머콜라 박사로부터 - 타일러 르바론(Tyler Lebaron)에게 의학적 검토를 받았음
알칼리수 매출은 2014년 4,700만 달러(약 548억 원)에서 2017년 4억 2,700만 달러(약 4983억 원)로 급상승하면서 다시 인기를 얻고 있습니다. 마케팅 담당자들은 알칼리수가 인체 조직의 과도한 산도를 교정하여 암, 관절염 및 기타 퇴행성 질환을 예방하거나 회복시킬 수 있다고 주장합니다.
하지만 그러한 주장을 뒷받침하는 충분한 증거는 거의 없습니다. 또, 필자는 8년 전 정기적으로 알칼리수를 마시는 것에 대해 경고한 바 있습니다. 반면에, 분자 수소(수소 분자, molecular hydrogen)에는 여러 가지 건강상의 이점이 있으며, 그중 일부는 알칼리수가 갖고 있다고 주장하는 장점과 유사합니다. 그리고 거기에는 충분한 근거가 있습니다.
여기서 저는 두 가지 유형의 물, 각각의 물에 대한 과학적 근거(또는 부족한 근거), 분자 수소의 이점이 무지에 의해 어떻게 알칼리수의 이점처럼 알려졌는지에 대해 알아볼 것입니다.
알칼리수란 무엇인가요?
알칼리수는 전기 분해를 통해 알칼리성과 산 분획(acid fractions)으로 분리된 물입니다. 알칼리수에 대한 이론은 알칼리(이온화된)수가 활성 산소를 없앨 수 있는 풍부한 전자를 가진 강력한 항산화제라고 설명합니다.
가디언(The Guardian)지에서 아르와 마흐다위(Arwa Mahdaw)는 아래와 같이 보고했습니다.
"캘거리 대학교(University of Calgary)의 겸임 교수이자 캐나다 영양사 협회(Dietitians of Canada)의 증거 분석가인 타니스 펜턴(Tanis Fenton) 박사는 알칼리수에 마케팅에 대한 주장이 산성-재 가설(acid-ash hypothesis)이라고 하는 오래된 아이디어에 기반을 두고 있다고 말했습니다.
이 가설은 육류, 유제품 및 계란과 같은 특정 음식을 섭취하면 인체에 산성 재 라는 것이 생겨 산 수치를 높이고 골다공증을 포함하여 건강에 악영향을 끼치는 결과를 불러일으킨다고 상정합니다.
2002년 로버트 오(Robert O)라고 불린 한 대체 의학 전문의가 있었습니다. 영(Young)은 산성-재 가설을 pH 기적(pH Miracle)이라는 제목의 유명한 책 시리즈와 함께 알칼리성 식단을 유행시켰습니다.
이 책들에 따르면, 알칼리성 식단은 소화 불량에서 암에 이르기까지 모든 종류의 고통을 치료할 수 있다고 합니다. 그런데, 이 영이라는 사람은 면허 없이 의료활동을 한 것으로 2017년 3년의 징역형을 선고받았습니다."
알칼리수와 암의 연관성을 체계적으로 검토한 저자인 펜턴(Fenton)에 따르면, 알칼리수에 대한 긍정적인 결과를 보여주는 몇몇 연구는 제대로 설계되지 않았기 때문에 알칼리수가 건강에 도움이 된다는 것을 보여주는 "확실한 증거가 없다"라고 결론 내렸습니다.
분자 유전학 석사 학위를 보유한 랜디 존슨(Randy Johnson) 또한 이 견해를 공유했으며 그에 대한 증거는 그의 사이버 눅(Cyber Nook) 웹사이트 "식수 자원: 알칼리수의 건강상의 이점에 대한 근거 검토"에서 찾을 수 있습니다.
알칼리수는 왜 효능이 없을까요?
알칼리수 섭취가 알칼리도와 관련된 건강상의 이점과 연관되지 않는 주요 이유 중 하나는 혈액과 인체의 pH를 이런 방법으로 변경할 수 없기 때문입니다. 펜턴은 아래와 같이 지적했습니다.
"인체의 모든 효소는 pH 7.4에서 작동하도록 설계되어 있기 때문에 인체는 혈액 pH를 매우 좁은 범위 내에서 조절합니다. 만약 인체의 pH 범위가 너무 넓다면 인간은 생존할 수 없습니다."
