지성규 박사(삼풍FNF 회장)

조류인플루엔자가 봄과 가을에 발생되는 이유
조류 인플루엔자(Avian Influenza) 발생으로 닭과 오리를 살처분해야 하는 비극이 연례 행사처럼 반복되고 있어 새로운 각도의 퇴치방법을 신속하게 검토할 필요가 있다.

AI는 세균이나 곰팡이가 아닌 피코나바이러스(Picornaviridae Aphthovirus)에 속하는 RNA 바이러스로 외피막(Envelope)을 가지고 있지 않아 죽은 세포에서 생존하면서 증식한다. 바이러스는 세균보다 작아서 세균 여과기로도 분리할 수 없고, 전자현미경을 사용하지 않으면 볼 수 없는 작은 입자로 무기결정체로도 얻어지지만 증식과 유전을 하기 때문에 생물과 무생물로 오가는 화학물질로 다루고 있다.

피코나바이러스는 생체의 산도(pH)인 7.35~7.45에서 가장 안정하고, 온도 4℃ 이하 조건에서는 pH 6.7 이하와 pH 9.5 이상에서 상당기간 살아남을 수 있으나 pH 5.0 이하와 pH 11.0 이상에서는 급속히 사멸하고, 56℃에서는 30분이면 완전히 파괴되는 저온성 화합물로 간주된다.

햇빛은 바이러스의 감염력에는 직접적으로 큰 영향을 주지 않으나, 바이러스가 햇빛에 노출될 경우 건조해지고 온도가 높아지면 파괴되고, 상대습도 60% 이하에서는 (생체의 상대습도는 70% 이상) 생존력이 급속히 떨어진다. 결론적으로 생체의 생존조건인 pH 7.35~7.45, 체온 35~36℃가 바이러스가 생존하기 좋은 조건인데, 바이러스의 합성조건은 바이러스의 격자 구성원인 인산의 활성화 특성 때문에 15~25℃에서 쉽게 발생된다.

바이러스는 봄과 가을에 주기적으로 발생되고, 겨울이 지나면 저절로 없어지며, 영하의 온도가 거치는 쌀쌀한 봄에 다시 발생하여 날씨가 더워지면 눈 녹는 듯 사라진다.

조류 인플루엔자는 사람에게 옮는 병은 아닌데, 이는 조류와 사람의 생리기능이 다르기 때문이다.

바이러스는 목당을 주체로 해서 자체 내에서 자가생산(autacoid)과 자가소멸(autovanish) 하는 것으로 세균이나 곰팡이와는 전혀 다른 조건을 가진 화학생물체이다. 세균과 곰팡이는 세포막을 가지고 있어 생물학적 생리기능을 발휘하나 바이러스는 세포막을 가지고 있지 않으면서 죽은 세포에 기생하는 화학중합물질로 보아야 한다.

바이러스는 인체 내에서 소화될 수 없는 리보오스와 단백구조물에 혼재되어 있는 인산과의 화합물체(chemical compound)로 인산리보오스의 초기물질이 공중합(copolymerization)하여 중쇄(medium chain)와 장쇄(long chain)로 증식한다.

과정은 체내에 흡수된 리보오스(ribose)가 무기인산(inorganic phosphoric acid)과 결합하여 초기화합물을 만들고, 이들이 중합되어 거대분자를 형성한다. 무기인산은 단백조직에 분포되어 있는 인원질(phosphagen)로부터 이동작용(locomotion)에 의해 생성한다. 이 과정에서 인원질로부터 무기인산이 발생할 때 방출되는 에너지는 바이러스를 생성하고 더불어 많은 열량이 발생한다.

이같은 현상은 인산이 저온성 촉매로 작용하면서 만들어지는 화전(charge)의 힘으로 DNA가 티민(Thymine)핵산을 선호하는 대신 RNA (Ribonucleic acid)는 우라실(Uracil))을 선택한다. DNA와 RNA는 모두 인산을 매개체로 합성되는 것으로 생체가 가지고 있는 많은 인산이 에너지 생산뿐만 아니라 각종 생리작용에 관여한다. 화학반응에서 대다수의 촉매기능은 100~220℃에서 발휘하나 인산은 저온에서 활발하게 작용하는 것이 특징이다.

인산의 촉매작용은 15~25℃에서 가장 활발하다. RNA 바이러스의 생성은 15~25℃(봄과 가을)에서 발생되며, 4℃ 이하나 56℃ 이상에서는 생성되지 않고, 소멸된다. 바이러스는 리보오스와 인산이 결합된 인산화리보오스(ribose-phosphate) 분자가 격자결합(lattice bind)하면서 줄기(chain)을 형성하고, 리보오스의 외각에 치우쳐 발생하는 하전(charge)의 힘으로 핵산을 선택부가 반응하여 바이러스구조물을 만들고, 죽은 세포를 숙주로 삼아 자리잡으면서 증식으로 거대화된다.

