제논 가스를 흡입한 것이 정말로 에베레스트 등반가들이 기록적인 시간 안에 정상에 도달하는 데 도움이 되었을까?

 

지난주, 영국 등반가 4명이 에베레스트 산 정상에 올랐습니다. 런던에서 출발하여 왕복하는 데 걸린 총 시간은 일주일도 채 되지 않았습니다. 이는 높은 고도에 적응하고 세계 최고봉을 오른 후 귀국하는 데 걸리는 일반적인 시간보다 몇 주가 짧은 것입니다.

뉴욕 타임스 와의 인터뷰에서 그들의 가이드는 그들의 성공이 비밀스러운 이점 덕분이라고 말했습니다. 등반가들은 등반 전 제논 가스를 흡입했는데 , 이것이 에베레스트의 저산소 환경에 더 쉽게 적응하는 데 도움이 되었을 가능성이 있습니다. 그러나 제논의 의학적 용도에 대한 전문가들은 그것이 결정적인 요인이었는지 확신하지 못합니다.

"뭔가 있을지도 모릅니다. 우리는 아직 모릅니다." 콜로라도 스프링스 대학교 인체 생리학 및 영양학 교수이자 저산소 환경에서의 인체 성능을 연구하는 앤드류 수부디는 이렇게 말합니다. "과학적 증거로는 아직 확정적이거나 개념 증명에 가까운 것은 없습니다."

제논은 신체에서 어떻게 작동하나요?

제논은 무색, 무취, 불활성 기체입니다. 하지만 신체에 영향을 미칩니다. 임페리얼 칼리지 런던의 의학과 선임 강사인 로버트 디킨슨은 제논이 1950년대부터 때때로 마취제로 사용되어 왔다고 말합니다. 디킨슨은 제논의 또 다른 흥미로운 측면을 오랫동안 연구해 왔습니다. 뇌졸중이나 두부 외상과 같은 뇌 손상 후 제논이 신경 보호 효과를 보였다는 것입니다. 이러한 보호 효과는 많은 동물 실험 과 소수의 소규모 인체 실험 에서 입증되었다고 디킨슨은 말합니다.

마취 효과와 잠재적인 신경 보호 효과는 제논이 N-메틸-D-아스파르트산(NMDA) 수용체라는 뇌 수용체에 결합할 수 있기 때문에 발생합니다. 이 수용체를 활성화하면 신경 세포에 흥분 효과가 나타나지만, 제논은 NMDA 활성을 억제합니다. 뇌 손상 후 NMDA 수용체는 과흥분되어 추가적인 세포 사멸을 유발할 수 있으므로, 이 수용체를 억제하면 추가적인 손상을 예방할 수 있습니다.

이것들은 제논이 인체 건강에 미치는 가장 잘 연구된 효과입니다. 하지만 이 가스는 골수의 적혈구 생성을 촉진하는 것으로 알려진 호르몬인 에리스로포이에틴 (EPO) 생성을 증가시킬 수 있기 때문에 스포츠 의학계에서도 관심을 불러일으켰습니다 . 적혈구는 산소를 운반하는데, 에베레스트 산의 빙판길에서는 산소가 부족합니다.

제논이 실제로 사람을 고지대에 적응시키는 데 도움이 될 수 있을까?

에베레스트 정상에 도전하기 전, 등반가들은 네팔 카트만두와 에베레스트 베이스캠프에서 몇 주 동안 머물러야 합니다. 피로, 두통, 메스꺼움, 혼란 등의 증상을 보이는 고산병에 걸리지 않기 위해서입니다. 심한 경우 폐에 체액이 차거나 뇌가 부풀어 오르며, 이는 곧 사망으로 이어질 수 있습니다. 에베레스트 베이스캠프의 공기에는 해수면 산소량의 약 절반이 함유되어 있으며, 정상의 공기에는 33%에 불과합니다.

