2주 동안 혼자 지낸 생쥐 새로운 생쥐 오자 공격 성향 특정 유전자·단백질량 급증 # 미셸 공드리, 레오 카락스, 봉준호 감독이 2008년에 만든 ‘도쿄!’라는 연작영화가 있습니다. 그중 봉 감독이 만든 ‘흔들리는 도쿄’ 편에는 은둔형 외톨이 ‘히키코모리’가 등장합니다. 영화에서 히키코모리들은 마지막에 자신만의 세상을 깨고 바깥으로 나옵니다. 그렇지만 현실에서 그들이 자신의 성을 뚫고 나오는 경우는 많지 않다고 합니다. 실제 일본에서는 평균 12년 정도 히키코모리로 사는 경우가 많다는 통계도 있습니다. # 2002년 영화 ‘인섬니아’는 알 파치노가 극단적인 스트레스로 인해 불면증에 빠진 형사로 등장합니다. 불면증이 심해지면 기억력 저하, 면역력 상실은 물론 우울증까지 유발시킨다고 합니다. 이런 불면증은 영화 주인공처럼 외부적 요인으로 인해 생체리듬이 깨지면서 나타나는 증상 중 하나입니다.최근 과학자들이 히키코모리나 왕따 같은 사회적 고립이나 불면증 같은 생체리듬 교란이 뇌를 바꾼다는 충격적인 연구 결과를 발표했습니다. 미국 캘리포니아공과대학(칼텍) 생물학 및 생명공학부, 하워드휴즈 의학연구소 공동연구팀이 사회적 고립이 뇌에 감정과 행동에 관여하는 유전자와 단백질을 과다하게 만들어 내 공격성을 증가시키고 감정적 반응속도까지 늦춰 공감능력을 떨어뜨린다는 연구 결과를 생물학 분야 세계적 학술지 ‘셀’ 17일자에 발표했습니다. 연구팀은 생쥐들을 둘로 나눠 한쪽은 여러 마리가 우리 안에서 함께 생활하도록 하고 다른 한쪽은 한 마리만 우리에 넣고 다른 생쥐들과 접촉하지 못하도록 고립시킨 뒤 2주를 지내도록 했습니다. 2주가 지난 뒤 각각의 우리에 새로운 생쥐를 넣어 어떤 행동을 보이는지 관찰했습니다. 그 결과 여러 마리가 함께 지낸 생쥐들은 외부에서 다른 생쥐가 오더라도 잘 어울렸지만 고립돼 생활한 생쥐는 새로운 생쥐를 공격하는 모습을 보였다고 합니다. 연구팀은 이 생쥐들의 뇌를 조사한 결과 홀로 생활한 생쥐는 다른 생쥐와는 달리 편도체와 시상하부에서 만들어지는 Tac2 유전자와 NkB라는 단백질 양이 급증했다고 합니다. 이들 유전자와 단백질을 억제하는 약물을 주입하면 고립됐던 생쥐도 공격성이 줄고 일반 생쥐들과 비슷해지는 것이 관찰됐다고 합니다. 또 영국 글래스고대, 아일랜드 왕립외과대, 스웨덴 카롤린스카의학연구소 공동연구팀은 생체시계 혼란이 인지기능을 떨어뜨리고 정신질환을 유발시키는 등 뇌를 변화시켜 삶의 질을 떨어뜨린다는 연구 결과를 의학분야 국제학술지 ‘랜싯 정신의학’ 15일자에 발표했습니다. 연구팀은 영국인 약 50만명의 생체정보를 담고 있는 바이오뱅크 정보 중 2013~2015년 9만 1105명의 남녀(37~73세)를 대상으로 생체리듬을 측정한 자료와 정신건강 상태를 스스로 평가하도록 하는 설문조사를 바탕으로 분석했습니다. 그 결과 생체시계가 파괴된 사람은 이전보다 기분 변화가 심하고 신경질적으로 변하고 우울증과 조울증 발생률도 높아졌다는 것을 연구팀은 알게 됐습니다. 정신적으로 문제가 있으니 당연히 행복감도 떨어졌겠지요. 이런 연구결과들을 볼 때마다 ‘닭이 먼저냐, 달걀이 먼저냐’는 문구를 떠올릴 것입니다. 사회적 고립이나 생체시계 교란과 정신적 문제의 선후 관계가 명확하지 않으니까 말입니다. 많은 사람들이 과학을 통해 여러 문제들이 해결되기를 기대합니다. 그렇지만 과학은 명확하게 인과관계를 설명해 주기보다는 두 요인 간 상관관계를 밝혀내는 경우가 더 많습니다. 명확한 인과관계를 알아내기 위해서는 더 많은 연구가 필요하지요. 생체시계를 혼란에 빠뜨리는 원인은 인공조명이나 과다한 야근, 불필요한 스트레스 등이며 고립 원인 역시 여러 사회적 요인이 있습니다. 이런 문제들은 사회적, 제도적 해결이 과학적 방법보다 더 근본적인 것 아닐까요. edmondy@seoul.co.kr

