3. 흡연이 야기하는 전신적 영향

(1) 발암작용
a) 담배가 일으키는 암의 종류와 발생비율
담배연기의 한 성분인 타르에 포함된 수많은 성분 중 TCDD(Dioxin)와 같은 발암인자는 후두암, 폐암, 식도암, 위암, 췌장암, 신장암, 방광암, 자궁암을 비롯한 각종 암을 유발한다. 우리나라에서 장기적인 흡연자가 폐암으로 사망할 확률은 담배를 피우지 않는 사람보다 남자의 경우는 22배나 높고 여자에게서는 12배가 높다.
특히 흡연은 치과 영역에서 주로 발견되는 구강암의 발생확률을 최고 18배 이상까지 상승시킨다. 식도암에 걸릴 확률도 1.7~6.4배나 높게 나타난다. 췌장암에 걸려 사망하는 확률이 다섯 배, 방광암에 걸려 사망할 확률도 비 흡연자보다 4배나 더 높다.

같은 흡연자라 할지라도 흡연 기간은 가장 중요한 발암의 원인이다. 미국 재향군인을 대상으로 한 연구에 의하면 1~9년, 10~20년, 21~39년, 40년 이상의 흡연자는 비 흡연자에 비해 폐암으로 사망할 확률이 각각 1.41배, 3.47배, 8.34배, 10.05배로 높아지는 경향을 보였다.
우리나라에서 암으로 사망하는 비율은 전체 사망자의 20%가 넘는데 암으로 인한 사망자 세 사람 중 한 명은 흡연에 의한 것이다. 이와 같이 흡연은 폐암이나 구강암을 비롯한 치명적인 암을 일으키는 가장 큰 원인인자이다.

b) 담배가 암을 유발하는 기전
담배연기속의 성분인 TCDD는「폴리염화디벤조·파라(P)·다이옥신(PCDD)과 폴리염화디벤조프란(PCDF)」의 총칭으로 모두를‘다이옥신류’라고 한다. Dioxin이라는 것은 2개의 벤젠고리가 2개의 산소로 결합되어 있는 TCDD의 구조 중 2개의 산소(Oxins)라는 의미다.
담배연기 속에는 다이옥신류에 속하는 발암물질이 40여가지나 존재한다.

Aryl hydrocarbon receptor(AhR)는 인체의 세포질 내에 존재하는 일종의 표적 기관으로써 여기에 다이옥신, 즉 TCDD가 결합하면 AhR 리겐드가 된다.
리겐드란 착화물 속에서 중심원자에 결합되어 있는 이온이나 분자의 총칭으로 일명 배위자라고도 한다. 예를 들면 [Co(NH₃)6 ]에 있어서 NH₃가 Co₃와 결합된 이온 또는 분자로써 리겐드가 되고 있는 것이다.

담배연기 속의 여러 가지 성분 중 인체조직과 가장 친화성이 높은 AhR 리겐드는 TCDD이다. 알려져 있는 모든 성분 중 AhR에 가장 높은 친화성으로 결합하는 원조 AhR 리겐드로 여겨지는 분자가 바로 TCDD인 것이다.
AhR은 전사요소중 기본적인 helix-loop-helix구조를 가진 110kDa 단백질이다. 세포질에서 heat shock protein 90에 결합된 형태로 발견되는 AhR은 리겐드와 결합하면 heat shock protein 90이 분리되고 그 AhR 리겐드 복합체가 AhR nuclear translocator(ARNT)와 합쳐져서 핵 내로 이동한다.

이 복합체는 다수의 phase I 과 phase II 효소유전자 촉진인자의 상류에 위치한 TCDD반응증강인자 부위에 있는 DNA에 결합하는데 그 효소유전자 중 가장 중요한 것이 cytochrome p450 1A1(CYP1A1)효소이다.
이 효소는 AhR 리겐드를 전문적 발암성 화합물질로 대사 전환시키는 aryl hydrocarbon hydrolase의 활성을 담당한다.
담배연기 중 타르 속에 포함된 AhR 리겐드는 폐, 태반, 신장, 난소, 혈관내피세포에서 CYP1A1의 발현을 유도하기 시작하는데 최소한의 흡연만으로도 이러한 유해과정을 일으키기에 충분할 정도로 높은 농도를 나타낸다.

