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중수소 감소수
물
많은 사람들은 물이 무엇인지 알고 있다고 생각하지만, 실제로는 물에 대해 잘 알지 못합니다.
이는 물이 항상 우리 곁에 있어 특별하게 여기지 않고, 당연히 존재하는 것으로 생각하기 때문에 일어나는 일입니다.
우리가 매 순간 들이마시는 공기에 대해 얼마나 알고 있는지를 생각해보면, 물에 대한 이해도 역시 비슷한 이치라고 할 수 있습니다.
물의 성분은 무엇인가?
물은 산소와 수소의 결합물로, 두 개의 수소 원자와 하나의 산소 원자로 이루어진 화합물입니다. 물의 분자식은 H₂O로 표현되며, 어떤 물이든 그 기본 구조는 동일합니다.
물은 시간, 온도, 순환 등의 요인에 의해 다양한 광물질과 유기질이 혼합되어 일정한 농도를 유지합니다.
또한, 물은 대기의 압력에 의해 공기 중의 산소를 용해하는데, 이 역시 온도와 압력에 따라 큰 변화를 보입니다.
이러한 이유로 물은 마치 마법 같은 신비로운 물질로 여겨지기도 합니다.
중수소 감소수는 물 속에 녹아 있는 광물질이나 유기질을 변화시킨 물이 아닙니다.
중수소 감소수는 물 속에 평균 155ppm 농도로 존재하는 수소 동위원소인 ²H(중수소)의 농도를 원래부터 낮게 유지하고 있는 물을 의미합니다.
사람들이 매일 마시고 요리하며 사용하는 물의 중수소 농도는 평균적으로 155ppm입니다.
세계의 장수촌이 왜 장수하고 천천히 늙는지에 대해 많은 학자들이 연구를 해왔지만, 장수촌의 물이 일반적인 물과 수질에서 차이가 없다는 점을 발견했습니다.
“그렇다면 수질은 같은데 왜 우리는 장수하지 못하는가?”라는 의문이 제기되었고, 일부는 이를 음식물이나 식습관과 관련지어 설명하려 했지만, 명확한 증거를 제시하지 못했습니다.
그러나 학자들은 분석 항목에 포함되지 않았던 새로운 요소에 주목했습니다.
그 결과, 장수촌의 물에서 중수소 농도가 평균 130ppm으로 일반 물보다 현저히 낮다는 사실이 밝혀졌습니다.
인체의 중수소 역할에 대한 연구 결과, 중수소가 세포 분열 과정에 큰 영향을 미쳐 세포 분화를 촉진하는 데 중요한 역할을 한다는 사실이 확인되었습니다.
이는 장수촌 사람들이 천천히 늙고 오래 사는 이유 중 하나로 여겨질 수 있습니다.
그 후, 장수촌을 대상으로 한 연구에서 볼리비아 티티카카호 호수의 물과 훈자마을 주변 작물들의 중수소 농도를 분석한 결과, 식물들 역시 중수소 농도가 낮았다는 사실이 확인되었습니다.
중수소 농도가 낮을수록 세포 분열이 천천히 일어나며, 이로 인해 장수촌 사람들은 나이에 비해 젊어 보이고, 건강하며, 병에 잘 걸리지 않는다는 결론에 도달하게 되었습니다.
중수소 감소수는 항노화(안티 에이징)에 중요한 역할을 합니다.
특히, 낮은 농도의 중수소 물을 오랫동안 섭취하면 암세포의 분열 속도에도 영향을 미쳐, 암세포가 멈추거나 자연스럽게 스스로 사멸하는 현상이 일어난다는 임상 결과가 지속적으로 발표되고 있습니다.
한편, 중수소수는 무거운 물이라는 뜻의 “중수(重水)”로 알려져 있습니다.
그러나 중수의 농도를 낮추면 물이 가벼워지기 때문에 “경수(輕水)”라고도 불립니다.
지구상의 자연수의 중수 농도는 평균 155ppm으로, 이보다 낮은 농도를 가진 물을 각각 “라이트 워터”(100-150ppm), “슈퍼 라이트 워터”(50-100ppm), “울트라 라이트 워터”(50ppm 이하)로 구분합니다.
자연적으로 중수 농도의 분포는 해발 고도에 따라 차이가 있습니다.
