“당신의 생활리듬 체내시계 맞추는 게 최고의 건강법”

2017년 노벨의학상으로 입증된 생체시계의 오묘한 비밀 깜짝공개

김혜연 기자 | 기사입력 2017/11/10 [12:58]

“당신의 생활리듬 체내시계 맞추는 게 최고의 건강법”

2017년 노벨의학상으로 입증된 생체시계의 오묘한 비밀 깜짝공개

김혜연 기자 | 입력 : 2017/11/10 [12:58]

햇빛이 전혀 들지 않고 시계도 없는 상황에서 우리 몸은 시간을 알 수 있을까? 정답은 ‘그렇다’다. 컴컴한 동굴 속에서도 인간은 24시간과 유사한 주기에 맞춰 밥을 먹고 잠을 자게 된다. 가장 작은 생명체인 박테리아와 바이러스에서 식물이나 다양한 종류의 동물 그리고 인간에 이르기까지 모든 생명체가 생체시계를 지니고 있다. 이 생체시계는 시간에 따른 인체의 생체 리듬 전반을 주관하며, 생명체의 다양한 생리·대사·행동·노화 등의 주기적 리듬을 담당하고 있는 생체 내의 생물학적 시계다. 그렇다면 생체시계라는 개념과 건강 사이에는 어떤 상관관계가 있을까. 인간의 생체시계, 즉 시계유전자는 인간의 행동, 호르몬 분비, 잠, 신진대사 등 아주 중요한 기능을 통제한다고 한다. 시계유전자를 잘 활용하면 집중력이 높아지고, 정신력이 강해지고, 살이 잘 찌지 않는 체질로 바뀌고, 숙면을 취할 수 있다는 것. 세계 최첨단 안티에이징 전문가이자 일본 최고의 시계유전자 전문가로 알려진 네고로 히데유키는 “체내시계를 컨트롤하는 시계유전자를 활용함으로써 신체의 잠재능력을 120% 끌어낼 수 있다”면서 “생활 리듬을 시계유전자가 만들어 내는 체내시계에 맞추면 최고의 건강과 인생을 손에 넣을 수 있다”고 주장한다. 2017년 노벨상으로 입증된 생체시계의 비밀을 소개한다.

 


 

모든 생명체가 지닌 생체시계는 시간에 따라 생체리듬 전반 주관

시계유전자 잘 활용하면 집중력 높아지고 살이 잘 찌지 않는 체질

모든 신체기관 리듬 각각 다르듯이 질병 또한 서로 다른 주기 지져

약물투여 시점도 질병 활동주기 맞춰 최소 독성으로 최대 치료효과

 

▲ 생체리듬. <사진=PIXABAY>     © 사건의내막

 

[사건의 내막=김혜연 기자] 올해 노벨 생리의학상을 받은 미국 록펠러대학의 마이클 영 교수와 브랜다이스대학교 제프리 홀, 마이클 로스바시 교수는 인간의 생체리듬을 제어하는 유전자를 찾아낸 과학자들이다.

 

이들은 1970년대 초 초파리 연구를 통해 일주기 생체리듬을 관장하는 피리어드(Period) 유전자를 발견했다. 이 유전자는 밤 동안에는 세포내에 PER 단백질울 쌓이게 만들고, 낮 동안에는 이들을 분해시키는 과정을 통해 생체시계가 작동되게 만든다.

 

이들의 발견 이후 많은 과학자, 특히 생명공학자들과 의학자들이 생체리듬의 규명 및 조절 연구인 시간생물학(chronobiology)에 본격적으로 뛰어들었다. 즉 하나의 가능성으로만 논의됐던 '시간의 생리학'이 본격적인 분석과 적용의 영역으로 넘어온 것이다.

 

실제 같은 약이라도 언제 복용하느냐에 따라서 효과가 다르기에 24시간 생체주기를 잘 조절하면 항암제 같은 약물의 치료 효과를 극대화할 수 있다. 혹은 약물이 가장 효과적으로 반응하는 시점을 파악해 집중적으로 투약하는 것도 가능하다.

    

생체시계의 놀라운 비밀

 

옥스퍼드 대학 일주기 신경과학 교수 러셀 포스터, 미래학자 레온 크라이츠먼, 시간 생물학자 알랭 랭베르, 햇빛이 없는 동굴에서 인간 실험을 행한 지질학자 미셸 시프레 등 세계적인 전문가들을 직접 인터뷰해 생체시계와 관련된 최신 연구를 조명함으로써 시청자들의 호평을 받았다.

