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한의학의 다양한 치료 중 핵심이 되는 것은 침술이다. 병증에 따라 특별한 신체 부위에 침이나 뜸을 놓으면 치료를 요하는 장기에 효과가 나타난다. 이때 뜸이나 침이 놓이는 자리를‘경혈’이라고 하고, 치료 효과가 장기에 나타나도록 침의 자극을 전달하는 경로를‘경락’이라고 한다.

경혈∙경락이 처음에 어떻게 발견됐는지는 아무도 모른다. 한가지 그럴듯한 견해는 경혈∙경락 이론이 피부표면에 나타나는 특이한 반응점을 살피고 동시에 어떤 일정한 자극을 가한 후 감응경로를 추적하면서 얻은 지식에서 출발했다고 보는 것이다. 따라서 치료의 점들이 장기간의 경험을 거치면서 전체 경락이라는 네트워크의 개념으로 발전됐고, 치료 효과를 따져보면서 각 경락은 해당 장기에배속됐을것이다. 한의학의고전인‘황제내경’(黃帝內經)을 보면 경락은 전신에, 즉 근육과 내장, 뼈, 심지어 손톱 및 머리카락에까지 뻗쳐있지 않은 곳이 없으며 이를 통해 ‘기’가 흐르기 때문에 인체가 살아서 움직이는 것이라고 기술돼 있다.

실제로 경혈∙경락을 통한 한의학적 치료는 최근 서구의학이 해결하지 못하는 만성병과 면역기능장애 등의 치료에서 탁월한 기능을 보여주고 있다. 그리고 약물 중독 치료나 우울증 치료에 효과가 있다는 연구 결과가 많이 발표되고 있다. 서구 의학과 달리 수술이나 약물 없이 효과적으로 생체 기능을 조절할 수 있기 때문에 더 높은 평가를 받기도 한다.

하지만 한의학은 서양의학과 달리 주로 경험으로만 전수돼 왔고, 치료의 기본이 되는경혈∙경락의 해부학적 실체가 검증되지 않아 객관적이고 신뢰할만한 학문이라고 인정받지 못하고 있다. 최근에 와서야 경혈∙ 경락에 대한 기능적 특징을 연구하기 시작해 낮은 전기저항을 가진다든지 음파가 잘 전달된다는 물리적 특징이 알려지게 됐다.

경혈∙경락에 대한 3가지 관점

그렇다면 경혈∙경락은 인체 내 실제로 존재하는 기관일까.

기존 한의학계에서는 기와 마찬가지로 경혈∙경락은 실체가 없고 기능만이 있다는 인식이 보편적이다. 서구과학계나 일부 한의학계에서는 침술의 효과가 단지 신경계 작용의 복합적인 작용에 의한 것으로 보기도 한다. 이와 관련해 침술을 이용한 통증의 절이나 마취, 전기생리학적인 실험 등을 통해 이를 뒷받침하는 실험이 진행되고 있다.

물론 해부학적인 실체를 찾으려는 노력도 여러 차례 있었다. 1980년대 프랑스의 니보예나 독일의 하이네의 연구에 따르면 경혈은 종 모양으로 신경과 혈관 다발이 그 속에 존재하고 결합조직들이 이를 둘러싸고 있다고 한다. 이 연구들이 경혈과 경락의 실체를 완전히 규명한 것은 아니다. 하지만 해부학적으로 경혈이라 알려진 위치에서 특별한 형태의 조직을 찾았다는 점에서 그 실체일 가능성을 보여주고 있다. 이 외에도 중국 등 곳곳에서 해부학적인 실체를 찾으려는 시도가 있었으나 아직 뚜렷한 결과를 발표한 곳은 없었다.

결국 정리하면 현재 경혈과 경락에 대해서는 크게 3가지, 즉 기능만 있다는 관점, 신경계의 복합적 작용에 불과하다는 관점, 그리고 해부학적 실체가 존재한다 관점으로 나뉜다. 이 중 신경학적 관점이 가장 널리 받아들여지고 있는 상황이다.

