허약한 슈퍼박테리아?

한때 마이클 잭슨 생전 슈퍼박테리아에 감염된 것이 아닌가 하는 기사가 종종 눈에 띈 적이 있었다. 사실 슈퍼박테리아에게는 "슈퍼"라는 말은 잘 어울리지 않는다. 보통의 박테리아 미생물류가 페니실린과 같은 항생제에 의해 소멸하는데 반해 슈퍼박테리아들은 이러한 항생제가 통하지 않는 "기형" 혹은 "돌연변이" 박테리아에 불과하기 때문이다.

이러한 돌연변이는 유전되지 않는 것으로 알려져 있지만 미생물 단위에서는 세포분열이 곧 번식이기 때문에 변이된 유전자가 그대로 복제된다. 사실은 돌연변이가 유전되지 않는 것이 아니라 고등생물일수록 이를 방지하는 메카니즘이 강력할 뿐이다. 심지어 획득형질도 어느정도는 유전되는 것으로 알려져 있다. 생물 교과서에 실린 진화 등에 대한 내용들은 심히 오래된 내용 뿐이어서 근거도 부족하고 단순 참고만 하는 것이 좋겠다 할 만큼 한심했던 적도 있었다.

각설하고 이러한 돌연변이들은 당연히 항생제가 통하지 않으니 자연에서 생존에 유리할 것으로 생각되지만 실제로는 그렇지 않다. 어디까지나 돌연변이는 돌연변이고 대개의 돌연변이는 생존에 불리한 쪽으로 적용된다. 돌연변이가 어쩌다 우연히 우리에게 항생제로 알려진 성분들에는 강한 내성을 얻었을지 모르지만 다른 기본적 생존능력에 있어서는 돌연변이 박테리아들이 건강한(?) 박테리아들보다 부족한게 사실이다. 따라서 자연상에서 이러한 슈퍼박테리아가 발생된다면 이는 슈퍼라는 명칭이 무색하게 경쟁에서 뒤쳐지게 되고 기를 펴지 못하고 금새 멸종하게 될 것이다.

문제는 항생제를 복용한 인간의 몸 속에서 이러한 슈퍼박테리아가 발생할 경우이다. 주변에 경쟁할 다른 건강한(?) 박테리아들은 항생제에 의해 모두 죽어 없어지고 나면 슈퍼박테리아에게는 이젠 경쟁자가 없는 내세상인 것이다. 슈퍼박테리아들의 적은 항생제가 아니라 동료 박테리아들이었던 것이다. 그렇다고 구더기 무서워서 장 못 담글 수도 없고 전 인류의 적이 될 슈퍼박테리아를 예방하기 위해 내 한몸 쯤 항생제를 복용않고 순순히 박테리아에게 죽어줄 수도 없는 일이다. 그렇다면 우리가 택할 수 있는 선택은 어떤 것이 있는가?

슈퍼박테리아를 막기 위해서는

전반적 오남용을 피해 버릇해야 한다. 감기 등에도 항생제를 복용해 버릇하면 괜히 자연상에서의 슈퍼박테리아의 발생확률만 높여주는 일이다. 특히 이러한 항생제는 몸에서 잘 분해되지 않고 배설 등으로 자연상에 쌓이는 경우가 있는데 이렇게 되면 항생제를 복용한 인간의 몸속이 아니라 자연 어느곳에서라도 슈퍼박테리아가 발생할 확률이 높아지게 된다. 현재처럼 동물들의 사료에 항생제를 죽어라 섞어서 키우는 것도 지양해야 할 일이다. 자연속에 돌고 있는 항생제는 인간이 약으로 먹는 항생제보다 오히려 이처럼 가축들이 먹고 싸는 항생제가 거의 대부분이다.

