가을 이 깊 어 간다 . 나무 들 은 이제 하늘 을 향해 뻗 었 던 광합성 전진 기지 를 서서히 철수 하 고 있 다 . 물 과 영양분 이 들락거리 던 지난 성하 ( 盛夏 ) 의 물관 과 체관 으로 한 켜 의 나이테 를 더 한 나무 는 작년 보다 몸통 을 더 키웠 다 . 공기 속 의 삶 을 선택 한 나무 들 은 위 로 높이 솟구치 기 위해 밑동 을 부풀린다 . 나무 가 생산 하 는 유기 화합물 의 90 % 이상 은 공기 중 의 이산화 탄소 에서 비롯 된다 . 10 % 가 채 안 되 는 나머지 는 뿌리 를 통해 흡수 하 는 지각 속 의 물 에서 나온다 . 그렇 기에 땅 에 뿌리 를 박 고 있 지만 나무 는 가히 대기 권 에 근거 를 둔 생명체 라고 할 수 있 는 것 이 다 . 그렇 다면 과연 나무 는 어떻게 꼿꼿이 서 게 되 었 을까 ? 식물 은 리그닌 ( lignin ) 이 라는 생체 고분자 화합물 을 발명 한 덕분 에 수직 상승 을 현실 화 시킬 수 있 었 다 . 목재 혹은 나무 를 뜻 하 는 라틴 어 , 리그 눔 ( lignum ) 에서 유래 한 리그닌 의 화학 구조 를 보 면 유달리 산소 원자 가 많 음 을 알 수 있 다 . 약 4 억 년 전 고생대 실루리아기 에 산소 를 접착제 삼 아 생성 된 , 물 에 녹 지 않 는 리그닌 화합물 은 황무지 였 던 지 표면 을 푸르 게 만들 어 지 구 풍광 을 일신 ( 一新 ) 했 다 . 리그닌 은 식물 을 땅 위 에 굳건히 서 있 게 했 을 뿐 만 아니 라 , 잎 의 표면적 을 넓혀 태양 에너지 를 맘껏 수용 할 수 있 게 만들 었 다 . 그 어떤 생명체 도 넘보 지 못했 던 대기 권 이 라는 생태 지위 를 차지 한 나무 는 빠르 게 지 구 대륙 으로 퍼져 나갔 다 . 그리고 그곳 으로 날개 달린 곤충 과 새 를 불러들여 꿀 과 안식처 를 제공 했 다 . 이렇게 보 면 결국 식물 이 나무 가 될 수 있 었 던 까닭 은 대기 중 에 존재 하 는 산소 덕분 이 다 . 식물 뿐 만 아니 라 동물 도 산소 덕분 에 몸집 을 키울 수 있 었 다 . 식물 의 리그닌 에 필적 하 는 동물 의 고분자 화합물 은 콜라겐 이 다 . 포유동물 이 가진 단백질 의 양 을 100 이 라고 했 을 때 콜라겐 은 그 중 약 25 % 를 차지 한다 . 단연 압도 적 이 다 . 콜라겐 은 인간 의 결합 조직 인 뼈 나 연골 에 주로 존재 한다고 알려져 있 지만 사실 어디 에 나 다 있 다 . 머리카락 이나 혈관 에 도 있 다 . 이 중 에서 콜라겐 이 부실 했 을 때 가장 직접 적 으로 타격 을 받 는 조직 은 어디 일까 ? 뼈 , 이빨 ? 아니 다 . 바로 혈관 이 다 . 심장 에서 전신 으로 영양분 과 산소 를 공급 하 기 위해 인간 은 약 10 만 ㎞ 가 넘 는 혈관계 를 구비 하 고 있 다 . 따라서 혈관 벽 을 튼튼 하 게 유지 하 는 일 은 건강 하 게 살 기 위한 지름길 이 다 . 그리고 그것 은 곧 콜라겐 을 견고 하 게 구축 하 는 일 에 다름 아니 다 . 공들여 땋 은 여자 아이 삼단 머리 처럼 콜라겐 다발 은 세 줄 의 콜라겐 기본 단위 로 이루어져 있 다 . 콜라겐 단백질 안 에 는 특별히 프롤린 ( proline ) 아미노산 이 풍부 하 다 . 13 % 에 육박 할 정도 다 . 세포 들 은 프롤린 분자 에 산소 와 전자 한 개 를 붙인 수산기 를 일종 의 접착제 로 사용 하 여 세 줄 의 콜라겐 다발 을 완성 한다 . 이렇게 콜라겐 다발 을 만들 때 도 산소 가 꼭 필요 하 다 . 하지만 콜라겐 다발 에 구조 적 안정 성 을 확고히 부여 하 기 위해서 는 반드시 전자 가 필요 하 다 . 