CYP1A1은 또한 활성산소 종(reactive oxygen species)의 생산을 증가시켜 종양을 형성하는 위험요소인 산화성DNA손상을 유발하고 골 형성을 교란시키기도 한다.
Phase II효소는 환경독소의 해독과 배출을 담당하는데 흡연자의 체내에서 흡연에 의하여AhR 리겐드로 활성화된 유전자 전사는 독성효과를 나타내기 시작하며 동시에 phase II효소에 의한 리겐드 해독과정도 개시하게 된다.

담배연기 중의 위해한 산물인 타르에 포함되어 있는 aryl hydrocarbon receptor(AhR) 리겐드는 가솔린과
디젤엔진의 배기가스, 용광로 가스, 구운 생선이나 육류, 낙농제품 등에도 존재한다. 이러한 요소들 중 특히 할로겐화 된 화합물은 분해가 잘 안되고 생물학적 반감기가 길어서(토양에서 10년, 인체 내에서 4~12년)각종 질환을 일으키는 요인이 된다.

AhR 리겐드에 대한 노출은 동맥경화증, 각종 암, 면역체계의 교란, 피부질환 등과 연관이 있는 것으로 밝혀졌다. 이와 같이 AhR과 TCDD와의 결합으로 형성된 AhR 리겐드들은 인체 내에서 발암물질로 작용한다.
담배연기 속의 AhR 리갠드의 농도는 최소한의 흡연에 의해서도 폐, 태반, 신장, 난소, 혈관내피세포에서 CYP1A1의 발현을 유도하는데 충분한 양으로 분포한다.

(2) 중독 유발
흡연으로 인체에 흡수되는 독성물질 중 가장 중요한 3가지 물질을 예로 든다면 니코틴과 타르, 그리고 일산화탄소이다. 니코틴은 강력한 습관성을 갖게 해 담배를 일단 피우기 시작하면 끊지 못하게 하며 흡연이라는 나쁜 생활습관을 지속하게 한다.
자율신경절의 자극을 통해 교감신경계의 흥분작용을 나타내는 천연 알칼로이드에는 두 가지가 존재하는데 니코틴은 이중의 하나이다. 다른 하나는 lobeline으로서 니코틴과 유사한 작용을 많이 지니고 있으나 효능은 더 약한 편이다.

흡연을 통해 니코틴이 흡수되면 빠른 시간 내에 혈액 뇌장벽(bloodbrain barrier)을 뚫고 뇌에 도달, 도파민과 같은 신경전달물질의 분비를 촉진시킨다.
즉 Nicotine이 우리 몸에 들어오면 일단 α-4-β-2신경세포성아세틸콜린 수용체에 높은 친화력으로 결합함으로써 교감신경계를 자극하여 강력한 신경절 흥분 및 중추신경계 흥분제로 작용한다.

니코틴은 이와 같이 특이적인 수용체에 의해 매개되는 과정을 거쳐 자율신경절과 신경단말에 작용하여 노르아드레날린 또는 아세틸콜린을 유리하고 다른 약제의 약물동력학적 변화도 유발시킨다.
니코틴이 갖는 특징 중의 하나인 이상성 작용(biphasic actions)은 투여용량에 따라 나타난다. 저용량에서는 모든 자율신경질의 흥분이 니코틴의 주작용으로 나타나지만 고용량에서는 초기의 흥분 후 전도차단이 나타난다.

이러한 이상성 작용은 부신수질에서도 나타나는데, 저용량에서 카테콜라민을 방출시키는 반면 고용량에서는 내장신경(splanchnic nerve)을 흥분시켜 오히려 카테콜라민의 방출을 억제한다.
중추신경계 흥분은 진전(tremor)과 호흡기계 흥분으로 특징지을 수 있다. 고용량에서는 경련이 나타날 수 있으며, 중추마비의 호흡근의 말초 차단에 의해 이차적으로 호흡부진을 동반하기도 한다.