따라서 인산의 활성을 차단하면 바이러스의 생성은 물론 중합능력마저 상실되어 구조가 파열된다. 바이러스의 초기 합성과 중합은 양이온인 칼슘의 주입으로 바이러스의 초기에서부터 처단된다. 프로세스는 <그림1>에서 설명된다.

현재의 소독방법은 대지의 생명을 죽이는 결과 초래
AI가 급속도로 퍼지면서 축산농가의 속앓이는 날이 갈수록 깊어지고 있으나 현재의 방역체계로는 완벽한 통제가 불가능한 것으로 보인다.

예방적 살처분이 진행되고 있는 가운데 예방 접종을 위해 백신을 투여하고는 있으나 효력이 미미한 것이 현실이다.

더욱이 세계적으로 바이러스의 퇴치제가 아직까지 없다는 것이니 지금까지 대처방법이 잘못된 것을 인정하고, 새로운 방안을 신속하게 검토해야 할 것이다.

발생지역 분포도 거리에 관계없이 수백 킬로 떨어져 있는 곳에서도 발생하고 있는 것을 보면 AI가 전염성인가 하는 의문이 가기도 한다. 기후에 따른 생성온도 조건과 지역적인 생성 원인물질의 환경이 발생조건을 제공하고 있다는 것을 의미할 수 있다. 바이러스는 무생물과 생물의 경계를 오가는 생화학적 생물체로 인식하고 대처방법을 찾아야 한다.

바이러스는 구성성분간의 선택결합분자로 시작하여 중합ㆍ증식하는 미소구조체이므로 소독약제의 선택에도 상당한 제약을 받고 있다. 예를 들면, 바이러스는 외피막이 없는 구조화합물이기에 세정제와 계면활성제로는 소독효과를 발휘하지 못한다. 따라서 소독약의 선택에는 소독 대상물질, 소독 범위, 주위 환경 등 여러 요인이 고려되어야 한다.

현재 AI에 대한 소독제로는 세정제, 계면활성제, 알칼리제제(염기성제제), 산성제제, 산화제 및 알데히드제 등으로 나눌 수 있다. 그 중 계면활성제인 4급암모늄제제(세균소독제) 등은 바이러스 소독에 효과를 발휘하지 못하고, 요오드류, 크레졸 및 페놀류의 소독제는 바이러스에 효과가 없어서 국제수역사무국(OIE)에서도 이런 약제는 권장하지 않고 있다.

다만 방역을 위해 발열성 성분인 생석회를 발생주변에 살포하고 있는 것은 지엽적인 효과는 있으나 근본적인 것은 못 된다.

소독제로 사용하고 있는 알킬벤질디메칠암모늄 클로라이드와 글루탈알데하이드, 포름알데하이드, 4급암모늄제제, 차아염소산나트륨액, 과초산과 과산화수소, 이소시안산나트륨 등의 구조식을 살펴보면 효과의 기능을 판단할 수 있을 것이다. 이들의 분자구조는 <그림2>와 같다.

이들 모두는 세균과 곰팡이의 살균제로 땅에 살고 유익균마저 사멸하게 되니 대지의 생명을 죽이는 결과만을 초래하게 된다.

현재의 소독방법이 효과가 없는 이유
현재 백신을 사용하고 있으나 효율성에는 의심이 간다. 바이러스는 생화학적 무생명체이기에 항원을 취하기 어려워 항체 생산이 곤란하다. 뿐만 아니라 백신의 배지로 사용하는 생란에는 흰자(egg white)에 인(P)이 33㎎/100g, 칼슘은 5㎎/100g이고, 노른자(egg york)에는 인이 495㎎/100g, 칼슘은 131㎎/100g 함유되어 있어 실수로 인해 난항막(vitelline membrane)이 파괴되어 흰자질과 노른자질이 섞일 경우 노른자에 함유되어 있는 인의 영향으로 도리어 바이러스를 만들어 주는 환경을 제공하게 되니 배지에서 바이러스가 추가하는 결과가 된다. 바이러스의 생성은 <그림3>을 통하여 설명된다.

<그림4>와 <그림5>에서는 바이러스의 생성과 정지 그리고 사멸을 설명하고 있다. 바이러스의 구성성분 중 활성원인성분은 인산이다. 음이온인 인산의 활성을 차단할 수 있는 물질은 양이온인 칼슘(calcium)과 아연(zinc)이다. 인산이 칼슘이나 아연과 결합하면 비수용성인 인산칼슘 (용해도:0.002g/100g-H2O))과 인산아연(insoluble/H2O)으로 전환하여 활성이 저지되므로 바이러스 생성의 정지와 사멸이 유도된다.