 

제논은 적혈구 생성을 증가시켜 혈액의 산소 운반 능력을 증가시킬 수 있는 잠재력이 있어 세계 최고봉을 오르는 운동선수의 성능 향상이나 고산병 예방에 도움이 될 수 있을지에 대한 의문이 제기됩니다.문제는 제논이 제공하는 EPO 증가가 고산지대에서 사람이 대처하는 방식에 실질적인 변화를 가져올 만큼 충분한지 아무도 모른다는 것입니다.휴스턴에 있는 텍사스 대학교 건강 과학 센터의 McGovern 의대의 마취과 의사인 Davide Cattano는 제논이 저산소 유도 인자 1-알파(HIF-1α )라는 혈액 인자를 증가시키고 이것이 EPO를 증가시킬 수 있다는 것을 보여준 동물 연구를 수행했습니다.그는 최근 에베레스트 등반가들이 많은 이점을 얻었을지 회의적입니다.Cattano는 "유도하는 HIF 수준이 이러한 초인적 능력을 정당화하지는 못합니다."라고 말합니다.

2019년 응용생리학 저널(Journal of Applied Physiology) 에 발표된 한 연구 에서는 12명의 러너를 무작위로 배정하여 3km 달리기 전 몇 주 동안 매일 2분씩 70% 크세논이 함유된 공기 또는 가짜 가스를 흡입하도록 했습니다. 크세논을 흡입한 러너의 혈중 에스트로겐 수용체(EPO) 수치는 증가했지만, 달리기 속도, 운동 중 심박수 및 호흡으로 측정한 체력이나 운동 능력에는 아무런 개선이 없었습니다.

수부디는 EPO를 주사로 직접 투여하더라도 고산병을 예방하거나 고지대에서의 운동 능력을 향상시키는 데는 효과가 없을 수 있다고 말합니다. 현재 과학 저널에 게재를 위해 검토 중인 연구에서 그와 동료들은 소규모 산악 등반 선수 집단을 대상으로 EPO 주사를 시험했지만, 아무런 효과도 얻지 못했습니다. 수부디는 용량을 늘리거나 치료 기간을 늘리면 효과가 있을 수 있지만, "아무도 측정 가능한 효과를 보지 못했을 때, 그 목표를 향해 나아가려는 열정이 훨씬 약해졌습니다."라고 말합니다.

최근 에베레스트 등반가들은 왜 그렇게 빨리 정상에 도달했을까?

전문가들은 제논이 EPO를 증가시켜 등반가들의 산소 운반 능력을 향상시켰을 가능성이 있다고 말합니다. 카타노는 제논 가스의 마취 및 진통 효과가 등반가들의 통증이나 고산병으로 인한 피로를 완화했을 가능성도 있다고 추측합니다. 그는 제논과 같은 무거운 가스를 흡입하는 것만으로도 EPO의 영향이 미미하더라도 폐활량에 어느 정도 변화가 나타날 수 있다고 말합니다.

하지만 선수들은 다른 일도 했습니다. 산으로 가기 전 몇 주 동안 저산소 텐트에서 잠을 잤습니다. 이 텐트는 저산소 환경을 조성하여 EPO와 적혈구 생성을 확실히 증가시킵니다. 이러한 사전 적응과 등반가들의 집중적인 훈련이 효과를 발휘했을 가능성이 있습니다. 디킨슨은 저산소 텐트에 제논을 추가했을 때 어떤 이점이 있었는지는 불분명하다고 말합니다.

제논은 가격이 비싸 마취제나 운동용으로는 사용이 제한적입니다. 하지만 수부디는 에베레스트 산 등반의 기본 비용이 매우 높고 위험 부담도 크기 때문에 더 많은 사람들이 제논 가스를 구매할 가능성이 높다고 말합니다.

"사람들은 고지대에서 말 그대로 목숨을 걸고 싸우고 있습니다. 성공률을 조금이라도 높일 수 있는 방법을 찾는다면, 어떤 사람들에게는 가치가 있을 수도 있습니다."라고 그는 말합니다. "모든 사람이 그곳에 앉아 자신의 삶에 대해 완전히 과학적인 결정을 내리지는 않을 겁니다."