약학의 역사부터 플레밍의 페니실린 발명까지

질병을 치료 및 예방하는 약학 파헤치기

 

* 전국 과학교사모임 추천

* 일대일 친절한 과학 수업

* 이공계 진학 예정자 필독서

* 노벨상 수상 논문 영문본 수록

 

〈노벨상 수상자들의 오리지널 논문으로 배우는 과학〉 시리즈의 23번째 책으로, 질병을 치료 및 예방하는 약학을 개척한 노벨상 수상자들의 논문을 수많은 과학 교양서를 집필한 정완상 교수의 필력으로 쉽고 재밌게 살펴본다. 약학은 인간의 건강 유지, 질병 치료 및 예방을 목표로 생리활성물질과 그 상호작용을 연구하는 학문이다. 또한 제약·병원·공공·지역·학계 등 다양한 진로와 연결되는 학문 분야이다.

 

오늘날 우리는 100세 시대를 살고 있다. 한국인의 기대수명은 1990년 71.7세에서 2023년 83.4세로 11.7년 늘었다. 이렇게 기대수명이 늘어난 이유는 의학과 약학 등 생명과학이 발달한 덕분이다. 이 책은 인류가 질병과 고통에 맞서 싸워 온 역사와 그 과정에서 발전해 온 약학의 흐름을 다루었다. 우리가 오늘날 당연하게 사용하는 진통제와 페니실린, 인슐린 등은 어느 날 갑자기 만들어진 것이 아니다. 수천 년 동안 이어져 온 수많은 사람들의 경험과 관찰, 실패와 도전 그리고 과학자들의 끊임없는 연구가 쌓인 결과물이다.

 

이 책은 고대 약초의 사용에서 출발하여 중세 약학의 발전, 진통제와 마취제의 개발, 인슐린의 발명, 페니실린과 항생제의 역사 그리고 현대 신약 개발에 이르기까지 약학의 역사를 흥미진진하게 소개했는데, 저자를 대변하는 정교수와 독자 입장에서 정교수에게 질문을 던지는 약학군의 대화 형식을 빌려 일대일 수업을 흥미진진하게 하도록 구성했다. 이 책을 통해 독자들은 약학이 단순히 약을 만드는 학문이 아니라 인간의 생명과 건강을 지키기 위해 의학, 화학, 생물학 등 여러 학문과 융합해 발전한 융합과학이라는 사실을 느낄 수 있을 것이다. 또한 하나의 의약품이 탄생하기까지 많은 연구자들의 노력과 오랜 연구 과정이 필요하다는 점도 이해하게 될 것이다.

 

이 책은 부록으로 인슐린을 발명해 1923년 노벨 생리의학상을 수상한 밴팅과 베스트, 페니실린을 발명해 1945년 노벨 생리의학상을 수상한 플레밍, 페니실린을 대량생산하는 방법을 연구해 플레밍과 함께 노벨 생리의학상을 공동수상한 플로리의 논문을 실어 더 깊은 탐구와 이해를 돕고 있다.

[목 차]

추천사

천재 과학자들의 오리지널 논문을 이해하게 되길 바라며

세균을 이기는 무기를 발명한 플레밍 _ 엘리언 박사 깜짝 인터뷰

 

첫 번째 만남

고대의 약학

메소포타미아 문명의 약학 _ 수메르 문명의 점토판 기록

이집트 문명의 약학 _ 『에베르스 파피루스』에 기록된 처방

고대 인도의 약학 _ 아유르베다 의학

고대 중국의 약학 _ 음양과 오행의 조화가 유지되어야 건강하다

고대 그리스의 약학과 치료 문화 _ 인간과 신의 조화를 회복하는 의식

합리적 의학의 등장 _ 의학의 아버지, 히포크라테스

알렉산드리아와 약학의 발전 _ 약 조제 기술의 발전

고대 그리스의 의약분업 _ 의사와 약초 전문가가 나뉘기 시작하다

몸의 균형을 맞추는 약 _ 디오스코리데스와 갈레노스의 약학

 

두 번째 만남

약학의 발전

수도원과 약초 정원 _ 고대의 약학 지식을 지켜내다

이슬람 세계의 약학 혁명 _ 의학과 약학을 발전시킨 사람들

살레르노 의학교 _ 의학과 약학이 학문으로 발전하다

중세 유럽 약학의 제도화 _ 국가가 약학을 독립된 영역으로 인정하다

화학 기반 의약의 체계화 _ 연금술에서 벗어나 화학을 이용하다

하비의 혈액순환론 _ 약은 혈액의 순환으로 몸에 퍼진다

알브레히트 폰 할러의 신경 실험 _ 약의 효과를 측정하기 시작하다

디기탈리스와 수종 _ 위더링, 약물의 효과와 독성을 체계적으로 밝히다

 

