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자연건강 > 자연으로 돌아가면 건강이 보인다 1 - 빛과 건강
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존 오트 박사는 빛과 건강에 관하여 초석을 놓은 선구자 중의 하나이다. 그도 처음부터 빛과 건강에 대한 주제를 가지고 연구한 것은 아니다. 그는 아마추어 저속 사진작가였다. 저속 사진촬영을 하는 과정에서 그는 빛이 우리의 건강에도 중요한 역할을 한다는 사실을 발견하게 되었다. 이렇게 그는 일반 유리는 적외선은 통과시키지만 대부분의 자외선을 굴절시킨다는 것도 알게 되었다. 사진작가로서의 빛과 관련된 그의 연구는 인류의 건강과 안녕에 지속적인 영향을 미치는데 크게 기여하였다. 이번 강의를 통하여 존 오트 박사의 연구 활동을 추적하면서 그가 자신의 연구에 대한 집념과 불굴의 정신, 그리고 인류의 건강에 이바지하고자 하는 인도주의적인 관심과 함께 빛과 건강에 관한 정보와 교훈을 정리하려고 한다.
아마추어 사진작가에서 빛과 건강 전문가로
오트는 1927년 수많은 시간을 지하실의 형광등 불빛 아래서 여러 가지 식물을 촬영하면서 시간을 보냈다. 꽃이 피어나는 모습과 과일이 무르익는 과정을 포착한 그의 저속 사진은 왈트 디즈니(Walt Disney)에서 자연다큐멘터리로 제작되어 처음으로 시카고 제1TV 방송국의 공중파를 탔다. 그 후 많은 영화 제작에 그의 저속 사진술이 활용되었다. 이렇게 저속사진을 촬영하는 과정에서 오트는 수많은 시행착오와 어려움을 겪으면서 그가 생각지도 못했던 진기한 사실들을 발견하게 되었다.
예를 들면 호박은 빛의 종류에 따라 모두 암꽃만 피우기도 하고 때로는 모두 수꽃만 피우기도 하였으며 어떤 때는 성숙하기도 전에 시들어버리기도 하였다. 나팔꽃은 촬영용 조명불빛의 영향으로 꽃을 피우기를 거부하고 사과는 자외선이 차단된 유리온실에서 빨갛게 익을 줄을 몰랐다. 그러나 플라스틱 온실 안에서는 이틀이 지나자 사과가 멋진 붉은 색을 띄기 시작하였다. 빛 파장의 변화와 식물의 성장패턴 사이에 직접적인 관련성이 있다는 것을 감지하면서 그는 그의 집 뒤에 그린하우스를 짓고 실험을 계속하였다. 그리고 이런 이론을 동물실험에도 적용하였으며 수년간의 연구를 거치면서 깜짝 놀랄만한 발견들을 하게 되었다. 빛의 종류에 따라 쥐의 수명이 차이가 나고 암 발생에도 영향을 끼친다는 것을 알았으며 물고기와 친칠라의 경우에는 조명의 색깔에 따라 암수의 성별에 영향을 미칠 수도 있다는 것을 확인하였다. 자외선을 포함한 풀 스펙트럼 라이트는 식물에게 영향을 끼치는 것처럼 동물의 내분비계 작용에도 큰 영향을 준다는 것을 확인하게 되었다. 그의 연구결과에 감명을 받아 로욜라대학(Loyola University)에서는 그에게 명예과학박사 학위를 수여하기도 하였다.
그는 계속적인 연구수행을 위하여 환경건강과 빛 연구소(Environ -mental Health and Light Research Institute)를 설립하였으며 풀 스펙트럼 라이트가 식물과 동물뿐만 아니라 인간의 건강 향상을 위해서도 영향을 줄 수 있다는 사실에도 관심을 갖게 되었다. 그는 기존의 형광램프의 양쪽 전극 부분에 해로운 방사파장이 방출된다는 것을 콩의 씨앗과 쥐를 대상으로 실험을 하여 입증하였다. 그리고 초등학교 1학년 학생을 대상으로 실행한 실험에서 이러한 유해한 전자파를 차단하여 만든 풀 스펙트럼 라이트 조명을 이용하여 어린이들의 활동과민 증상을 개선하고 충치를 줄이고 집중력 향상시켜 성적을 높일 수 있다는 것을 확인하였다.