하지만 경락의 물리적 특성이 나타난다는점에서 볼 때 실체가 있을 가능성을 배제할수 없다. 그래서 최근 필자가 속한 서울대 물리학부 한의학물리연구실에서는 경락의 해부학적 실체를 확인하는 연구를 하고 있다. 그 결과 해부학적 실체 가능성에 대한 실마리가 될 연구성과를 얻었다.

1960년대 북한학자의 학설

해부학적인 실체 연구 중 지금까지 가장 많은 성과를 얻은 곳이 1960년대 북한의김봉한박사연구팀이다. 김봉한 박사는 북한 정부의 대폭적인 지원을 받아 당시의 첨단장비인 전자현미경 등을 동원해 경락이 해부학적 실체임을 보였다. 전자현미경은 현재 원자와 분자까지 볼 수 있어 나노기술에서 널리 이용되지만 당시의 해상도는 정확히 알 수 없다.

김봉한박사연구팀은경혈자리에서는‘봉한소체’라고 명명된 지름 0.5-1.0mm의 작은 덩어리 형태의 조직을 발견했고, 각 소체는 경락에 해당하는‘봉한관’이라고 명명된관에 의해 직접 연결돼 전신에 네트워크를 형성하며 퍼져있음을 밝혔다. 그들의 추적에 따르면 봉한관은 피부조직에서 혈관 벽을 따라 내부 장기에까지 퍼져있는데, 놀랍게도 혈관 속으로도 봉한관이 연결돼 있다고 한다.

기존의 해부학적 지식에 따르면 혈관 내부에는 적혈구나 백혈구, 혈소판과 투명한 액체인 혈장으로 구성된 혈액만이 존재한다고 알려져 있다. 따라서 혈관 내에 관 구조가 존재한다는 것은 완전히 새로운 사실이다. 김봉한 박사는 그 구조 또한 혈관이나, 림프, 그리고 신경과는 달리 작은 소관들의 다발로 돼 있다고 주장했다. 그의 이 새로운 조직망의 존재가 확립된다면 생물학계와 의학계에 획기적인 발견이 될 것이다.

당시 봉한학설은 중국, 러시아, 일본등에 소개돼 대대적인 반향을 일으켰다. 하지만지금까지 그 누구도 확인실험에 성공하지 못했다.

확인 실험이 어려운 이유는 김봉한 박사가 경락을 찾은 단초가‘염색’법인데 염색재료와 방법을 밝히지 않고 오직 결과만을 발표했기 때문이다. 그의 논문에는 염색약을 토끼의 경혈에 주입해서 경락을 추적했다고 기술돼 있다. 따라서 아무리 다른 학자들이 비슷하게 시도해본다 하더라도 구체적인 염색 방법을 모르고는 해부학적으로 그 존재를 밝히기 지극히 어렵다.

그런데 1965년 마지막 논문이 나온 후 북한에서는 갑자기 연구가 중단됐고, 그후 오랜 시간 동안 봉한학설이 재현되지 않았다.

때문에 봉한학설은 많은 논란을 일으켰지만 그 진위가 밝혀지지 않은 채 40여년 가까이 잊혀져 왔다.

봉환관 찾기의 새로운 시도

서울대 물리학부 한의학물리연구실은 1997년부터 물리학적 관점으로 경혈∙경락에 대한 연구를 시작했다. 주로 전자기적 특성을 분석하는 연구를 해오다가 1999년부터 BK21사업의 지원을 받아 새로운 국면에 접어들게 됐다. 경혈∙경락의 연구에서는 그 실체 유무가 물리학적으로 매우 중요하기 때문에 지금까지 거의 유일한 연구결과인 봉한학설의 재확인실험에 착수하게 됐다.

