 의해 주기가 결정되는 일종의 몸속 시계”가 있어서 이 생득적인 주기성이 생긴다고 생각했다. (38)
튀빙겐 대학의 뷔닝(Erwin Bünning, 1906-1990)은 붉은 강낭콩이 선천적으로 일주기 리듬을 가지고 있다고 주장했다. (39)
생체 시계는 몸 속 어디에 있을까 ?
교차위핵(SCN)은 포유동물들의 뇌 시상하부에 있는 시신경교차 위에 있다. 설치류나 원숭이 등에서 교차위핵을 제거하면 일주기 리듬 중 많은 것이 없어진다. 밤에 계속 불빛이 비치면 [송과선에서 생산하는] 멜라토닌이 만들어 지지 않기도 한다. (41) [밤에 공부하는 것은 좀 헛것이라 할 수 있을까?]
생체 시계는 하나일까, 여러 개일까?
이론적으로는 하나의 생체 시계가 모든 생체리듬을 통제할 수 있다. .../ 한편 모든 세포가 시계를 갖고 있다는 가설도 있다. (41)
인간 생체 시계 중에서 24시간 주기가 가장 잘 지켜지는 것은 가성 수면 리듬이다. (42)
일 년 주기 생체 시계도 있을까? 43
뷔닝은 대부분의 생명체가 일년 리름을 만들기 위해서 일주기 생체 시계를 이용한다는 점도 알아냈다. (43)
그런데 갑상선 호르몬은 일년 주기에서 가장 중요한 역할을 한다. (45)
생체 시계를 통제하는 것이 유전자일까? 46
분자 유전학은 일주기 리름이 유전된다는 이론을 뒷받침하는 결정적이고 직접적인 증거를 내놓았다. 해초, 버섯, 초파리, 생쥐의 돌연변이체에서 생체 시계 주기를 통제하는 유전자들이 무엇인지 밝혀낸 것이다. (46)
돌연변이를 나타낸 초파리들을 관찰한 결과 ‘피리어드’라는 유전자가 그 과정에 관여한다는 사실이 밝혀졌다. 그것은 성염색체 X에 있다. (46)
타임리스 유전자. ...
실제로는 유전자 하나만 조작해도 생물체가 갖고 있는 여러 리듬들 전체를 바꿀 수 있다. (48)
제4장. 병들고 낫는 것도 생체 리듬과 상관있을까? 49
저항력이 약해지는 시간이 따로 있을까? 51
생쥐의 생존과 사망을 결정하는 요인 중 하나는 박테리아를 언제 주사하느냐에 달려있다. 어떤 시각에 주사했을 때에는 실험대상 생쥐 80퍼센트가 죽었는데, 그보다 열두시간 일찍 또는 열두 시간 늦게 주사했을 때에는 80퍼센트가 생존했다. (51) [음악에서 파동들 사이에서 고조음이 일어나는 것과 같은 효과가, 박테리아 침입에 대한 생체의 반응에서도 유사하게 일어나는 것 같다.] .
첫째, 하루 중 어느 시간 또는 일년 중 어느 날에 질병의 경과가 어떻게 될지 예측할 수 있다. 예를 들면 심근 경색은 오전 10시쯤, 겨울이 끝날 무렵에 가장 많이 발생하고, 천식 발작의 70퍼센트는 밤에 일어난다. (52)
둘째 약물이난 다른 물질의 효과가 투여시간에 따라 달라진다. 그래서 같은 양의 알콜을 마셔도 아침에 마시는 것보다 저녁에 마시는 것이 더 빨리 취하고 또 일의 능률이 훨씬 많이 떨어진다. (52)
시간 요법이란 무엇일까?
시간 약리학은 하루 리듬에 따라 약의 효과가 달라지고 약물 유형에 따라 리듬의 고점과 저점이 다르다는 것을 보여준다. (53)
아침에 아스피린을 복용하는 것은 위에 부담을 주지만, 저녁에는 같은 양의 아스피린을 복용해도 위에 부담이 되지 않는다. (53)
제5장. 생체 시계도 고장이 날까? 55
시차 피로는 왜 생길까? 57
1-3시간의 시차는 건강에 영향을 미치지 않는다. (57)
어느 방향으로 가든, 6시간 이상 시차가 나는 경우에는 모든 사람들이 1-3주 정도 일시적인 탈동기 현상을 겪는다. (58)
디스크로니즘(dyschronisme, 시기 맞춤 장애) 증상은 [야간]교대 근무자들에게만 일어나는 것이 아니라 밤잠이 부족한 사람들에게도 일어난다. (59)
건강한 사람들 중 약 20퍼센트는 의학적으로 문제가 없지만 자연 순환과 맞지 않는 생체 리듬을 갖고 있다. 이런 것을 앨로크로니즘(allochronisme)이라 한다. (59)
큰 사고는 왜 밤에 많이 일어날까?