오트는 TV에서 다량의 방사선이 방출되고 있다는 것을 끈질기게 입증하고 미국 의회에서 청문회를 통하여 방사선 규제에 관한 법률을 제정하도록 유도하기도 하였다. 그는 영양실조(mal-nutrition)라는 용어와 어울리는 조명실조(mal-illumination) 이론을 강조하여 대중의 주목을 끌기도 하였다. 조명실조란 일반 창유리나 자동차유리가 자외선을 99%나 굴절시키기 때문에 풀 스펙트럼 라이트의 결핍으로 오는 신체적 정신적 장애를 겪게 된다는 것이다. 지난 50여 년간 3S(three screen) 신드롬 곧 극장, TV, 그리고 컴퓨터의 영향으로 현대인들은 하루에 햇볕을 쬐이는 시간이 5분도 안 되는 유리정글의 포로가 되었다. 또한 TV나 컴퓨터에서 나오는 방사선이나 유해 전자파는 혈액의 헤모글로빈을 자화시켜 정상적인 혈액순환을 방해하고 원활한 산소공급과 영향공급을 감소시키며, 결과적으로 스트레스, 피로, 두통 등 각종 신체적, 정신적 증상과 병변을 일으킨다. 오늘날 건강증진과 질병치료를 위하여 대중적으로 인기를 끄는 식생활 개선을 통한 다이어트처럼 그는 앞으로 최상의 건강을 얻기 위하여 빛 다이어트(light diets)를 하는 시대가 올 것이라는 예상을 했을 것이다. 오트는 일조량이 풍부한 플로리다의 사라소타(Sarasota)로 연구소를 옮겨 빛에 관한 연구를 계속하였으며 세계적인 명성을 얻고 있는 암 연구소와 협력하면서 암의 조기 발견과 치유를 위한 빛의 효과를 지속적으로 연구하였다.
슬로모션 사진술
슬로모션 사진술은 오래 전부터 일부 사진작가들에 의하여 애용되어왔으나 최근에 TV의 스포츠 일부 장면의 즉시재생 화면을 기대하면서 드디어 대중의 각광을 받게 되었다. 이것은 정상속도보다 빠른 속도로 촬영된 동화상을 스크린에 정상속도로 상영하면 동작이 느리게 보이는 것인데, 골프스윙을 분석하고 경마의 승자를 가리며 축구의 드리블과 득점 장면을 보다 실감나게 보면서 분석하게 한다. 고속사진술과 반대되는 저속사진술은 한 장면을 비교적 긴 시간 간격으로 촬영하여 정상속도로 상영하면 동작이 빠르게 보이는 착각을 주는 사진 기술이다. 저속사진술은 지금부터 반세기 전에 존 오트가 고등학교 시절 취미삼아 처음으로 시작했는데 그의 취미는 그로 하여금 일생동안 광생물학자(photobiologist)의 길을 걷게 하였다.
오트가 취미삼아 선택한 분야는 전혀 생소한 것이어서 애로사항이 한두 가지가 아니었다. 필요한 촬영기의 대부분을 스스로 설계하여 주문하고 제작하는 고충을 겪었으며 1년 내내 애써 촬영한 필름의 상영시간이 단 1-2분에 지나지 않았다. 실례를 들면 바나나의 새싹이 처음 돋아날 때부터 열매가 잘 익기까지 바나나의 일대기를 필름에 담는데 10대의 카메라와 2년의 세월이 지나갔고, 조명의 방향과 온도를 조절하여 꽃들이 춤을 추듯이 보이게 만든 연속 장면의 제작에는 3년이 걸렸는데 이 멋진 장면들을 상영하는 데는 2분밖에 걸리지 않았다. 보통의 꽃이 피는 장면을 촬영하는 데는 5분이나 10분에 한 장씩 촬영하고 과일의 성장과 숙성과정을 촬영하는 데는 1시간 또는 2시간에 하나의 화만을 찍기도 한다.
그러나 저속사진술을 이용한 이 촬영기술은 과학 분야에 적용할 수 있는 무한한 가능성을 지닌 새롭고 귀중한 도구가 되었다. 현미경으로 세포를 관찰하게 되면 세포의 활동이 매우 느리기 때문에 아무 일도 일어나지 않는 것처럼 보인다. 그런데 저속사진술을 이용하면 하나의 살아있는 세포 속에서 일어나는 변화와 유사분열이나 세포분열의 발생을 관찰하고 기록할 수 있다. 실제로 오트는 세포환경에 약물을 주입하여 세포에서 일어나는 약물의 효과를 촬영하는 실험을 하는 중에 카메라 렌즈의 색깔이 세포에 미치는 영향은 약물의 영향보다 더 크다는 것을 발견하게 되었다. 이런 관찰을 계기로 모든 동물에 미치는 빛의 효과에 대한 연구를 하게 되고 빛의 질이 동물과 인간에게 주는 영향이 대단히 중요하다는 것을 발견하게 되었다. 또한 오트의 실험 연구를 통하여 식물의 광합성 작용에 있어서도 광선의 질이 아주 중요하다는 것을 확인하게 되었다. 햇볕의 완전한 스펙트럼이 존재할 때에만 비로소 식물의 광합성 작용이 최대한의 효율을 나타낼 수 있다는 것이다. 이렇게 햇볕은 인간에게도 최상의 건강상태를 유지하는데 필수요소라는 전제로 오트는 일조량이 부족하거나 일반 전등만을 의존하는 생활은 여러 가지 수많은 병변을 일으킬 수 있기 때문에 태양광선과 유사한 스펙트럼을 방사하는 풀 스펙트럼 라이트를 개발하는 일을 하게 된 것이다. 이렇게 새로운 조명이 설치된 여러 산업체들은 결근율과 사고율이 현저하게 줄고 생산성은 크게 증가하는 것을 반복적으로 확인하게 되었다.