하지만 식수 등 식단으로 소변의 pH를 바꿀 수 있습니다. 소변은 일반적으로 pH가 약 6인 산성이며, 이는 실제로 신장이 제대로 작동하고 있다는 신호입니다. 사람들이 알칼리수 음용 후 보고하는 이점에 관해서 펜턴은 위약 효과가 작용했을지 모른다고 이야기합니다.
초기에 보이는 개선은 또한 단순하게 물을 더 많이 마셔 해독 작용이 발생했거나 또는 전반적인 수분 공급이 개선된 점에서 기인할 수 있습니다.
마지막으로, 알칼리수는 종종 더 높은 미네랄 농도와 연관이 있으며 이는 특히 음식으로부터의 식이 섭취가 적은 경우 효능이 있는 것으로 알려져 있습니다.
pH 이해하기
인체 또는 물의 산도나 알칼리도 개념은 pH 척도를 기준으로 합니다. pH란 무엇인가요? pH는 단순히 수소 이온의 농도를 측정한 것입니다. 사실, 약어인 "pH"는 "수소의 잠재성(potential of hydrogen)"의 약자입니다.
액체의 pH가 높을수록 유리 수소 이온(H+)이 적습니다. 그리고 pH가 낮을수록 유리 수소 이온(H+)이 더 많습니다. 1 pH는 10배의 이온 농도 변화를 반영하므로 pH 8에서보다 pH 7에 10배 많은 수소 이온이 들어 있습니다.
pH 척도는 0에서 14 사이이며, pH 7은 중성입니다. pH가 7 미만인 것은 산성으로 간주되며 pH가 7보다 높은 것은 알칼리성(또는 염기성)입니다.
하지만 알칼리수의 효능이 거짓인 진짜 이유는 pH를 유지하기 위한 완충재가 없기 때문입니다. 알칼리수는 산성이 강한 위에 부딪히면 완충제가 없기 때문에 pH가 중화됩니다. 진짜 알칼리수에는 베이킹소다(중탄산 나트륨)와 같은 알칼리성 완충재가 있으며 이는 인체의 천연 알칼리성 완충재이기도 합니다.
일부 사람들은 위산이 알칼리수를 중화함에 따라 중탄산 이온이 혈액으로 방출되어 알칼리 효과가 있다고 주장했습니다.
만약 알칼리수가 베이킹소다처럼 모든 위산을 효과적으로 중화시킨다면 이것이 사실이겠지만, 알칼리수는 충분히 많은 양의 위산을 중화시키지 않고 위산은 알칼리수를 완전히 중화시킵니다. 따라서, "순 알칼리 효과" 같은 것은 없습니다.
지구에 존재하는 자연적인 물은 주변 토양과 식물, 계절 변화 및 날씨, 심지어 햇빛에 대한 시간 반응에 따라 pH 범위가 약 6.5에서 8.5로 다양합니다. 또한, 인간의 활동은 독성 산업 오염 물질의 공격으로 인해 물의 pH에 영향을 끼칩니다.
특히, pH는 인체의 미토콘드리아에 큰 영향을 끼치는 것으로 보입니다. 연구에 따르면 미토콘드리아 기능의 변화로 인해 정상 세포가 심한 알칼리성 조건에서 죽는 것으로 나타났습니다.
따라서 펜턴이 지적한 바와 같이 "알칼리수는 해결할 필요가 없는 문제에 대한 해결책입니다." 실제로, 인체는 자연적으로 발생하는 물을 마시도록 설계되어 있으며 pH 수치가 9.5 이상인 알칼리수는 여기에서 제외됩니다.
초기 수소수 생산이 알칼리수 관련 미신을 해명했습니다
흥미롭게도, 영의 산성-재 가설을 이용하여 알게 된 것 외에도 알칼리수 관련 미신에 왜 브레이크가 걸렸는지를 설명할 수 있는 또 다른 역사가 있습니다.
분자 수소 연구소(The Molecular Hydrogen Institute)는 아래와 같이 전해 환원수 또는 ERW(과학 문헌에서 알칼리수를 언급할 때 가장 많이 사용되는 용어)의 역사를 설명합니다.
"ERW 연구는 일본에서 1930년대에 시작되었으며 1965년 일본 보건복지부에서는 ERW를 위장 증상을 개선할 수 있는 의약 물질로 승인했습니다...