또 어설피 항생제를 복용하느니 제대로 먹어야 한다. 일단 의사의 처방대로 세균 제대로 잡힐 때까지 제대로 먹어야 한다. 어설피 먹다 말다 끊었다 하면서 박테리아 숫자만 줄었다 늘었다 다시 감염되게 되면 이 때야 말로 돌연변이 슈퍼박테리아의 발생에 딱 좋은 시츄에이션이다. 항생제에 의해 박테리아가 셧아웃되면 돌연변이고 뭐고 탄생할 수 없다. 어설피 항생제도 제법 있고 박테리아도 죽지 않고 어떻게 견딜 정도일 때 슈퍼히어로슈퍼박테리아가 탄생하기 가장 좋은 환경이다.

어린아이들이나 저항력이 약한 노인의 경우 대형병원을 피해야 할 것이다. 대형병원에는 별의 별 종류의 환자가 있기 때문에 결국 별의 별 종류의 항생제가 사용되고 있고 별의 별 종류의 미생물들이 자라고 있기 마련이다. 이런 경우 힘이 약한(?) 슈퍼박테리아들은 저항력이 약한 노인과 어린이들을 숙주로 세상에 불쑥 튀어나오는 수가 많다. 병원감염은 선진국에서도 도저히 약발이 없는 성격의 것으로 웬만하면 대형병원을 찾는 습성부터 고칠 필요가 있다.

사실 신체가 건강하고 인체 저항 능력이 정상일 땐 슈퍼박테리아는 커녕 몸속에서 악성 미생물들이 제대로 기를 펼 수 없다. 그리고 앞에도 언급했듯이 슈퍼박테리아의 일반적 생존능력은 평범한 박테리아보다 오히려 약하다. 당신이 건전한 신체와 저항능력을 유지하는 것이 가장 우선이다. 항생제가 자주 사용되다보면 인체의 기본적 저항능력이 갈수록 쓰이지 않게 되고 약물에 의존하게 되므로 기본적 저항능력부터가 감소된다는 것을 알 수 있다. 오히려 선진 유럽의 어머니들은 아이들이 흙도 먹고 코딱지도 먹고-_- 하면서 강한 저항능력을 가지고 크도록 하는 것을 권장한다.

과거 그리스 철학자들은 만물의 근원이 물이라고 생각했다. 그도 그럴 것이 물은 지구 표면의 70% 이상을 차지하고 있으며 인체의 70% 이상이 물로 구성되어 있기 때문이다. 인간은 아무것도 먹지 않고 수개월을 견디는 경우도 존재하는데 반해 물없이는 단 며칠도 견뎌내기 힘들다. 대체로 어린 학생들이 묻는 것 중의 하나가 인체는 액체,고체,기체 중 어느 것으로 이뤄졌느냐 하는 것이다. 이에 제대로 대답하는 교사가 별로 없는데 실제로 인체는 "용액"으로 이뤄졌다고 보면 큰 문제가 없다. 인체를 구성하는 콜로이드라는 형태의 수용액의 예로서는 흔히 보는 젤리, 묵 등을 들 수 있다. 대체로 반투명하며 고체같으면서도 유연성이 있다. 얘기가 딴데로 샌 것 같지만 결국 종합하면 인체는 거의 물로 이뤄졌다는 것이다.

자화 육각수니 해저심층수니 환원알칼리수니 천연광천수니 넘쳐나는 물의 종류만도 가지가지. 오늘은 환원 알칼리수에 대해서 짧게 한마디 해볼까 한다.   

musiki의 집에는 수소 발생장치를 내장한 H모사의 정수기가 설치되어 있다. 일종의 환원 알칼리수를 만들어준다는 것 같다. 물은 두개의 수소 원자와 한개의 산소 원자로 이뤄져 있다는 사실은 삼척동자도 아는 사실이다. H-O-H 의 구조로 되어 있는 물분자가 한개의 H+ 이온과 한개의 OH- 이온으로 갈리게 되면서 산성이냐 알칼리성이냐가 구분되게 된다. H이온의 농도가 높아지면 이는 산성이 될 것이요, H이온의 농도가 줄어들고 OH 이온의 농도가 높아지면 이는 알칼리가 될 것이다.

