2020년 새해가 시작되고 얼마 지나지 않은 1월 20일, 우리나라에 코로나19(COVID-19·신종 코로나바이러스 감염병) 첫 확진자가 발생하였다. 시작은 잠잠한 듯 하였으나 31번 감염자를 시작으로, 감염자 수는 기하급수저으로 늘어나기 시작하여 현재 약 만 명의 감염자가 발생한 상태이다. 코로나19의 공포는 우리나라 뿐만 아니라 현재 전 세계를 휩쓸고 있다. 3월 12일 세계보건기구(WHO)는 코로나19를 페데믹(세계적 대유행)으로 선언한 것으로 그 심각성을 알 수 있다.
인류에게 이러한 펜데믹이 처음 찾아온 것은 아니다. 14세기 유럽에는 유럽 총 인구의 30~60%가 사망한 인류 사상 최악의 전염병이 돌았다. 바로 페스트균이 병원균으로 작용하는 흑사병이 그 원인 이었다. 흑사병으로 사망한 세계 인구수가 회복되기까지는 17세기까지의 시간이 걸렸다고 한다. 이런 역사는 되풀이 되어서는 안된다.
정부와 여러 과학자들은 이러한 전파를 막기 위해 외출 후 손을 열심히 씻고 밖에서는 수시로 손 소독제를 사용하여 개인위생을 철저히 하기를 권유한다. 오늘 우리는 이러한 손 소독제에는 어떤 화학 물질들이 있는지, 그 원리는 어떠한지 알아보고자 한다.
손 소독제 속 화학 물질
WHO는 손 소독제를 바로 구할 수 없거나 직접 만들어 쓰려는 사람들을 위해 홈페이지를 통해 수제 손 소독제를 만드는 법을 공개하고 있다. WHO에 따르면, 농도 96% 에탄올과 98% 글리세롤, 3% 과산화수소, 정제수를 80 : 1.45 : 0.125 : 18.425의 비율로 혼합하면 시중의 손 소독제와 거의 비슷한 g과를 낼 수 있는 수제 손 소독제를 만들 수 있다고 한다.
글리세롤은 점성이 있는 물질로 손 소독제의 보습효과와 점도 향상을 담당한다. 과산화수소는 활성산소를 만들어서 바이러스나 세균의 단백질을 손상시킨다. 그러나 손 소독제에 들어가는 물질들의 비율을 자세히 살펴보면 에탄올이 대부분을 차지하고 있을 알 수 있다. 시중에 판매되는 손 소독제들에도 에탄올, 또는 에탄올과 비슷한 성분의 알코올이 들어간다. 이는 알코올에 살균효과가 있기 떄문이다.
수제 손 소독제?
흔히 영화를 보면 주인공이 총상을 당하거나 다른 방법으로 상처를 입어 세균감염이 우려될 때 상처부위에 독한 술을 부어 소독하는 장면이 나온다. 물론 술에 알코올이 포함되어 있어 알코올 도수가 높은 약간의 효과가 있을지 모르지만, 술의 다른 성분으로 인한 2차 세균 감염 우려가 있기 때문에 일반적인 상황에서는 권하지 않는다고 한다.
또한, 같은 알코올이라고 아무 알코올이나 소독제로 사용해서는 안된다. 그 중 가장 위험한 것은 메틸알코올(메탄올)이다. 메탄올은 사람이 조금만 마셔도 실명하게 되고, 다량 섭취하면 죽는다. 적당량 마시면 오히려 식욕이 증가하고 기분을 좋게 하는 술의 주성분인 알코올, 에탄올과는 확연히 다른 효과를 가진다.
이는 에탄올과 메탄올이 우리 몸에 흡수 되었을 때 거치는 화학적 변화의 차이에서 나온다. 에탄올은 우리 몸에 들어오면 알코올 탈수효소(Alcohol Dehydrogenase, ADH)가 산화시켜서 아세트 알데히드(Acetaldehyde)가 된다. 이렇게 만들어진 아세트 알데히드는 또다시 알데히드 분해효소(Aldehyde Dehydrogenase,ALDH)의 작용으로 아세트산(acetic acid)이 되고, 더 산화되어 결국 물과 이산화탄소로 분해 된다. 술을 마시고 다음날 나타나는 숙취는 바로 이 아세트 알데히드에 의해 일어나는 현상이다.