수십 년 동안 여러 소문과 과학적 증거는 ERW의 많은 다른 이점들을 입증했습니다. 여기에는 급격한 손상으로부터 DNA 보호, 포도당 섭취 증가, 당뇨병 개선, 조기 세포 사멸 방지, 간 보호, 지질 산화 방지 등이 포함됩니다. 하지만, ERW가 이러한 이점을 어떻게 만들어내는지는 확실하지 않았습니다."
안타깝게도 pH에 대한 오해는 이렇게 생겼습니다. 하지만 연구소의 지적에 따르면, "이제 이점을 제공하는 주된 물질은 용해된 분자 수소 가스에 기인한 것으로 잘 알려져 있습니다."
간단히 말해, 이 이점은 분자 수소의 존재로 인한 것이며 실제로는 물의 pH와는 전혀 관련이 없습니다. 수소 가스 연구원인 이규재(Kyu-Jae Lee) 박사는 아래와 같이 말합니다.
"1990년대에 저는 알칼리 이온수 연구를 시작했고 항산화, 항암 및 당뇨 효과에 관한 과학 논문을 출판했지만 왜 이 물이 효능이 있었는지는 이해하지 못했습니다. 이것은 믿기 힘들었습니다.
추가 조사 결과, 알칼리 이온수의 이점이 전기 분해 과정에서 생성된 수소 가스에 기인한다는 것을 확인했습니다."
또 다른 연구원인 마미 노다(Mami Noda)는 다음와 같이 말했습니다.
"물의 모든 변수(예를 들어, 미네랄, pH, H2 등)를 시험한 결과, H2만이 이점을 발휘한다는 것이 분명해졌습니다. 2009년 파킨슨병에 대한 MPTP 유도 쥐 모델에 관해 발표된 연구는 H2의 효능에 대해 보여주었습니다.
저희는 나중에 이 모델의 이점이 ß1 아드레날린 수용체 의존성 경로를 통한 H2-유도 위 그렐린 분비에 의해 매개됨을 발견했습니다. 파킨슨병에 미치는 수소의 영향이 현재 인간 임상 실험에서 확인되었지만, H2의 치료적 이점을 담당하는 분자 메커니즘을 밝히기 위해서는 더 많은 연구가 필요합니다.
수소의 높은 안전성, 관리 용이성 및 유망한 의학적 효과로 인해 저는 새로운 의료 가스인 H2에 대한 조사를 계속해야 할 약리학자로서의 의무를 느낍니다."
분자 수소란 무엇인가요?
분자 수소(이하 H2)는 두 수소 원자가 함께 결합된 가장 독특하고 희소성 있는 항산화 효과가 있는 가스로 특히 가장 유해한 활성 산소를 목표로 합니다. 주로 필요할 때 세포의 산화 환원 상태를 개선하고 최상으로 만드는 작용을 합니다.
결과적으로, 예를 들어 슈퍼옥사이드 디스뮤테이스(superoxide dismutase), 카탈라아제(catalase) 및 글루타티온(글루타치온으로도 불림, glutathione) 수치 개선을 확인할 수 있습니다.
수소는 가장 독성이 강한 활성 산소를 선택적으로 감소시킬 뿐만 아니라 활성 산소의 과잉(독성이 되는)이 처음 생성되는 것을 방지할 수 있습니다. 이것은 매우 강력한 예방 메커니즘입니다.
또한 H2는 필요 시 Nrf2 통로를 활성화합니다. Nrf2가 활성화되면 세포핵으로 들어가 DNA의 항산화 반응 요소에 결합하는 전사 인자입니다. 그런 다음 글루타티온, 슈퍼옥사이드 디스뮤테이스 카탈라아제, 글루타티온과산화 효소, 효소 2단계 헴-1 산소화효소 및 기타 많은 세포 보호 효소의 전사를 유도합니다.
2007년 네이처 메디신(Nature Medicine)에는 분자 수소에 대한 획기적인 논문이 발표되었습니다. 이 논문은 2%의 수소 가스가 허혈 재관류로 인한 뇌 손상을 예방하는 데 효과적이며 항산화제로서 강력한 치료 기능을 가지고 있음을 보여주었습니다.
수소는 우주에서 가장 작은 분자이며 중성 및 무극성이므로 생체 이용률이 매우 높습니다. 수소는 물에 용해되면 전자와 양성자로 분리되지 않으므로 물이나 인체의 pH를 변경하지 않기 때문에 알칼리수의 개념과는 전혀 연관이 없습니다.
