마이클 거숀(Michael Gershon)은 신경생물학자이다. 그런 그가 위와 장 등의 소화기관 신경계 연구를 하게 된 것은 인체 내에서 생성되는 세로토닌의 95%가 장에서 만들어진다는 사실을 알고나서였다.(신경전달물질인 세로토닌은 장 점막에 존재하는 감각 신경 세포를 자극해 장의 분비와 연동운동을 촉진하고 발생 중인 소화 기관, 신경 세포의 분열을 촉진하는 성장인자이기도 하다.) 거숀의 책 제목인 ‘제 2의 뇌’는 소화 기관에 신경계가 있다는 사실을 반영한 제목이다. 소화기관은 구강에서 항문까지 총 8미터에 이르는 길이를 가졌다. 사람은 피부와 감각기관을 통해 외부와 접촉할 뿐 아니라 소화관 내강의 전막을 통해 외부와 접촉한다. 해부학적으로 위나 장은 몸 바깥인 것이다. 소화기 신경계가 제 2의 뇌로 불리는 것은 정보의 수집 및 가공 측면에서 독립적이기 때문이기도 하다.

저자는 연동 운동 반사라는 이름을 붙인 파울 트렌델렌부르크를 언급한다. 트렌델부르크는 실험을 통해 소화기관에 내재하는 신경계가 뇌나 그의 부속 기관인 척수의 명령과 무관하게 기능을 수행할 수 있다는 점을 밝혔다. 저자에 의하면 자율신경계는 교감 영역과 부교감 영역으로 나뉜다. 심장박동이나 스트레스 상황에 대응하게 하는 반응은 교감 신경과 관계되고, 동공 축소나 방광 수축 등 국소적인 반응은 부교감 신경의 지배를 받는다. 물론 이는 절대적이지 않다. 교감 신경계가 오히려 국소적이라 할 수 있는 것이다. 중요한 점은 소화기 신경계가 뇌 또는 척수와 독립적으로 작동하고 있다는 사실이다. 소화기 신경계는 뇌의 노예가 아니고, 종속되지 않으며 독립적인 영혼을 소유하고 있는 신경계의 독자적 영역이다.

저자는 세로토닌이 소화 기관의 신경전달물질이라는 학설로 아세틸콜린과 노르에피네프린 등 두 가지 영역으로 구성된 신경전달물질의 축을 흔들어 보려 했다는 말을 한다.(신경전달물질은 아세틸콜린이나 도파민처럼 시냅스를 건너 신경 충격을 전달하는 화학물질이다. 시냅스는 신경 충격이 축삭 말단에서 하나의 뉴런이나 근육세포, 분비선세포로 건너가는 접합점이다. 축삭은 일반적으로 신경세포체로부터 먼 쪽으로 충격을 전도하는 긴 신경섬유이다. 뉴런은 뇌, 척추, 신경을 구성하며 충격을 전도하는 모든 세포들로 신경세포라고도 한다.) 신경 세포는 신호 전달과 의사소통이 주임무인 세포이다. 신경 세포들끼리 근육 세포, 혈관 또는 내분비 세포들과 화학적 언어를 교류하는데 그 언어가 바로 신경전달물질이다. 신경전달물질 형태로 지시를 받은 신경세포는 그 신호를 후속 세포에 전달한다. 신경전달물질을 수용체와 결합해 세포에 뭔가 그들이 받은 신호에 적합한 일을 하는데 이런 과정을 신호전달 기제라고 한다. 세포에 전달된 신호는 세포막에 존재하는 채널을 열거나 2차 전령물질을 포함하는 복잡한 생화학적 과정을 거쳐 특정 유전자가 발현되도록 한다.