세 번째 만남

진통제와 마취제

고대와 중세의 자연 진통제 _ 통증을 줄이는 방법의 탄생

로더넘의 시대 _ 시드넘의 로더넘 발명

제르튀르너의 모르핀 발명 _ 화학 처리 과정으로 아편에서 모르핀을 분리하다

스트리크닌의 분리 _ 독과 약의 경계를 밝히다

카페인의 발견 _ 룽게, 커피에서 카페인 성분을 발견하다

퀴닌의 발견 _ 펠티에와 카벤투, 퀴닌을 발견해 말라리아를 치료하다

코카인의 발견 _ 니만, 코카 잎에서 코카인을 발견하다

에페드린의 발견 _ 나가이 나가요시, 마황에서 에페드린을 발견하다

약리학의 탄생 _ 부흐하임, 생체에 미치는 약의 작용을 연구하는 약리학을 창시하다

아스피린의 발명 _ 존 베인, 아스피린의 작용 원리를 밝히다

아스피린, 새로운 진통제 시대를 열다 _ 아세트아미노펜과 이부프로펜의 등장

근대적 마취제의 등장 _ 에테르와 클로로포름

웃음가스의 발견과 치과 마취의 시작 _ 아산화질소를 이용한 마취

국소마취의 시작 _ 리도카인, 안전한 국소마취제의 등장

전신마취의 발전 _ 할로탄, 이소플루란, 세보플루란, 데스플루란

케타민과 프로포폴 _ 현대 정맥마취의 새로운 시대를 열다

 

네 번째 만남

인슐린의 발명

당뇨병의 등장 _ 당뇨병, 단맛 나는 소변의 병

소변 속 단맛의 비밀 _ 매슈 돕슨, 당뇨병의 비밀을 밝히다

보이지 않는 물질을 찾아서 _ 샤피-셰퍼, 인슐린을 발견하다

인슐린의 발명 _ 프레더릭 밴팅, 췌장에서 인슐린을 분리하다

밴팅과 베스트의 논문 속으로 _ 췌장에서 인슐린을 얻어내는 방법 소개

메트포르민의 발명 _ 제2형 당뇨병 치료제의 발명

로사르탄의 발명 _ 고혈압 등 당뇨 합병증을 막아주는 치료제

 

다섯 번째 만남

페니실린의 발명

항생제의 뿌리 _ 고대부터 감염 치료에 사용된 곰팡이

페니실린을 발명한 플레밍 _ 감염병 치료제를 연구하다 발명한 페니실린

플레밍의 논문 속으로 _ 항생제 시대를 열게 한 혁명적인 논문

플로리와 체인의 페니실린 개발 _ 플레밍, 플로리, 체인, 노벨 생리의학상을 공동 수상하다

에리트로마이신 _ 페니실린의 중요한 대안이 되다

반합성 페니실린 _ 페니실린의 한계를 개선한 항생제

새로운 항생제의 시대 _ 세팔로스포린, 카바페넴과 항생제 관리

 

여섯 번째 만남

새로운 약들의 탄생

스트렙토마이신의 발견 _ 흙 속에서 결핵 치료제를 찾다

기적의 항염증제 _ 코르티손과 스테로이드 치료의 탄생

항히스타민제 _ 알레르기를 치료하는 약의 탄생

프론토실의 등장 _ 환자 치료에 널리 사용된 실용적인 항균제

클로르프로마진 _ 정신의학의 혁명을 일으키다

프로프라놀롤 _ 심혈관 약물의 혁명을 일으키다

소화제의 역사 _ 고대 소화제부터 보노프라잔까지

 

만남에 덧붙여

THE INTERNAL SECRETION OF THE PANCREAS _ 밴팅과 베스트 논문 영문본

ON THE ANTIBACTERIAL ACTION OF CULTURES OF APENICILLIUM, WITH

SPECIAL REFERENCE TO THEIR USE IN THE ISOLATION OF B. INFLUENZAE _ 플레밍 논문 영문본

Penicillin _ 플로리 논문 영문본

위대한 논문과의 만남을 마무리하며

이 책을 위해 참고한 논문

[본 문]

유명한 알렉산드리아 도서관과 연구 기관인 무세이온(Mouseion)은 다양한 지역의 학문을 집대성하려는 거대한 국가 프로젝트에 가까웠다. 그리스의 자연철학과 이집트의 전통 의학, 페르시아와 인도 지역의 약초 지식이 서로 교류되면서 약재에 대한 정보가 많았다. 당시 알렉산드리아 시장에는 아라비아산 향료, 인도산 계피와 후추, 동지중해 지역의 수지와 약초, 이집트의 광물과 기름 등이 들어왔다.

