시안화물에서 발견된 생물학적 기능
(Biological Function Found in Cyanide)
by Jerry Bergman, PhD
시안화물은 독이라는 통념이 반박되었다. 그것은 (미량으로) 필수 화합물임이 밝혀졌다.
어떤 증거가 제시되든 여전히 존재하는 한 가지 통념은 일부 화학물질은 양과 관계없이 독성이 있다는 것이다. 반대로, 일부 화학물질은 극한의 농도를 제외하고는 안전하다는 것이다. 실제로 스위스의 의사이자 화학자인 파라켈수스(Paracelsus, 1493-1541)가 정확히 지적했듯이, ‘용량이 독을 만든다(the dose is the poison)’. 다시 말해, 모든 화학물질은 소량으로는 안전하지만, 다량으로는 위험하다는 것이다.
미량의 비소
이 사실은 300년 전에 일어난 한 사건을 통해 밝혀졌다. 이 사건은 결혼식으로 시작되었다. 결혼식은 공동체 행사였다. 신부는 아름다웠고 신랑은 잘 생겼다. 결혼식 후 얼마 지나지 않아 신랑의 불륜에 대한 소문이 퍼졌다. 그리고 곧 그는 중독으로 사망했다. 검진 결과 그의 몸에서 다량의 금속 비소(arsenic)가 검출되었다. 신부는 무죄를 주장했지만, 배심원단은 유죄로 판단했고, 결국 그녀는 살인 혐의로 종신형을 선고받았다. 그녀는 임종 직전에 남편을 독살했음을 시인했지만, 비소가 아닌 스트리크닌(strychnine)을 사용했다고 말했다.
비슷한 경험들을 통해 의료진은 결국 매우 건강한 많은 사람들의 체내에 측정 가능한 양의 비소가 있다는 것을 깨달았다. 이후 의학계는 대규모 표본들을 조사하여 이 문제를 연구했고, 전 세계 인구의 상당수가 체내에 측정 가능한 양의 비소를 갖고 있다는 사실을 발견했다.[1] 지난 세기 동안 비소와 같은 독극물은 체내에서 아무런 기능을 하지 않는다는 믿음이 널리 퍼져 있었다. 신체에 해를 끼치는 위험한 독소가 인체에 유익한 기능을 하지 않을 것이라고 가정하는 것은 논리적으로 보였다. 그러나 이러한 결론은 틀렸다는 것이 증명되었다. 이제 연구들을 통해 특정 식물과 동물에서 비소가 중요한 용도를 갖고 있다는 것이 입증되었다.[2]
체내에서 화학물질의 기능을 어떻게 결정할까?
비소 화합물의 기능을 실험적으로 결정하는 것은 어렵다. 비소는 우리가 먹고 마시는 모든 것에 소량으로 존재한다는 사실을 고려하면 특히 문제가 된다. 분자의 기능을 알아내는 주요 방법은 몸에서 화합물을 제거했을 때, 어떤 영향이 나타나는지를 확인하는 것이다. 더욱이 사람에게는 매우 적은 양만 필요하기 때문에, 분자를 완전히 제거하는 것은 어렵다. 체내에서 소량만 필요한 원소나 화합물의 기능을 결정하는 데 사용되는 일반적인 방법은 피험자를 모집한 다음, 해당 원소나 화합물이 포함되지 않은 식단을 먹이는 것이다. 그런 다음, 신중한 건강 검진을 통해 결핍의 영향을 확인하는 것이다. 이러한 조사는 지난 세기의 통념과는 달리, 위험한 독극물로 여겨진 시안화물(cyanide)이 인체 건강에 중요한 역할을 한다는 새로운 발견을 하게 하였다.
독으로서 시안화물
시안화물은 매우 독성이 강한 화학물질로 소량으로도 치명적이다. 인체 치사량은 체중 1kg당 0.5~1.5mg이다. 시안화물은 섭취, 흡입, 또는 피부를 통해 체내에 흡수될 수 있다. 일반적으로 몇 분 이내에 두통, 현기증, 메스꺼움, 구토, 발작, 혼수상태, 사망 등의 증상이 나타난다.
시안화물은 시토크롬 C 산화효소(Cytochrome C Oxidase)에 결합하여 세포 호흡을 억제한다. 그 결과 세포가 산소를 사용하지 못하게 되어, 조직 손상과 사망을 초래한다. 시안화물은 전쟁, 대량학살, 자살 등에 독극물로서 사용되어 왔다. 그리고 수 세기 동안 시안화물은 인간에게 아무런 유익한 기능을 하지 않는다고 여겨져 왔다.[3]
새로운 연구는 시안화물에 대한 수십 년간의 믿음을 뒤집었다.