‘제 2의 뇌’는 사실 쉽지 않다. 그러나 저자가 자신의 연구를 설명하는 사이 사이에 자신의 가족사와 관련한 유용한 정보들을 배치해 관심의 끈을 놓지 않게 한다. 사람마다 다르겠지만 나에게는 우리 몸은 텅 빈 관이어서 소화기 내벽을 통과해 음식물이 흡수되기 전까지 우리 몸의 진정한 내부에는 아무 것도 없다는 내용이 가장 유용하게 다가왔다. 저자에 의하면 소화는 우리가 먹는 음식 안에 들어 있는 고분자 물질을 저분자의 단순하고 흡수하기 쉬운 형태로 잘게 부수는 복잡한 과정이며, 흡수는 소화된 저분자 물질이 내강(內腔)을 건너 혈관이나 림프관으로 이동하는 것이다. 소화 기관이 제 2의 뇌라는 말은 신비스러운 느낌을 자아내기까지 한다. 삼키기와 배설은 뇌의 명령을 받은 중추 신경의 지배를 받는다. 반면 소화와 흡수는 제 2의 뇌의 지배를 받는다.

식도에 심각한 증상을 유발하는 역류성 식도염을 통해 알 수 있듯 위는 쇠도 녹이는 위산을 견디지만 식도는 그렇지 않다. 식도에는 알칼리성을 띤 점액성 젤이 없어 산(酸)에 무방비 상태인 것이다. 물론 약간의 안전 장치가 있긴 하다. 정상적인 상태에서 위산이 역류하지 않는 것은 식도 근육이 수축함으로써 식도 내부의 압력을 위의 내부 압력보다 크게 하기 때문이다. 위는 팽창하더라도 내부 압력이 높아지지 않아 위 내용물이 위쪽(식도)으로도 아래쪽(십이지장)으로도 힘을 가하지 않게 한다. 저자에 의하면 제 2의 뇌의 주도로 동시적으로 행해지는 일련의 정교한 과정이 성공적으로 수행되지 못하면 제 1의 뇌가 자랑하는 창의성을 발휘할 기회도 사라진다. 이는 “신체적으로 자기를 규정하는 것은 면역계이지 뇌가 아니”라는 말을 연상하게 한다. 타다 토미오의 이 말은 인상적인데 그에 의하면 ‘“뇌는 면역계를 거부할 수 없지만 면역계는 뇌를 이물(異物)로 거부할 수 있“다.(’면역의 의미론‘ 18 페이지)

앞서 신경 세포들끼리 근육 세포, 혈관 또는 내분비 세포들과 화학적 언어를 교류하는데 그 언어가 바로 신경전달물질이라는 말을 했는데 이는 내분비계가 개념적으로 신경계와 닮았으며 면역계 역시 내분비계임과 동시에 신경계라는 정신신경면역학자 캔더스 퍼트의 말(’감정의 분자‘ 248 페이지)을 통해 간접적인 의미를 헤아려 볼 수 있을 것이다. 위벽 세포는 위산 뿐 아니라 생명에 절대적인 내인성(內因性: intrinsic) 인자(factors)를 분비한다.(내인성은 몸 내부에서 만들어진다는 뜻이다.) 내인성 인자가 없으면 아무리 많은 비타민 B12를 먹어도 흡수되지 않아 악성 빈혈에 걸린다. 물론 비타민 B12를 투여하면 되지만 혈관으로 직접 주사해야 한다. 저자는 근심이 위궤양을 부른다고 하지만 확실한 증거는 거의 없다고 말한다. 소장을 수호하고 인슐린과 글루카곤을 분비하고 효소 공장으로서의 역할을 하는 췌장도 주요 소화 기관이다. 물론 담낭, 십이지장, 소장, 간 등이 모두 소화기관이라 할 수 있다.

소화와 흡수가 실질적으로 완료되는 곳은 소장이지만 대장도 나름의 할 일이 있다. 수분 흡수가 그것이다. 대장 내부의 세균이 유기체의 내부로 들어가지 못하는 이유 중 하나가 세균들간의 경쟁 때문이라는 사실도 신기하다. 대장내 상주(常住) 세균의 구성이 조금이라도 변하면 배변의 균형이 깨진다. 항생제가 그 균형을 깨는 대표적인 약물이다. 항문에는 두 개의 조임근(괄약근)이 있다. 내부 조임근과 외부 조임근이 그것들이다. 내부 조임근은 우리의 의식과는 무관하게 조절되고 조임근은 의지에 의해 조절이 가능하다. 앞에서 말했듯 배설은 중추 신경의 지배를 받기에 치매 환자의 경우 정상적 배변을 하지 못해 아기처럼 기저귀를 차야 한다. 파킨슨병이 치매 뿐 아니라 소화기 치매의 원인이 될 수 있는 것도 같은 차원의 문제이다.

