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[마블영화 속 생명공학] 토르 이야기
오피니언 rhdmswl8838 (2019-12-05)
토르-네이버영화 포스터
토르-네이버영화 포스터

영원한 꽃미남 왕자님. 금발의 미남인 토르다. 토르는 천둥의 신이라는 별칭을 가졌다. 또한 토르의 기원은 북유럽 신화다. 그래서 토르의 영화에는 북유럽신화의 주인공인 오딘, 로키 등이 나오는 것을 볼 수 있다. 천둥의 신이라는 별칭답게 토르는 번개를 이용한다. ‘어벤져스 인피니티워’를 기점으로 전에는 묠니르 라는 망치를 사용하고, 이후에는 스톰브레이커 라는 도끼처럼 생긴 무기를 사용한다. 신기한 것은 무기에만 번개 즉, 전기를 두르는 것이 아니라 몸 전체에 두를 수 있다는 것이다. 어떻게 감전 되지 않고 전기를 사용할 수 있는 것일까? 

 

영화에서는 토르가 신이라는 것을 기반으로 두고 있기 때문에 감전이 되는 것은 어불성설일 것이다. 또한 번개를 사용하는 신으로서 다른 신들과 다르게 전기에 내성을 가지고 있다. 좀 더 영화의 이야기를 하자면, 신인 토르조차 번개를 사용하는 방법을 몰랐다. 언제나 자신의 무기인 묠리르를  사용했기 때문에 망치가 없으면 번개를 사용하지 못한다고 생각했다. 하지만 ‘토르3’에서 아버지의 죽음과 아스가르드의 왕자라는 자격을 자각한 후, 본인의 힘을 더 자유롭게 사용할 수 있게 되었다. 무기가 없어도 본인이 번개를 사용할 수 있다는 자각을 했기 때문에 온몸에 번개를 두르고 싸울 수 있는 것이다. 그 전까지는 망치를 사용하고 온몸에 번개를 두르는 모습을 직접적으로 본적이 없었다. 그래서 나 역시 어렴풋이 망치에서 번개가 나온다고 생각했다. 하지만 그렇지 않다는 것을 알고 궁금해졌다. 어떻게 그는 전기를 사용할 수 있는 것일까. 지금부터 신이라는 영화적인 특징을 제외하고 알아가 보도록 하자.

 

어릴 적 이런 사실을 알고 상상을 해본 적이 있다. ‘우리 몸의 전기를 극대화시킨다면 만화나 영화에서 보이는 일들을 실현 시킬 수 있지 않을까?’ 하지만 당연하게도 현재까지의 기술력만으로는 부족하다. 일단 몸의 전기를 극대화 시켰음에도 불구하고 다른 장기들의 손상이 없어야 된다. 우리 몸에 흐르는 전기는 신경계의 신호전달시 발생하는 전기다. 즉 장기의 손상이 없을 정도의 적은양의 전기라는 소리이다. 

 

생체에서 전기발생은 여러 조직이나 기관에서 볼 수 있지만 전기발생과 기능과의 관계가 밀접한 것은 흥분성세포, 특히 신경이다. 신경은 충격으로 신호를 전달하고 또한 시냅스를 통해 활동을 다른 신경세포에 전하는 기능을 가지고 있다. 신경충격 또는 흥분이라고 하는 것의 본질은 신경막에서 발생하는 활동전위이다. 신경이나 근육의 정지전위, 활동전위 또는 여러 시냅스후 전위 등은 그 발생기구나 기능적 역할에 있어서 흥미가 있을 뿐만 아니라 신경, 근육계의 활동지표로 이용된다(뇌파, 심전도, 근전도, 망막전도 등). 이러한 조직의 세포는 내, 외 양측 막의 성질이 다른데 한 쪽 막에서 능동수송이 이루어지는 경우가 많다. 정지전위나 활동전위는 보통 10~100mV(볼트)정도지만 발전어의 전기기관으로부터 나오는 것에는 수백 V(볼트)에 달하는 것도 있는데 그 이유는 다수의 발전세포 전위가 가산되도록 직렬 배치되어 있기 때문이다.

 

그렇다면 토르처럼 신의 신체를 가지고 있지 않고, 묠니르같은 무기도 없는 우리는 생체전길르 사용할 수 있는 방법은 없을까? 

 

실제로 생체전기를 사용하는 방법들에 관련된 연구들이 나오고 있다.