고도가 높은 지역일수록 중수 농도가 낮고, 고도가 낮은 지역일수록 농도가 높은 경향이 있습니다.
이러한 특징은 장수촌이 대체로 해발 3,000m 이상의 고지대에 위치하고 있다는 점으로 증명된다고 할 수 있습니다.
이러한 자연 현상을 이용하여 저농도 중수소 물을 만들 수 있지만, 이는 매우 어려운 일입니다.
과거 일본에서 20억 엔 이상의 시설 투자를 통해 중수소 감소수 생산 공장을 준공했으나, 일일 생산량이 매우 적어 경제성이 없다고 판단하여 공장을 폐쇄한 사례가 있습니다.
이는 중수소 감소수를 생산하는 것이 매우 까다롭고 복잡한 작업임을 의미합니다.
따라서 중수소 감소수는 일반적인 물보다 훨씬 높은 가격으로 시판될 수밖에 없는 것입니다.
장수의 비밀
1988년 여름, 영국 런던 공항에서 한 노인이 출입국 심사를 받았습니다.
노인의 여권을 확인한 출입국 관리소 직원은 놀라움을 감추지 못했는데, 그 이유는 노인의 나이가 만으로 160세였기 때문이었습니다.
노인의 국적은 파키스탄의 카라코람산맥 아래 위치한 ‘훈자’라는 마을이었는데, 이곳은 40대 여성이 10대의 외모를 가지고 있고, 60대 여성의 출산이 흔하며, 90대 여성이 아이를 낳았다는 이야기가 전해지는 곳입니다.
이러한 이유로 파키스탄의 훈자 장수 마을은 평균 수명이 120세에 달한다는 점에서 화제가 되었습니다.
훈자 마을은 히말라야산맥의 높은 고지대에 위치해 외부와 완전히 차단된 마을이었으며, 1990년대 초 이전에는 훈자 마을 주민들 중 암이나 심장 질환, 혹은 퇴행성 질환을 겪는 사람이 없었습니다.
이 외에도 전 세계의 고산지대에 사는 사람들이 주로 장수한다는 사실은 널리 알려져 있습니다.
노화를 연구하는 학자들은 만년설이 있는 고산지대 사람들이 장수하는 이유 중 하나로 그들이 마시는 물의 중수소 함량이 적은 경수를 지목했습니다.
물론 음식, 생활습관, 환경 등도 중요한 요소이지만, 그들이 늘 마시고 음식에 사용하는 물의 중요성은 특별히 강조할 필요가 없습니다.
만년설이 녹은 물은 일반 물에 비해 중수소 비율이 약 15% 낮기 때문에, 이 물은 조직 세포와 세포막에 긍정적인 영향을 미치고 신진대사에 유익한 효과를 발휘합니다.
고도 3,600-4,000m에 위치한 이들 지역에서는 보리, 밀, 감자, 토마토, 옥수수 등이 재배되고 있으며, 이 작물들 역시 저 농도의 중수소 물의 영향을 받아 그 농도 역시 마시는 물과 동일하다고 합니다.
특히, 고도 3,700m 이상에서는 뽕나무 밭이 있으며, 이 지역 또한 장수촌으로 알려져 있습니다.
이들 지역에서는 암이나 암으로 사망한 사람이 거의 없다는 것이 특징입니다.
또한, 양이나 야크는 해발 4,000m 이상의 고지대에서 방목되므로, 이곳에서 장수하는 사람들은 저 농도의 중수소 물을 마시고 자란 육류를 섭취함으로써 모두가 저 농도의 중수소 환경에 둘러싸여 장수하는 것입니다.
중수소 감소수 의학적 발견 연혁과 근거
138억 년 전 빅뱅 이후, 우주가 탄생한 첫 60초 동안 원시 플라스마에서 처음 만들어진 원소는 수소였습니다.
이 수소는 하나의 양성자와 하나의 전자로 구성되었습니다.
당시 우주의 기온은 약 10억도에 달했으며, 전자와 양성자는 상호 작용하여 소멸하며 광자를 만들기도 했습니다.
이와 동시에, 양성자와 중성자가 결합하여 중수소, 즉 양성자와 중성자로 이루어진 쌍을 형성하였습니다.
거의 모든 중수소가 결합하여 헬륨을 형성함에 따라, 원시 물질은 주로 1/4의 헬륨과 3/4의 수소로 분리되었습니다.