”누가 알겠는가? 언젠가는 직장(直腸)의 조직을 검사하면 뇌에 어떤 퇴행성 질환이 진행되고 있는지 짐작할 수 있을지!“라는 저자의 말은 주목할 만하다. 물론 소화기관에 상주하는 신경계가 소화기관의 슬픔의 원인일 수 있다는 생각은 아직 폭넓게 수용되지 않고 있다. 저자는 의사가 심장이 아프다는 환자의 호소는 믿지만 소화기관은 다르게 취급(꾀병이라고)하는 것은 의아할 때가 있다고 말한다. 알면 알수록 모른다는 것을 알 뿐이라는 저자의 말 역시 의미심장하다. 저자는 세로토닌이 주악장(主樂章)이 반복되고 변주되면서도 다른 악장과 조화로운 선율을 구성하는 깊이가 돋보인다는 점에서 바그너의 음악과 비슷한 면이 있다고 말한다. 전체 3부 중 마지막 장인 3부에서 저자는 수용체, 리간드, 길항체 등을 이야기 한다. 작은 아미노산들이 사슬 모양으로 이어져 뭉친 단백질 분자인 수용체는 스캐너 기능을 한다. 리간드는 세포 표면에 있는 특정 수용체에 선택적으로 결합하는 모든 천연 또는 인공물질이다. 길항제는 수용제를 차지하고 작용제를 차단하는 역할을 한다.(’감정의 분자‘ 참고)

’제 2의 뇌‘는 아편제 수용체 기반 약물이라는 새로운 약학 분야를 연 캔더스 퍼트의 발견 내력이 담긴 ’감정의 분자‘를 연상하게 한다. 전문성이나 유용성 면에서. 지난하지만 강인한 의지로 역경을 헤쳐나가는 모습도. 저자는 성인의 소화기관의 미해결 문제에서 발생의 흔적을 찾을 수 있는가? 라고 묻는다. 저자는 수산화 인달핀(indalpine) 연구를 통해 세로토닌에 대한 두 가지 속도의 반응(빠른 속도, 느린 속도)에서의 차이를 밝혀냈다. 그 차이란 신경세포의 전기 전도도(傳導度)의 정도이다. 저자는 느린 반응에 집중했다. 인달핀(indalpine)은 선택적 세로토닌 재흡수 억제제이다....저자에 의하면 실험적으로 증명된 바는 없지만 어릴 적에 복통을 자주 앓은 적이 있는 사람은 커서 대장에 문제가 있을 개연성이 크다. 또한 소화기 신경계가 완벽하게 자리를 잡아야만 소화기가 자신의 내용물을 아래를 향해 밀어내는 기능을 제대로 수행할 수 있다.

저자는 자신이 일생을 투자한 ‘제 2의 뇌’에 관한 연구는 본성상 기초 과학에 가깝다고 말한다. 저자가 말했듯 이 책의 어떤 부분에도 병을 직접적으로 치료할 수 있는 방법이 나오지 않는다. 하지만 이 책이 다른 전문가들에게 많이 알려지고 수용되는 계기가 될 것이라 믿는다. 그것이 종국적으로 환자에게 혜택으로 돌아올 것이라 생각한다. 저자는 허쉬스프렁씨병이나 대장 말단 비대증 등을 소화기 신경 형성 장애(neuro intestinal dysplasia)라 부른다. 나의 증상(intestinal metaplasia of stomach)에 대한 정보를 얻을 수 있을까, 기대했지만 어떤 정보도 얻지 못했다. 하지만 저자의 어렵지만 집중하게 하는 신경계 논의가 큰 정보로 다가왔음은 물론이다. 신경에서 원인을 찾아야 한다는 생각은 당혹스러울 수도 있고 단서로 여겨질 수도 있다. 추이를 지켜보아야겠다. 주인을 잘못 만나 고생하는 나의 소화기관에 미안하고 감사하다.