시안화물이 인간에게 아무런 유용한 기능을 하지 않는다는 주장은 이제 반박되었다. 카림 주라(Karim Zuhra) 외 연구자들이 Nature Metabolism 지에 발표한 국제적 연구에서 7개국 12개 대학 연구팀은 시안화물에 대한 기존의 세계적 합의를 뒤집었다.[4]
연구자들은 시안화물이 정상적 세포 기능에 중요한 역할을 한다는 것을 발견했다. 인간 세포는 실제로 시안화물을, 특히 시안화수소(hydrogen cyanide)를 만든다. 시안화수소의 특별한 기능은 중요한 신호전달 분자라는 것이다. [5] 이 발견은 시안화수소가 쥐와 인간 모두의 간과 혈류를 포함하여 대부분의 세포들과 생물체 전체에 존재한다는 관찰 결과에서 비롯되었다.
연구자들은 시안화물이 자연적으로 생성됨을 입증했으며, 이는 시안화물이 기본적 생리과정에 중요한 역할을 한다는 증거인 것이다. 주흐라(Zuhra) 등의 연구자들이 수행한 실험은 시안화수소가 뇌졸중이나 심장마비와 같은 산소결핍 상황에서 세포 생존을 향상시킬 수 있음을 입증했다. 이러한 이유로 시안화물은 뇌졸중과 같은 질환에 대한 신체의 보호 기전에 중요한 역할을 하고 있었다.
시안화물은 일부 박테리아, 곰팡이, 조류(algae), 심지어 특정 식물에서도 자연적으로 생성되기 때문에, 이 발견은 그리 놀라운 일이 아니다. 또한 주흐라 등은 아미노산 글리신(glycine)이 간세포에서 시안화물 생성을 촉진한다는 사실을 발견했다.
이 연구가 제기한 질문은 "왜 체내에서 생성되는 시안화물이 인체에 독이 되지 않는가?"이었다. 그 이유는 로다네제(rhodanese) 효소가 시안화수소를 티오시안산염(thiocyanates)으로 빠르게 전환하기 때문이다. 티오시안산염은 체내에서 효과적으로 배출되는 무독성 염이다.[6]
.시안화물 이온의 화학 구조. 삼중결합이 탄소와 질소를 연결하고 있다는 점에 유의하라. 분자 전체는 음이온(음전하)을 띤 이온이다.
‘한 요소도 제거 불가능한 복잡성’의 또 하나의 사례
연구자들의 이번 발견은 ‘한 요소도 제거 불가능한 복잡성(irreducible complexity, 환원 불가능한 복잡성)’의 또 하나의 사례인 것이다. 인체를 죽이지 않고, 기본 생리적 세포 과정에서 시안화물이 역할을 다하려면, 시안화물과 로다네제를 모두 생성해야 한다. 로다네제가 없다면 시안화물 축적으로 인해 인체는 사망할 것이다. 따라서 이것들은 하나씩 하나씩 점진적으로 생겨날 수 없고, 두 물질이 동시에 같이 존재해야 하며, 인체 내에서 하나의 시스템으로 존재해야 한다.
이 연구는 파라켈수스가 1500년대에 공식화한 원리를 입증하는 또 하나의 사례가 되고 있다. 왜냐하면 이 발견은 시안화물이 독으로 작용하는지, 아니면 유익한 효과를 갖는지는 용량에 따라 결정된다는 그의 결론을 뒷받침하기 때문이다.[7] 또한 인체에 대한 우리의 이해가 깊어짐에 따라, 주흐라 등이 발견한 시안화물-로다네제 같은 시스템은 생명체의 복잡성을 또 다시 보여주고 있는 것이다.
References
[1] Forney, Robert. 1998. Class notes Medical Toxicology. Toledo: Medical College of Ohio.
[2] Biologic Effects of Arsenic on Plants and Animals. Washington (DC): National Academies Press (US); 1977. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK231025/
[3] Graham, Jeremy. “Cyanide toxicity,” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK507796/, 2023.
[4] Zuhra, Karim, et al., “Regulation of mammalian cellular metabolism by endogenous cyanide production,” Nature Metabolism 7:531-555.
[5] Zuhra, et al., 2025.
[6] Zuhra, et al., 2025
[7] DeHaven, Addison, “Cyanide plays a major role in the human body, study reveals,” https://medicalxpress.com/news/2025-03-cyanide-plays-major-role-human.html, 27 March 2025.
*참조 : ▶ 한 요소도 제거 불가능한 복잡성
https://creation.kr/Topic101/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=6405309&t=board
▶ 생물 독
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▶ 병원균과 질병
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▶ 단백질과 효소들이 모두 우연히?
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▶ 생명체의 초고도 복잡성
https://creation.kr/Topic101/?idx=6405658&bmode=view
출처 : CEH, 2025. 4. 10.