동물은 식이행동, 즉 먹는 행위를 통해 다른 유기물을 섭취·소화해 영양분을 얻고 생명을 유지한다. 태어나자마나 누가 가르쳐 주지 않아도 뭔가를 먹을 수 있다는 것은 신비롭게 느껴지기까지 한다. 대부분의 행동이 뇌의 활동으로부터 발생하고 조절되듯이 식이행동도 뇌의 작용에 의해 일어난다. 우리 몸에 에너지가 부족한지 과잉인지 뇌는 어떻게 알아내 음식을 그만 먹거나 더 먹도록 명령을 내리는 걸까. ‘렙틴’이라는 물질은 식이행동을 조절하는 주요 인자다. 1994년 더글러스 콜먼 교수와 제프리 프리드먼 교수는 고도비만 생쥐에게서 ‘ob’라는 유전자에 돌연변이가 있다는 사실을 발견하고 ob 유전자가 지방세포에서 만드는 단백질을 렙틴으로 명명했다. ‘얇다’는 뜻의 그리스어 ‘렙토스’에서 유래된 용어다. 렙틴이 부족한 생쥐에게 렙틴을 투여했더니 먹는 양이 줄어들고 정상 체중으로 돌아왔다. 렙틴 유전자 이상이 원인인 고도 비만 환자에게 렙틴을 투여해 체중 감량 효과를 확인하는 증례보고도 이어졌다. 콜먼 교수와 프리드먼 교수는 렙틴을 발견한 공로로 2010년 미국의 노벨상이라고 불리는 래스커상을 수상했다. 그러나 대부분의 비만환자에게 렙틴을 투여해도 효과가 미미하다는 것이 문제다. 비만한 사람에게서는 렙틴이 결여된 것이 아니라 오히려 증가돼 있다. 이것을 ‘렙틴 저항성’이라 하는데 렙틴이 결합하는 수용체에 변화가 생기거나 세포 내 렙틴 신호전달체계의 문제가 발생해 일어난다. 렙틴 저항성을 회복하려면 가공식품을 적게 먹고 식이섬유를 많이 먹으면서 운동량을 늘리고 잠을 충분히 자는 것이 중요하다. 중성지방은 렙틴이 뇌 속으로 전달되는 것을 가속화한다. 탄수화물을 적게 먹고 단백질 섭취를 늘리는 것이 도움이 된다. 반대로 식이행동 문제 중에는 비정상적으로 잘 먹지 않으려고 하는 ‘신경성 식욕부진’이라는 질병이 있다. 신경성 식욕부진 환자에게서는 식욕을 촉진하는 그렐린 양이 비정상적으로 높아 ‘그렐린 저항성’ 가설이 나오고 있다. 렙틴과 그렐린 모두 뇌 시상하부의 ‘궁상핵’이라는 부위에 작용한다. 이곳에 있는 식욕증진세포는 그렐린에 의해 활성화되고 식욕억제세포는 렙틴에 의해 활성화된다. 궁상핵의 뉴런들은 최종적으로 뇌실곁핵의 ‘Y1 수용체’(식욕증진)나 ‘MC4 수용체’(식욕억제)에 신호를 보내 식욕을 조절하게 된다. 최근 MC4 수용체에 작용하는 물질이 발견돼 네이처지에 보고됐다. 스타브로울라 코우스테니 미국 컬럼비아대 교수팀은 뼈를 합성하는 세포인 조골모세포가 분비하는 ‘리포칼린2’라는 물질이 뇌실곁핵의 MC4 수용체에 작용해 식욕을 억제한다는 것을 발견했다. 비슷한 시기에 사이언스지에는 지방세포에서 분비되는 ‘유리딘’의 역할이 보고됐다. 셔러 텍사스주립대 교수팀은 음식을 먹으면 렙틴이 증가하고 금식하면 유리딘이 증가하는 현상을 발견했다. 혈중 유리딘이 증가하면 체온과 산소 사용량을 낮춰 에너지 소비를 최소화하고 렙틴의 분비를 억제해 식욕이 늘도록 조절하는 것이다. 지방세포는 뇌 안에서 식욕을 쥐락펴락하는 중요한 내분비 기관이기도 한 것이다. 다이어트 결심 한번쯤 안 해본 사람이 없을 정도로 현대인에게 비만과 건강한 식이행동은 중요한 화두임과 동시에 어려운 문제다. 다행히 뇌과학은 비만이나 비정상적 식이행동에 대한 이해를 급속히 넓혀가고 있다. 아직은 밝혀지지 않은 미지의 부분도 많지만 언젠가 퍼즐이 좀더 맞춰져 누구나 건강하게 먹고 건강하게 지낼 수 있는 뇌과학적 해결책을 찾길 기대해본다.

