활성산소(reactive oxygen species, ROS)란?

활성산소는 건강 이야기를 할 때 산화 스트레스와 함께 꽤 자주 등장하는 단어이지만 정확하게 활성산소가 무엇인지 아는 사람은 많지 않습니다. 이번 글에서는 활성산소가 정확히 무엇인지, 어떤 경로로 생성되는지, 우리 몸에 어떤 영향을 미치는지, 그리고 어떻게 조절할 수 있는지에 대해 알아보도록 하겠습니다.

활성산소(reactive oxygen species, ROS)

물질대사를 하거나 호흡을 할 때, 우리 몸에서는 자연스럽게 ‘산소’를 사용하게 됩니다. 그런데 이 과정에서 산소가 완전히 안정된 상태로 작용하지 않고, 전자를 잃거나 불완전하게 환원되면서 매우 불안정하고 반응성이 강한 형태로 바뀌는 경우가 있습니다. 이렇게 생성되는 산소 유래의 불안정한 물질을 ‘활성산소(reactive oxygen species, ROS)’라고 부릅니다. 활성산소는 세포를 공격하고 손상시킬 수 있어 건강에 중요한 영향을 미칩니다.

활성산소는 ‘산소’로부터 파생된 화합물인 산화력이 매우 강한 불안정한 화학종(化學種)으로 대표적인 활성산소는 다음과 같습니다.

• 초과산화이온(O₂⁻)
• 과산화수소(H₂O₂)
• 하이드록실 라디칼(·OH)
• 일중항 산소(¹O₂)

이들은 정상적인 세포 대사 과정, 특히 미토콘드리아에서 에너지를 생성하는 과정에서 필연적으로 생깁니다. 즉, 우리가 살아 있는 동안 완전히 피할 수는 없는 물질입니다.

활성산소는 어떻게 만들어지는가?

활성산소는 크게 내인적 요인과 외인적 요인으로 인해 생성됩니다.

[1] 내인적 요인

• 호흡 과정 : 세포가 ATP를 만들기 위해 산소를 사용할 때 일부 산소가 불완전하게 환원되며 활성산소가 생성됩니다.
• 면역 반응 : 백혈구는 세균이나 바이러스를 죽이기 위해 고의적으로 활성산소를 생성합니다.
• 호르몬 대사 : 에스트로겐 등 일부 호르몬 대사 과정에서도 활성산소가 생깁니다.

[2] 외인적 요인

• 자외선(UV), 방사선, 미세먼지, 흡연, 음주
• 농약, 중금속, 특정 약물(예: 항암제)
• 스트레스와 불규칙한 수면

활성산소가 몸에 미치는 영향

활성산소는 우리 몸의 DNA, 단백질, 지질 등을 산화시키고, 이로 인해 세포 기능 저하, 노화, 염증, 암 발생까지 유발할 수 있습니다.

1) DNA 손상

활성산소는 DNA의 염기서열을 공격해 돌연변이를 일으킬 수 있으며, 이것이 축적되면 암세포 형성에 기여할 수 있습니다.

2) 단백질 변성

단백질이 산화되면 제 기능을 하지 못하고, 세포 신호 전달 체계에도 문제가 생깁니다.

3) 지질 과산화

세포막을 구성하는 지질이 활성산소에 의해 산화되면 세포막이 파괴되거나 변형되며, 세포가 죽거나 염증 반응을 유발할 수 있습니다.

활성산소는 무조건 나쁜가

활성산소가 나쁜 것이라고 많이 알려져 있지만 활성산소는 원래 생리적인 역할도 수행하기 때문에 무조건 나쁜 것은 아닙니다. 

• 면역세포가 침입한 병원체를 죽일 때
• 세포 내 신호 전달에 관여할 때
• 암세포 사멸 유도

그러나 문제는 산화와 항산화의 균형이 무너졌을 때 발생하며 이 상태를 산화 스트레스(Oxidative stress)라고 합니다. 만성 염증, 암, 심혈관 질환, 신경퇴행성 질환(알츠하이머, 파킨슨병), 노화의 주요 원인이 됩니다.

활성산소로 인한 질환

활성산소로 인한 질환 - 노

• 심혈관 질환 : LDL 콜레스테롤이 산화되면 동맥경화를 유발
• 암 : DNA 손상 → 유전자 돌연변이 → 암세포 생성
• 당뇨병 : 췌장의 베타세포를 공격해 인슐린 분비 저해
• 알츠하이머병 : 신경세포 산화 → 뇌 기능 저하
• 피부 노화 : 자외선으로 인한 피부 세포 산화 → 주름, 기미 발생

항산화 시스템 : 활성산소를 조절하는 장치

우리 몸에는 자체적으로 활성산소를 중화시키는 항산화 방어 체계가 있습니다.

1) 효소적 항산화제

• SOD(Superoxide dismutase) : 초과산화이온 제거
• Catalase : 과산화수소 분해
• Glutathione peroxidase : 하이드록실 라디칼 제거

2) 비효소적 항산화제

• 비타민 C, E, A
• 셀레늄, 아연
• 코엔자임 Q10, 글루타티온, 퀘르세틴, 커큐민

활성산소를 줄이기 위한 실천 방법

1) 항산화 식품 섭취

• 베리류, 녹황색 채소, 고구마, 토마토, 견과류
• 녹차(카테킨), 강황(커큐민), 마늘(알리신)

2) 생활습관 개선

• 금연, 절주, 충분한 수면, 규칙적인 운동
• 스트레스 관리(명상, 요가, 심호흡 등)

3) 외부 노출 최소화

• 자외선 차단제 사용
• 미세먼지 많은 날 외출 자제
• 유해 화학물질 노출 줄이기

 

 

활성산소에 대해 알아보았습니다.

활성산소는 생명 활동의 부산물로서 피할 수 없는 존재지만, 그 수치를 관리하고 균형을 유지하는 것은 가능하며 매우 중요합니다. 장기적으로 건강한 삶을 위해서는 ‘항산화’ 중심의 생활습관을 실천하여 불필요한 활성산소를 줄여보시기 바랍니다.