초창기에는 김봉한 박사가 봉한관을 추적할 때 사용한 염색약 대신 일본의 연구자들이 사용해서 성공했다는 메틸렌블루 염색을 이용했고 직접 봉한관을 찾으려고 해부도 해보았다. 그러나 실험이 성공적이지 못했다. 그러던 중 필자(소광섭)는 2001년 독일의 국제생물물리연구소에서 개최한 학회에 참가했는데, 과학사학자인 마르코 비숍이 갖고있던 김봉한 박사의 영어 논문을 보게 됐다. 필자가 이 연구를 하고 있다고 말하자 비숍 박사도 매우 중요한 연구가 될 것이라고 말하면서 격려했고, 그 후 복사본을 우편으로 부쳐주는 성의를 보였다. 다음해 7월 중국의 수의사인 강효문을 초청하고 인턴연구원 김희경이 참여함으로써 봉한학설 재확인 연구가 본격적으로 시작됐다. 곧이어 신경약리학의 이병천 박사, 생물물리학의 신학수 박사, 백구연 등이 실험에 추가로 참여했다.

지난 1년여 연구기간 동안 지금의 연구방법이 정리되기까지 미지의 영역을 개척하는연구자들이 겪을 수 있는 많은 실수와 실패들이 있었고 기쁨과 좌절이 오갔다.

연구의 초점은 혈관 내부 봉한관을 찾는데 뒀다. 혈관 내부에는 지금까지 다른 해부학적 조직이 없는 것으로 알려져 있으며 그 점이 봉한학설의 가장 특이한 점이기 때문이다. 또한 혈관 속 봉한관을 발견한다면 신경이나 림프 등 알려진 다른 조직들과 혼동되지 않는 장점이 있다.

초기 연구의 관건은 김봉한 박사가 사용했던 염색법이 아닌 새로운 기법을 개발하는 것이었다. 혈관 속은 혈액으로 가득 차있어서 밖에서 속을 보기 힘들며, 혈관을 열어보려고 하면 피가 쏟아져 나오고 게다가 그 피가 끈끈하게 엉기기까지 해서 그대로는 혈관 속을 관찰하기 쉽지 않다.

때문에 먼저 본 연구실에서는 봉한관 관찰을 위해 혈액을 투명한 포도당액으로 대체,혈관 내부를 투명하게 만들었다. 봉한관은 50μm(마이크로미터, 1μm=${10}^{-6}$m) 이하의 가늘고 연약하며 투명한 조직으로 혈관 속에서 쉽게 발견하기 힘들다. 그런데 혈액을 포도당으로 대체하는 과정에서 약간의 혈전(혈관안에서 피가 엉겨 굳은 덩어리)이 봉한관에 엉겨 붙음으로써 가늘었던 봉한관이 굵어지면서 긴 줄로 드러났다. 쉽게 샘플을 얻을 수 있게 된 것이다.

그러나 채취한 줄에서 봉한관을 분리하는 것은 쉬운 일이 아니었다. 게다가 봉한관이작은 조각으로 발견되는 단점이 있었다. 이후 봉한관이 조각으로 발견되는 점을 이용해 혈액을 주사기로 흡수해 봉한관을 찾는 방법도 개발했으나 구조적, 화학적 분석을 하기에는 채취된 샘플의 길이가 너무 짧았다. 또 이때는 그 작은 조각이 봉한관인지를 판단하기가 어려웠다.

혈관 속 세포핵과 다른 모양 발견

흰쥐와 토끼를 이용해 이같은 반복 실험과 실패를 거듭한 끝에 2003년 6월김봉한박사가 주장한 혈관 내 실같은 구조를 확인하는데 성공했다. 이는 전혀 새로운 방법을 개발함으로써 가능했다. 그 핵심 기술은 형광을 내는시약(Acridine Orange)을 통해 봉한관의 세포핵 물질을 염색해서 형광 현미경으로 관찰하는 것이었다.