주소 : https://crev.info/2025/04/biological-function-found-in-cyanide/
번역 : 미디어위원회
시안화물에서 발견된 생물학적 기능
(Biological Function Found in Cyanide)
by Jerry Bergman, PhD
시안화물은 독이라는 통념이 반박되었다. 그것은 (미량으로) 필수 화합물임이 밝혀졌다.
어떤 증거가 제시되든 여전히 존재하는 한 가지 통념은 일부 화학물질은 양과 관계없이 독성이 있다는 것이다. 반대로, 일부 화학물질은 극한의 농도를 제외하고는 안전하다는 것이다. 실제로 스위스의 의사이자 화학자인 파라켈수스(Paracelsus, 1493-1541)가 정확히 지적했듯이, ‘용량이 독을 만든다(the dose is the poison)’. 다시 말해, 모든 화학물질은 소량으로는 안전하지만, 다량으로는 위험하다는 것이다.
미량의 비소
이 사실은 300년 전에 일어난 한 사건을 통해 밝혀졌다. 이 사건은 결혼식으로 시작되었다. 결혼식은 공동체 행사였다. 신부는 아름다웠고 신랑은 잘 생겼다. 결혼식 후 얼마 지나지 않아 신랑의 불륜에 대한 소문이 퍼졌다. 그리고 곧 그는 중독으로 사망했다. 검진 결과 그의 몸에서 다량의 금속 비소(arsenic)가 검출되었다. 신부는 무죄를 주장했지만, 배심원단은 유죄로 판단했고, 결국 그녀는 살인 혐의로 종신형을 선고받았다. 그녀는 임종 직전에 남편을 독살했음을 시인했지만, 비소가 아닌 스트리크닌(strychnine)을 사용했다고 말했다.
비슷한 경험들을 통해 의료진은 결국 매우 건강한 많은 사람들의 체내에 측정 가능한 양의 비소가 있다는 것을 깨달았다. 이후 의학계는 대규모 표본들을 조사하여 이 문제를 연구했고, 전 세계 인구의 상당수가 체내에 측정 가능한 양의 비소를 갖고 있다는 사실을 발견했다.[1] 지난 세기 동안 비소와 같은 독극물은 체내에서 아무런 기능을 하지 않는다는 믿음이 널리 퍼져 있었다. 신체에 해를 끼치는 위험한 독소가 인체에 유익한 기능을 하지 않을 것이라고 가정하는 것은 논리적으로 보였다. 그러나 이러한 결론은 틀렸다는 것이 증명되었다. 이제 연구들을 통해 특정 식물과 동물에서 비소가 중요한 용도를 갖고 있다는 것이 입증되었다.[2]
체내에서 화학물질의 기능을 어떻게 결정할까?
비소 화합물의 기능을 실험적으로 결정하는 것은 어렵다. 비소는 우리가 먹고 마시는 모든 것에 소량으로 존재한다는 사실을 고려하면 특히 문제가 된다. 분자의 기능을 알아내는 주요 방법은 몸에서 화합물을 제거했을 때, 어떤 영향이 나타나는지를 확인하는 것이다. 더욱이 사람에게는 매우 적은 양만 필요하기 때문에, 분자를 완전히 제거하는 것은 어렵다. 체내에서 소량만 필요한 원소나 화합물의 기능을 결정하는 데 사용되는 일반적인 방법은 피험자를 모집한 다음, 해당 원소나 화합물이 포함되지 않은 식단을 먹이는 것이다. 그런 다음, 신중한 건강 검진을 통해 결핍의 영향을 확인하는 것이다. 이러한 조사는 지난 세기의 통념과는 달리, 위험한 독극물로 여겨진 시안화물(cyanide)이 인체 건강에 중요한 역할을 한다는 새로운 발견을 하게 하였다.
독으로서 시안화물
시안화물은 매우 독성이 강한 화학물질로 소량으로도 치명적이다. 인체 치사량은 체중 1kg당 0.5~1.5mg이다. 시안화물은 섭취, 흡입, 또는 피부를 통해 체내에 흡수될 수 있다. 일반적으로 몇 분 이내에 두통, 현기증, 메스꺼움, 구토, 발작, 혼수상태, 사망 등의 증상이 나타난다.
시안화물은 시토크롬 C 산화효소(Cytochrome C Oxidase)에 결합하여 세포 호흡을 억제한다. 그 결과 세포가 산소를 사용하지 못하게 되어, 조직 손상과 사망을 초래한다. 시안화물은 전쟁, 대량학살, 자살 등에 독극물로서 사용되어 왔다. 그리고 수 세기 동안 시안화물은 인간에게 아무런 유익한 기능을 하지 않는다고 여겨져 왔다.[3]
새로운 연구는 시안화물에 대한 수십 년간의 믿음을 뒤집었다.