 

몇 해 전 과학저널 정보기관에서 실시한 조사에 따르면 ‘전 세계 과학자들이 가장 많이 연구하는 주제’ 중 당당히 3위에 ‘생체시계’가 올라 있다. 이는 생체시계가 인류의 미래 건강을 좌우하는 근본적인 열쇠가 될 것이라는 사실이 하나둘 밝혀지고 있기 때문이다. 지금까지 의학계에서는 몸의 ‘항상성’이 기본 원칙이 되어왔지만, 최근 우리 몸속에 시시각각 변하는 생체리듬이 존재하고 있다는 사실이 밝혀진 것이다.

 

예를 들어 우리가 아침에 잠에서 깨어나는 것은 햇빛으로 인해 수면을 유도하는 호르몬 멜라토닌의 분비가 줄어들기 때문이고, 오전 10시경은 뇌가 점점 활발해지는 시간이기 때문에 각성도가 높아져서 창의적인 활동을 하는 데 가장 적합하며, 늦은 오후나 이른 저녁에는 우리의 심장과 폐가 가장 효율적으로 기능을 하며 근육의 유연성 또한 좋아지므로 운동을 하기에 최적의 시간이다. 이처럼 우리가 일상적으로 행하는 사소한 행동도 생체시계의 원리에서 비롯된다.

 

그런데 신체의 모든 기관이 각각의 리듬을 가지고 있듯이 질병 또한 서로 다른 주기를 가지고 있는 것이다. 이러한 의미에서 생겨난 ‘시간치료학’은 약물의 투여 시점을 질병의 활동 주기와 맞춰 최소의 독성으로 최대의 치료효과를 노린다.

 

예를 들어 주로 밤 시간대에 증세가 악화되기 시작해 새벽 3시~5시에 가장 심해지는 천식이나, 오전 6시~8시 즈음에 주로 통증이 나타나는 류머티즘 관절염 환자는 통증이 심해지기 이전에 미리 약이 흡수될 수 있도록 아침이 아닌 잠들기 전에 약을 먹는 것이 효과적이다. 이와 달리 퇴행성 관절염은 오후 4시~6시쯤 증세가 심해지므로 이른 저녁 시간에 투약하는 것이 좋다고 한다.

 

특히 시간치료법을 암 치료에 적용하면, 암 세포가 활발하게 활동하는 시간대에 약물을 투여함으로써 일반 세포의 피해를 줄일 수 있을 뿐 아니라 소량의 약물로 치료를 할 수 있어 환자의 고통과 부작용도 덜어준다고. 더욱이 이 치료법을 확대하면 개인의 생체리듬을 고려한 맞춤형 치료도 가능할 것으로 전망된다.

    

생체리듬은 유전자에 새겨져 있다

 

해 뜨기 전부터 노래하는 종달새, 해가 지고 나면 사냥을 시작하는 올빼미. 생체리듬은 크게 종달새형과 올빼미형으로 구분되는데, 이는 생체시계의 속도에 따라 결정된다. 즉 생체시계의 바늘이 빠르게 돌아가는 사람의 경우 하루의 주기가 비교적 짧기 때문에 일찍 자고 일찍 일어나는 종달새형의 특징을 보이며, 반대로 생체시계가 늦게 흐르는 사람의 경우 하루의 주기가 길게 늘어지기 때문에 늦게까지 깨어 있다가 늦게 잠들고 늦게 일어나는 패턴을 보이게 된다. 이러한 생체리듬은 생체시계 유전자에 의해 결정되므로 인위적으로 바꿀 수 없다. 오히려 생체리듬을 따르는 생활이 건강을 돕는다.

 

문제는 아침형 인간을 선호하는 사회 분위기, 그런데 모두가 아침형 인간이 될 수 없다는 사실이다. 실제로 많은 사람들이 밤에는 일찍 잠들지 못하고 아침에는 일어나지 못해 괴로워하는 올빼미형의 특성을 보인다.

 

그러나 선입견과 달리, 대부분의 사람은 종달새나 올빼미가 아닌 벌새형의 생체리듬을 가지고 있다고 한다. 과학적 통계에 따르면 전형적인 종달새형 인간이 10%, 올빼미형 인간이 10% 나머지 80%는 어디에도 속하지 않는 중간형, 즉 ‘벌새형 인간’으로 분류된다는 것. 벌새형 인간은 적응력이 빠른 생체시계를 가지고 있다. 다시 말해 밤늦게까지 깨어 있어야 한다면 큰 어려움 없이 그렇게 할 수 있고, 아침 일찍 일어나야 한다면 내키지는 않더라도 그렇게 할 수 있는 사람들이라는 것이다.