메탄올도 마찬가지로 우리 몸에 들어오면 산화된다. 하지만 메탄올은 에탄올과 조금 다른 형태로 산화한다. 메탄올은 포름알데히드(formaldehyde)와 포름산(formic acid)을 거쳐 물과 이산화탄소가 된다. 메탄올이 위험한 것은 메탄올 자체가 위험한 것이 아니라, 메탄올이 체내에서 변화하는 포름알데히드와 포름산이 위험한 것이다. 특히 우리 눈에는 레티날(비타민A의 저장형태: 알코올의 일종)을 분해하기 위한 알코올 분해효소가 많이 존재하기 떄무에 메탄올의 산화가 눈에서 매우 활발하게 이루어진다. 따라서 소량으로 눈의 시각 관련 세포가 큰 손상을 입게 되어 실명으로 이어지는 것이다.
알코올의 살균
그렇다면 에탄올은 어떻게 바이러스를 죽이는 것일까? 바이러스는 다른 우기체 안에 들어가서 생명활동을 하는 생물과 무생물의 중간적 존재이다. 이들은 아데노 바이러스와 같이 특별한 종류의 바이러스가 아니라면 RNA나 DNA의 유전 물질과 그것을 둘러싸고 있는 단백질 껍질(capsid, 캡시드) 또는 인지질층으로 둘러싸인 매우 간단한 구조를 가진다. 이번 코로나19 바이러스도 마찬가지이다.
에탄올은 탈수(dehydration)반응을 통해 바이러스의 단백질을 변형시켜 바이러스의 유전자를 사용하지 못하게 만들고 바이러스가 생존, 번식 하지 못하게 만든다. 그리고 에탄올 성분은 쉽게 휘발 되어 피부에 오래 남아 피부에 자극을 주지 않고 금방 사라진다.
이제 에탄올이 손 소독제의 주성분임을 알았고, 그 매커니즘 또한 알았기 떄문에 앞으로 손 소독제를 직접 만들때에는 더 강한 손 소독제를 만들기 위해서 에탄올 농도를 더 높여야 겠다는 새앆을 할 수 있다. 하지만 에탄올 함량이 높을수록 무조건 살균효과가 강한 것은 아니다. 물론 에탄올이 70% 이상의 농도여야 우리가 원하는 정도의 살균 효과를 낼 수 있다. 하지만 농도가 90%가 넘어가는 경우 세포 외벽을 너무 빨리 녹이고 굳게 해 유전자(핵산)가 파괴될 시간을 주지 않고, 오히려 세포벽을 단단하게 만든다고 한다. 스테이크를 굽는데 속은 생고기이고 겉은 다 타버린 것과 같이 말이다. 또한 고 농도의 에탄올은 피부에 자극적이기 때문에 민감한 피부를 가진 사람들에게는 위험할 수 있다. 따라서 60~80%의 에탄올 농도를 가진 손 소독제만 사용해도 충분히 바이러스 퇴치에 효과적이다.
이렇게 많은사람들의 바이러스 종식을 위한 노력이 이루어지는 가운데 우리도 개인 위생에 대해 더 자세히 공부하고 실천하여 세계적인 전염병의 전파를 막고, 더 나아가 앞으로 이러한 펜데믹 상황이 일어 나지 않았으면 좋겠다.
참고자료
[1] https://ko.wikipedia.org/wiki/
[2] http://www.donga.com/news/article/all/20200323/100297982/1
[3] https://www.finelfc.com/890
[4] https://lsy5518.wordpress.com/
[5]http://lg-sl.net/product/infosearch/curiosityres/readCuriosityRes.mvc?curiosityResId=HODA2009100166
첨부 이미지 출처
[1] 그림2: https://ko.wikipedia.org/wiki
[2] 그림3, 4:
http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=niano38&logNo=221369406353&parentCategoryNo=&categoryNo=41&viewDate=&isShowPopularPosts=true&from=search
[3] 그림5:http://biosci.blog/notes/core-virology-virus-structure-and-classification/
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작성자│강승욱
발행호│2020년 봄호