세 번째로, 방사성 동위 원소인 삼중수소(중성자 2개)는 매우 희귀하여 약 4천1백만 개의 수소 원자 중 단 하나의 비율로 존재합니다.
우주가 냉각되면서 중수소핵은 수소와 헬륨과 짝을 이루지 않고 분리된 상태로 남았습니다.
대부분의 중수소는 수소와 함께 별의 에너지 원천으로 사용되었습니다.
이후 중수소 원자는 산소 원자와 2대 1 비율로 결합하여 물을 생성하였으며, 현재는 지구상의 해수와 담수에서 발견됩니다.
지구상의 물 1리터당 약 6방울, 즉 300mg 정도의 중수소가 포함되어 있습니다.
Harold Urey
Ferdinand Breckwidde
1932년 미국 컬럼비아 대학의 Harold C. Urey와 그의 동료 Ferdinand G. Brickwedde와 George R. Murphy가 중수소의 존재를 증명하였다. 이들에 의해 발견되기 전에는 수소는 하나의 양성자와 하나의 전자만 있다고 믿었습니다.
수소에 중성자가 추가된 이 희귀한 수소 동위 원소는 수소와 비교해 무게가 두 배 무거우므로 질량은 수소보다 2배가 됩니다.
중수소는 우주의 모든 수소의 약 0.0149%를 차지하기 때문에 물리학자들이 이를 쉽게 발견하지 못했습니다.
1913년에 일부 물리학자들은 수소의 두 번째 동위 원소가 존재할 가능성을 의심했지만, 그 후 Harold C. Urey가 그 존재를 입증했습니다.
1934년에 Dr. Urey는 이 기념비적인 발견으로 원자 시대를 여는 데 기여한 공로로 노벨 화학상을 수상했습니다.
농축된 중수소, 즉 중수는 원자로와 원자 폭탄 제조에 필수적인 요소였기에, 당시 시대적 상황을 반영한 중요한 발견이었습니다.
1930년대는 물리학에서 패러다임 전환이 일어난 시기였으나, 분자 생물학 분야에서는 상대적으로 발전이 더뎠습니다.
한편, 1929년에는 모든 생명체가 미토콘드리아에서 ATP를 생성한다는 사실이 발견되었습니다.
이는 1897년 칼 벤더(Carl Benda)가 세포 내에 미토콘드리아의 존재를 증명한 지 34년 후의 일이었습니다.
1937년에는 ATP가 생성되는 메커니즘을 설명하는 크렙스 회로(Krebs Cycle)가 발견되었습니다.
크렙스 회로는 산소를 이용한 세포 호흡의 두 번째 과정인 TCA 회로(tricarboxylic acid cycle)를 일컫는 말로, 산소 호흡의 첫 단계인 해당 과정을 통해 만들어진 대사 산물을 산화시켜 그 에너지의 일부를 ATP에 저장하고, 나머지는 전자 전달계로 전달하는 일련의 과정을 설명합니다.
그러나 ATP 생산에 대한 중수소의 영향이 이해되기까지는 60년의 시간이 더 필요했습니다.
버클리 화학과 교수였던 Urey의 멘토인 Gilbert N. Lewis는 Urey가 중수소의 존재를 증명한 직후, 1933년에 전기분해를 통해 순수한 중수를 최초로 생성했습니다.
그 후, 그는 이 중수를 얼렸을 때 일반 물속으로 완전히 가라앉는 것을 처음으로 관찰했습니다.
또한, 그는 중수가 미생물의 번식력을 저하시키고 종자의 성장을 지연시키는 것을 관찰했습니다.
이때부터 새롭게 발견된 이 수소 동위 원소인 중수소에 초점을 맞춘 새로운 연구 시대가 열렸습니다.
Lewis 교수의 중수 관찰 직후, 예일 대학의 오즈번 동물 연구소 연구원인 오스카 W. 리차즈는 효모와 설탕이 중수에서 9배 느리게 작용한다는 것을 확인했습니다.
1934년부터 1939년까지 예일대학의 약리학과에 속한 HG Barbour와 그의 동료들은 중수소가 생쥐에 미치는 영향에 대한 최초의 체계적인 연구를 시작했습니다.
1933년부터 1939년 사이에 중수소의 생물학적 영향에 관한 216개의 연구가 발표되었으며, 이들 연구는 모두 유사한 결론에 도달했습니다.