오트를 가리켜 20세기의 루벤헤크(Leeuwenhoek)라고 하기도 한다. 18세기의 네덜란드 과학자 루벤헤크가 과학적 장난감인 현미경을 발명하여 과학세계에 새로운 길을 열었던 것처럼 오트는 저속사진술을 통하여 빛과 건강에 대한 새로운 통찰력을 얻게 하고 현대의학의 한계를 극복할 수 있는 천연치료에 대한 새로운 가능성을 보게 하였다.
빛의 파장과 건강
신혼부부나 행복과 희망이 넘치는 사람들을 보면 “장밋빛 인생”이라고 하고 앞길이 안보이고 절망적인 상황에서는 “세상이 노랗다”고 말한다. 그리고 정직하지 못하고 기만적인 사람을 가리켜 “속이 새까맣다”고 하고 공포에 질린 경우에는 “얼굴이 창백하다” 또는 “파랗게 질렸다”라고 한다. 이렇게 일상생활에서 우리가 느끼는 감정이나 변화에 대하여 색깔로 표현하는 일들이 종종 있으며 이런 색깔은 우리의 심신의 건강과 매우 밀접한 관계를 가지고 있다. 햇볕의 가시광선이 육안으로 식별이 되는 것이 색깔이라면 다양한 색은 각기 다른 파장을 가지고 있다. 빛은 그 파장의 길이에 따라서 육안으로 볼 수도 있고 보지 못할 수도 있다. 가시광선의 파장보다 짧아서 육안으로 볼 수 없는 빛을 자외선(UV, ultraviolet)이라고 하고 가시광선의 파장보다 길어서 육안으로 볼 수 없는 빛을 적외선(IR, infrared)이라고 한다. 자외선보다 짧고 적외선 보다 긴 파장은 복사 에너지(radiant energy)라고 하며 육안으로는 볼 수 없고 그저 전체적으로 어둡다고 생각되는 환경의 형태로 존재하면서 생명체들에게 영향을 준다.
엘로디아(elodea)라는 풀의 세포 움직임을 관찰하면 식물의 세포들이 빛의 종류에 따라 다양하게 움직인다. 현미경용 조명에 색깔이 다른 필터를 사용하는 경우 세포들의 움직임이 정해진 양상을 이탈하여 다양한 변화를 나타낸다는 사실을 확인하였다. 착색 필터의 색깔에 따라 세포들이 다른 방향으로 움직이기도 하고 정지하기도 하였다. 동물 실험에서도 색깔의 변화에 따라 동물세포들의 신진대사 활동이 증가하기도 하고 죽기도 하였다. 쥐 실험에 의하면 조명조건에 따라서 쥐가 수명과 성생활에 영향을 받는다는 것을 발견하였다.
실험결과에 의하면 사람이 선글라스를 끼거나 벗거나에 따라 건강에 극적인 변화가 일어나며 실험대상자들이 보통 안경을 착용하지 않고 오랫동안 풀 스펙트럼 라이트나 햇볕을 쪼이면 신체적 상태가 신기하게 개선되는 것을 발견하였다. 콩고인들은 사회적인 지위가 높다는 것을 상징하는 관례로 선글라스를 착용하는데 그들의 건강 전반에 걸쳐서 악영향이 나타나는 것을 확인하였다. 빛이 건강에 어떤 영향을 주는가에 대하여 실험과 관찰을 통하여 알게 된 사실은 안경이나 주택의 창유리나 자동차 유리는 태양광선에서 방사되는 대부분의 자외선을 굴절시킨다는 것을 알게 되었다. 대부분의 일반유리는 자외선의 99% 이상을 차단하고 일부 플라스틱은 자외선을 95% 이상 투과시킨다. 그래서 일부 회사들은 이제 자외선을 차단하지 않는 새로운 형태의 안경과 콘택트렌즈를 개발하기도 하였다. 그리고 지연광선과 흡사한 빛을 내는 풀 스펙트럼(full spectrum) 라이트를 개발하여 햇볕을 집안으로 들여올 수 있게 하였다.
깨진 안경과 관절염
저속사진에 대한 요구가 증가하면서 플라스틱 온실 안의 중간층을 하나 더 만들고 설비를 확장하였다. 오트는 다신의 고관절에 진행되는 관절염 때문에 층계를 오르내리고 강의를 위하여 영사기를 가지고 다니는데 힘이 들었다. 2년 연속 겨울에 강의를 위하여 플로리다(Florida)에 가게 되었는데 관절염이 기후의 영향을 받는다는 이야기가 많기 때문에 가능한 한 해변의 햇볕 아래서 시간을 많이 보내기도 하였으나 관절염을 더 악화되는 것 같았다. 아스피린을 복용하면서 현상유지를 하고 수술 제안을 받기도 하였으며 식이요법을 비롯하여 비타민 알약이나 다른 치료제들을 활용하였으나 전혀 도움이 되지 않았다. 관절염으로 인하여 어찌할 바를 알지 못하던 중 어느 날 안경이 떨어져 깨졌다. 새 안경이 준비되는 동안 예비안경을 사용했는데 코걸이가 빡빡하고 불편하여 대부분의 시간을 안경을 벗고 지냈다. 며칠 동안 기후가 좋았고 야외에서 할일이 있어서 한 손에 지팡이를 들고 다른 손으로 잘 할 수 있는 일을 열심히 했다. 그러던 중 갑자기 지팡이가 필요 없다는 생각이 들었고 아스피린을 먹지 않았는데도 관절염의 고통이 줄어들었다. 지난 3-4년 동안 관절염의 고통에서 이렇게 해방된 적이 없었다. 가벼운 기분으로 1마일 이상 도로를 걷기도 하였다. 지팡이도 사용하지 않고 안경도 끼지 않고 한 번에 층계를 두 계단씩 성큼성큼 오르는 모습을 마침 창문을 통해 보고 있던 아내는 무척 놀랐을 것이다. 저양반이 지팡이도 잃어버리고 안경도 안 끼고 뱅글뱅글 맴을 돌고 있지나 않나 하고 걱정을 했을 것이다.