미국정부에서는 흡연자를 세 단계로 구분하고 있다. 하루 25개비 이상의 담배를 피우는 사람을 담배를 많이 피우는 사람이라고 하고 11개비에서 24개비까지를 중간, 그리고 하루에 1개비내지 10개비를 피우는 사람을 적게 피우는 사람으로 구분한다.
담배를 많이 피우는 사람은 담배에 대한 의존도가 높고 금연하면 금단증상이 심하게 나타난다. 이런 사람이 담배를 끊으면 체중이 늘고 다른 약물에 중독될 가능성이 높다.

(3) 심혈관계질환 유발
‘Reus WF’‘, Robson MC’‘, Zachary L’등에 의해 이루어진 실험결과 니코틴은 부신에서 catecholamines를 유리시켜 혈관수축을 유발하고 혈액의 조직관류를 감소시키는 것이 확인되었다.
이와 같이 흡입된 담배연기성분에 혈관이 노출되면 소동맥 혈관의 수축과 혈류감소가 일어나는 것이 관찰된다. 생쥐를 대상으로 한실험에서 혈관내경은 흡연 후에 흡연 전 수준의 92.9%로 감소하였고 혈류는 흡연 후 12%가 감소되었다.

이 연구는 담배연기에 의한 혈관직경의 축소와 혈류량의 감소라는 생리적 위해성을 확인하게 해 주었다.
어느 연구에서는 단 한 개피의 담배를 피운 후에도 손가락의 혈류량이 무려 40%나 감소되는 것으로 나타났다.
그 뿐만이 아니라 담배연기는 3~6%의 일산화탄소를 함유하는데 이 일산화탄소는 폐 모세혈관의 헤모글로빈과 결합하여 카복시 헤모글로빈을 생성한다.

일산화탄소가 보유하는 헤모글로빈과의 결합친화성은 산소보다 200배나 더 크다. 카복시헤모글로빈의 생성결과 산소결합을 경쟁적으로 저해하여 헤모글로빈의 산소운반 능력을 감소시키고 이에 따라 말초부위에 도달하는 산소량은 감소된다.
산소운반 능력의 저하와 함께 카복시헤모글로빈의 영향으로 산소해리곡선이 좌측으로 이동하여 적혈구로부터 산소가 덜 해리되고 이로 인해 조직으로 관류되는 산소량은 더욱 줄어들어 창상치유가 지연된다.
동시에 일산화탄소가 혈액속의 산소공급을 저해함으로써 만성적인 저산소증을 초래하고 혈관내피를 손상시켜 몸 안의 혈관을 망가뜨린다.

우리 몸의 혈관 중에서 가장 중요한 혈관은 심장혈관과 뇌혈관이다. 심장혈관이 망가지면 심근경색으로 사망하게 되고 뇌혈관이 망가지면 뇌졸중에 걸려 사망하거나 반신불수가 된다.
흡연자는 비흡연자에 비해서 심장혈관의 이상으로 나타나는 관상동맥질환으로 인한 사망확률이 70%이상 높은 것으로 알려졌다.

특히 남성에 있어서 65세 이상인 사람의 관상동맥 질환으로 인한 사망률의 21%, 65세 이하의 관상동맥 질환으로 인한 사망률의 45%가 흡연으로 인한 것임이 밝혀졌다.
여성의 경우에는 이보다 약간 낮은 12%와 41%로 나타났다.
또한 흡연자가 비흡연자에 비해 중풍을 포함한 뇌혈관질환에 걸릴 확률은 55세 이전에는 2.9배이며 55~74세에서는 1.8배가 높았다. 질환별로 살펴보면 뇌경색은 1.9배, 지주막하 출혈은 2.9배의 비율이었다. 혈압을 높이고 동맥경화를 야기하여 원인으로 작용한다.

이처럼 흡연은 심근경색을 포함한 관상동맥 질환 등 치명적인 심혈관계 질환이나 고혈압, 뇌경색 또는 뇌졸중의 중요한 유발인자로 지목되고 있다. 특히 비만인 사람이 흡연을 하면 심장질환이나 뇌졸중, 즉 중풍에 더욱 잘 걸릴 수 있다.
버거병은 주로 다리의 혈관이 막히는 무서운 질환이다. 이 병은 말초혈관의 동맥 경화에서부터 비롯되는데 이 질환의 원인 중 무려80%가 흡연인 것으로 밝혀졌다.