쇼핑 중독, 수집 강박, 이유 없는 도벽, 게임 중독 등을 일으키는 뇌의 부위를 국내 연구진이 처음으로 확인했다. 카이스트 생명과학과 김대수, 기계공학과 이필승 교수 공동연구팀은 뇌 시상하부 앞쪽에 있는 ‘내측 시삭전야’(MPA)라는 부위가 소유 본능을 자극한다는 사실을 확인하고 이 연구 결과를 신경과학 분야 국제학술지 ‘네이처 뉴로사이언스’ 최신호에 실었다. 지금까지 내측 시삭전야는 수컷의 성 행동에 영향을 미치는 뇌 부위로만 알려져 있었다. 연구팀은 또 MPA 움직임을 조절해 동물의 행동을 변화시키는 기술도 개발했다. 연구팀은 생쥐를 두 그룹으로 나눠 한 그룹에는 장난감을 갖고 놀게 하고 다른 그룹에는 아무 것도 주지 않고 놀도록 한 뒤 뇌를 분석했다. 그 결과 장난감을 갖고 노는 쥐들에게서 MPA 신경회로가 활성화되는 것을 발견했다. 연구팀은 생쥐의 뇌에 광섬유를 심은 뒤 빛으로 해당 부위를 자극하자 생쥐들이 장난감 뿐만 아니라 주변의 물건에 집착하는 이상행동을 보이는 것을 확인했다. 연구팀은 MPA가 중독현상에 관여하는 중뇌의 ‘수도관주위 회백질’(PAG)로 흥분성 신호를 보낸다는 사실을 밝혀내고 이 시스템을 MPA-PAG신경회로라고 이름 지었다. 연구팀은 귀뚜라미의 MPA-PAG회로를 자극하자 먹잇감에 대한 사냥행동이 증가한다는 것도 추가 관찰하는데 성공했다. 연구팀은 생쥐의 머리에 눈 앞에 물체가 보일 수 있도록 장치를 씌우고 MPA-PAG회로를 무선으로 자극해 생쥐가 눈 앞의 물체를 따라가도록 하는 조종기술도 개발했다. 김 교수는 “이번 연구는 생물학적으로 MPA가 물건에 집착하도록 만든다는 사실을 밝혀냈고 기계공학적으로 해당 뇌 부위를 무선제어할 수 있는 기술을 만든 대표적인 융합연구 성과”라며 “수집 강박, 이유 없는 도벽, 게임중독 등을 치료할 수 있는 단서를 포착하게 됐다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

만물이 겨울잠에서 깨어나고 본격적인 봄이 시작된다는 ‘경칩’(驚蟄)이 지났습니다. 경칩에는 고로쇠나무 밑동에 상처를 내 수액을 받아 마시는 풍습이 있습니다. 경칩에 고로쇠 수액을 마시면 한 해 동안 병에 걸리지 않고 여름에 더위를 타지 않는다는 속설이 있습니다. 4월 말이면 돌아오는 24절기 중 하나인 곡우에도 자작나무, 산대래, 박달나무 수액을 받아 먹는 ‘곡우물 마시기’라는 풍습이 있습니다. 곡우물을 마시면 고부간의 갈등으로 생긴 속병이 치료되고 위장병과 당뇨, 신경통에도 도움이 된다는 말이 있습니다.인체의 70% 이상이 물로 구성돼 있기 때문에 경칩이나 곡우 때뿐만 아니라 항상 적절한 양의 물을 마시는 습관을 갖는 것이 중요하다고 의학자들은 충고합니다. 무더운 여름, 열사병과 일사병을 예방하기 위해서도 그렇고 갈증이 느껴질 때도 적절한 양의 물을 마시는 것이 필요합니다. 문제는 ‘적절한 양’이 어느 정도인가라는 점입니다. 당뇨나 만성신장염 때문에 나타나는 다음증(多飮症)은 심한 갈증을 느껴 지나치게 물을 많이 마시는 증상입니다. 