형광현미경은 형광빛을 내는 물질만을 선택적으로 볼 수 있게 제작된 현미경이다. DNA나 세포핵을 형광물질로 염색해 보는데 쓰인다. 혈전과 함께 채취된 봉한관을 형광염색해 형광현미경으로 관찰했다. 이를 이용해 연구팀은 혈전 속에 묻혀있는 백혈구들 사이에 긴 간상핵들이 일렬로 배열돼 있는 것을 보았다.

세포의 핵은 종류에 따라 모양이 다르다. 근육세포나 내피세포의 경우 핵이 길쭉한 막대모양(간상핵)이다. 혈관 속 물질 중 핵이 있다고 알려진 것은 백혈구와 유핵 적혈구뿐인데 이들의 모양은 둥그스름하다. 따라서 혈전 속에서 기존 혈관물질과 다른 간상형의 핵이 발견된다는 것은 혈관 속에 혈구 이외의 다른 조직이 존재함을 말해준다. 이같은 확인은 형광 염색이 세포의 핵만 관찰하는 것을 가능하기 때문에 이뤄졌다. 세포질 등 다른 조직이 모두 보이는 일반 광학 현미경으로는 거의 구분이 불가능한 일이었다.

본 연구실은 여기에서 한걸음 더 나아가 봉한관 관찰에 핵심적인 역할을 한 형광실체현미경을 직접 제작했다.

살아있는 상태로 관찰

일반 현미경은 관찰하고자 하는 대상을 슬라이드글라스 위에 놓아야 하는 반면 실체현미경은 대상을 그 상태로도 관찰할 수 있다. 따라서 연구팀은 해부한 쥐가 살아있는 상태에서 봉한관의 핵의 모양을 관찰할 수 있게 됐다. 형광실체현미경이란 일반 실체현미경과 유사한데, 광원으로 백색광이 아닌 형광램프에서 방출되는 특별한 파장의 빛을 사용하며 관찰 시에도 필터를 사용해 염색된 핵이 내는 빛만을 볼 수 있도록 제작한 것이다.

쥐에 형광 염색물질을 주입하고 이 형광실체현미경을 통해 관찰하면, 다른 것은 보이지않고 염색된 핵만이 관찰된다. 핵의 모양과 배열을 보면, 혈관이 뚜렷이 구분되며 그 안팎으로 간상핵이 가늘게 배열돼 있는 모습이 관찰된다. 조직학 전문가의 도움을 받아 그 조직이 모세혈관도 아니고 림프관도 아닌 새로운 조직임을 확인했다.

혈관 안팎에서 새로운 조직으로 추정되는 조직을 발견했으나 아직 그것이 김봉한 박사가 발견했던 봉한관이라고 100% 확신할 수는 없다. 현재는 존재 확인의 단계일 뿐이라서 우리가 발견한 조직이 전체 생체 구조 속에서 어떻게 분포돼 있고 어떤 기능을 하는지 모르기 때문이다.
앞으로 형광실체현미경 관찰을 통해 이 조직의 전체 네트워크 조사가 이뤄질 계획이다. 그리고 현재 다른 연구 기관과 협력해 채취된 샘플의 세부 구조를 분석하고 화학 성분을 분석하는 연구가 시작되고 있다.

현재 본 연구실의 연구단계는 김봉한 박사의 이론 검증단계에 불과하다. 그러나 이 연구가 무르익게 되면 한의학은 해부학적 근거를 갖게 됨으로써 과학적 연구의 토대가 마련될 것이며, 서구 의학은 새로운 체계의 발견으로 여러 해결되지 않은 문제 해결의 새로운 가능성을 얻게 될 전망이다. 그뿐 아니라 서로의 융합으로서 새로운 장을 열어놓는 계기가 될 것이다.

최근 미국과 북경에서 우리의 연구에 대해 발표할 기회가 있었다. 경락의 실체 연구라는 것만으로도 많은 과학자와 한의사들이 관심을 표명했고, 격려와 동시에 여러가지 연구 방법과 조언을 주었다. 본 연구실의 현재까지 연구결과는‘해부학저널’(Journal of Anatomy)에 게재될 예정이다.