시안화물이 인간에게 아무런 유용한 기능을 하지 않는다는 주장은 이제 반박되었다. 카림 주라(Karim Zuhra) 외 연구자들이 Nature Metabolism 지에 발표한 국제적 연구에서 7개국 12개 대학 연구팀은 시안화물에 대한 기존의 세계적 합의를 뒤집었다.[4]
연구자들은 시안화물이 정상적 세포 기능에 중요한 역할을 한다는 것을 발견했다. 인간 세포는 실제로 시안화물을, 특히 시안화수소(hydrogen cyanide)를 만든다. 시안화수소의 특별한 기능은 중요한 신호전달 분자라는 것이다. [5] 이 발견은 시안화수소가 쥐와 인간 모두의 간과 혈류를 포함하여 대부분의 세포들과 생물체 전체에 존재한다는 관찰 결과에서 비롯되었다.
연구자들은 시안화물이 자연적으로 생성됨을 입증했으며, 이는 시안화물이 기본적 생리과정에 중요한 역할을 한다는 증거인 것이다. 주흐라(Zuhra) 등의 연구자들이 수행한 실험은 시안화수소가 뇌졸중이나 심장마비와 같은 산소결핍 상황에서 세포 생존을 향상시킬 수 있음을 입증했다. 이러한 이유로 시안화물은 뇌졸중과 같은 질환에 대한 신체의 보호 기전에 중요한 역할을 하고 있었다.
시안화물은 일부 박테리아, 곰팡이, 조류(algae), 심지어 특정 식물에서도 자연적으로 생성되기 때문에, 이 발견은 그리 놀라운 일이 아니다. 또한 주흐라 등은 아미노산 글리신(glycine)이 간세포에서 시안화물 생성을 촉진한다는 사실을 발견했다.
이 연구가 제기한 질문은 "왜 체내에서 생성되는 시안화물이 인체에 독이 되지 않는가?"이었다. 그 이유는 로다네제(rhodanese) 효소가 시안화수소를 티오시안산염(thiocyanates)으로 빠르게 전환하기 때문이다. 티오시안산염은 체내에서 효과적으로 배출되는 무독성 염이다.[6]
.시안화물 이온의 화학 구조. 삼중결합이 탄소와 질소를 연결하고 있다는 점에 유의하라. 분자 전체는 음이온(음전하)을 띤 이온이다.
‘한 요소도 제거 불가능한 복잡성’의 또 하나의 사례
연구자들의 이번 발견은 ‘한 요소도 제거 불가능한 복잡성(irreducible complexity, 환원 불가능한 복잡성)’의 또 하나의 사례인 것이다. 인체를 죽이지 않고, 기본 생리적 세포 과정에서 시안화물이 역할을 다하려면, 시안화물과 로다네제를 모두 생성해야 한다. 로다네제가 없다면 시안화물 축적으로 인해 인체는 사망할 것이다. 따라서 이것들은 하나씩 하나씩 점진적으로 생겨날 수 없고, 두 물질이 동시에 같이 존재해야 하며, 인체 내에서 하나의 시스템으로 존재해야 한다.
이 연구는 파라켈수스가 1500년대에 공식화한 원리를 입증하는 또 하나의 사례가 되고 있다. 왜냐하면 이 발견은 시안화물이 독으로 작용하는지, 아니면 유익한 효과를 갖는지는 용량에 따라 결정된다는 그의 결론을 뒷받침하기 때문이다.[7] 또한 인체에 대한 우리의 이해가 깊어짐에 따라, 주흐라 등이 발견한 시안화물-로다네제 같은 시스템은 생명체의 복잡성을 또 다시 보여주고 있는 것이다.
References
[1] Forney, Robert. 1998. Class notes Medical Toxicology. Toledo: Medical College of Ohio.
[2] Biologic Effects of Arsenic on Plants and Animals. Washington (DC): National Academies Press (US); 1977. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK231025/
[3] Graham, Jeremy. “Cyanide toxicity,” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK507796/, 2023.
[4] Zuhra, Karim, et al., “Regulation of mammalian cellular metabolism by endogenous cyanide production,” Nature Metabolism 7:531-555.
[5] Zuhra, et al., 2025.
[6] Zuhra, et al., 2025
[7] DeHaven, Addison, “Cyanide plays a major role in the human body, study reveals,” https://medicalxpress.com/news/2025-03-cyanide-plays-major-role-human.html, 27 March 2025.
*참조 : ▶ 한 요소도 제거 불가능한 복잡성
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▶ 생물 독
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▶ 병원균과 질병
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▶ 단백질과 효소들이 모두 우연히?
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▶ 생명체의 초고도 복잡성
https://creation.kr/Topic101/?idx=6405658&bmode=view
출처 : CEH, 2025. 4. 10.
주소 : https://crev.info/2025/04/biological-function-found-in-cyanide/
번역 : 미디어위원회