물을 지나치게 많이 마실 경우 혈액이 희석돼 사망에 이를 수 있기 때문에 다음증 환자들도 적정량의 물을 마셔야 합니다. 혈액 속 수분이 부족해져 피가 끈적해질 경우 뇌 속 뉴런은 ‘물이 필요해’라는 신호를 보냅니다. 그러면 사람들은 목이 마르다고 느끼게 되는 것이지요. 위에 들어간 물이 혈액 속으로 스며들어갈 때까지는 10~15분 정도가 걸립니다. 갈증을 느끼고 해소되는 과정은 비교적 간단해 보입니다. 그렇지만 과학자들은 물이 체내에 흡수될 때까지 시간 이전에 갈증이 해소되는 느낌을 받는 이유에 대해 아직 정확히 밝혀내지 못했습니다. 적절한 물 섭취량을 알기 위해서는 이 과정이 명확히 밝혀져야 한다고 과학자들은 지적하고 있습니다. 캘리포니아공과대(칼텍), 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF), 스탠퍼드대, 하워드휴즈 의학연구소, 영국 케임브리지대 공동연구팀이 시상하부에 있는 중앙시삭전핵(median preoptic nucleus)이라는 부위가 갈증을 해소하고 물 마시는 행동을 뇌에 전달하는 통로라는 것을 밝혀냈습니다. 이번 연구결과는 인체에 필요한 적정량의 물이 어느 정도인지 밝혀내기 위한 시작점이라고 할 수 있습니다. 한국인 과학자 이상준 연구원도 참여한 이번 연구는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 최신호에 실렸습니다. 연구팀은 일반 생쥐와 중앙시삭전핵이 작동하지 못하도록 유전자 편집한 생쥐를 비교한 결과, 갈증 신호가 전달됐을 때 유전자 편집된 생쥐가 일반 쥐보다 두 배 넘게 물을 마시는 것으로 나타났다고 합니다. 중앙시삭전핵이 민감하게 반응하도록 변형된 또 다른 생쥐들은 탈수가 심한 상황에서도 갈증을 느끼지 않았다고 합니다. 또 연구팀은 물이 목을 타고 넘어가는 순간 중앙시삭전핵이 작동해 갈증이 해소됐다는 것을 사전에 알리는 역할을 한다고 보고 있습니다. 이 때문에 물이 체내에 흡수되기 전 마시는 행위만으로도 갈증이 사라지는 느낌을 받게 된다는 설명입니다. 세계보건기구(WHO)는 성인 기준으로 하루 1.5~2ℓ의 물을 마시도록 권고하고 있으며 대략 자신의 몸무게에 0.03을 곱한 것이 적정하다고 합니다. 예를 들어 60㎏의 사람이라면 1.8ℓ(60X0.03) 정도를 마시면 된다는 말입니다. 그런데 한국인의 하루 물 섭취량은 0.5~0.7ℓ에 불과하다고 합니다. 건강을 위해 비싼 돈을 주고 보약이나 건강보조식품을 섭취하는 것보다 하루 권장량의 물을 마시도록 노력해 보는 것이 훨씬 저렴하게 건강을 유지할 수 있는 방법이 아닐까 싶습니다. edmondy@seoul.co.kr