실험에서 일반 물에 30% 중수소수를 혼합한 경우, 박테리아, 식물 및 동물이 며칠 내에 죽는 현상이 관찰되었습니다.
더 많은 연구가 필요했지만, 제2차 세계대전이 발발하면서 군사 부문에서 중수소에 대한 수요가 급증하게 되었고, 이로 인해 중수소를 확보하기가 점점 더 어려워졌습니다.
그 결과, 중수소에 대한 생물학적 연구는 중단되었고, 1950년대까지 이러한 연구는 점차 사라지게 되었습니다.
1953년, Francis HC Crick과 James D. Watson이 DNA의 이중 나선 구조를 발표한 것과 거의 동시에, 시베리아 톰스크 대학(소비에트 연방)의 대학원생인 Gennady D. Berdyshev가 노인학 및 유전학을 연구하면서 중요한 발견을 하게 되었습니다.
그는 동료인 생물물리학자 Boris N. Rodimov와 함께 소비에트 연방 인구의 수명에 관한 매우 독특한 의문을 조사했습니다.
소비에트 연방 전체에서 100세 이상 인구의 비율은 100만 명당 10명 미만이었지만, 시베리아의 특정 지역에서는 이 비율이 100만 명당 324명(10만 명당 32명, 참고로 2019년 한국에서는 10만 명당 약 25명)이었습니다.
이 지역은 높은 알타이산맥과 야쿠티아 지역으로, 그곳의 주민들은 노년기까지 건강과 활력을 유지하고 있었습니다.
Berdyshev는 이 지역에서 높은 고도에서 녹아내린 깨끗한 빙하의 물이 땅속으로 공급된다는 사실을 알게 되었고, 그 물이 주민들의 수명과 연관이 있을 가능성을 조사하고자 했습니다.
이 과학자들은 고대 빙하 얼음에 숨겨진 비밀의 특성이 장수와 관련이 있을 가능성에 주목했습니다.
첫 번째 실험에서는 3억 년 동안 얼어있던 얼음을 20ｍ 깊이에서 채굴하여 녹이는 작업을 진행했습니다.
실험실에서 이 물이 세포 분열에 미치는 영향을 관찰한 결과, 노화를 늦추는 효과가 있는 것으로 나타났습니다.
그러나 연구소가 3억 년 동안 얼어있던 얼음을 지속적으로 추출하는 비용을 감당할 수 없게 되자, 연구진은 시베리아 지역의 물에 주목했습니다.
놀랍게도 이 물도 비슷한 효과를 나타내는 것으로 확인되었습니다.
이 발견을 통해 중수소 감소수에 대한 연구가 본격적으로 시작되는 계기가 마련되었습니다.
1959년부터 1960년까지 톰스크 대학의 VM Muhachev가 수행한 실험은 그의 동료들에게 소량의 중수소조차도 수소 결합의 화학을 왜곡하고 하위 분자 과정을 억제할 수 있다는 확신을 주었습니다.
1960년까지 Berdyshev는 야쿠티아와 알타이 지역의 인간 수명이 빙하 녹은 물 섭취와 연관이 있다는 충분한 정보를 얻었습니다.
톰스크 대학의 연구자들은 적도에서 중수소 비율이 155.76ppm인 빈 표준 해양수(Vienna Standard Mean Ocean Water, VSMOW)와 비교했을 때, 고대 얼음을 녹인 물과 높은 산의 빙하수에서는 중수소 비율이 평균 15-20% 감소한 것을 발견했습니다.
이 역사적인 발견은 1961년 옴스크 농업 저널에 처음으로 발표되었습니다.
Berdyshev, Rodimov, Muhachev 등은 중수소가 감소한 물이 인체의 활력을 회복시키는 데 중요한 역할을 한다는 사실을 발견하게 되었습니다.
이 무렵, 우랄산맥 남부의 키쉬팀 원자력 발전소에서 6단계 원자력 사고가 발생했다는 사실을 접하게 되었습니다.
이는 역사상 세 번째로 큰 원자력 사고였습니다.
Berdyshev와 그의 동료들은 새로 발견된 “기적의 얼음물”을 여러 희생자에게 제공했고, 그들은 이 물을 통해 회복되는 놀라운 결과를 보였습니다.