 

첫 번째로 소개할 연구는 생체전기와 당뇨병에 관련된 내용이다. 한국한의학연구원은 김재욱 한의기반연구부장 연구팀이 임상 연구를 거쳐 혈당 검사 대신 생체전기 임피던스 기술로 당뇨병을 진단할 수 있는 가능성에 대한 논문을 발표했다. 생체전기 임피던스는 신체에 미세한 교류 전류를 통과시켜 필요한 정보를 얻는 것을 말한다. 체성분 분석을 위한 인바디가 이 원리를 활용한다. 현재 많이 쓰이는 당뇨 진단법은 경구 당부하 검사다. 일정량의 포도당을 복용하고서 2∼3시간 동안 주기적으로 4∼5번 혈액을 채취한 후 혈당 수치를 측정해 당 대사 정상 여부를 판단한다. 연구팀은 신체에 상해를 입혀 환자 통증을 수반하는 이런 침습적 방식 대신 비침습적 방법으로 당뇨를 진단할 수 있는 연구를 진행했다. 대전대 둔산한방병원과의 협력을 통해 당뇨병 환자 45명과 정상인 45명의 대조군을 모집했다. 이들은 나이, 성별, 체질량지수(BMI)를 고려해 선정했다. 음식 먹기 전 혈당과 생체임피던스를 확인하고서 식후 30분 간격으로 2시간 동안 혈당과 생체임피던스를 측정했다. 그 결과 혈당은 환자군과 대조군에서 모두 식후 급격하게 증가했다가 시간이 지나면서 감소했다. 그 크기와 변화 폭은 당뇨 환자에게서 더 두드러졌다. 반면 생체임피던스 신호 중 하나인 위상각 데이터는 당뇨병 환자군과 대조군 모두 식전·후 값이 거의 변하지 않았다. 환자군에서는 위상각 데이터 크기가 대조군보다 더 작게 나타나는 경향을 보였다. 

생체전기를 이용한 당뇨 측정방법 그림-논문발췌
생체전기를 이용한 당뇨 측정방법 그림-논문발췌

이것을 측정하는 방법이 따로 있다. 신체의 5 개의 세그먼트 임피던스를 측정하기 위해 8 개의 전극이 사용되었다. 4개는 각 손의 엄지손가락과 집게손가락과 접촉하고 4개는 각 발목의 안쪽과 바깥쪽에 접촉했습니다. 각 참가자의 혈장 포도당 수준 및 생체 임피던스는 아침 식사 후 5 분 전 및 30 분마다 측정되었다. 이런 방식의 비침습적 방법은 여러 사람들에게 희소식일 것이다. 주사바늘을 무서워하는 사람들부터, 주사바늘을 때문에 생기는 감염위험을 예방할 수 있는 방법이다. 또한 이 방법이 더 연구화 되어 대중화 된다면 당뇨병환자들의 조기검진이 가능해지지 않을까싶다. 

 

두 번째로는 생체전기와 비슷한 미세전류에 관한 내용이다. 뇌에서 신경을 전달하는 기능에 문제가 생기면 생체전기가 발생하지 않거나 잘못돼 근육을 움직일 수 없다. 마비가 온 것이다. 마비가 생겼을 때 인위적으로 전기를 통하면 근육을 움직일 수 있다. 전기를 재활치료에 활용하는 것이다. 이 교수는 “생체전기와 유사한 크기의 미세한 전류를 몸속에 흐르게 하면 세포가 활성화돼 상처 치유가 빨라지고, 통증이 조절되는 효과가 있다”고 말했다. 생체전기의 크기는 건강상태에 따라 다르다. 일반적으로 나이가 들면 근육 활동이 줄면서 생체전기도 감소한다. 또 외부충격에 의해 뼈가 부러지거나 상처가 나면 전류의 흐름이 단절돼 제대로 흐르지 않는다. 여기에 전류를 주면 세포와 세포 간 이온교환이 활발해지면서 회복이 빨라진다. 의도적으로 음이온을 많이 발생시키면 평소보다 양이온을 더 많이 끌어당겨 세포 재생을 돕고 통증을 완화시킨다는 것이다.

 

이러한 미세전류를 이용한 의류제품이 많이 나오고 있다 그래서 이런 제품과 인체에 미치는 영향에 관련된 논문이 있다. ‘미세전류를 이용한 의류제품 착용이 인체 생리적 반응에 미치는 영향’이라는 논문에 따르면 결과를 4가지로 정리해볼 수 있다.