언제부턴가 ‘스트레스’라는 말은 마치 우리말이 되기라도 한 듯 일상에서 너무나 자연스럽게 쓰이고 있다. 하지만 정작 스트레스가 무엇인지 설명하기는 쉽지 않다. 뇌과학을 통해 스트레스의 정체를 알아보자. 스트레스라는 단어의 첫 번째 의미는 ‘긴장 혹은 긴장하게 하는 힘’이다. 이런 정의는 스트레스를 ‘단위 면적당 주어지는 힘’으로 계산할 수 있는 압력과 같이 공학적 맥락으로 이해한 것이다. 두 번째로 옥스퍼드 사전에 따르면 스트레스는 부정적이거나 부담이 큰 환경의 결과로 오는 정신 및 정서적 중압감이나 긴장감이다. 두 정의의 공통점은 스트레스란 외부에서 주어지는 힘이라는 것과 힘을 받는 대상에게 부정적 영향을 준다는 사실이다. 이런 외부의 힘은 우리에게 어떤 반응을 일으킬까. 오스트리아 출신의 캐나다 내분비학자 한스 셀리에는 1936년 7월 네이처지에 발표한 ‘다양한 유해물에 의해 유발되는 단일 증후군’ 논문을 통해 스트레스를 현대 용어로 확립했다. 그는 독소, 추위, 더위, 방사선, 통증, 강제운동 등의 다양한 유해 자극에 동일한 반응이 나타난다는 사실을 확인했다. 이렇게 나타나는 경고반응, 저항, 회복·탈진의 3단계 반응을 ‘일반 적응 증후군’이라고 이름지었다. 다양한 외부 자극에 동일한 반응을 보인다는 것은 무엇인지는 모르지만 동일한 기전이 작동한다는 것을 의미한다. 이에 과학자들은 그 공통분모가 무엇인지 찾고자 했다. 즉각적 경고반응은 자율신경계와 관련되는데 그중에서도 ‘교감신경계’의 반응이 핵심이다. 위험한 상황에 노출되면 교감신경계가 활성화하면서 혈액에 ‘아드레날린’을 분비한다. 이에 따라 심박동수가 증가하고 호흡이 빨라지며 글리코겐을 포도당으로 분해해 에너지 공급을 늘린다. 저항 단계에서는 좀더 복잡한 체계가 작동한다. 뇌 속의 ‘시상하부’가 스트레스 상황에 반응하면 호르몬 분비를 관장하는 ‘뇌하수체’로 신호를 보내고 뇌하수체는 다시 신장 위 고깔모자 모양의 ‘부신’이라는 기관으로 신호를 전달한다. 이런 다단계 반응을 통해 ‘코티졸’이라는 스트레스 호르몬 양을 늘린다. 코티졸은 양날의 칼과 같아서 초기에는 스트레스를 이겨낼 수 있도록 도움을 준다. 코티졸은 에너지원으로 쓰는 ‘포도당’ 전환을 촉진하고 염증반응도 줄여준다. 그러나 혈액 속 코티졸 양이 계속 높게 유지되면 새로운 단백질 합성이 억제되고 면역 기능이 낮아진다. 그래서 저항단계가 끝나면 스트레스를 극복하고 회복 단계에 이르거나 아니면 반대로 탈진 상태에 빠져 면역력 억제, 성장 억제, 고혈당, 응고 항진상태, 불면 등 다양한 문제를 경험하게 된다. ‘스트레스는 만병의 근원’이라는 말이 과장된 것은 아니라는 뜻이다. 진화적으로 살펴볼 때 등뼈를 가진 경골어류부터 현대적 의미의 스트레스 반응체계를 갖췄다고 한다. 그 대표적인 예가 연어인데, 코티졸 생산체계 덕분에 하루 평균 40㎞를 9개월에 걸쳐 자신이 태어난 강으로 거슬러 올라가는 대장정이 가능하다. 반면 장기적인 코티졸 상승 때문에 알을 낳을 때 즈음엔 에너지가 고갈되고 광범위한 감염이 발생해 죽음을 앞두게 된다. 우리는 스트레스를 받으며 살고 있지만 언젠가는 스트레스 없는 내일이 오길 바라며 하루하루 묵묵히 견뎌내 왔는지도 모르겠다. 올 한 해는 우리 모두가 스트레스도 적게 받고 피할 수 없는 스트레스에는 건강하게 대처하며 몸과 마음의 건강을 잘 유지하는 하루하루로 채우길 소망한다.