1966년, Rodimov와 그의 생물학 및 물리학과 위원장인 IV Toroptsev는 그들의 연구를 영어로 출판하여 전 세계의 연구자들과 과학자들에게 소개했습니다.
이들은 생물체에서 중수소의 생리적 역할에 대한 획기적인 발견을 통해 시베리아를 세계에 알리게 되었습니다.
중수소가 감소한 물이 어떻게 긍정적인 생물학적 영향을 미치는지를 보여준 최초의 과학자가 된 것입니다.
생쥐를 대상으로 한 실험에서 중수소가 3% 증가하면, 새끼의 출생 체중이 20% 감소하고, 대조군보다 크기가 3배 작아지며, 3세대 이상 번식할 수 없다는 것을 관찰했습니다.
또 다른 실험에서는 빙하 녹은 물을 섭취한 쥐가 더 큰 성적 활동을 보였고, 대조군보다 더 건강하게 자랐습니다.
이러한 실험은 소련의 국가 실험기관에서 다른 동물과 식물을 이용해 반복되었습니다.
이 연구는 중수소가 30년 전에 발견된 것을 고려할 때 매우 중요한 성과였습니다.
이로써 장수의 비밀 중 하나가 비로소 밝혀진 것입니다.
우연히도, 거의 같은 시기에 생물학에서 큰 뉴스 중 하나가 UCLA의 분자 생물학자인 Paul D. Boyer에 의해 밝혀졌습니다.
그는 중수소가 미토콘드리아에 있는 작은 단백질 나노 모터가 전자 전달계(ETC)의 끝에서 ATP를 만드는 데 부담을 준다는 사실을 발견했습니다.
이 단백질 어셈블리는 9000 RPM으로 회전하며, 회전자, 고정자, 자기장을 갖춘 기계식 모터의 구조와 기능을 가지고 있습니다.
Boyer는 이를 “ATP 신타아제” (ATP Synthase, ATP 합성 효소)라고 명명했습니다.
ATP분자에 대한 효소 메커니즘
ATP 합성효소(ATP Synthase)에 대한 중수소의 영향이 더 명확히 밝혀지기까지는 또 40년이 흘렀습니다.
1960년대 초까지만 해도 중수소는 비록 수소의 동위 원소이긴 하지만, 생화학적이나 생물물리적으로는 완전히 “다른” 것이 아니라 단순히 중성자가 하나 더해져 질량이 두 배가 된 정도로만 인식되었습니다.
이는 다른 어떤 원소에서도 동위 원소 사이의 질량 차이가 이토록 큰 경우가 없기 때문에 주목을 받았으나, 이 외에 중수소가 세포 수준에서 어떤 기능을 하는지는 아직 밝혀지지 않았습니다.
러시아인들이 조용히 연구를 이어가는 동안, 미국인들은 중수소의 생물학적 흔적을 연구하는 데 집중하고 있었습니다.
일리노이주에 있는 아르곤 국립 연구소의 의학 연구 부서에서 John F. Thomson은 1963년에 “중수소의 생물학적 효과”라는 제목의 152쪽짜리 논문을 작성했습니다.
그의 동료인 Joseph J. Katz와 Henry L. Crespi는 1966년에 출판된 “중수소 유기체 양생 및 용도(Deuterated Organisms Cultivation and Uses)”에서 중수소가 단백질의 형태와 DNA 복제에 영향을 미친다는 내용을 처음으로 언급하면서 중수소의 생물학적 의미를 강조했습니다.
이들은 중수소 비율이 증가하거나 감소된 물이 생체에 미치는 영향을 연구했으며, 마우스를 대상으로 한 실험에서 다음과 같은 결과를 얻었습니다.
실험 #1: 중수의 농도가 30%로 증가한 물을 먹인 쥐는 체중이 줄어들었으며, 며칠 만에 치명적인 결과를 초래했습니다.
실험 #2: 중수소 농도가 30% 감소한 물(105ppm)을 먹인 쥐는 체내 수분에서 중수소 농도가 30% 감소하여 수명이 현저히 증가하는 결과를 보였습니다.
이러한 연구들은 중수소가 생물체의 생리적 과정에 중요한 영향을 미칠 수 있음을 시사하며, 특히 중수소 농도가 낮은 물이 생명체의 수명 연장에 기여할 수 있음을 보여줍니다.