만약 musiki의 집에 있는 정수기가 물에 수소이온을 주입시켜주는 장치라면 수소이온 농도가 높아져서 물은 산성화가 될 것이다. 그렇다면 물은 산성수가 된다. -_-;;;; 뭐냐? 아하, 아마 이런 의미일 것이다. 물을 전기분해해서 수소기체를 물밖으로 빼내주는 역할을 한다는 얘기겠구나. 수소기체를 발생시킨다는 얘기는 물에서 수소기체를 뽑아낸다는 얘기일 것이다. 그렇다면 물은 다소 알칼리성이 될 것이다.

그런데 이러한 수소 발생장치가 활성산소 라디컬을 잡아준다는 광고문구를 보고는 맛탱이 가고 말았다. 활성산소 라디컬의 예중에는 OH-가 존재하기 때문이다. 윽. 그렇다면 OH- 이온은 몸에 안좋은 활성산소 라디컬이라는 얘기이네? 거기다 H+이온을 결합시켜서 알칼리성을 중화시킨다는 얘기잖아? 물을 알칼리화한다는 얘기가 아니네? 오늘 찾아온 기사에게 개념을 물어봤지만 일개 A/S 기사가 제대로 알고 있을리는 만무하다.

결론은 뭐냐. 환원알칼리수에 있는 OH-기는 활성산소의 일종으로 몸에 유해하다는 얘기가 되네? 그렇다면 환원알칼리수는 몸에 유해하다는 얘기냐 뭐냐? 뭐 당연한 얘기겠지만 사실 알칼리성 용액은 몸에 유해하다. 중학교때 다 배웠다시피 알칼리 용액은 단백질을 녹이는 성향이 있으며, 조선시대때 사약으로 이용한 것 역시 강알칼리 용액이다. 먹으면 강알칼리에 식도가 다 녹아버리니 죽는게 당연하다. pH 8.5 정도의 약알칼리가 그다지 위험성이 있는 것은 아니다마는 알칼리가 무조건 몸에 좋은 것인양 선전하는데에는 문제가 있다.

 

어찌보면 전혀 엉뚱한 얘기로 샌 것 같은데 결국 물의 개념, 어떤 물이 어떤 물이고 원리가 어떻게 되는지 기업에서는 사실 제대로 이해하지 못하고 영업을 하고 있다는 것이다. 아 뭐 물 업체만 그런건 아니고 대개의 경우 그렇다. 당연한 얘기지만 화학박사가, 생리학 박사가, 아니 최소한 전공자가 광고를 만들고 영업을 하는 것은 아니지 않는가? 그냥 앞뒤 다 잘라먹고 "좋다는 얘기네요?" 하고는 그대로 광고하고 영업해서 갖다 팔아먹는거다.

필자는 환원알칼리수가 몸에 좋고 맛이 부드럽다는 얘기 그냥 X소리로 치부한다. 확실히 말하건대 환원알칼리수는 쓰다. 알칼리는 쓴맛이라는 것은 중학교때 모두가 배우는 사실이다. 객관적으로 보건대 우리집 물맛도 쓰다. 아 이거 과장광고한것은 아니었다. 분명 알칼리수가 나오긴 나오는구나. 하여간 두X의 "Like first time" 어쩌고 소주 맛이 알칼리수를 썼다면 다른 소주보다 쓴게 당연하다. 필자는 쓴술 싫어하기 때문에 굳이 이거 마실 필요가 없네?

혹자는 환원알칼리수가 식용으로 부적합하다고도 말한다. 음. 그양반이 화학박사라는 건 허풍이지만 그 주장 자체는 말되는 소리다. 어디까지나 인체가 좋아하는 것은 알칼리가 아니라 중성이다. 단, 현대인들이 하도 산성화될 음식들만 골라먹다 보니까 체액이 산성화되고 알칼리수 좀 마셔서 중화시켜야 한다는 개념은 인정 안하는 바 아니나, 건강한 중성의 몸을 가진 사람들이 굳이 알칼리수 마셔서 몸을 알칼리화해서 좋을게 없다. 뭐든지 과해서 좋은 건 없다. 중도가 가장 좋은 것이다.   