이 시기의 중요한 변화 가운데 하나는 약을 단순히 자연 상태 그대로 사용하는 수준을 넘어, 약 조제 기술이 발전했다는 점이다. 이전에도 약초를 달여서 사용하긴 했지만, 알렉산드리아 시대에는 약재를 어떻게 추출하고 혼합할 것인가에 대한 경험이 더욱 체계적으로 축적되었다.

ㅡ p.38

 

인류 역사에서 최초의 약국은 8세기 중반, 이슬람 제국의 수도였던 바그다드에서 등장했다. 아바스 왕조 시기에 세워진 이 약국들은 단순한 상점이 아니라, 전문적인 의약품 제조와 판매가 이루어지는 공간이었다.

그 이전까지는 의사가 직접 약을 만들고 환자에게 제공하는 방식이 일반적이었다. 즉, 치료와 약 제조가 하나로 묶여 있었다. 하지만 바그다드에서는 이 두 역할이 분리되기 시작했다. 의사는 진단과 처방을 담당하고, 약사는 그 처방에 따라 약을 만들었다.

ㅡ p. 52~53

 

14세기 초, 유럽에서는 연금술(alchemy)이 활발히 발전하면서 약학의 성격이 크게 바뀌었다. 이전까지 약은 주로 식물과 자연 재료에 의존했지만, 이 시기부터는 금속과 광물 그리고 화학적 처리 과정을 통해 얻은 물질들이 약으로 사용되기 시작했다. 이는 약이 단순한 자연 산물이 아니라, 인위적으로 만들어지고 변형될 수 있다는 인식을 확산시켰다.

ㅡ p.66

 

19세기 중반 이후에 모르핀은 단순한 진통제를 넘어 전쟁 의료의 역사를 바꾼 약물이 되었다. 이전까지 의사들은 심한 통증을 겪는 환자를 도울 수 있는 방법이 매우 제한적이었다. 아편을 먹이거나 술을 마시게 하는 정도가 일반적이었고, 약효가 나타나기까지 시간이 오래 걸렸으며 효과도 일정하지 않았다. 그러나 19세기 중반, 새로운 의학 기술이 등장하자 상황이 크게 달라지기 시작했다.

ㅡ p.92

 

1921년 여름, 밴팅과 베스트는 마침내 결정적인 성과를 얻었다. 개를 대상으로 한 실험에서 췌장에서 추출한 물질을 투여하자, 높게 유지되던 혈당이 눈에 띄게 감소하는 현상이 확인된 것이다. 이는 췌장 속에 실제로 혈당을 조절하는 물질(인슐린)이 존재하며, 그것을 당뇨병 환자에게 공급할 수 있다는 가능성을 처음으로 명확하게 보여준 순간이었다.

ㅡ p.165

 

페니실린은 수많은 병사의 생명을 구했다. 과거에는 부상을 당하면 목숨을 잃는 일이 많았지만 부상병들이 회복하여 다시 일상으로 돌아갈 수 있었고, 군 의료진은 처음으로 감염과의 싸움에서 강력한 무기를 손에 넣게 되었다.

이러한 놀라운 효과 때문에 당시 사람들은 페니실린을 ‘기적의 약(Miracle Drug)’이라고 불렀다. 실제로 페니실린은 인류가 수천 년 동안 두려워해 왔던 세균 감염을 효과적으로 치료할 수 있게 해준 최초의 항생제였다.

전쟁이 끝난 뒤에 페니실린은 군 병원을 넘어 일반 병원으로 빠르게 보급되었다. 폐렴, 성홍열, 패혈증, 수막염, 임질 등 수많은 세균성 질환의 치료에 사용되었으며, 평균수명을 늘리고 의학의 발전을 가속화하는 데 크게 기여했다.

ㅡ p.203~204

 

프로프라놀롤의 개발은 단순히 새로운 심장약 하나가 등장한 사건이 아니었다. 그것은 질병의 원인이 되는 생체 작용을 정확히 이해하고, 특정 수용체를 표적으로 약물을 설계하는 현대 의약학의 새로운 길을 연 역사적인 발견이었다. 이후 개발된 수많은 표적 치료제의 개념도 이러한 연구에서 출발하였으며, 프로프라놀롤은 오늘날에도 의학사에서 가장 영향력 있는 약물 가운데 하나로 평가받고 있다.

ㅡ p.236