 

전문가들은 벌새형이면서도 올빼미형의 생활 패턴을 보이며 만성피로를 느끼는 현상에 대해 생체시계의 혼란에 따른 사회적 시차라고 설명하며, 규칙적인 수면과 식사, 운동 등으로 규칙적인 생활을 해야 건강을 지킬 수 있다고 지적한다.

    

생체시계 잡아줄 수면과 햇빛

 

과거 사람들은 해의 리듬에 따라 깨어나고 잠들었으며 자연에서 얻은 소박한 음식을 먹었고 오염되지 않은 환경에서 살았다. 그러나 전구의 발명 이후 낮과 밤의 구분이 모호해졌고, 잠들지 않는 케이블 방송과 홈쇼핑, 인터넷, 편의점 등의 발달로 우리는 이른바 24시간 사회를 살게 되었다. 밤늦게까지 일에 몰두할 수도 있을 뿐 아니라, 다양한 즐길 거리가 생긴 것이다. 게다가 고지방식의 패스트푸드를 먹으며, 유해한 화학물질에 둘러싸여 스트레스를 받는다.

 

이런 생활습관으로 인해 혼란에 빠진 생체시계는 수면장애, 만성피로, 비만과 성 조숙증에 이르기까지 다양한 적신호를 알리고 있다. 특히 24시간 사회는 수많은 야간 근무자를 만들어냈는데, 수면을 유도하는 호르몬 멜라토닌의 분비가 많은 새벽, 특히 4시경에 생체시계의 요구에 따르는 집중력, 논리력, 추리력, 경계심이 저하되어 실수가 잦을뿐더러 만성피로를 유발할 수 있고, 식욕을 촉진하는 호르몬 그렐린의 분비가 가장 많아지는 새벽 1시경에는 야식을 섭취하는 경우가 많아 비만과 그로 인한 합병증, 수면장애 등의 부작용을 야기할 수 있다. 최근 아동들에게서 급증하고 있는 성 조숙증도 비만과 인공조명, 환경호르몬에 의한 생체리듬 불균형으로 초래되는 경우가 많다.

 

이러한 생체시계의 교란을 극복하는 방법은 규칙적인 생활, 전문가들은 핵심 키워드로 수면과 햇빛을 꼽는다. 우선 수면은 신체의 피로를 회복하기 위해 꼭 필요한 과정이다. 잠을 자는 동안 분비되는 멜라토닌은 뇌와 몸을 보호하며 유해산소를 제거하며, 충분한 수면은 업무 효율과 문제해결 능력도 높여준다. 성인은 7~8시간, 성장기 청소년은 9시간 15분 정도의 수면이 권장된다.

 

한편 햇빛은 생체시계를 다스리는 또 하나의 시계로서 중요한 역할을 한다. 인간의 하루는 24시간이지만, 생체시계의 하루는 다양한 환경에 유연성을 확보하기 위해 25시간 정도로 맞춰져 있다. 그 한 시간의 오차에 의해 몸의 혼란이 발생하지 않도록 매일의 시작점에서 시계를 다시 맞추는 역할을 담당하는 것이 바로 햇빛이다. 그래서 특히 아침에는 충분한 햇빛을 받는 것이 중요하다.

 

이 밖에도 햇빛은 인체의 저항력을 강화하고 살균작용을 하며 비타민D를 만들어낼 뿐 아니라, 엔도르핀을 생성해 우울증을 예방하는 역할을 한다. 최근의 연구에서는 대사증후군과 암 예방, 학습능력 제고의 효과까지 밝혀지고 있으니, 건강을 위해 의식적으로라도 햇빛을 보려는 노력이 필요하다.

    

자연을 따르면 건강이 보인다

 

위험 환경으로부터 생명을 보호하고 세대를 이어가기 위해, 우리의 생체시계 속에는 헤아릴 수 없이 많은 규칙이 입력되어 있다. 그런데 생체시계의 리듬은 하루 24시간 주기로만 이루어지는 것이 아니다. 일주일이라는 단위로 닷새간의 근무와 이틀의 휴식이 병행되고, 달의 변화에 따른 월주기와 봄여름가을겨울의 사계절로 이루어진 연주기의 리듬에도 몸을 맡기고 있다. 탄생에서 죽음에 이르는 생애주기를 가지고 있기도 한다.

 

네고로 히데유키는 특히 “호르몬 밸런스를 유지하려면 생활 리듬을 체내시계에 맞추라”고 강조한다. 