눈을 통하여 들어오는 햇볕은 전혀 불편이 없이 관절염을 개선시키고 있었다. 관절염 주사를 맞으면 그 날과 다음날 이틀 동안 상당한 불편을 경험하는데 햇볕은 아무런 부작용이 없는 훌륭한 치료의 효력을 나타내고 있었다. 눈을 통하여 들어오는 햇볕이 송과선이나 뇌하수체를 자극하여 인체의 면역기관에 좋은 영향을 준다는 것은 전에는 깊이 생각해보지 않은 새로운 사실이었다. 잠시 수일간의 여유를 내어 다시 플로리다 해변에 머물게 되었으며 지팡이 없이 산책도 하고 짧은 9홀에서 골프도 즐겼으며 완전히 새사람이 된 것과 같은 기쁨을 얻었다. 마침 근시라 책을 읽는 데는 큰 어려움이 없어서 가능한 한 안경을 끼지 않고 일하였으며 사무실도 인공조명 밖에는 아무런 불빛이 없는 지하실에서 플라스틱 온실 구석으로 옮겼다. 때로는 TV 녹화를 하고 난 후에 또는 장거리 운전을 하고 난 후에는 관절염이 다시 악화되기도 하였다. 그래서 가능한 한 인공조명이나 유리를 통과한 빛 아래 있는 상황을 피하고 자연관선이나 풀 스펙트럼 라이트를 활용하는 여건을 많이 조성하였다.
또한 오트는 수년 동안 감기가 그칠 날이 없었고 인후염으로도 많은 고통을 겪었다. 그의 TV 프로그램을 정규적으로 애청하던 시청자들이 여러 종류의 기침약을 보내오기도 했는데 별 도움이 되지 않았다. 그러나 햇볕을 쪼이는 시간이 계속되는 동안에 감기도 사라졌다. 지난 6개월 동안 영사기의 초점을 맞출 때와 같은 특별한 경우를 제외하고는 그는 안경을 끼지 않았으며 잔간 동안 안경을 착용해도 눈의 긴장을 일으키는 것을 느꼈다. 이전에는 약해진 눈의 근육을 교정하기 위하여 다소 도수가 높은 안경이 필요했는데 이제는 그런 교정이 더 이상 필요하지 않다고 의사의 처방을 받기도 하였다. 그리고 고관절 검사에서도 의사가 X선 사진을 보여주면서 고관절 부위가 분명하게 강하게 되었고 고관절의 동작이나 회전을 제한했던 불편함이 모두 사라졌다고 겸사결과를 설명하였다. 이렇게 기분 좋은 일이 또 없을 것이다.
오트의 이런 경험 이야기를 전해들은 그의 친구 중의 한 사람이 꽃가루 알레르기의 일종인 건초열(hay fever)에 시달려왔는데 햇볕을 적절하게 적용하면서 해묵은 증상에서 벗어나기도 하였다. 또한 필름 현상실과 강렬한 인공조명을 받으면서 일하는 어느 당뇨병환자가 합병증으로 시력을 상실해가고 있었는데 겨우 밤낮을 구분할 정도로 4년 동안이나 이렇게 시달렸으며 그의 눈은 더 많은 혈관 파열로 고생하였다. 그도 관절염에 대한 햇볕의 효력을 전해 듣고 필름이 현상되기를 기다리는 동안에는 야외에 마련한 탁자에서 점자를 읽고 집에 있는 동안에도 되도록 야외에서 시간을 많이 보내게 되었다. 약 6개월이 지난 후에는 혈관파열을 하나도 겪지 않게 되었고 다른 색을 구별하는 것도 가능하였고 작업장으로 가는 보도의 윤곽선도 충분히 볼 수 있게 되었다.