1,000번 이상 동료 연구원들에게 검토된 과학 간행물은 H2에 170가지가 넘는 인간 및 동물 질병에 관한 치료 가능성이 있다는 것을 종합적으로 증명하였습니다. 실제로 수소는 인체의 거의 모든 장기에 도움이 되는 것으로 나타났으며 그 이유는 수소가 실제로 염증 및 산화의 근본적인 원인을 목표로 하여 이를 완화하기 때문입니다.
알칼리성 vs 알칼리도
또 다른 혼동의 원인은 알칼리성(alkaline) 대 알칼리도(alkalinity)에 관한 문제입니다. 이 두 단어는 과학적인 관점에서 서로 다른 것을 의미하기 때문에 상호 호환되지 않습니다. 이는 또한 사람들이 알칼리수에 과도한 가치를 부여한 이유 중 하나일 수도 있습니다.
미국 물 시스템(Water Systems)의 CEO인 마크 티몬스(Mark Timmons)는 아래와 같이 설명했습니다.
"신체를 알칼리화한다는 것은 신체에 적절한 pH를 유지할 수 있는 능력을 부여한다는 것을 의미합니다. 하지만 이를 위해서는 인체는 알칼리성 물가 아닌 알칼리도 물을 필요로합니다.
pH는 산성 또는 알칼리성의 정도를 측정할 뿐 산성을 중화하는 능력을 가지는 것은 아닙니다. 또한, 인체는 pH를 기반으로 알칼리화되는 것이 아니라 알칼리도를 기준으로 합니다.
알칼리도는 중탄산염을 합친 완충재로 산성을 중화시키는 능력을 측정합니다. 알칼리도는 mg/L로 측정합니다. 알칼리 미네랄 화합물에는 칼슘, 칼륨, 마그네슘, 나트륨, 망간 및 철이 포함됩니다. 따라서, 인체에 알칼리도를 추가해야 하지만 먼저 pH는 알칼리도와 관련이 없다는 것을 알아야 합니다.
예를 들면, 시금치 주스의 pH는 6.4이지만 알칼리도는 2,250mg/L입니다. 물 한 컵에 베이킹소다 한 티스푼 반을 넣으면 알칼리도는 1500mg/L이 됩니다. 이를 시중에 나와 있는 많은 알칼리성 필터 중 하나와 비교해보세요. 대부분은 몇 mg/L의 알칼리도를 추가한 다음 몇 갤런(1갤런=3.75리터)만 지속됩니다."
알칼리수는 암 예방 가능성이 낮습니다
알칼리수를 마시는 것에 대한 다른 건강상의 이점 중 하나로는 암 예방이 있습니다. 하지만 대부분의 연구는 암 치료와 관련하여 알칼리도에 반대합니다.
모핏 암 센터(Moffitt Cancer Center)에서 종양 형성 및 산도를 연구한 로버트 길리스(Robert Gillies)에 따르면 종양은 본성적으로 자체 산도를 만들고 이는 심지어 알칼리성 세포 구조에서도 마찬가지라고 합니다.
세포 내 pH 조절을 방해하여 종양 세포를 선택적으로 죽이는 항암제 원형을 개발하는 과학자들은 알칼리성 치료가 원하는 효과를 보이지 않는 반면, 산성 치료는 강하게 효과를 보인다고 말합니다.
더 흥미로운 것은 미국 국립 암 연구소(National Cancer Institute)의 2005년 연구에서 비타민 C(아스코르브산, ascorbic acid)의 사용을 재검토한 것입니다. 연구원들은 정맥으로 투여되는 약리학적 용량에서 아스코르브산이 정상 세포에 해를 끼치지 않고 암세포를 성공적으로 죽였다는 점을 발견했습니다.
이것은 알칼리도와 반대로 암세포가 산성에 취약한 또 다른 예시가 됩니다. 따라서, 알칼리도와 암의 관계는 성급하게 결론으로 뛰어든 사람들에 의해 지나치게 단순화되었다고 볼 수 있습니다.
pH가 높지 않은 분자 수소는 건강에 매우 유익합니다
요약하면, 알칼리수를 마시는 것은 인체에 많은 도움이 되지는 않습니다. 그냥 돈을 낭비하는 것일지도 모릅니다. 반면에 수소수를 매일 섭취하면 광범위한 건강상의 이점이 있습니다. 필자 또한 수소수를 정기적으로 섭취합니다.
수소는 다양한 흡입 장치, 수소 생성 정제 및 (플라스틱이 아닌) 캔에 들어 있는 바로 마실 수 있는 수소 음료로부터 얻을 수 있습니다.