교통량을 감안하면 교통사고가 가장 많이 일어나는 시간은 오전 4시경이다.
스리마일 섬 사고(1979년 3월 28일 방사능 누출사고), 인도 보팔 사고(1984년 미국 농약회사 독가스 유출사고), 체르노빌 원자력 발전소 사고(1986년 방사능 누출사고), 발데스 호 사고(1989년 미국유조선 암초에 걸려 파손으로 해양오염사고) 등에서 보듯, 큰 사고는 주로 밤에 일어난다. (60) [꼭 생체시계 때문일까? 물론 밤이 판단 능력 저점이지만, 밤에 작업을 하는 것에 대한 경계를 필요로 하는 것이다. ]
제6장. 생체 시계를 다시 맞출 수 있을까? 63
생체 시계를 다시 맞추려면 어떻게 해야 할까? 65
어떤 약물로도 흐트러진 생체 시계를 다시 맞출 수 없다. (65)
일주기 생체 시계를 다시 맞추어야겠다고 생각하는 사람들에게 권할 수 있는 유일한 방법은 낮에 적당한 운동을 하라는 것이다. 매일 30분 1시간 30분 정도 꾸준히 하면 효과가 있다. 산책, 수영, 자전거 타기 등이 좋다. (65-66)
생체시계가 흐트러지는 것을 예방하는 가장 좋은 방법은 낮에 특히 날씨 좋을때, 활발한 신체 활동을 하는 것이다. 해가 떠있는 낮에 산책이나 수영, 달리기, 자전거 타기 같은 운동을 하자. 그러면 건강을 유지하는데 큰 도움이 될 것이다. [한진중공업 85호 크레인에 올랐던 김진숙은 내려와서 오랫동안 땅이 물렁물렁하다고 했다. / 나는 단지 10일간 병상에 아무것도 먹지 않고 누워있었는데도, 이와 비슷하게 아스팔트 한 쪽이 약간 쑥 내려가는 그런 현상을 5년이 지나서도 갑작스런 순간에 오기도 한다. 나로서는 새로 몸만들기를 산에 매주가기도 하고 걷기도 했지만 별 효과가 없엇다. 매일해야 한다. 그래서 천일기도하듯이, 매일 낮 3시경에 노력과 긴장의 운동 활쏘기를 하는데, 여러 가지 빨강이 유물론 효과를 보고 있다. (일 년이 넘었으나 못한 날 빼고) 오늘 기록상으로 243일째이다. // 몸만들기 빨강이 기도 중에서 매일 108배를 하는 것도 좋은 방법 중의 하나라고 생각 한다 ]
* 더 읽어 볼 책들 67
- 과학시대 엮음 “생물은 모두 시계를 갖고 있다” 벽호, 2000.
- 이은희, “하리하라의 과학 블로그 2”, 살림, 2005.
- 랠프 미슬버거 외, 남경태 옮김, “시간의 발견”, 휴머니스트, 2002. [Stuart McCready, Ralph Mistleberger, The Discovery of Time, en,Wiki 찾을 수 없음]
- 린 램버그 외, 김수현 옮김, “마법의 생체 시계”, 북 뱅크, 2005. [랩버그(Lynne Lamberg, s.d.), 마이클 스몰렌스키(Michael Smolensky, s.d.)]
- 메리 그리빈 외, 정영문 옮김, “시간이 시시각각”, 주니어 김영사, 2000. [(Mary Gribbin, s.d.) 존 그리빈의 부인. / 존 그리빈(John R. Gribbin 1946-) 영국 천체 물리학자. ]
* 논술ㆍ구술 기출 문제 68
(6:12, 48QKB)
*** **
피리어드 유전자(period (per) gene): 1971년 세이무어 벤저(Seymour Benzer, 1921–2007)와 로널드 코노프카(Ronald Konopka)가 초파리의 생체리듬을 조절하는 유전자를 발견하여 ‘피리어드’라 명명했다.]