범죄습관을 고치게 하는 햇볕
오트는 TV 정규 프로그램에서 일리노이주립 교도소장(Joseph E. Ragen)과 함께 출연하는 일이 있었는데 이미 시카고 신문에 보도된 스테이트빌(Stateville) 교도소에서 일어난 수감자들의 재활 및 원예치료에 대한 이야기를 듣게 되었으며 시간을 내어 교도소를 방문하게 되었다. 정원의 크기와 아름다움 그리고 죄수들이 모든 작업을 하면서 식물을 가꾼다는 사실은 고무적인 사실이었으며 무엇보다도 가장 깊은 인상을 준 것은 야외에서 일하는 죄수들 자신의 열정과 개인적인 긍지였다. 레이건 소장은 이미 석방된 죄수들이 보내온 편지들과 아직 재소중인 죄수들이 쓴 편지들을 보여주었으며 감동적인 경험들이 아주 많았다. 한 죄수는 지금까지 다룬 죄수 중에서 가장 난폭한 자였고 심리적인 문제를 가진 자였는데 원예치료의 일환으로 야외 작업을 실행하는 동안 놀랍게 변화되었고 어느 날 작업장을 방문하여 안부를 묻는 소장에게 이렇게 그의 심경을 털어놓았다. “소장님, 이것은 제가 처음으로 해본 마음에 드는 좋은 일입니다. 저는 평생 동안 도둑이요 죄인이었으며 제가 가진 것은 다 불의한 것이었습니다. 그러나 이제 저는 저 자신뿐만 아니라 다른 모든 사람들을 위해서도 가치 있는 일을 할 수 있다는 것을 깨달았습니다. 저는 꽃들이 아름다울 뿐만 아니라 유익하다는 것을 알았습니다. 저의 형기가 만료되면 범죄와 관련된 소식을 소장님께서 다시는 듣지 않도록 할 것입니다. 소장님께서 앞으로 제가 온실이나 정원에서 일을 할 수 있도록 주선해 주시기를 부탁드리고 싶습니다.”
자연친화적인 생활은 자신도 모르는 사이에 자연을 사랑하게 하고 자연을 닮게 한다. 이렇게 정원에서 자연과 가까이 하면서 꽃을 가꾸고 식물을 제배하는 것은 심신을 향상시키는 좋은 기회가 된다. 재소자들의 교화를 위하여 이보다 더 좋은 방법이 달리 없을 것이다. 야외에서 햇볕을 받으면서 즐겁게 일하는 것은 캄캄한 독방이나 인공조명으로 된 감방에서 무의미하게 지내는 것과는 비교할 수 없을 정도로 유익한 경험이 된다. 눈으로 들어오는 햇볕의 영향이 죄수들에게 범죄습관을 고치는데 큰 영향을 주는 것이라면 반대로 햇볕이나 풀 스펙트럼 라이트를 거의 받지 못하는 사람들이 쉽게 부도덕하게 되고 범죄에 휩쓸리게 된다는 것은 의심할 여지가 없는 현안문제기 된다.
냉담과 불신의 장벽
꽃과 식물에 관련된 오트의 저속사진술은 매스컴을 타면서 세인의 관심을 끌었지만 수십 년의 세월이 지나가는 동안 빛이 인체의 생리적인 작용에 영향을 준다는 사실에 대해서는 학계의 계속적인 냉담과 불신의 저항을 받았다. 오트는 그의 깨진 안경과 관련하여 눈으로 들어오는 빛이 그의 해묵은 관절염 회복에 큰 영향을 주었던 것을 잊을 수가 없었다. 그러나 이와 같은 새로운 발견에 대한 학계의 반응은 매우 차가웠다. 달나라에 계수나무가 있고 토끼가 방아를 찧고 있다는 환상적인 생각만을 하던 시절에 사람이 달 위를 걸어 다닐 수 있다고 말하는 것은 결코 믿을 수 없는 황당한 생각이라고 여겼던 것처럼 빛의 인체 생리학적 영향에 대한 오트의 견해도 그런 의혹과 핀잔의 대상이었다. 이것은 지속적인 연구에 필수적인 제정적인 지원과 후원의 중단을 의미하였다. 각 회사에서는 동물에 미치는 빛의 효과에 관한 연구는 문헌상 근거도 없고 아무런 장래성도 없다고 지적하였다. 이런 형태의 실망은 처음 당하는 것도 아니었고 또한 마지막 실망도 아니었다. 그러나 오트는 빛과 건강에 관하여 그가 발견한 새로운 사실에 대한 신념과 이런 현상들이 인류의 건강과 안녕에 이바지할 수 있다는 희망을 가지고 불굴의 정신으로 그의 연구를 계속하였다.
1959년 뉴욕시의 벨리뷰(Bellevue) 의료센터의 암 연구의 책임자인 라이트(Jane C. Wright, MD)의 도움을 받아 빛이 암 바이러스에 어떤 영향을 줄 수 있는가에 대한 관찰할 수 있는 기회가 왔다. 라이트는 진료중인 15명의 암 환자들에게 여름동안 안경이나 선글라스를 끼지 않고 TV도 보지 않고 가능한 한 햇볕을 많이 받으면서 지나게 하였다. 여름이 끝날 때쯤 확인된 사실은 15명의환자들 중에서 14명이 종양 성장이 더 이상 진전되지 않았으며 그 중 몇 명은 호전 가능성을 보이기도 하였다. 15번째 환자는 지시 내용을 잘 이해하지 못하여 선글라스는 착용하지 않았으나 보통 안경은 계속 착용하였다고 한다. 보통 안경도 햇볕의 자외선을 대부분 차단시킨다. 이런 실험은 먼저 동물 실험을 전제로 해야 한다는 지적을 받았고 더 이상 계속될 수 없었다.