 

첫째, 체중의 변화는 미세전류제품이 일반제품보다 실험전후의 감소량이 크게 나타났으며 BMI지수가 높은 피험자가 BMI지수가 낮은 피험자보다 체중감소량이 더 크게 나타났다. 둘째, 피부온과 평균 피부온은 미세전류제품이 일반제품보다 더 낮게 나타났으며 이는 운동효과로 인한 발한의 영향으로 판단된다. 셋째, 미세전류제품 착용 시 일반제품 착용 시에 비해 다소 습한 환경에서 걷기운동 하는데 심박수와 젖산의 낮은 감소율을 보여 신체의 항상성 유지와 근 피로도에 긍정적 영향을 주었다. 넷째, 밀착감은 일반제품이 미세전류제품보다 약간 더 밀착되게 느끼는 것으로 나타났으며 온냉감, 습윤감 및 촉감에서는 두 제품 간 유의한 차이가 나타나지 않았다. 

 

본 연구의 결과에서 미세전류 자극장치가 부착된 브래지어를 착용하고 유산소 운동인 걷기운동을 할 경우 혈액순환 향상으로 인한 발한증진과 피로감소 효과를 제공할 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한 BMI지수가 높은 피험자에게 미세전류 자극 의류제품 착용 시 체중감소 효과가 더 크게 나타날 수 있으므로 향후 높은 체지방량을 소유한 여성을 대상으로 하는 다양한 미세전류 자극 다이어트 의류제품의 개발이 요구되며 비만여성을 대상으로 하는 체계적인 착의실험 연구가 필요하다고 생각된다. 또한 미세전류의 칩의 다양한 형태와 크기, 부착 위치 및 봉제 방식을 연구하고 이들 요소의 결합으로 개발된 미세전류 의류제품의 착용 효과에 대한 검토에 관한 후속적인 연구와 함께, 노인 및 청소년을 위한 미세전류 칩 개발과 미세전류 건강의복 및 미세전류 건강신발 등에 대한 적용 효과의 연구도 제안한다. 

 

토르를 통해 생긴 호기심으로 인체에 관련된 전기에 관하여 알아보았다. 우리가 생각하는 전기와 조금은 다를지도 모른다. 우리가 생각하는 전기는 토르의 전기나 혹은 애니메이션‘포켓몬스터’에 나오는 피카츄 같은 이미지다. 이 두 캐릭터의 공통점이 있다. 둘 다 공격에 특화되어 있는 전기를 사용한다는 것이다.(물론 모든 전기를 공격에만 사용하는 것은 아니다.) 평화로 나아가는 삶을 추구하는 전 세계적인 추세로 보아, 우리는 전쟁에 특화된 전기보다는 많은 사람들에게 더 좋은 삶을 주는 기술을 추구해야한다고 생각한다. 아직까지 그 정도로 강한 전류가 사람에게 사용하는데 까지는 시간이 걸릴 것이다. 하지만 첫 번째로 소개한 당뇨에 관련된 논문처럼 인체에 흐르는 작은 전류가 사람들에게 도움을 주는 것을 알 수 있다. 강한전류가 아니어도 작은 전류만으로도 사람들에게 도움을 줄 수 있는 것이다. 우리가 추구해야 하는 것은 강한 ‘힘’이 아니라 약하더라도 많은 사람들의 ‘삶’을 도와줄 수 있는 기술이여 한다고 생각한다.

 

<참고>
1.생체 전기의 정의
https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=428742&cid=60261&categoryId=60261
2.생체전기와 당뇨-연구논문
https://www.nature.com/articles/s41598-017-18913-7
2.생체전기와 당뇨 기사-피 뽑는 대신 생체전기로 당뇨 진단하는 시대 열릴까
https://www.sciencetimes.co.kr/?news=%ED%94%BC-%EB%BD%91%EB%8A%94-%EB%8C%80%EC%8B%A0-%EC%83%9D%EC%B2%B4%EC%A0%84%EA%B8%B0%EB%A1%9C-%EB%8B%B9%EB%87%A8-%EC%A7%84%EB%8B%A8%ED%95%98%EB%8A%94-%EC%8B%9C%EB%8C%80-%EC%97%B4%EB%A6%B4%EA%B9%8C&s=%EC%83%9D%EC%B2%B4%EC%A0%84%EA%B8%B0
3. 미세전류와 의류제품에 관한 논문
http://www.clothing.or.kr/pdf_files/pdf_file/13-6%EA%B0%95%EB%AF%B8%EC%A0%95,%EA%B6%8C%EC%98%81%EC%95%84.pdf
4.미세전류에대한 기사
https://news.joins.com/article/4176593

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고은지(차의과학대학 바이오공학과)

마블 영화 속 생명공학에 관한 이야기입니다. 영화를 보면서 '저게 과연 현실에서 가능한 이야기일까?'라는 궁금증으로부터 만들어진 글입니다. 인물별로 하나하나 알아가 보도록 할 것이니 가볍게 즐겨주세요.

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