한 권으로 이해하는 독과 약의 과학

사이토 가쓰히로 지음 | 정한뉘 옮김

시그마북스 2023년 08월 10일 출간 종이책 : 2023년 07월 24일 출간

작품소개

책소개

이 책에서는 식물, 동물, 광물 등 수많은 천연물에 들어 있는 독성분을 알아보는 한편, 독극물이 어떻게 작용해서 사람의 건강을 해치고 수명을 단축하는지, 그리고 이러한 독을 약으로 이용할 수 있는지 알아본다. 또한 수많은 인간의 생명을 구해낸 약에 대해서도 알아보고, 이 약이 독이 된 경우도 살펴본다. 더불어 한약, 의약품, 미래의 의약품 후보에 대해서도 해설과 함께 고찰하고 있다.

목차

머리말

제1장_독과 약은 어떻게 다를까?
01 질병·상처와의 전쟁에서 태어난 약
02 왜 인류는 독을 찾았을까?
03 용량이 독을 만든다
04 독과 약의 강도를 정하는 기준은?

제2장_독이냐 약이냐, 그것이 문제로다!
05 독이 약도 되는 ‘독의 부작용’?
06 키노포름에도 독의 부작용이 있다?
07 약해는 어떤 재해일까?
08 불로불사의 약을 찾아서
09 원료는 무엇이든 좋다, 효과만 있으면 OK
10 비전 비약을 갖고 싶어 찾은 것은?

제3장_독은 어떻게 사람을 죽일까?
11 실명·사망의 메커니즘
12 왜 사람은 독극물을 먹으면 죽을까? (1)
13 왜 사람은 독극물을 먹으면 죽을까? (2)
14 왜 사람은 독극물을 먹으면 죽을까? (3)
15 왜 사람은 독극물을 먹으면 죽을까? (4)
16 왜 사람은 독극물을 먹으면 죽을까? (5)
17 왜 사람은 독극물을 먹으면 죽을까? (6)

제4장_식물·균류의 독성과 약성
18 인류의 생존 이유는 독극물 덕분?
19 독이 있는 식물들: 풀
20 독이 있는 식물들: 나무
21 독버섯 구별은 전문가도 어렵다
22 맹독 순위 상위권의 세균류

제5장_동물의 독성과 약성
23 포유류와 조류 중에도 독이 있다?
24 파충류와 독의 전문가 클레오파트라
25 양서류는 핥으면 안 돼!
26 어패류에는 맹독의 강자가 한가득
27 곤충의 독, 몸은 작아도 얕보지 말 것!

제6장_화학 물질의 독성과 약성
28 알려지지 않은 중금속의 독성
29 폴로늄 암살 사건
30 1500억 명을 죽일 수 있는 독극물은?
31 농약은 인간 사회에도 영향을 끼친다
32 왜 기체성 독을 사용할까?

제7장_마약·각성제의 독성을 알아보자
33 약물은 뇌의 신경세포에 어떤 영향을 미칠까?
34 마약의 독성은?
35 각성제의 독성은?
36 대마, LSD, 디자이너 드러그

제8장_천연물에서 탄생한 의약품
37 천연물을 이용한 한약
38 질병을 치료하는 항생 물질
39 부족해도 지나쳐도 안 되는 필수 미량 원소
40 비타민과 호르몬은 의약품일까?
41 미약 성분을 알아보자
42 미용 시술 약품에 보툴리누스균이?

제9장_화학 합성 의약품은 인위적으로 만들어진 의약품
43 아스피린의 해열·진통 작용
44 세균을 죽이는 합성 항생제
45 항암제의 작용 원리
46 금속이 함유된 합성 의약품
47 마취제 작용 메커니즘은 알려지지 않았다?
48 RNA를 사용한 신형 코로나 백신

제10장_인류를 구할 미래의 의약품 후보
49 약제의 개념을 바꾼 분자막 항암제
50 분자막으로 암 백신을 만들 수 있다!
51 표적만을 공격하는 약제
52 DNA를 활용하는 의약품을 만들자
53 난치병 치료의 비책 iPS 세포
54 인간은 영원히 살 수 있을까

찾아보기

책 속으로

“용량이 독을 만든다”라는 말이 있다. ‘독과 약은 양에 따라 결정된다’, 즉 양에 따라 독도 약도 될 수 있다. 더 자세히 풀어보면 같은 물질이라도 양에 따라 약이 될 수도, 독이 될 수도 있다는 의미다. 독은 사람의 수명을 줄이거나 완전히 목숨을 앗아간다. 똑같이 목숨을 앗아가더라도 벌레나 세균을 죽이는 살충제, 살균제를 일반적으로 독이라고 하지는 않는다. 살충제가 독으로 불리는 이유는, 현대의 살충제가 사람의 목숨을 앗아갈 수 있기 때문이다. 사람에게 해롭지 않은 살균제는 소독약과 마찬가지로 약으로 취급되기까지 한다.
제1장_독과 약은 어떻게 다를까

항생 물질도 평범하지 않은 과정으로 발견했다고 할 수 있다. 제1호 항생 물질인 페니실린은 푸른곰팡이에서 발견되었기 때문이다. 보통 푸른곰팡이가 핀 식품을 먹으려는 사람은 없다. 그러나 푸른곰팡이의 분비물이 질병을 극적으로 치료한다는 것도 사실이다. 약은 효과만 있으면 충분하므로 그 밖의 정보는 파고들지 않는다. 이후 다른 곰팡이와 균류에서도 유효 성분을 발견할 수 있을지 모른다는 예상 속에 전 세계의 곰팡이와 균류를 대대적으로 연구하기 시작했다.
제2장_독이냐 약이냐, 그것이 문제로다!

메탄올도 알코올의 일종으로 분자 구조가 에탄올과 비슷하지만, 메탄올은 틀림없는 독극물이다. 약간만 마셔도 눈이 멀고 많은 양을 마시면 죽음에 이른다. 두 물질의 차이는 어디에서 비롯되었을까. 생물은 밥이든 술이든 체내에 들어온 유기물을 산화해 영양원으로 만드는데, 이를 ‘대사(Metabolism)’라고 한다. 체내에 들어온 에탄올은 일단 알코올 산화 효소가 아세트알데하이드라는 물질로 산화시키고, 이어서 알데하이드 산화 효소가 아세트산으로 산화시킨다. 그리고 아세트산이 다시 산화되면 마지막으로 이산화탄소와 물로 분해된다.
제3장_독은 어떻게 사람을 죽일까?

보툴리눔 독소는 단백질이므로 가열하면 독성이 사라진다. 그러나 보툴리누스균은 내열성이 있는 포자를 만들어 살아남기 때문에, 열이 식으면 다시 독소를 분비한다. 보툴리눔 독소는 신경독으로, 신경세포의 축삭 말단에서 신경전달물질인 아세틸콜린이 방출되는 작용을 방해한다. 이 방해 효과가 근육의 이완이라는 형태로 나타나므로 요즘은 사시, 눈꺼풀 경련 치료, 얼굴의 주름 완화 등 미용에 쓰인다. 보툴리누스균은 무시무시한 세균이지만 의외의 용도도 있다.
제4장_식물·균류의 독성과 약성

어패류에는 독이 있는 생물이 많다고 알려져 있다. 그러나 독이 그 동물의 몸속에서 만들어진다고는 할 수 없다. 먹이 사슬을 통해 커다란 물고기가 플랑크톤 같은 작은 동물을 먹고 그 독을 농축해 몸속에 담아둘 수도 있기 때문이다. 이처럼 어패류의 독은 생식 장소나 시기에 따라 독의 양이 크게 변할 수 있다.
제5장 동물의 독성과 약성

일본에서 수은의 유독성이 널리 알려진 시기는 1970년대로, 구마모토현 미나마타시와 니가타현에서 공해, 미나마타병이 발생하면서부터였다. 미나마타병의 원인은 비료 공장이 합성 반응의 촉매로 사용했던 수은을 분리하지 않고 폐액을 그대로 바다와 하천에 방류했기 때문이다. 이 폐액은 미생물을 거쳐 메틸수은[CH3－Hg－X, X는 염소(Cl)·브롬(Br) 등의 할로젠 원소]으로 바뀐다. 물속의 메틸수은 농도는 낮지만, 생물 농축을 거듭하면서 식탁에 오른 물고기 속의 메틸수은 농도는 몇십만 배로 높아진다.
제6장 화학 물질의 독성과 약성

모든 마약은 구조식이 밝혀진 화학 물질이다. 화학 합성법이 확립되면서 숙련된 화학자라면 이 분자들을 합성할 수 있을 뿐만 아니라 분자 구조 일부를 간단히 바꿀 수도 있다. 단속 당국이 분자 A를 각성제로 지정했다고 가정해보자. 그러면 분자 A의 극히 일부를 화학적으로 바꾼 분자 A’는 단속 대상에서 벗어날까? 이 분자 A’ 같은 물질을 디자이너 드러그(Designer Drug)라고 한다.
제7장 마약·각성제의 독성을 알아보자

생체는 생화학 반응으로 에너지를 획득해 생명 활동을 수행한다. 앞에서 생화학 반응을 위해 촉매로 기능하는 효소(금속 원소)가 필요하다는 사실을 알아보았다. 필수 미량 원소의 활동을 돕는 요소가 비타민과 호르몬 등 필수 미량 물질이다. 우리 몸에 필요한 비타민과 호르몬은 극소량뿐이다. 하지만 그 필요량을 충족하지 못하면 생체는 건강을 심각하게 해치는 상태, 즉 질병에 걸린다. 그런 의미에서 비타민과 호르몬은 ‘본질적인 의약품’으로 볼 수 있다.
제8장 천연물에서 탄생한 의약품