10년 후인 1974년, 영국 과학자 TR Griffiths는 다시 아르곤 국립 연구소에서 열린 안정 동위 원소에 관한 제2차 국제회의에서 중수소가 노화의 주요 원인일 수 있다는 이론을 발표했습니다.
그는 노화의 진행과 다른 생화학적 메커니즘에서 중수소의 역할에 대해 “중수소는 DNA 복제에 관여하는 효소 분자의 모양에 악영향을 미친다”고 설명했습니다.
Griffiths는 중수소가 수소보다 전기 음성도가 크고, 두 배 더 무겁고, 원자 결합 특성이 다르기 때문에 DNA 복제를 방해한다는 것을 관찰했습니다.
그는 중수소가 증가하면 DNA 복구 효소가 잘못된 반응을 일으켜 DNA 복제 및 복구 과정을 훼손할 가능성이 있다고 발표했습니다.
이듬해인 1975년, JD Gleason과 I. Friedman은 러시아에서의 식물 성장 연구를 기반으로 중수소 감소수(DDW)를 사용해 곡물 성장을 촉진하는 것에 관한 미국 최초의 연구를 발표했습니다.
파키스탄 훈자 마을의 물은 중수소 농도가 약 16% 감소한 물로, 처음에는 그다지 의미가 없어 보일 수 있습니다.
그러나 Griffiths의 이론에 따르면, 중수소의 생물학적 역효과는 농도의 제곱에 비례한다고 합니다.
이는 중수소가 약간만 감소해도 생물학적 이점이 매우 클 수 있음을 시사하는 중요한 발견입니다.
이러한 이론과 관련해 1990년대까지 루마니아와 헝가리에서 집중적인 연구가 진행되었습니다.
이 연구들은 중수소가 노화와 생물학적 과정에 미치는 영향을 심도 있게 탐구하며, 중수소 농도를 조절함으로써 생명 연장과 건강에 긍정적인 영향을 미칠 가능성을 제시했습니다.
파키스탄 카라코람 산맥
루마니아 의학 및 약리학 대학의 W. Bild와 동료들은 8.5 그레이의 치사량 이하의 방사선에 노출된 마우스를 대상으로 한 실험에서, 중수소가 감소한 물을 섭취한 마우스가 더 높은 생존율을 보였다는 연구 결과를 발표했습니다.
30ppm의 중수소가 감소한 물을 먹인 마우스는 61%의 생존율을 보인 반면, 일반 수돗물(150ppm)을 섭취한 대조군은 25%의 생존율을 보였습니다.
또한, 실험 그룹은 정상적인 백혈구와 적혈구, 혈소판 수를 유지했으며, 폐렴에 감염된 후에도 대조군보다 강화된 면역 방어를 보여주었습니다.
과학자들은 중수소가 감소한 물을 마신 마우스가 세포 분열 시 오류가 적고, 방사선으로 손상된 DNA를 더 효과적으로 복구함으로써 생존에 도움을 얻을 수 있다고 결론지었습니다.
중수소가 감소한 물의 생물학적 효과는 당시에는 거의 알려지지 않았기에, 이러한 연구 결과는 겉으로 보기에는 기적처럼 보였지만, 이는 생물학적으로 중요한 효과가 있다는 것을 다시 한번 입증한 것이었습니다.
이 동물 실험은 암 치료에서 화학 요법을 받는 환자들에게 중수소 감소의 영향을 평가하기 위한 목적으로 수행되었습니다.
이후 헝가리의 노벨상 수상자인 Albert Szent-Györgyi와 함께 1990년대 초에 중수소 감소에 대한 가장 광범위한 임상 시험을 수행한 의사이자 분자 생물학자인 가보르 솜라이(Gabor Somlyai)의 연구가 큰 성과를 거두었습니다.
1998년, 솜라이는 “중수소 감소와 생물학적 효과(The Biological Effects of Deuterium Depletion)”와 2001년 저서 “암 퇴치(Defeating Cancer)”에서 중수소가 감소한 물이 부작용 없이 암 환자의 생존율을 대조군보다 훨씬 더 향상시켰다는 이중 맹검 임상 시험 결과를 발표했습니다.
그는 중수소가 감소한 물이 방사선 및 화학 요법과 함께 기존 암 치료의 훌륭한 보완 치료제가 될 수 있음을 입증했습니다.