실제로 알칼리성 음료가 몸에 좋은 이유는 따로 있다. 물의 알칼리성이 중요한 것이 아니라 알칼리나 알칼리 토금속류가 다소 녹아있는 물이 몸에 좋다. 그렇다고 다량 녹아있으면 당연히 먹고 골로 가는거고 그냥 바위틈새에서 지하수에 자연스럽게 녹아들어가있는 알칼리나 알칼리 토금속류 -바위들은 광물이므로 미네랄이라고도 부른다.- 는 자연스러우면서도 인체에 미량이나마 꼭 필요한 필수아이템이다. 알칼리나 알칼리 토금속류는 물에 녹으면서 수소기체를 발생시키고 OH- 이온을 생성시켜 물을 알칼리성으로 만든다.

그런데 이놈의 환원알칼리수라는것은 걍 억지로 수소를 뽑아내고 OH-만 남기니 정작 중요한 알칼리와 알칼리 토금속류의 미네랄은 쏙 빼먹고 알칼리성만 남긴 물이 대체 인체에 어떤 도움을 준다는 것인가? 이런 물은 어짜피 알칼리 상태가 오래 유지되지도 않고 걍 위장에 닿는 순간 위액에 의해 산성화되어버리는데 의미가 있나? 위액의 산도를 조금은 낮춰주니 위산과다인 환자한테 효과가 있거나 아까 말했듯 현대인들의 산성화된 체액을 환원하기 위해 약용으로 쓰는 것은 당연히 의미가 있고 좋은 약이 되겠지만 그런 용도가 아니라면 대체 인체에 있어 어떤 의미가 있는 것일까? 오히려 위산이 약한 사람은 위액이 희석되어서 소화불량만 걸리는거 아닌가? 어쩌면 병원에서 자신의 혈액 등의 산성도를 측정하고 알칼리수를 먹을지 말지 결정하는게 아무래도 나을 지 모르겠다.

우리가 고교까지 배운 화학에만 해도 모든 답은 나와있다. 어떤 학생들은 과학이 실생활에 아무짝에도 쓸모없는 성격의 것이라며 배우기를 기피하는 경향이 있다. 그러나 대중들이 조금만이라도 과학적인 지식과 사고방식을 갖춘다면 과장 허위광고 법정싸움 입씨름 따위에 놀아나는 일은 없을 것이다.

직진하는 빛을 눈으로 본다는 것

앞에서 빛은 파동(wave)이지만 이상한 성질을 가진 파동이라는 사실을 배웠다. 빛은 밀도가 적어 0에 가까운 진공중에서 가장 빠르고 밀도가 높은 물질에서는 대체로 느려진다. 파동은 밀도가 높은 고체에서 가장 빠르고 밀도가 낮은 기체 등에서 가장 느리며 매질의 밀도가 너무 낮아 0에 가깝게 되면 파동은 아예 풀려버려 전파되지조차 않는다. 그렇지만 파동과의 공통점 역시 많이 존재한다.

일단 빛이 들어와야 보건 말건 할 것 아닌가

우선 빛은 직진한다는 점이다. 파동도 일단 직진한다. 우리 눈으로 뭔가를 본다는 것, 혹은 카메라로 뭔가를 찍는다는 것은 눈이나 렌즈 안으로 빛이 들어와야만 가능하다. 만약 빛이 단순히 직진만 한다면 직사광선(Direc light)이 아니면 눈에 보이지 않는다는 얘기가 된다. 눈과 광원(Light source)이 일직선이 아니면 그 빛은 내 눈에 전혀 안 들어올거라는 얘기다. 햇빛을 직접 쳐다보지 않는다면 햇빛을 볼 수 없다는 얘긴데? 그런데 빛은 반사와 회절 등의 운동도 한다. 그래서 우리 눈으로 여러가지 물질을 볼 수 있는 것이다. 파동도 마찬가지이다. 소리는 반사와 회절 등을 통해서 코너 돌아서 나온 소리일지라도 쉽게 들을 수 있는 것이다.

