◎세포간 「이온의 흐름」 측정방법 개발/당뇨병·일부 유전병 치료에 새 전기

독일의 세포생리학자 네허와 자크만에게 영광을 안겨준 「세포내 단일이온통로에 관한 연구」업적은 세포내 전체이온통로를 통해 지나가는 이온의 양을 측정,지난 63년 노벨의학상을 받은 영국 케임브리지대학의 홉스킨교수및 헉슬리교수의 연구를 계승,발전시킨 것이다.

홉스킨과 헉슬리는 50년대 「세포내에 이온통로가 있다」는 사실을 확인하고 이 통로들을 통과하는 전체이온양을 측정하는 기법을 개발해 노벨상을 수상한 바 있다.이온통로연구를 한단계 더 진전시킨 네허와 자크만의 수상에 대해 국내 의학계는 『때늦은 감이 있다』는 반응을 보인다.

노벨상위원회는 『많은 병리학적 메커니즘들이 지난 80년대의 이온통로연구로 분명하게 규명됐으며 낭포성 섬유증·간질·몇몇 심장혈관질환·신경근육질환등을 그 예로 들 수 있다』고 말하고 『이들의 과학적 업적은 세포의 기능에 관한 견해와 세포생물학의 교과서 내용을 근본적으로 수정했다』고 덧붙였다.

지난 80년대초반 국내 최초로 이들 두 학자의 이론을 도입한 서울대의대 생리학교실 엄륭의교수는 『네허와 자크만이 정립한 이론의 가장 큰 공적은 인체의 신경흥분·근육수축·호르몬분비등 생체의 모든 기능이 어떻게 이온통로를 통해 조절되는가를 규명해낸데 있다』고 말한다.

엄교수에 의하면 신체내에서 신호를 전달하는 가장 기본적인 방법은 이온이 세포내 단일통로를 통해 세포안팎으로 드나든다는 것이다.

지금까지 발견된 이온통로는 수십개로 나트륨이온·칼륨이온·칼슘이온·염소이온등 각 이온은 자신에게 적합한 통로를 통해서만 세포내외로 출입한다.

만약 세포내 이온통로에 장애가 발생하면 인체에는 각종 질병이 발생한다.

예를 들면 미국의 인디언들이 사용하는 화살촉에 발라져있는 독은 세포내의 이온통로를 차단시킴으로써 호흡정지를 일으켜 사람을 죽이게 된다.

세포내 단일이온통로가 인체에서 행하는 역할에 대해서는 당뇨병의 발생메커니즘,호르몬의 특정수준유지등을 제외하고는 아직 많이 알려져있지 않으나 동물실험에서는 이온통로에서의장애가 각종 질병을 일으킨다는 실험보고서가 속속 나오고 있다.

최근 네허와 자크만이 공동 저술·출판한 책 「단일통로기록법」은 세포내의 단일통로를 통해 흐르는 극미량의 전류를 측정할 수 있는 기법이 자세히 기록돼 있다.

두 과학자는 세포내 단일통로를 통해 흐르는 이온양을 측정하는 방법을 76년부터 독일괴팅겐에 있는 막스프랑크 생물물리화학연구소에서 본격적으로 공동연구해 81년 완성했다.

서울대의대 김전교수(생리학)는 『신경계·근육계등 신체의 모든 활동은 결국 전기적 활동이므로 이를 정밀하게 측정할 수 있게 된 것은 인간연구에 대한 혁명적 업적』이라고 말한다.

국제학술대회등을 통해 네허교수와 자크만교수를 여러차례 만난 엄륭의교수는 『이들이 지금은 독일의 괴팅겐과 하이델베르크에서 각각 떨어져 있지만 80년대초까지 모두 괴팅겐소재 막스프랑크연구소에서 연구를 꽃피웠다』고 전한다.

엄교수에 따르면 혈당이 올라갔을때 췌장에서 인슐린이 분비되지 않는 당뇨병의 메커니즘은 두 과학자의 연구결과 정상인의 경우 칼슘통로가 열리면서 칼슘이온이 세포내로 흘러들어가야 하는데 당뇨병환자는 칼슘이온통로의 이상으로 칼슘이온이 세포내로 이동하지 않게 된다는 것이다.

또 방광섬유증은 염소이온통로에 이상이 생겨 발생하게 되는 질병으로 유전된다는 것도 밝혀냈다.<유상덕기자>