다양한 분야의 공동연구

현재까지의 발견은 많은 사람들의 협동으로 이뤄졌다. 실제적인 실험에는 약리학, 광학, 생물물리학 분야의 전문가들이 참여하고 있다. 또한 본 연구가 새로운 조직에 대한 확인이기 때문에 기존 조직에 대해 조언을 해줄 전문가의 협조가 필수적이다. 이와 관련해 서울대 수의학대 윤여성 교수와 박은성이 공동으로 이 연구를 수행하고 있다. 실험동물을 준비하고 다루는 것은 서울대 실험동물 사육장의 박대훈 실장이 담당했으며, 투과전자현미경 조사 등 조직 연구에 경희대 의대 천병수 교수가 많은 도움을 줬다.

앞으로 진행될 연구는 전문가들의 기술과 안목이 더욱 요구되기 때문에 더 많은 사람들이 함께 할 계획이다. 현재 경남대 이상천교수와 전남대 정제훈 교수의 연구실과 화학적 분석 연구를 하고 있으며, 앞으로 영국 케임브리지대 물리학부와 독일의 국제 생물물리 연구실과 봉한관의 세부 구조 및 물리적 특성에 대한 공동연구를 할 계획이다. 케임브리지대 도날드 교수와 스토크스 박사는 최신의 각종 전자현미경을 이용한 조직 구조 연구 전문가로, 이들과의 공동연구를 과학기술부의 지원으로 추진중이다.

이 연구를 수행하는데 BK21 물리연구단과 산업자원부의 지원과 과기부의 국가지정 연구실선정이 봉한관 연구에 큰 힘이 되고 있다. 삼성종합기술원의 장비 대여와 협력이 또한 많은 도움이 되고 있다.

봉환관 속에는 줄기세포가 있다?

김봉한 박사는 경락의 실체로서 봉한관을 발견하기만 한 것이 아니다. 그는 봉한관 속에 어떤 종류의 액체가 흐르고 있음을 확인하고 이를 분석했다. 그리고 봉한관 속에 핵산(DNA)과 호르몬, 히알루론산과 같은 생체물질이 다량으로 존재하는 것을 알아냈다. 그의 이같은 주장은 세포 안에만 존재하는 핵산이 몸 안을 특수한 관을 타고 흘러 다닌다는 의미다. 만약 이 결과가 사실이라면 현재의 생물의학의 기본 지식을 뒤흔드는 새로운 발견이 되는 것이다.

봉한관 내 핵산은 알갱이 형태로(산알이라 이름 붙여짐) 관 안에 존재하며 배양해서 관찰한 결과 분열을 통해 세포로 변해간다고 한다. 이는 세포가 분열에 의해서만 생긴다는 기존 세포설의 수정이 필요하다는 의미다.

이와 같은 김봉한 박사의 연구결과는 모든 신체기관으로 전환할 수 있어 현재 상당한주목을 받고 있는 줄기세포와의 관련성을 생각하게 한다. 줄기세포는 분화 이전의 세포라는 뜻으로 어느 형태의 세포로도 분화될 수 있는 세포다. 때문에 의학적으로 그 가치가 높아 많은 연구가 이뤄지고 있다.

김봉한 박사의 관찰에 따르면 산알은 봉한관을 따라 흐르다가 상처가 난 부위에 가서그 부위의 세포로 분화된다고 한다. 그의 논문에서는 간세포로의 분화와 혈구세포로의 분화 관찰이 자세히 기술돼 있다. 이런 내용들은 기존의 한의학적 기능 연구를 넘어서 최신 생물학과 의학의 발전과도 직결된다.

따라서 경혈과 경락의 해부학적 구조에 치중하는 현 단계를 넘어서면 봉안산알과 줄기세포와의 관련성을 확인하기 위한 경혈경락의 생리학적 기능을 밝히는 연구가 이어질 것으로 보인다.