어떻게든 돌고 돌아서 눈과 귀로 들어온다

빛의 반사 법칙

파동이 어딘가에 부딛혀 반사(Reflection)할 경우 스넬(Willebroad Snell)이라는 양반이 발견해낸 스넬의 법칙(Snell's law)을 만족한다. 입사각과 반사각이 같다는 단순한 법칙이면서 당구공에 있어서의 탄성충돌(Elastic Collision) 의 법칙과 동일하다. 파동은 마치 벽에 부딛히는 둥근 당구공과도 성질이 비슷하다는 것을 알았.! 만약 여러분이 현재 "입자(Particle)"라는 개념이 무엇인지 지금 알고 있다면 이러한 사소한 점에서 파동과 입자가 한가지 동일한 성질을 가지고 있다는 점을 깨달았을 것이다!

Snell의 반사(Reflection)와 굴절(Refraction)의 법칙

그런데 반사만으로 우리 눈에 물질이 보이는 이유를 설명할 수는 없다. 그래서 난반사(Diffuse Reflection)의 개념을 이해해야 한다. 물질의 표면은 생각보다 평평하지 않고 거끌거끌한 표면으로 이뤄져 있다. 그래서 부딛히는 위치에 따라 입사각이 마구 달라진다. 입사각이 달라지면 반사각도 달라진다. snell의 법칙이 입사각=반사각 이라는 법칙이었잖아. 그래서 정확한 입사각으로 들어오지 않은 빛도 난반사라는 현상을 통해 내 눈에 충분히 들어올 수 있다. 물질에 따라 파장에 따라 반사율은 달라질 수 있다. 우리 눈에 붉은 색으로 비취는 물체는 붉은 계열의 빛을 잘 반사하고 그 외의 빛은 흡수되는 경향이 큰 것이다. 난반사를 통해 우리 눈에 보이는 물체의 색깔 역시 결정된다고 할 수 있겠다.

정반사와 난반사

앞에도 지적했듯 내 얼굴앞을 스쳐 왼쪽에서 오른쪽으로 지나가는 빛은 내 눈에 보이지 않는다. 왜냐 그 빛은 내 눈에 들어오지 않고 그냥 오른쪽으로 지나갔기 때문이다. 붉은 색 레이저를 켜도 그 경로는 거의 눈에 보이지 않는다. 그렇다. 우리는 지나가는 빛을 눈으로 볼 수 없다. 지나가는 태양빛을 눈으로 볼 수 있을까? 우주공간에서는 태양에서 나오는 빛이나 지구 수성 달 등에 난반사된 빛이 아니라면 단지 내 앞을 지나가기만 하는 태양빛은 눈으로 전혀 볼 수 없다. 그래서 우주공간은 밤이고 낮이고간에 깜깜한 것이다. 가끔 출제되는 문제중에 만약 달이 은영전에 나오는 이젤론 요새처럼 생겨가지고 깨끗한 거울처럼 정반사만 하면 어떤 일이 벌어질까 하는 문제가 있는데, 그렇게 될 경우 달은 거의 보이지 않게 될 것이다.

광원이 아무리 밝아도 빛을 반사할 배경이 없으면 어두컴컴해 보일 뿐이다.

그런데, 지구상에서는 낮에 하늘 가득한 햇빛을 볼 수 있다. 녹색이나 푸른 레이저는 간혹 진행경로가 눈에 보이기도 한다. 이게 대체 어떻게 가능할까? 공기중의 공기분자나 먼지, 안개 등에 빛이 충돌해서 난반사한 것이 내 눈으로 들어오는 것이다. 이를 공기중의 산란현상이라고 한다. 이로 인해 공기분자는 푸른 빛을 산란시켜 푸르게 보이게 된다. 저녁에는 햇빛이 공기를 길게 통과하기 때문에 이런 푸른 빛이 다 산란되고 남은 찌꺼기인 붉은 빛만 남게 된다. 이를 우리는 노을(Red sky) 이라고 부른다. 진행하는 붉은 레이저 빛의 모습을 보고 싶다면 이러한 산란하기 좋은 분자를 공기중에 많이 뿌리면 된다. 분필가루를 공기중에 퍼뜨리면 빛의 진행경로를 잘 볼 수 있다. 하지만 이런 실험을 너무 자주 하면 진폐증에 걸릴지도 모른다. 하여간 공연장 등에는 이러한 조명효과를 위해서 일부러 안개를 뿌리곤 한다.