오트의 가까운 친구이면서 일리노이 주 셔먼(Sherman) 병원에서 일하던 가비(Samuel Lee Gabby, MD)와 공동 연구로 자생종양 발생에 아주 민감한 C3H 계통의 쥐를 대상으로 여러 종류의 빛에 영향에 대한 실험을 하게 되었다. 실험용 쥐 30쌍은 주광백색(daylight white) 형광램프가 설치된 우리에 두고 다른 30쌍은 핑크빛(pink light) 형광램프가 설치된 우리에 두었으며 대조군으로 8쌍의 쥐는 창유리를 통해 햇볕이 들어오는 우리에 놓아두었다. 일반 창유리 우리에 있는 쥐들은 주광백색 등 우리에 있는 쥐보다 2개월 뒤에, 그리고 핑크빛 등 우리에 있는 쥐보다 3개월 늦게 암이 발생되었다. 조명의 조건은 실험 기간 중에 태어난 한배 세끼들에게도 영향을 주었다. 일반 창유리 우리와 주광백색 등 우리에서 태어난 한배 세끼들은 정상적으로 6-15마리였으나 핑크빛 등 우리에서 태어난 한배 세끼들은 1-2마리에 지나지 않았다. 이 실험 결과를 일리노이 의학저널에 제출하였으나 불행하게도 출판되지는 못하였다.
일주기와 조명실조
오트는 매번 사진이 찍힐 때마다 현미경 라이트를 순간적으로 켜지게 하면서 24시간 계속 촬영한 사진과 촬영되는 세포들이 정상적인 어둠의 휴식기간을 갖도록 낮에는 전등을 켜두고 밤에는 꺼두어 낮에만 촬영한 사진에 나타나는 결과가 현저하게 다르다는 것을 반복하여 확인하였다. 이런 현상은 식물이나 동물을 포함하여 모든 생명체들이 24시간을 주기로 하는 일주기 리듬(circadian rhythm)이 있다는 것을 보여주는 것이었다. 오트는 마침내 1963년 6월에 뉴욕 과학아카데미에서 개최된 국제과학 학술 심포지엄에서 “눈과 관련된 24시간 일주기 시스템의 광신경 내분비 효과”에 관한 보고를 하게 되었고 그 이듬해 9월에 학술지(New York Academy of Science, No. 117, Sep. 10, 1964)에 실려 출판되었다. 이 보고서의 주요 내용은 생명체에 미치는 자외선의 영향에 관한 것이었다. 햇볕의 풀 스펙트럼에 되도록 가깝게 빛을 주기 위하여 현미경 광원에서 유색필터를 제거하고 낮은 강도의 근 자외선을 내는 광원을 부착하면 거의 모든 엽록체들이 정상적인 건강한 유동상태로 곧바로 되돌아오게 되었다. 그러나 하루해가 지면 모든 엽록체들은 그 광원의 강도에 상관없이 빛이 아무리 밝아도 유동속도는 점차로 느려지게 되고 한 밤중에는 동작을 완전히 멈추게 되었다. 말하자면 어둠 속에서 수면 기간을 거치지 않고는 정상적인 유동패턴을 나타내지 않았다.
이런 실험의 결과로 식물의 광합성 작용을 비롯하여 지구상의 모든 생명체들은 햇볕의 풀 스펙트럼 라이트에 반응하면서 최상의 상태를 유지한다는 사실을 보게 되었다. 오트는 자외선의 파장의 강도가 생명체들의 반응에 대한 중요한 요소가 된다는 것을 발견하게 되었다. 정상적인 강도의 근자외선(2,900옹스트롬 또는 290mμ 보다 긴 자외선 파장)은 햇볕의 스펙트럼의 본질적인 부분이며 이보다 짧은 파장인 원자외선은 대기권을 통과하면서 대부분 차단된다는 것이다. 그래서 지구의 대기권은 극히 미소량을 제외하고 모든 원자외선을 차단시키고 근자외선은 가시광선과 유사한 량을 통과시키면서 생명 유지에 최적의 상태에 필요 되는 광선의 균형을 이루게 된다는 것이다. 햇볕의 여러 파장의 균형이 깨지게 되면 동식물 세포는 생리 화학적 불균형 또는 내분비계의 이상을 초래하면서 멜라토닌과 같은 각종 호르몬의 결핍상태를 일으키게 된다. 이런 발견을 통하여 마치 음식물의 영양분이 부족하면 영양실조(malnutrition)가 나타나듯이 햇볕의 특정 파장이 결핍되면 조명실조(mal-illumination)가 발생한다는 이론을 확립하게 되었다. 우리가 날마다 식생활을 통하여 영양상태의 균형을 유지하는 것은 최성의 건강을 위한 필수요소인 것처럼 날마다 풀 스펙트럼 라이트를 받으면서 생활하는 것은 전존재적인 건강유지에 있어서 음식물보다 훨씬 더 종요한 것이다. 이런 원리를 이해하면서 오트는 햇볕과 유사한 풀 스펙트럼 라이트를 개발하게 되었다. 햇볕의 정상적인 파장 곧 풀 스펙트럼 라이트는 일주기와 같은 생체리듬에 직접적인 영향을 주기 때문에 균형 잡힌 햇볕을 올바르게 활용하는 것은 최상의 건강을 위하여 필수요소가 된다.
