청산가리 산소의 가면을 쓴 암살자

첩보 영화에서 정체가 탄로 난 스파이는 어금니에 숨겨둔 캡슐을 깨물고 몇 초 만에 거품을 물며 즉사한다. 이 무시무시한 자살용 알약의 정체는 바로 '청산가리(시안화칼륨, KCN)'다. 사람들은 청산가리를 먹으면 피가 썩거나 장기가 녹아내려서 죽는 줄 알지만, 이것은 생화학적으로 완전히 틀린 오해다. 청산가리로 죽은 시체의 피를 뽑아보면 놀랍게도 피 속에 '산소'가 100% 꽉꽉 차서 아주 맑고 선홍빛을 띠고 있다! 숨을 못 쉬어서 죽은 게 아니라, 핏속에 산소가 널려있는데도 몸이 그 산소를 가져다 쓰지 못해서 질식해 버리는 기괴한 현상이다. 인간을 산 채로 미라로 만들어버리는 청산가리의 완벽하고도 교활한 세포 호흡 차단 스킬을 해부해 보자.

에너지 공장의 마지막 관문, 세포 호흡

우리가 숨을 들이마셔서 핏속에 산소를 밀어 넣는 이유는, 우리 몸을 이루는 30조 개의 세포들이 그 산소를 태워야만 살 수 있는 에너지(ATP)를 만들 수 있기 때문이다. 세포 속에는 미토콘드리아라는 발전소가 있고, 그 안에는 산소를 받아먹고 전기를 만들어내는 '사이토크롬 c 산화효소'라는 핵심 기계가 쉴 새 없이 돌아가고 있다. 이 기계에 산소가 찰떡같이 꽂혀야만 밥을 태워서 우리가 숨을 쉬고 심장을 뛰게 할 수 있다.

산소의 가면을 쓴 가짜 열쇠, 시안화물(CN-)

청산가리를 먹으면 시안화물(CN-)이라는 분자가 혈관을 타고 미토콘드리아 발전소로 쳐들어간다. 이 시안화물의 화학적 구조는 기가 막히게도 '산소(O2)' 분자와 너무나도 똑같이 생겼다. 발전소 기계(사이토크롬 c 산화효소)는 눈이 없기 때문에 시안화물을 산소로 착각하고 냅다 받아들여 버린다. 진짜 산소가 도착하기도 전에, 산소의 가면을 쓴 시안화물이 기계의 핵심 부품(철 이온)에 철컥! 하고 영구적으로 달라붙어 구멍을 꽉 틀어막아 버리는 것이다.

산소가 넘쳐나는데 굶어 죽는 세포들

구멍이 막혀버렸으니, 뒤늦게 혈관을 타고 도착한 진짜 산소 분자들은 발전소 안으로 들어가지 못하고 밖에서 멀뚱멀뚱 튕겨 나가게 된다. 환자가 입에 거품을 물고 헉헉거리며 산소를 미친 듯이 들이마셔도, 세포들은 그 산소를 단 1%도 쓰지 못한다. 결국 심장과 뇌세포는 산소가 널려있는 핏물 속에서 에너지를 만들지 못하고 굶어 죽어버린다(세포 내 질식사). 청산가리 중독 시체의 피가 검붉지 않고 맑은 선홍색(산소가 가득 찬 색깔)을 띠는 이유가 바로 혈관에 산소가 고스란히 남아돌기 때문이다.

단 몇 분 만에 벌어지는 셧다운

뇌와 심장은 우리 몸에서 에너지를 가장 미친 듯이 퍼다 쓰는 부위다. 청산가리가 미토콘드리아 발전소의 플러그를 뽑아버리면, 단 몇 분 만에 뇌세포의 에너지가 바닥나면서 의식을 잃고 전신에 발작이 일어나며 심장이 멈춰버린다. 그래서 스파이들이 적에게 고문을 당하기 전 가장 빠르고 고통 없이(사실 고통은 엄청나다) 뇌의 스위치를 끄기 위해 이 독약을 선택하는 것이다.

남은 과제

만약 독을 먹자마자 병원에 실려 온다면 해독제(아질산나트륨, 티오황산나트륨)를 투여할 수 있다. 이 해독제는 청산가리가 발전소 기계에 달라붙기 전에 낚아채 오줌으로 배출시키거나, 피의 성분을 살짝 바꿔(메트헤모글로빈) 청산가리를 억지로 혈관 쪽으로 유인해 내는 기막힌 화학적 미끼 작전을 수행한다.