이같은 현상은 체내에 보유하고 있던 칼슘의 소비성 산란 닭과 절약형 육계에서 AI발생률에 차이를 나타내고 있는 것에서 확인되고 있다. 산란 닭이 난각(eggshell)을 만들기 위해 체내에 보유하고 있던 칼슘의 85% 이상을 소비했고, 이어서 부화하는 동안 칼슘 섭취 기회를 갖지 못하는 조건에서 계란을 품고 있는 암탉은 체내 칼슘 보유량이 제로(zero)에 이른다. 봄의 따스한 햇빛 밑에서 기력이 쇠잔해 졸고 있는 암탉을 손가락으로 머리를 튕기기만 해도 쓰러져 죽게 되는 현상은 칼슘과 인의 존재 비율에 균형이 깨져 칼슘 결핍(hypocalcia)에 의한 저칼슘혈증(hypocalcemia) 상태에 놓여 있기 때문이다.

칼슘 결핍으로 인한 과인산혈증(hyperphosphatemia)의 발생은 목당인 리보오스의 섭취로 인해 AI발생률이 급격히 늘어나게 된다. 따라서 칼슘의 흡수로 바이러스의 발생은 물론이고 파열을 일으켜 AI의 발생과 사멸을 유도할 수 있게 된다.

<그림4>와 <그림5>에서 설명된다.

AI 바이러스 활성을 멈추기 위한 방법
바이러스가 가지고 있는 인산히드록실기(-OH)의 활성을 차단하면 인산화리보오스의 초기 생성은 물론이고 증식되는 활성마저 멈추게 되니 핵산의 결합(부가반응) 불능과 공중합이 이루어지지 않아 바이러스의 생성이 멈추게 된다.

바이러스 생성의 주범은 자연에 서식하고 있는 식물에 많이 함유되어 있는 목당인 리보오스를 상시 섭취하므로 조류 체내에 보유되어 있는 인산과 결합하여 발생하게 되고, 생성된 인산화리보오스를 시초로 중합과정을 통해 공중합물을 만들면서 핵산이 부가하여 많은 종류의 바이러스 발생과 증식이 진행되고, 막을 가지고 있지 않은 바이러스 공중합체는 죽은 세포를 찾아 자리잡아 죽은 세포에 잔존하고 있는 리보소체(ribosomes)의 도움으로 증식한다.

사람의 몸에서는 6탄당인 포도당만이 EMP(Embden-Meyerhof pathway)경로를 통하여 분해되어 에너지원으로 소모되나, 리보오스는 일단 흡수되면 분해와 배설이 어려워 생리화학 분야에서 유해물질로 취급하고 있다. 조류나 가축들이 섭취하는 당은 대부분이 목당인 리보오스이기에 축적되어 바이러스 보유성이 상존한다.

최근에 우리는 새로운 당으로 흥미를 갖게 된 목당인 리보오스의 섭취를 쉽게 접하고 있다. 바로 리보오스의 전이물질(transference sab.)인 자일리톨(xylitol)은 단맛을 가지고 있어 감미제로 대체하고 있고, 구강에 머물고 있는 충치균(streptococus mutanse)에 의한 치아의 손상을 막을 수 있다는 기대때문에 섭취가 증가하고 있다.

그러나 자일리톨이 에피머반응(Epimerization)에 의해 체내 소화효소에 의해 분해되지 않는 리보오스를 생산하게 된다는 것과 바이러스 생성의 주범이라는 것을 이해해야 한다. 설명은 <그림6>과 같다.

바이러스 질환을 예방하고 치유할 수 있는 방법은 바이러스의 활성을 멈추게 하는 미네랄인 칼슘과 아연 등 양이온의 섭취로 체내에 충분한 양을 보유하는 방법이 최선이다. 무기화합물(흔히 미네랄로 오해)은 단백질로 만들어진 생체에서 섭취한다고 해서 흡수될 수 없으므로 흡수성 미네랄의 선택이 중요하다.

칼슘과 아연의 흡수를 용이하게 하고, 체내에서 장애 없이 유통하여 생리기능을 발휘하고 있는 미네랄들은 모두 수용성단백질로 킬레이트(chelate)된 구조물로, 칼슘과 아연의 킬레이트 구조물을 섭취하거나 피부를 통하여 흡수가 용이한 칼슘올리고펩티드(Ca-oligopeptide)와 아연올리고펩티드(Zn-oligopeptide)의 선택이 중요하다. 이들의 기능에 대한 임상시험을 장기간을 통하여 확인된 바 있다.

바이러스성 질환의 예방과 치유를 위해 수용성 칼슘과 아연올리고펩티드를 구강 섭취와 주사제로로 이용하는 것이 바이러스질환에 대한 항체로서 기대해 보는 것이 최선이 아닐까 생각된다. 흡수성 미네랄올리고펩티드의 구조식은 <그림7>과 같다.