 

“규칙적인 생활을 유지하면 컨디션이 좋아진다. 그런데 단순히 날마다 똑같은 시간에 똑같은 일을 하는 것이 규칙적인 생활은 아니다. 똑같은 7시간을 자도 새벽 2시에 자는 것과 12시 전에 자는 것은 전혀 다르다. 동일한 칼로리를 섭취해도 아침에 먹는 것과 밤에 먹는 것에는 큰 차이가 있다. 근력 운동이나 워킹도 시간과 순서를 어떻게 하느냐에 따라 효과가 증가하거나 반감된다.

 

또 천식 발작은 한밤중에 일어나기 쉽고 고혈압 발작은 저녁에, 위궤양으로 인한 토혈 등은 야간에 일어나는 경우가 많다. 이른 아침에는 심장과 뇌의 발작 빈도가 올라가고, 우울증 같은 정신 질병은 오전 중에 악화되는 경우가 많다는 사실도 밝혀졌다. 이 모든 것이 호르몬 분비나 자율신경의 활동과 관계돼 있는 시계유전자 때문이다.”

 

식사 시간을 시계 시간(clock time)이 아닌 생체시계 시간(circadian time)에 맞추어야 건강한 체중을 유지할 수 있다는 연구결과도 발표됐다.

 

미국 하버드대학교 의과대학 브리검 여성병원 수면-생체리듬장애 치료실의 앤드루 맥힐 박사는 우리 몸에서 ‘생물학적 밤’이 시작될 때 임박해서 식사를 하면 비만이 되기 쉽다는 연구결과를 발표했다고 영국 매체 <데일리 메일> 인터넷판이 보도한 것.

 

‘생물학적 밤’, 즉 생체시계의 밤이란 낮과 밤의 리듬을 조절하는 수면 호르몬인 멜라토닌 분비가 증가하기 시작하는 시점을 말한다고 맥힐 박사는 설명했다.

 

멜라토닌은 뇌 깊숙이 위치한 송과선(松果腺)에서 분비되는 호르몬으로 눈의 망막에 도달하는 빛의 양에 따라 분비량이 늘거나 줄면서 생체시계가 조절된다고 한다. 날이 밝아 빛의 양이 증가하면 분비량이 줄어들고 날이 어두워지면 늘어난다는 것.

 

대학생 나이에 해당하는 110명(18~22세)을 대상으로 30일에 걸쳐 진행한 조사 분석한 결과 이 같은 사실이 밝혀졌다고 맥힐 박사는 말했다.

 

맥힐 연구팀은 이들에게 일상대로 식사와 활동을 하게 하면서 7일 연속해서 스마트폰 앱을 통해 모든 식사 시간과 수면시간을 기록하게 했다. 또 하루는 야간에 연구실에서 혈중 멜라토닌 수치를 측정, 멜라토닌이 증가하기 시작하는 시간을 체크했다. 이와 함께 체질량지수(BMI)를 산출하고 체지방 등 체성분(body composition)을 분석했다.

 

그 결과는 체중과 체지방이 가장 많은 사람이 생체시계로 밤이 시작되는 시점을 기준으로 평균 1.1시간 전에 저녁 식사를 하는 것으로 나타났다.

 

‘시계 시간’에 의한 식사 시간, 식단의 구성, 칼로리 섭취량, 활동량(운동 포함), 수면시간과는 연관이 없었다.

 

이 같은 연구결과는 젊은 사람들만을 대상으로 했다는 한계가 있기는 하지만 생체시계로 잠잘 시간을 나타내는 멜라토닌 분비 증가에 임박해서 식사를 하는 것이 체지방, 체중 증가와 연관이 있음을 보여주는 것이라고 맥힐 박사는 지적했다.

 

이처럼 시계유전자는 인간의 행동, 호르몬 분비, 잠, 신진대사 등 아주 중요한 기능을 통제한다. 시계유전자를 잘 활용하면 집중력이 높아지고, 정신력이 강해지고, 살이 잘 찌지 않는 체질로 바뀌고, 숙면을 취할 수 있다. 그러므로 체내시계를 컨트롤하는 시계유전자를 활용함으로써 신체의 잠재능력을 120% 끌어낼 수 있고, 생활 리듬을 시계유전자가 만들어 내는 체내시계에 맞추면 최고의 건강과 인생을 손에 넣을 수 있다는 것.

 

아울러 인간의 몸을 둘러싼 다양한 자연의 리듬을 파악하고 나면, 자연에 따르는 것이 몸의 요구에 따르는 것이며, 건강해지는 방법임을 깨닫게 된다고.

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