1992년 10월부터 1999년 봄까지, 솜라이 박사와 그의 팀은 약 12,000페이지 이상의 문서를 기록하고, 1,200개의 특허를 출원하며, 350톤 이상의 중수소 감소수를 환자들에게 투여했습니다.
2019년, 솜라이는 중수소 감소수에 대한 2,222건의 사례 연구를 진행하며, 그의 획기적인 연구를 통해 헝가리는 중수소 감소수 연구의 중심 국가로 인식되었습니다.
소련이 몰락한 후, 키예프의 타라스 셰브첸코 국립대학교(Taras Shevchenko National University)의 유전학 학과장인 Berdyshev는 새로운 청소년학(Juventology)과를 시작했습니다.
그는 중수소 농도를 30-40%(90-105ppm)까지 줄일 수 있는 얼음 녹는 물을 재생하기 위해 동결 및 해동 주기를 반복하여 중수소를 분리하는 장비를 개발했습니다.
또한, 중수소가 감소한 물에 접근할 수 없는 사람들은 가정용 냉동고를 사용해 비슷한 작업을 수행할 수 있음을 알렸습니다.
이 방법은 1990년대부터 러시아와 다른 많은 국가에서 인기를 끌었지만, 큰 차이를 만들 만큼 중수소 수준을 충분히 낮출 수 없어 효과가 제한적이라는 평가를 받았습니다.
21세기 초, 연구자들은 중수소가 감소한 물이 DNA 손상으로부터 보호하는 데 중요한 역할을 한다는 사실을 잘 알고 있었습니다.
그러나 그 이유는 정확히 알려지지 않았습니다.
2006년, 러시아의 화학자 Igor A. Pomytkin과 그의 동료인 OE Kolesova는 미토콘드리아에 의한 중수소 농도와 과산화수소(H2O2) 생성 속도 간의 연구를 발표했습니다.
그들의 연구는 중수소가 세포를 훼손하고, 반대로 경수(중수소 감소수)는 건강을 유지하는 메커니즘이 미토콘드리아에서 발생하고 있음을 보여주었습니다.
Pomytkin의 연구에 따르면, 중수소는 미토콘드리아가 과산화수소(H2O2)를 생성하는 능력을 억제하며, 이는 산화 스트레스를 조절하는 신호를 보내는 메신저 분자 역할을 합니다.
그의 연구는 중수소가 ATP 합성에 미치는 영향과 관련하여 이듬해 발표된 연구와 동일한 결론을 내리게 되었습니다.
이러한 연구들은 중수소 감소수의 생물학적 효과와 관련된 중요한 발견들을 통해, 인체의 신비를 밝히려는 인간의 끝없는 노력을 보여줍니다.
이제 이 수수께끼가 완전히 풀리는 것은 시간문제일 것입니다.
2007년은 중수소 과학의 짧은 역사에서 가장 기념비적인 발견이 이루어진 해였습니다.
터키 앙카라에 있는 GULHANE 의과 보건과학 대학의 생화학 및 임상 생화학과의 의사이자 생화학자, 약리학자인 Abdullah Olgun은 중수소와 노화의 생물학적 효과를 ATP Synthase(ATP 합성효소)를 예로 들어 발표했습니다.
그는 노화를 유발하는 메커니즘에 대한 연구에 전념하며, 2년간의 연구에 몰입했습니다.
중수소가 어떻게 손상을 입히는지를 증명하기 위해 그는 의학 수학에서 또 다른 학위를 취득하기도 했습니다.
Olgun은 ATP Synthase가 나노 모터 내에서 전자 수송 체인의 마지막 단계에서 발생한다는 사실을 확인했습니다.
Olgun의 연구에 따르면, 중수소로 인해 대략 15초마다 개방된 수용체가 없는 양성자-중성자 쌍이 빠르게 회전하는 나노 모터에 충돌하여 결국 고장을 일으킨다고 판단했습니다.
그는 이를 2007년 발표한 논문 Deuteronation and Aging에서 상세히 설명했으며, 같은 해 뉴욕 과학 아카데미 연대기에서 이를 노화의 주요 원인 중 하나로 발표했습니다.
이로써 중수소가 생명에 어떻게 손상을 입히는지에 대한 수수께끼가 마침내 밝혀진 것입니다.