장난치지마라. 장님되는 수가 있다.

빛의 굴절은 속도의 차이 때문이다

빛은 진공에서 초속 30만Km로 가장 빠르고 공기중에서는 진공의 1/1.0027 의 속도를 가진다. 별 차이없네? 그런데 유리쯤 되면 대략 2/3의 속도를 가진다. 점점 느려진다. 그래서 굴절이라는 현상이 벌어진다. 앞서 말한 스넬의 법칙에 따르면 속도가 느려질수록 입사각보다 굴절각이 적어진다. 속도가 빨라지면? 굴절각이 더 커져버린다. 이때 모든 빛이 굴절하는 것은 아니다. 적은 양의 빛(유리의 경우 4%)이 프레넬 반사(Fresnel Reflection)라는 과정을 통해서 반사된다. 물이나 유리는 빛을 통과시키기도 하지만 어느 정도의 프레넬 반사를 일으켜 물질이 비춰보이기도 한다.

그런데 여기서 희한한 물질이 있다. 메타물질이라는 물질에서는 굴절률이 음수가 되어버린다. 보통 물질에서 굴절각이 30도라면 메타물질에서는 굴절각이 -30도가 되어버리는 엽기적 현상이 벌어져 버린다. 이를 잘 활용하면 투명인간이 되는 것도 완전히 불가능한 일만은 아니다. 하지만 이러한 빛의 굴절률은 빛의 주파수에 따라 달라진다. 따라서 사람은 완전하게 안보일지 몰라도 색상별로 굴절률이 달라 색수차가 번지는 것을 예방하는 건 매우 힘든 일일 것이다.

만약 빛이 이렇게 굴절되는 물질이 있다면?

만약 파동의 굴절각이 90도가 넘어버리면 굴절의 법칙에 위배되는 일이 벌어질 수 있다. 이 경우에는 희한한 현상이 생긴다. 바로 전반사라는 현상이다. 굴절이 한계에 달하면 모든 빛을 반사해버리는 것이다. 유리섬유에 갇힌 빛이 밖으로 빠져나오지 않는 현상이나 DSLR에 사용되는 펜타프리즘을 이용한 빛의 반사, 물속에서 비스듬한 물 바깥쪽이 보이지 않는 경우 역시 전반사 현상에 의한 것이다. LCD의 백라이트 역시 전반사에 의해서 빛을 반사하게 된다.

DSLR에서는 전반사 프리즘을 통해 미리 볼 수 있다.

소리의 전반사 현상은 어떨까? 물 밖에서는 물속에서의 소리가 잘 들리지 않는 경우 역시 소리의 전반사 현상에 의한 것이다. 반면에 물밖에서의 소음 진동은 물속에 무진장 잘 전해지며 속도도 빨라진다. 작은 공사소음이라도 물속에서는 엄청난 스트레스일 것이다. 물고기들은 항만이나 방조제 공사로 인한 소음으로 인간들에게 손해배상 소송을 준비하고 있을지도 모른다.

하늘에 계신 주

(Holy Lord)

작사, 곡 : Joey Holder

편곡, 연주, Record, Mix : musiki

노래 : SeeU

Chorus : Miku

나를 세상의 빛으로

작곡 : Scott Brenner

편곡 : musiki

연주 : musiki

기타 : Parkwood P660

베이스 : Trillian 5String bass

Drum : Battery Studio Drum

Piano : Rhode EP

예수 나를 위하여

작 사 : 김인식

작 곡 : W.H.Doane

편 곡 : musiki

노 래 : SeeU

작사/곡 : Tommy Walker

편곡, 연주 : musiki

노래 : SeeU

코러스 : SeeU