남성 동성애와 관련 있는 유전자가 발견됐다.미국 노스쇼어대 의대 행동유전학과 앨런 샌더스 교수팀은 13번 염색체에 있는 ‘SLITRK5’, ‘SLITRK6’ 유전자 2개와 14번 염색체에 있는 ‘TSHR’ 유전자의 변이가 남성 동성애와 연관이 있을 것이라는 연구결과를 발표했다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 최신호에 실렸다. 연구팀은 남성 동성애자 1077명과 이성애자 1231명의 유전자를 비교 분석한 결과 동성애자 그룹에서 이들 3개 유전자 DNA에서 단일염기다형성(SNP)을 발견했다. DNA는 아데닌(A),시토신(C),구아닌(G),티민(T) 4개의 염기가 각기 이중나선 구조로 배열돼 있는데 이 염기 중 둘이 서로 자리를 바꾸거나 한 부분 전체가 중복되거나 위치가 바뀌는 것이 ‘단일염기 다형성’이다. 단일염기 다형성 때문에 사람마다 다른 특징을 보이는 것인데 남성 동성애자들의 경우 특히 해당 유전자에서 다형성이 나타나는 것이 확인됐다는 설명이다. 특히 남성의 경우 SLITRK6 유전자는 성적 지향성에 따라 크기가 다른 것으로 알려진 뇌 부위인 시상하부가 있는 ‘간뇌’ 부위에서 발견됐다. 또 TRK6 유전자는 갑상선과 관계가 있는 유전자로 일반적으로 갑상선 호르몬은 성적 지향에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 샌더스 교수는 “남성 동성애에는 이 밖의 다른 유전자들이 관련돼 있을 수 있기 때문에 이 3가지 유전자에 변이가 있다고 해서 동성애자가 되는 것은 아니다”라며 “이 3개 유전자 변이가 여성 동성애, 양성애, 무성애와도 연관이 있는지는 추가적인 연구가 필요하다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

겨울에서 봄으로 넘어갈 때나 가을에서 겨울로 넘어가는 환절기에는 몸에 이상을 호소하는 사람들이 많습니다.여느 때보다 병원을 찾는 이들도 많다고 합니다. 계절이 바뀌면서 체내 호르몬 분비의 변화 뿐만 아니라 흔히 생체리듬이라고 하는 생체시계의 변화 때문이기도 합니다. 이런 생체시계의 변화로 인한 후유증은 긴 휴가를 보내고 일상으로 복귀할 때도 마찬가지로 나타난다. 이 때문에 지난달 초 긴 추석 연휴 끝에 연휴 후유증으로 출근과 등교를 어려워 하는 사람들이 많이 눈에 띄기도 했다. 실제로 사람들은 태어날 때부터 누가 가르쳐 주지 않아도 날이 밝으면 잠에서 깨고 어두워지면 잠자리에 듭니다. 또 일정시간이 되면 배가 고파지는 것도 생체시계의 일종인 소위 ‘배꼽시계’가 작동해 소화효소를 배출하기 때문입니다. 사람을 비롯한 생명체들은 지구 자전으로 낮과 밤이 주기적으로 변하는 것에 맞춰 24~25시간을 주기로 일정하게 움직이는 신체리듬을 갖고 있습니다. 이 신체리듬을 ‘생체시계’(biological clock)나 ‘일주기 리듬’(Circadian Rhythm)이라고 부르는데 약 25억년 전 지구에 나타난 시아노박테리아도 24시간 주기의 생체시계를 갖고 있었다고 합니다. 지난달 2일 올해 첫 노벨상 수상자 발표인 노벨생리의학상은 초파리를 이용해 일주기 리듬을 제어하는 유전자를 분리하고 생체 시계의 작동 메커니즘을 밝혀낸 제프리 홀 미국 메인대 교수, 마이클 로스바시 브랜다이스대 교수, 마이클 영 록펠러대 교수에게 돌아갔습니다. 과학계에서 이들의 발견은 기존 생체시계에 대한 개념을 완전히 바꾼 일종의 ‘패러다임 쉬프트’로 받아들여졌습니다. 