김정남 사망으로 본 ‘毒의 과학’

일명 ‘보톡스’ 보툴리누스톡신 한 스푼에 4000만명 살상 위력

김정은 북한 노동당 위원장의 이복형 김정남의 경우처럼 독살은 오랜 역사를 지니고 있다. 2009년 영국으로 망명한 러시아 정보요원 알렉산드르 리트비넨코는 방사성 동위원소 폴로늄210에 중독돼 사망했고, 2004년 우크라이나 대선 당시 야당후보였던 빅토르 유셴코 대통령은 다이옥신에 중독돼 피부가 심하게 변형되기도 했다. 1995년 3월 사교집단인 일본 옴진리교 간부가 도쿄 지하철에 사린가스를 살포해 사망자 12명, 부상자 5500명에 이르는 대형 참사가 발생하기도 했다. 프랑스의 나폴레옹도 세인트헬레나 섬에 유배된 뒤 비소 중독으로 사망한 것으로 추정한다.일반적으로 ‘독’은 위험하고 치명적이지만 ‘약’은 사람에게 이로운 것으로 알고 있다. 그렇지만 독과 약은 모두 생체 활성에 영향을 미친다는 점에서 과학적으로 동전의 양면과 같다. 똑같은 화학물질이라도 어떻게, 얼마나 사용하느냐에 따라 독이 되고 약이 된다. 맹독성 식물인 투구꽃의 덩이뿌리를 말린 ‘부자’는 한방에서 강심제나 이뇨제로 쓴다. 물론 소량을 썼을 때 얘기다. 하지만 양을 잘못 맞추면 구토나 마비를 일으켜 죽음에 이르게 만든다.

현재까지 발견되거나 합성된 독은 매우 다양하다. 투구꽃이나 피마자 같은 식물에서 유래한 독, 독사나 복어 등 동물에게서 나온 독, 세균이나 바이러스처럼 미생물이 만든 독, 납이나 수은 같은 광물에서 비롯된 독 등으로 분류된다. 비소나 청산가리처럼 화학적으로 합성된 독도 있다.

●작용 방식별 신경독·혈액독·세포독

또 독이 작용하는 방식에 따라 ▲신경독 ▲혈액독 ▲세포독으로 분류하기도 한다. 신경독은 신경의 신호전달 시스템을 교란시켜 신경이나 근육에 마비를 일으킨다. 결국 호흡곤란, 심부전, 경련 같은 증상이 동반돼 사망에 이르게 한다. 복어독인 테트로도톡신이나 보툴리누스균, 전갈독, 담배에 포함된 니코틴 등이 대표적이다.

살무사나 반시뱀의 독으로 대표되는 혈액독은 체내 침투 시 혈관과 조직이 파괴되고 적혈구가 깨지면서 피하출혈이 발생한다. 심한 통증과 함께 구역질과 부종이 생긴다. 탈리도마이드나 유기수은, 방사성 물질 등은 세포독으로 세포막을 파괴하거나 독소를 퍼트려 에너지 대사나 단백질 합성을 방해하고 DNA 변형을 유발시켜 암이나 태아 기형 등을 유발시킨다. 다른 독들에 비해 진행 속도가 비교적 느린 것이 특징이다.

독성의 강도는 일반적으로 ‘반수 치사량’(Lethal Dose 50%, LD50)으로 나타낸다. LD50은 투여 시 실험동물 절반을 죽게 만드는 양으로 보통 급성독성 물질을 평가할 때 사용한다. 일반적으로 자연에서 만들어진 생물 독이 화학물질이나 인공합성 독보다 독성이 강한 것으로 알려져 있다.

실제로 현재까지 발견된 가장 치명적인 독은 상한 통조림 속에서 만들어지는 신경독 ‘보툴리누스톡신’이다. ‘보톡스’라는 상품명으로 알려진 바로 그 독이다. 보툴리누스톡신은 토양이나 바닷속에서도 존재하는 일종의 곰팡이균인데 산소가 거의 없는 환경에서 활발하게 번식하는 혐기성 세균이다. 완전히 멸균되지 않은 음식물이 완전 밀봉돼 공기가 없는 통조림 속에 들어가 만들어진다. 이 때문에 자연상태에서는 중독되기 쉽지 않지만 멸균이 덜 된 상태의 통조림 속에서 발생하는 경우가 많았다. 이 독이 발견된 것도 멸균이 덜 된 상태의 소시지 통조림에서였다. 그러나 최근에는 완전 멸균 상태로 통조림이 만들어지기 때문에 통조림에서 발견되는 경우는 거의 없다.

사람의 LD50은 주사의 경우 1.3~2.1나노그램(ng)/㎏, 흡입할 경우는 10~13ng/㎏이다. 찻숟갈 하나에 해당하는 5g 정도로 4000만명을 죽일 수 있는 수준이다. 그렇지만 이를 희석해 신경장애나 근육경련 등을 치료하거나 주름이나 사각턱을 교정하는 등 의료나 미용에 많이 활용되고 있다.

●인공 합성독 ‘VX가스’ 독성 최강

인공적으로 합성된 독으로는 1988년 이라크 사담 후세인이 쿠르드족을 학살하는 데 사용한 신경독인 VX가스의 독성이 가장 강하다. 이후 VX는 대량살상무기로 분류돼 생산이 전면 금지됐다.

류재천 한국과학기술연구원(KIST) 책임연구원은 “독물은 종류에 따라 피부와 호흡기, 구강, 피하 조직, 동맥과 정맥 등 다양한 경로를 통해 흡수되며 흡수의 정도도 서로 다르다”고 설명했다. 피부나 호흡기, 혈관을 통해 흡수될 경우 치명적인 독이 입으로 들어간 경우는 위산으로 분해되고 장에서도 흡수되지 않아 충분한 효력을 발휘하지 못하는 것과 같은 원리다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr