1. 뇌와 산소
뇌는 우리 몸을 지배하는 중추 센터입니다. 약 145억 개의 뇌 세포가 있으며 이것이 정상적으로 활동하기 위해서는 다량의 산소를 필요로 합니다. 활동할 때와 쉴 때에 산소 소비량에 큰 차이가 있는 근육과는 달리, 뇌는 다량의 산소를 항상 필요로 합니다.
이러한 산소 공급을 위해 뇌에 유입되는 혈액은 1일 약 2000리터, 즉 드럼통 10통분에 해당할 만큼 막대한 양이 순환 하게 되며 이것은, 인체의 총 혈액양의 400배에 달하는 값으로, 만약 산소가 부족한 경우에는, 즉시 뇌의 기능에 중대한 장해를 일으킵니다. 또한, 그 공급이 두절,되면 뇌의 활동은 곧바로 정지되고, 그대로 30초 동안 계속되면 뇌 세포는 파괴되기 시작하여 2∼3분이 지나면 재생 불능의 파괴된 세포로 남게 됩니다. 소위, 식물인간이란? 뇌 세포의 파괴가 대뇌 가죽 질에서 머문 경우를 말하며, 한층 진행해 수질에 달하면 뇌사가 됩니다.
2. 폐와 산소
일반적으로 어른의 호흡량은 1회에 450∼500㎖이며, 그 중 산소의 함유량은 20%정도 입니다. 폐의 안에는 보통의 호흡으로 움직이지 않는 공기가 약3000㎖정도 있으며, 이것은 주위 환경의 급격한 변화로부터 신체를 지켜주기 위한 것으로 일종의 안전 장치 역할을 하고 있습니다.
우리 몸 안의 혈액은, 심장의 펌핑 작용에 의하여 2∼3분마다 폐포 주위의 좁은 혈관을 통과하며, 몸 전체를 돌아다니게 됩니다. 산소를 소모한 검푸른 혈액은 폐에 다시 유입되어, 신선한 산소가 많은 공기에 접촉하게 되어 혈액에서 옮겨 온 탄산가스를 버리고, 새로운 산소를 받아들여 진홍의 생생한 혈액으로 다시 태어나게 됩니다.
우리 몸의 모든 세포는 각각의 기능을 완수하기 위한 에너지를 필요로 합니다. 포도당과 지방을 산화시켜 에너지로 변환 시키는 세포 소기관이라 하는 곳에서는, 우리가 먹은 음식과 산소의 결합에 의해 에너지를 발생시켜, 우리 몸의 각 세포가 고유 역할을 하는데 필요로 하는 에너지원을 만들어 냅니다.
또한 우리 몸이 산소를 에너지원으로서 연소시키면, 노폐물로서 탄산가스가 발생되고, 탄산가스가 쌓이면 뇌와 심장, 장기 등의 움직임이 나빠지게 됩니다. 이 때문에, 폐는 산소를 연속적으로 결합하여, 심장과 다른 기관에서 배출하는 탄산가스를 제거하고, 혈액의 산성화를 막아줍니다. 이러한 폐의 가스 교환에 의하여 우리 몸은 피로가 없어지고, 활력이 생깁니다.
3. 담배와 산소
담배의 유해성의 연구가 진행되면서, 흡연은 운동능력을 저하시키며, 폐암 등 각종 질병의 원인이 된다는 것을 알아냈습니다. 더욱이, 운동선수에게 있어 「금연」은 상식이라고 말해도 과언이 아닙니다.
담배의 연기 중에는, 약 4000종류의 유해 물질이 포함되어 있으며, 대표적인 것으로서는 니코틴, 타르, 일산화탄소, 시안화수소(청산가스) 등이 있고, 그것은 자극성이 있는 입자성 물질 즉, 연기의 형태로 나타납니다. 담배 연기 안에 포함되어 있는 일산화탄소는 자동차의 배기가스에 달하는 농도로 환경기준을 상당히 초과하는 값입니다. 이 일산화탄소는, 우리 몸의 혈액이 산소와 결합하는데 있어 방해자 역할을 합니다.
일산화탄소는 산소에 비해 200배 이상의 힘으로 헤모글로빈과 결합하는 성질을 가지고 있어, 폐 안에 일산화탄소가 섞인 공기가 많으면, 일산화탄소는 산소가 헤모글로빈과 결합하는 것보다 먼저 결합하게 되어, 당연히 헤모글로빈의 산소 수송 능력을 저하 시키게 됩니다.
더욱이, 산소와 결합한 헤모글로빈이 각 조직에 도달해 산소를 분리할 때, 여기에서도 일산화탄소와 결합된 헤모글로빈이 그것을 방해하는 역할을 합니다. 또 일산화탄소는 심근과 골격 줄기의 미오글로빈(헤모글로빈과 닮은 단백질로서 산소를 받고 근조직 중에 저장하는 역할을 수행)과도 결합해 골격 줄기내의 호흡을 방해 합니다.
운동량이 활발한 20-30세의 애연가 일지라도 일산화탄소의 영향으로 산소의 공급을 방해 받고 있는 것입니다. 예를 들면, 1일 20개피 정도의 흡연자의 경우, 담배를 피고있지 않을 경우에도 혈액중의 일산화탄소와 결합된 헤모글로빈의 양은 3∼6%에 이릅니다. 흡연 직후에는 이 수치가 10%를 넘는 경우도 있으며, 이에 비해 비 흡연자의 경우 그것은 겨우 2∼3% 정도입니다. 얼마나 담배가 유해한지 알 수 있습니다. 물론 유해성은 그것에 머물지 않습니다. 연기의 중의 니코틴은 심장 박동수를 증가시키고, 심근의 산소 요구량을 늘리는 것과 동시에, 혈관을 수축시키는 일을 합니다. 혈관이 수축되면, 당연히 혈액의 흐름은 나쁘게 되고, 산소도 정상적으로 운반 되어 질 수 없는 것입니다.
담배에는, 이러한 유해 물질 외에도 여러 가지 자극성의 물질이 포함되어 있으며, 연기가 몸 안에 들어 가게되면 반사적으로 기관지가 좁아지므로 충분하게 산소를 호흡할 수도 없게 되는 것입니다. 결과적으로, 흡연자는 만성적인 산소 부족증에 빠지고 있다고 할 수 있습니다.
4. 고혈압과 산소
우리들은 평상시 무의식 중에 호흡을 하고 있습니다. 건강한 사람의 안정시의 호흡수는 1분에 12∼13회 정도이며 리듬도 일정합니다. 그러나, 고혈압증인 환자의 1/3은, 신경질적이며, 호흡이 빠르고, 게다가 리듬도 불규칙해 일정하지 않은 것이 특징입니다. 혈압과 호흡에 대해서 연구해 보면, 산소를 들여 마시는 것에 의해 혈압이 안정되어 짐을 알 수 있습니다. 그 메카니즘은 과학적으로 충분히 해명되고 있다고는 말할 수 없지만, 다음과 같은 추측은 성립됩니다.
즉, 산소를 들여 마시는 것으로 인하여,
① 혈압을 조절하는 중추 신경계에 좋은 영향을 준다.
② 자율 신경의 활발한 움직임으로 혈관이 확장된다.
③ 혈액중의 산소를 옮기는 헤모글로빈의 움직임을 보다 활발하게 한다.
헤모글로빈의 산소 결합과 분리는 혈액에 의하여 좌우됩니다. 혈액의pH의 값이 내리면, 헤모글로빈이 산소를 쉽게 분리하고 산소 공급양이 높아집니다. 이것은 또, 혈관의 확장을 재촉하여 전신의 장기와 조직이 산소를 취하고 생동력을 갖게 된다는 의미이기 때문에, 혈압에도 좋은 영향을 미칩니다.
5. 심폐기능과 산소
우리는 산소를 몸 안 구석 세포까지 끊임없이 보내지 않으면 살 수 없습니다. 이러한 움직임을 일으키는 것이
심장과 폐이고, 폐에는 좌우로 약 7억의 폐 세포(폐포)가 있어 혈액에 산소를 공급하며, 심장의 펌핑 작용에
의하여 우리 몸 구석까지 혈액을 공급하게 됩니다.
심장은 살아 있는 동안 박동을 계속하여, 매분 70회, 1일 약 10만회, 80년으로 환산하면 약 30억 회로서,
우리가 자고 있는 동안에도 신체 구석까지 혈액 공급은 계속 되어 집니다.
그리고, 놀랄만한 것은 심장의 에너지원으로서는, 관상 동맥으로부터 주어지는 산소뿐이라는 것입니다. 그렇기 때문에, 얼마나 효율적으로 혈액을 보내주는가 하는 것은 심폐기능의 사활 문제인 것입니다.그런데, 대부분 현대인의 혈액은, 운동 부족과 유해 음식으로 인하여 산성화되고, 콜레스테롤이 혈관에 부착되어 혈액의 흐름을 방해하여, 모든 성인병의 근원이 되고 있는 상태에 있습니다. 이러한 것은 신선한 산소의 공급을 통하여 쇠약해진 기능을 효과적으로 회복시켜 줄 수 있습니다.
6. 당뇨병과 산소
당뇨병 요법은, 식이요법, 운동요법, 약물요법으로 크게 3가지로 나눌 수 있습니다. 이 중의 운동 요법은,
소위 에어로빅(유산소성 운동)을 말합니다. 대화를 나눌 수 있을 정도의 가벼운 운동을 일정시간 계속하면, 혈액중의 당과 중성지방 값이 내려갑니다. 한편, 100m 달리기 등 과 같은 단시간의 격렬한 운동은, 산소의 공급이 없어도 이루어지는 운동으로서 아네로비크스(무산소성운동) 이라고 불리워지며 이런 운동은 혈당값을 오히려 올려놓습니다. 아네로비크스의 경우는 근육중에 있는 글리코겐이 주요한 에너지원으로서 소비됩니다. 이이 비해 에어로빅의 경우는 혈액중의 당과 중성지방 등이 산소의 공급을 받아 에너지원으로 작용하는 역할을 하므로 혈당 값이 내려가게 됩니다.보통, 우리 몸에서 당분이 소비되는 경우에는 그에 알맞은 양의 인슐린을 필요로 합니다. 반면, 산소를 받아들이는 유산소성 운동의 경우에는 인슐린을 거의 필요로 하지 않고 당분을 소비합니다. 아마 인슐린이 세포에 쉽게 투입되어 혈액의 움직임이 활발해 지거나, 인슐린의 효과가 좋아 산소의 활성이 높아지기 때문에, 당과 중성 지방의 피중값이 내려가는 것이라고 생각되어집니다.
7. 피부와 산소
피부의 표면에 있는 땀 선과 표피 지방선으로부터, 수분과 기름 성분이 신체의 밖으로 지속적으로 배출됩니다.
즉, 우리 몸 안의 불필요한 노폐물을 조금씩 외부로 버리고 있는 것입니다. 또 피부 전체로부터는 피부 호흡의
형태로 탄산가스를 끊임없이 배출하고 있습니다. 신선한 산소를 공급하는 것은, 우리 몸 구석구석의 세포에 대사 활동을 활발하게 하여, 체내의 가스 일산화탄소,이산화탄소,기타 불순물(특히 변비에 좋은)의 배설을 촉진하고 모든 기능의 조절을 하는 것입니다. 이 때문에 충분한 산소의 공급은 자연스럽게 피부의 혈액 순환을 원할 하게 하여 건강하고 탄력 있는 피부가 만들어 지게 됩니다.
8. 배기가스와 산소
자동차의 배기가스를 흡입하게 되면 의식이 흐려지게 된다는 것을, 교통대책 의학협회 설립 위원회의 박사들(동경 자혜의대 정신 신경과)과 동의대 외과 마취 과의 실험으로 밝혀졌습니다.
이것은, 일산화탄소에 의한 일시적인 중독에 기인한 것으로서, 심할 때에는 간질과 같은 증상을 나타는 사람도 있습니다. 그러나 충분한 산소를 흡입하게 되면 회복되어 지는 것으로 밝혀졌습니다.
실험으로, 높은 산에 오르거나, 술을 마셨을 때에 의식이 희미해지는 것은 혈액중의 산소 농도가 저하되는 것이 주 요인이다 라고 생각하고, 배기 가스를 들여 마신 경우에도 같은 작용이 일어나는 것이 아닐까 하는 가설을 세워 뇌파를 조사했습니다.
정상적인 사람의 평상시의 뇌파는, 10㎐ 정도의 알파파가 주된 것이고, 낮은 주파수인 델타파는 0∼4㎐ 였으며, 높은 주파수대의 베타 1파는 10∼20㎐, 베타 2파는 20∼30㎐ 였습니다.
이에 반해 숙면할 때나 마취약 등을 사용해 의식이 없어졌을 때에는, 알파파가 사라지고, 그 대신 델타파 등의 파장이 주로 나타남을 알 수 있었습니다.
18세에서 22세까지의 남학생 48명을 대상으로 다음 3가지 상태의 실내에 두고 뇌파조사를 하였습니다.
① 보통의 공기가 들어있는 방
② 자동차의 배기 가스가 섞인 공기가 들어 있는 방
③ 신선한 산소를 충분히 공급한 방
배기 가스가 섞인 공기는, 고속도로에서 러시아워에 채취한 것으로 일산화탄소 농도는 30∼150PPM 이었습니다. 이 공기를 3∼10분간 호흡하면, 뇌파 중의 알파파 성분이 줄어들고, 반대로 델타파와 베타파가 증가해, 의식상실 상태의 뇌파에 가까워지는 것으로 확인 됐습니다. 이 때의 파형은, 술에 취했을 때의 파형과 매우 흡사하며, 이 사람들에게 산소를 5∼10분간 흡입 시키면, 알파파가 급속하게 늘어 평상시의 상태보다 높게 나타나며, 델타파는 극도로 저하되어 짐을 알 수 있었으며, 이로 인하여 신체가 정상화되고 작업능력 또한 향상됨을 볼 수 있었습니다.
술에 취한 사람에게 산소를 흡입시킨 결과 뇌파가 정상적인 상태에 가까워졌으며, 알파파 값이 평상시보다 높게 나타나거나, 델타파가 평상시보다 낮게 됨을 볼 수 있었습니다.
배기 가스를 들여 마시고 있을 때의 혈액중의 산소 포화도를 조사해본 결과, 심할 때에는 평상 상태보다 30% 정도 저하하고 있었습니다. 그러나, 산소 흡입을 하게 되면 정상 상태 이상으로 포화도가 상승함을 알 수 있었습니다.
보통, 혈액중의 헤모글로빈이 일단, 일산화탄소와 결합하면, 이것을 갈라 놓기 위해서는 산소와 결합한 헤모글로빈을 갈라 놓는 경우에 비하여, 250배의 에너지가 필요하게 됩니다.
그러므로, 화재와 가스누수 등의 사고로 고농도의 일산화탄소를 마셨을 때 생명이 구제되기 어려운 것도 이런 이유 때문입니다.
9. 스포츠와 산소
우리 몸은 스포츠 활동 시에 산소 섭취량을 통상 호흡의 5∼10배 이상 요구합니다. 혈관에 의해 각 조직으로 옮겨진 산소는 에너지 발생을 위한 산화 근원이 되고, 그 결과 발생한 노폐물을 산화 분해합니다.
통상보다도 다량의 에너지를 필요로 하는 스포츠 시에는, 그것에 상응한 산소량을 필요로 하게 되는 것입니다. 우리 몸 안의 글리코겐은 운동할 때에 유산으로 변화하므로, 혈액중의 유산의 농도는 증가 합니다. 이런 유산의 축적에 의하여 우리 몸은 피로를 느끼게 됩니다.
만약 이와 같은 때에 우리가 충분한 산소를 호흡할 수 있다면, 폐의 가스 교환에 의하여 몸의 피로가 없어지고, 활력이 축적되어 집니다.