타임리스 유전자(Timeless (tim) gene): 1994년 Jeffrey Price, Bernice Mann, and Michael W. Young 등이 탐색하여, 또다른 일주기 생체 시계를 조절하는 유전자를 발견했다. 돌연변이가 일어난 초파리는 지속적으로 잠을 자지 못하였다.
벤저(Seymour Benzer, 1921–2007) 미국 분자 생물학자 행태 유전학자. Time, Love, Memory: A Great Biologist and His Quest for the Origins of Behavior, 1999 Konopka, R. J.; Benzer, S. "Clock Mutants of Drosophila melanogaster". Proceedings of the National Academy of Sciences 68 (9) (1971): 2112–2116.
뷔닝(Erwin Bünning, 1906-1990) 독일 생물학자. 독일 생리학자. 생체시계 연구자. 성장과 운동의 생리학(Die Physiologie des Wachstums und der Bewegungen. 1939), 생리학적 시간(Die physiologische Uhr. 1958)
캉돌(Augustin Pyrame de Candolle, 1778-1841) 스위스의 식물학자, 1796년 파리에 유학. 퀴비에, 라마르크 등과 교유하고 라마르크의 《프랑스 식물지》 제3판의 편집을 위촉 받았다(1803).
샤를 쇼사(1796-1885) 스위스의 생리학자, 의사, 정치가. 음식을 섭취하지 않을 때 일어나는 생리학적 현상을 연구했다.
코노프카(Ronald J. Konopka, s.d.) 미국 유전학자, 시간생물학연구자이다. “period (per) gene”
칼 폰 린네(Carl von Linné, 1707-1778) 카롤루스 린나이우스(Carolus Linnæus), 스웨덴의 식물학자로서 생물 분류학의 기초를 놓는 데 결정적인 기여를 하여 현대 ‘식물학의 시조’로 불린다.
메랑(Jean-Jacques d'Ortous de Mairan, 1678-1771) 프랑스 수학자 천문학자, 기상학자. 식물이 생체 시계가 있음을 최초로 발견했다.
알랑 랑베르(Alain Reinberg 1921-) 프랑스 생리학자. 의학박사, 시간생물학(chronobiologie) 탐구 선구자. 프랑스 국립과학 연구소(CNRS) 소장을 역임했다. L'art et les secrets du temps, une approche biologique, 2001)
토트(Thot) 이집트 신화에서 토트(Thot)는 그리스 이름으로 제우티(Djehouti)이며, 중기 이집트 시기에 케메나우(Khemenou, Hermopolis Magna)에서 달의 신이다.(47MKG) [시간을 재는 신이기도 하다]
[과학종교(scientologue)에 의하면, 호루스(낮)이며 세트(밤)을 상징한다. 두 신 사이의 싸움은 계속되고, 둘은 동시에 있을 수 없다. 사람들은 호루스에게 태양의 이미지를 심고, 세트에게 질투의 이미지를 심었던 것으로 보인다. 끊임없이 전쟁을 거는 쪽은 세트이다. 밤의 으르렁거림은 질료의 차원으로 볼 수 있다. (s.d.) // 신체에 눈이 두 개인데 호루스 (Horus, 태양) 와 토트(Thot 달)이다. 호루스가 한눈을 세트와 싸워서 잃었을 때 간호하는 것은 토트이다. 내가 알기로 소크라테스가 인용한 신화도 퇴트 인데 토트와 연관이 있다. 밤에 작은 불빛아래 낯의 기억을 되새기리라. 기억이 밤이지만 으르렁거리는 그림자와 빛이라는 이중성이 있다. 낯에 비해 미약하지만 인간의 삶의 일부(전부)를 다시 새김질 하는것이리라. 왜 베르그송은 밤의 여행에 대해 관심이 있었을까? 기억이며 무의식이다. 보이지 않는 것과의 통화, 소통은 밤에 어떻게 이루어질까? (47MKG)]
비레(Julien-Joseph Virey, 1775-1846) 프랑스 박물학자, 인류학자. 인류의 자연사(L'Histoire naturelle du genre humain, 1800(ou 1801) 약, 영양, 극약의 자연사(Histoire naturelle des Médicamens, des Alimens et des Poisons. 1820)
(48QKB)