빛에 대한 동물의 반응
오트는 자신의 연구결과와 수많은 다른 문헌에서 얻은 정보를 토대로 동물도 식물과 거의 같은 방식으로 빛의 강도와 주기성 및 파장에 따라 다양한 반응을 한다는 것을 확인하게 되었다. 그는 여러 종류의 빛의 파장이 동물의 성장에 미치는 연구를 위하여 번식이 빠른 육종 계열의 토끼를 대상으로 실험을 하였다. 표준 인공조명 번식실과 비교하여 자외선 투과 온실 속의 토끼의 번식률이 현저하게 증가하였다. 동일한 형태의 쥐 실험에서도 인공조명과 자연광선의 영향에 대하여 믿기 어려울 정도로 현저한 차이를 발견하였다.
공기커튼, 자외선 투과 플라스틱 또는 석영유리 우리에서 태어난 538마리의 생쥐들 중에서 15마리를 재외하고는 모두 다 성숙기에 이를 때까지 잘 자랐다. 이것은 97%의 생존율을 나타낸 것이다. 그러나 다양한 색을 가진 형광등 아래서는 679마리 중 88%가 성숙기까지 살아남았다. 핑크빛 형광등에서는 생존율이 61%로 떨어졌으며 형광등의 색이 짙을수록 생존율이 줄어들었다. 수컷과 암컷 C3H 쥐들의 꼬리를 3개월간 매일 12시간씩 핑크빛 형광등 아래 놓아두었는데 꼬리가 손상되어 더러운 반점이 생기고 상처부위가 점점 커져갔다. 이 단계에서 몇 마리의 쥐를 자연광선을 받도록 한 결과 30일 후에는 꼬리가 정상적으로 회복되었는데 핑크빛 형광등 우리에 6개월간 그대로 둔 쥐들은 꼬리에 괴저현상(gangrenous)을 보이면서 피부가 조금씩 벗겨져 떨어져 나가기 시작하였으며 상태가 더 심하게 되어 마침내 꼬리가 완전히 괴사(necrosis)상태에 이르렀다. 이 꼬리의 증상을 면밀하게 조사한 결과 바이러스나 진균류의 감염 증거를 발견하지 못하였다. 쥐 우리에 수레바퀴를 넣어 보다 활동적인 공간을 만들어주어도 꼬리 손상의 발생률을 뚜렷하게 감소시킬 수 없었다. 이렇게 쥐 실험이 여러 가지 형태로 계속되었다.
동일한 C3H 계통의 쥐를 3개월간 낮에 자주색 형광램프의 빛을 쪼이면 털이 많이 빠지게 되며 6개월이 지나면 거의 모든 털이 다 빠지면서 건강상태가 아주 악화되었다. 일부의 쥐들을 해부해 본 결과 자연광선 아래 있는 쥐들은 심장조직이 정상적이며 양호한 건강을 유지하였는데 핑크빛 형광등 아래 있는 쥐들은 칼슘 침착이 심한 석회성 심근염이 확인되었다. 그리고 쥐의 혈액의 콜레스테롤 수치를 측정해본 결과 진한 적색 형광등 우리의 쥐들이 적색등 우리의 쥐보다 수치가 높았으며 청색 형광등 우리의 수컷 쥐가 다수 비만증상을 보였다. 또한 핑크빛 형광등 우리의 C3H 계통의 쥐들은 평균 7.5개월 안에 암이 발생하여 죽었고 풀 스펙트럼 우리에 있는 쥐들은 수명이 16개월 이상 연장되었다. 이 실험에서는 약 2,000마리 이상의 쥐가 사용되었다.
놀라운 것은 빛의 종류에 따라 쥐들의 성격에도 변화가 나타났다. 실험실 동물의 번식을 위해서는 수컷이 새끼를 잡아먹는 성향이 있기 때문에 새끼가 태어나기 전에 우리에서 수컷을 제거하는 것이 표준절차로 되어있다. 그러나 자외선 투과 플라스틱 우리에 있는 수컷 쥐는 암컷을 제거한 경우에도 새끼를 해치지 않고 잘 보호하였으며 손으로 쥐를 만져도 아주 온순하고 우호적이었다. 그리고 형광등 우리에 있는 수컷 쥐는 성격이 날카롭고 물어뜯는 성향이 더 심하게 되었다. 또한 형광등 우리의 쥐를 자연광선 우리로 옮기면 서서히 신체의 건강상태나 성격의 변화에 있어서 회복이 나타났다.