Olgun의 발견은 21세기 생물학에서 가장 위대한 발견 중 하나로, 또한 그동안 간과되어 온 중요한 생물학적 메커니즘을 재발견한 것으로 칭송받을 만합니다.
이 발견을 실용적으로 응용한 사람은 러시아의 사업가이자 과학자, 그리고 중수소 감소수 연구자인 Anton Chernopiatko였습니다.
그는 러시아의 Igor A. Pomytkin과 옥스포드 과학자들과 함께 2015년에 중수소 함량이 증가할 때 우울증 감수성이 증가한다는 연구를 공동 저술했으며, 이 연구는 “세로토닌 관련 메커니즘의 잠재적 역할”을 탐구했습니다.
Chernopiatko는 학생 시절부터 중수소 감소의 중요성을 인식하고 평생 연구에 매진해왔으며, 그 성과가 비로소 나타나기 시작했습니다.
현재, Chernopiatko는 중수소의 생물학적 역할에 대한 다양한 정보를 바탕으로 실험실 및 연구 목적을 넘어 상업 규모로 경수를 생산하는 공장을 건설하는 데 주력하고 있습니다.
1990년대에 Berdyshev가 냉장 공정을 사용하여 중수소를 30~40% 감소시키는 산업 공정을 개발했지만, 경수 생산을 위한 최초의 진공 정화 시스템은 Igor A. Pomytkin 박사에 의해 개발되었습니다.
이러한 발전들은 중수소 감소수가 상업적으로도 중요한 역할을 할 수 있음을 보여주는 사례로, 중수소 연구의 새로운 장을 열었습니다.
모스크바 정밀 화학 기술 연구소의 Selivanenko는 수십 년간의 연구를 통해 97% 이상의 중수를 제거할 수 있는 훨씬 더 효율적인 공정을 개발했습니다.
2008년, Selivanenko로부터 지적 재산권을 인수한 Anton Chernopiatko는 기술자인 Alexander Emalianov와 함께 이를 개선하기 위해 수년간 노력했습니다.
그 결과, 2012년 모스크바 연구소에서 개발된 기술을 상용화하여 중수소 감소수 생산 공장을 건설하게 되었습니다.
중수소를 제거하는 프로세스와 생산 시스템은 이미 알려져 있지만, 경제적이고 더 효율적인 방법에 대한 개선은 여전히 필요한 상황입니다.
또한, 중수소 감소수에 대한 일반인들의 인식은 매우 초기 단계에 머물러 있습니다.
부다페스트에서 열린 4차례의 중수소 감소 국제회의는 과학자들이 자신들의 연구를 발표할 수 있는 중요한 장이 되었습니다.
이 분야에서 연구를 이끌고 있는 미국 과학자 중 한 명은 캘리포니아 대학의 의학 박사이자 교수인 Laszlo Boros입니다.
그는 이 분야에서 아마도 세계에서 가장 지식이 풍부한 생화학자 중 한 명일 것입니다.
Boros는 로스앤젤레스에 중수소 감소 센터(Center for Deuterium Depletion)를 공동 설립하여 인체 중수소 검사 및 치료 프로토콜을 대중에게 처음으로 제공하고 있습니다.
이 분야의 많은 과학자들은 신체의 이상적인 중수소 수준을 120ppm 미만으로 유지하는 것이 바람직하다고 주장합니다.
이를 위해 4560일 동안 매일 80100ppm의 중수소 감소수를 1.5리터씩 마시고, 다른 음료의 섭취를 최소화하면 질병을 예방하고 장수할 수 있으며, 이미 질환을 앓고 있는 사람들은 병을 치유할 수 있을 것이라고 합니다.
60일 경과 후에는 100~120ppm 범위의 중수소 감소수를 섭취함으로써 그 수준을 유지할 수 있습니다.
국내에서는 Hue Light사가 모스크바 정밀 화학 기술 연구소와 협력하여 최초로 암 환자들에게 중수소 감소수를 공급하고 있습니다.
한편, 필자는 의학 지식에 대한 끊임없는 호기심과 탐구심을 가지고 이 기사를 작성하게 되었습니다.
이 기사에 언급된 대부분의 의사와 과학자들의 문헌을 접하며 그 내용을 정리하여 대한민국에 처음으로 알릴 수 있다는 것만으로도 큰 영광으로 생각합니다.