콜라겐 단백질 에 전자 를 전달 해 주 는 생체 물질 은 다름 아닌 비타민 C 이 다 . 대항해 시대 에 수많 은 선원 들 의 목숨 을 앗 아 가 면서 요란 스럽 게 등장 한 비타민 C 결핍 의 주요 한 증상 인 괴혈병 은 대개 전자 하나 를 제대로 전달 하 지 못해 부실 해진 콜라겐 단백질 에서 비롯 되 었 다 . 비타민 C 의 정체 를 밝힌 헝가리 의 센트죄르지 박사 는 연구 초반 저 물질 을 확보 하 기 위해 소 의 부신 을 대량 으로 추출 했 다 . 부신 ( 副腎 ) 은 그 이름 처럼 콩팥 위 에 붙 은 기관 이 며 아드레날린 과 같 은 신경 전달 물질 을 만들 고 분비 한다 . 아드레날린 을 만들 때 도 비타민 C 가 제공 하 는 전자 가 필요 한 것 이 다 . 교과서 에서 우리 는 비타민 C 가 중요 한 세포 내 항산화물질 이 며 활성산소 로부터 세포 를 보호 한다고 배웠 다 . 하지만 그것 은 정말 빙산 의 일각 에 불과 하 다 . 비타민 C 는 스트레스 성 매개 물질 인 아드레날린 뿐 만 아니 라 근육 의 운동 및 쾌감 본능 을 매개 하 는 도파민 생합 성 에 도 필요 하 다 . 또한 에너지원 으로 쓰 기 위해 잘 게 쪼갠 지방산 을 미토콘드리아 로 운반 하 는 카르니틴 이 라는 물질 을 만들 때 도 필수 적 이 다 . 괴혈병 의 초기 증상 은 권태감 을 동반 하 는데 이 증상 은 카르니틴 이 제대로 기능 을 하 지 못하 는 데 서 비롯 된다 . 그러나 인간 은 이렇게 중요 하 고 다양 한 기능 을 하 는 비타민 C 를 스스로 만들 지 못한다 . 대신 싱싱 한 채소 나 과일 을 먹 어 필요 한 양 의 비타민 C 를 충족 한다 . 하지만 인간 과 달리 지구 상 에 사 는 대부분 의 다세포 생명체 는 스스로 비타민 C 를 만든 다 . 몇 종 의 물고기 와 새 그리고 박쥐 일부 , 기니피그 및 영장류 를 제외 한 대부분 의 동물 들 은 비타민 C 를 만드 는 유전자 와 효소 일습 ( 一襲 ) 을 갖추 고 평생 을 살아간다 . 심지어 식물 이나 버섯 도 비타민 C 를 합성 한다 . 식물 의 비타민 C 는 주로 광합성 과정 에서 파생 하 는 활성산소 를 제거 한다고 알려졌 지만 콜라겐 과 신경전달물질 의 합성 에 참여 하 는 동물 에서 의 비타민 C 의 기능 을 염두 에 둔다면 이 화합물 이 식물 에서 도 다양 한 기능 을 할 것 이 라고 능히 짐작 할 수 있 다 . 식물 이 왕성 하 게 성장 하 거나 과일 이 익 을 때 비타민 C 가 필요 하 다는 최신 의 연구 결과 는 이런 추론 을 뒷받침 한다 . 그렇 다면 인류 는 어쩌 자고 비타민 C 라는 중요 한 물질 을 만드 는 수단 을 내팽개쳤 을까 ? 과학자 들 은 아마도 우리 영장류 조상 이 나무 위 에서 잎 과 과일 을 충분히 섭취 할 수 있 게 되 면서 이런 생화학 적 격변 이 찾아오 지 않 았 을까 합리 적 으로 추론 한다 . 잘 알려 지지 는 않 았 지만 사실 항산화제 인 비타민 C 를 합성 하 는 동안 역설 적 이 게 도 세포 독성 물질 인 과산화수소 산화물 이 만들 어 진다 . 주위 에서 쉽 게 비타민 C 를 확보 할 수 있 게 된 인간 은 저 효소 를 만드 는 데 필요 한 에너지 와 탄수화물 재원 도 절약 하 고 간접 적 으로 나마 독성 물질 의 위험 도 줄일 수 있 게 되 었 다 . 그 결과 인간 은 생물학 적 으로 채소 와 과일 을 자주 먹 어야 하 는 처지 에 놓였 다 . 이 는 진화 적 으로 피할 수 없 는 운명 이 다 . 김홍표 아주 대 약학 대학 교수 ▶ 장도리 | 그림 마당 보 기 ▶ 경향신문 최신 기사 ▶ 기사 제보 하 기 © 경향신문 ( www . khan . co . kr ) , 무단 전재 및 재 배포 금지