아스피린은 여러 증상에 효과적인 의약품이다. 한 알로 해결하는 해열진통제라는 말 그대로 아스피린은 열을 내리고 치통, 두통, 신경통, 생리통 등 각종 증상을 완화한다. 그래서 아스피린은 감기약으로 적합한 약품이기도 하다. 그러나 의외일지도 모르지만, 아스피린에는 세균 같은 미생물이나 인플루엔자 바이러스를 죽이는 살상력은 없다. 아스피린은 병원균을 죽이는 약이 아니라 병원균에 시달린 몸의 고통을 완화하고 열을 내려 체력이 회복되기를 기다리는 약이다. 이러한 약을 일반적으로 ‘대증요법 치료제’라고 한다.
제9장 화학 합성 의약품은 인위적으로 만들어진 의약품

출판사 서평

독이 되기도 하는 약,
약이 되기도 하는 독!
‘독과 약’ 얼핏 보면 서로 반대되는 개념이다. ‘독’은 인류의 역사 속에서 사람들의 목숨을 수없이 빼앗아왔고, ‘약’은 인류의 역사 속에서 사람들의 질병과 상처를 수없이 치료해왔다. 그러나 독은 옛날에는 화살에 묻혀 사냥에 썼으며 오늘날에는 농업에 없어서는 안 될 필수 요소가 되었고, 약은 잘못 복용하면 순식간에 생명을 위협하고 만다.
이처럼 독은 소량으로도 사람의 목숨을 앗아가는 위험하고도 무시무시한 물질이지만, 대다수의 독은 적정량 사용하면 약이 된다. 또 약은 소량으로도 사람의 목숨을 구하고 고통에서 구해주는 믿음직한 물질이지만, 대다수의 약은 과용하면 목숨을 위협하는 독이 된다. 한마디로 ‘독과 약은 한 끗 차이’다. 이 책에서는 이러한 독과 약의 차이, 화학적인 유사성 등을 재미있고 알기 쉽게 설명했다.

모르면 독이 되고, 알면 약이 된다!
독 중에는 어떻게 사용하느냐에 따라 약이 되는 물질도 상당히 많다. 맹독인 투구꽃의 독은 한방에서 강심제로 쓰이는 중요한 성분이다. 복어 독도 진통제나 심장 질환 치료에 활용할 가능성을 두고 연구 중이다. 사람을 폐인으로 만들고 사회적으로 말살시키는 맹독인 아편 역시 암 환자의 진통제로 활약하고 있다.
독버섯, 독사, 수은 등 자연에 존재하는 식물, 동물, 광물에만 독과 약이 존재하는 것은 아니다. 살충제, 살균제, 미국 사람들이 신앙에 가까운 신뢰를 보내는 아스피린, 폐렴으로 고통스러워했던 전 영국 총리 처칠의 목숨을 구했던 설파제, 예방 의학으로 얼마 나 많은 사람의 목숨을 구했을지 셀 수조차 없는 백신과 항생 물질, 그리고 신형 코로나바이러스에 대항해 등장한 mRNA 백신까지 우리 인간이 지식과 기술을 구사해 만들어낸 합성 물질에도 수없이 많다.
이 책은 이러한 독과 약의 세계를 널리 소개하기 위해 쓰였다. 이 책을 읽고 흥미를 느꼈다면 더욱 나아가 화학, 약학, 화학사 등의 전문서를 펼쳐보자.

작가정보

저자(글) 사이토 가쓰히로

(齋藤勝裕)
1945년 5월 3일 출생. 1974년 도호쿠대학 대학원 이학연구과 박사 과정을 수료했고, 현재는 나고야 공업대학 명예교수로 재직 중이다. 전문 분야는 유기화학, 물리화학, 광화학, 초분자화학이다.
대표 저서로는 국내에 출간된 『알아두면 쓸모 있는 식품과학 이야기』, 『요리로 읽는 맛있는 화학』, 『과학과 공학의 기초를 쉽게 정리한 단위·기호 사전』 외 『확실하게 머릿속에 들어오는 화학 시리즈』 전 18권, 『머릿속에 들어오는 화학 시리즈』 전 16권, 『알겠다×알았다! 화학 시리즈』 전 14권, 『만화로 배우는 유기화학』, 『독의 화학』, 『한 권으로 배우는 양자화학』, 『한 권으로 배우는 발효』, 『한 권으로 배우는 화학의 역사』 등 200권 이상이 있다.

번역 정한뉘

한양대학교 분자생명과학과 졸업. 생명과학을 전공해 연구자의 길을 걷던 중, 오랜 꿈이었던 일본어 번역가의 길을 포기할 수 없어 번역의 세계로 뛰어들었다. 책 한 권 한 권에 담긴 세상을 독자들에게 널리 알리고 싶다는 마음을 잊지 않고자 ‘한뉘(넓은 세상)’라는 필명을 지었다. 바른번역 글밥 아카데미 일본어 출판번역가 과정을 수료한 후 현재 각종 일서 검토·기획을 맡고 있다.