최상의 행복을 위한 빛의 활용
1968-1969년 겨울 동안 홍콩독감(Hong Kong flu)이 미국 전역을 휩쓸 때였다. 당시 오트의 연구소가 있었던 사라소타지역에서도 공식 집계에 의하면 지역 주민의 5%에 해당하는 6,000명의 사람들이 홍콩독감을 앓았다. 일부 슈퍼마켓과 회사들은 문을 닫고 임시휴업을 하였으며 사라소타 메모리얼 병원에서는 61명의 간호사들이 감기로 인하여 결근을 하게 되어 2개과의 진료를 임시 중단하기도 하였다. 그런데 사라소타의 북쪽에 약 100명의 종업원을 가진 콘택트렌즈 제조회사가 있었는데 그렇게 독감이 유행되던 때에도 직원 중의 하나도 감기에 걸려 결근하는 일이 없었다. 이 회사는 미국에서는 처음으로 사무실과 공장 전체를 풀 스펙트럼 조명과 자외선 투과 플라스틱 창을 구비한 회사였다. 이 회사의 사원들은 회사에서 집단적으로 홍콩감기 예방접종을 한 일도 없었다. 모든 직원들은 이와 같은 새로운 조명 아래서 더 행복하고 정신이 맑고 인간관계나 작업분위기가 좋았으며 생산량도 최소 25%나 증가하였다.
오트는 플로리다를 여행하는 중에 어느 광고회사에서 강연을 하게 되었으며 강연을 마친 후에 피츠버그(St. Petersburg)에 있는 윌즈(WILZ) 라디오 방송국의 지배인인 마쉬(Richard L. Marsh)에게서 흥미 있는 경험담을 듣게 되었다. 방송국의 직원 중의 몇 명이 작업환경을 좀 더 화려하게 하려고 스튜디오와 조정실에 사용 중인 일반 백색 형광등을 떼어내고 진한 핑크빛 형광등을 달았다. 등을 바꾼 뒤 2개월이 지나면서 직원들 사이에 성격상 부딪치는 일이 빈번하게 발생하였다. 예를 들면 아나운서들의 방송진행이 형편없이 서툴게 되고 사람들이 저마다 화를 잘 내고 경영진의 결정에 시시콜콜 반발했으며 전반적으로 직원들을 다루기가 어려웠다. 직원들 중에 2명은 특별한 사유도 없이 사표를 냈는데 사표이유를 묻는 주변의 질문에 왠지 그냥 이곳을 떠나고 싶을 뿐이라고 대답하였다.
그러던 중 어느 날 직원들 중 한 사람이 소리치기를 “저 놈의 핑크 전등을 떼어버리지 않으면 미칠 것 같아”라고 하였다. 이것은 즉시 모두의 호응을 받아 바로 그날 핑크빛 형광등이 모두 제거되고 다시 백색램프를 설치하였다. 등을 교체하고 나서 1주일도 지나지 않아 다시 믿기 어려운 변화가 나타나기 시작하였다. 직원들 사이에 불협화음이 사라지고 화를 내는 일도 줄어들고 다시 협동정신과 상호유대가 회복이 되었으며 사표도 철회되었다. 아나운서의 방송진행도 다시 매끄럽게 진행되고 실수하는 일이 거의 없어지게 되었다.
오트는 켄사스시 로열 야구학교(Kansas City Royals Baseball Academy)에서 다음과 같은 의미심장한 편지를 받기도 하였다. “박사님의 조언에 따라 골치 아픈 우리 선수의 안경을 핑크색에서 중간 회색으로 바꾸게 된지 30일이 지났습니다. 이 선수는 아주 거칠고 공격적이어서 걸핏하면 동료에게 헬멧을 던지곤 했는데 지금은 아주 느긋하게 되었고 자신감을 되찾은 사람으로 변한 것을 바라보고 있으면 참으로 놀라운 일이라 믿어지지 않습니다. 이 선수의 플레이 솜씨도 몰라보게 향상되었습니다. 아무런 이유도 없이 다른 선수에 비하여 이상하게도 퇴보한 그의 경기능력은 그의 방에 설치된 환각적인 무드를 만들어내는 빨간색 전등을 제거한 뒤로 평소의 훌륭한 경기력을 다시 회복하게 되었습니다. 우리는 모두 너무도 오랫동안 오직 모호한 개략적 설명으로만 일관되어왔던 우리의 관행에서 우리를 깨우쳐주기 위하여 선생님께서 바쳐 오신 오랜 세월동안의 노고에 대하여 다시 한 번 감사를 드리고 싶습니다.”
이렇게 인류의 안녕과 행복을 위하여 빛과 건강에 관하여 일생을 바쳐 연구해온 오트 박사의 기여에 대하여 고맙게 생각하는 사람들이 이들 만은 아닐 것이다. 그의 노력과 연구의 결과는 앞으로 오랜 세월을 통하여 건강과 행복을 추구하는 많은 사람들에게 끊임없는 유익과 축복으로 남아있게 될 것이다. 햇볕은 생명이요 최상의 건강을 위한 가장 좋은 치료제가 된다. 자연으로 돌아가면 건강이 보인다.
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작성자 :
paul kim
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2011-12-06 07:45
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