이들은 생체시계 작동에 필수적인 ‘피리어드’ 유전자를 활성화시키는데 필요한 단백질을 발견하고 빛이 생체시계와 일치하도록 만드는데 필요한 단백질들까지 발견했기 때문입니다. 피리어드 유전자가 만들어 내는 단백질 농도가 24시간 주기로 놀랄만큼 정확하게 변화함으로써 인간의 행동, 호르몬의 혈중농도, 수면, 체온, 대사 등 필수기능을 조절한다는 것입니다. 외부환경과 체내 생체시계가 일시적으로 차이를 보일 때는 시차부적응 현상 같은 단기적 증상이 나타나지만 계속 문제가 될 경우 면역계의 균형이 무너져 각종 알레르기나 자가면역질환 같은 난치성 만성질환에 시달릴 수 있게 된다고 합니다. 생체시계 교란으로 인해 면역체계가 완전히 무너질 경우 만성염증은 물론 심할 경우 패혈증으로 이어져 사망에 이르는 경우도 있다고 하네요. 그런데 의학 분야 국제학술지 ‘사이언스 중개의학’ 8일자(현지시간)에는 영국 분자생물학연구소, 케임브리지대 의대 애든브룩스 병원, 맨체스터대 부속 사우스맨체스터 아너러리 대학병원 공동연구진이 수행한 생체시계와 관련한 재미있는 연구결과가 또 하나 실렸습니다.그동안 생물학자와 신경과학자들은 생체시계가 시각 신호를 전달받고 처리하는 시신경교차상핵이라는 시상하부의 영역에만 있다고 생각해 왔습니다. 그런데 신체 다른 각 부위의 세포에도 생체시계 조절기가 있다는 것이 밝혀졌다고 합니다. 연구팀은 상처 치유에 필수적인 섬유아세포라는 피부세포를 연구했는데 이 세포들도 생체시계를 갖고 자기조절력을 발휘한다는 것을 밝혀냈습니다. 연구팀은 섬유아세포를 성장시킨 피부세포를 실험접시에 놓고 8시간 간격으로 상처를 낸 다음 치유되는 과정을 살펴봤습니다. 생체시계 작동 시간이 다른 때를 잡아 상처를 내고 치료 속도와 과정을 살핀 것입니다. 그 결과 낮에 입은 상처가 밤에 난 상처보다 빨리 치유된다는 사실을 알게 된 것이지요. 실험접시의 실험에서 벗어나 실제 생쥐에게 서로 다른 생체시계 시간에 상처를 내고 치유과정을 살펴본 결과도 마찬가지였다고 합니다. 상처 치유를 위한 단백질이 낮시간에 더 활발히 작동한다는 것입니다. 상처치유 단백질도 밤 시간에는 잠이 든다는 얘기로 볼 수 있습니다. 연구진은 국제화상상해 데이터베이스를 조사한 결과 야간 화상환자가 낮 화상환자보다 치유기간이 평균 11일 이상 더 오래걸린다는 사실도 확인했습니다. 존 오닐 분자생물학연구소 박사는 “이번 연구를 통해 상처 발생시간이 치유속도에도 관여한다는 사실을 알게 됐다”며 “추가적이고 좀 더 명확히 통제된 임상시험을 해봐야겠지만 이 연구결과 대로라면 개인의 일주기 리듬에 맞춰 수술을 하는 것이 회복기간도 줄이고 회복속도를 높일 수 있음을 알 수 있다”고 말했습니다. 이 연구를 보고 갑자기 궁금증이 생기네요. 타인에게 입은 마음의 상처도 밤에 받은 것보다 낮에 받은 것이 더 빨리 잊혀지고 치유될까요. edmondy@seoul.co.kr

우리는 시계를 보고 시간을 안다. 시계의 핵심부품은 1초에 3만 2768번 진동하는 광물인 ‘석영’이나 시간당 2만 8800번 진동하는 ‘기계식 동력장치’다. 이 부품들이 단위 시간에 정확히 진동하는 특성을 이용해 시간을 측정한다. 일정한 시간마다 반복하는 현상이 있다면 어떤 것이라도 시계로서 기능할 수 있다. 우리의 선조 장영실이 물시계를 발명한 원리도 그와 같다. 그렇다면 생물에도 일정한 간격으로 반복하는 생체시계가 있는 것은 아닐까. 올해 노벨 생리의학상은 생체시계의 분자적 원리를 밝힌 3명의 미국인 과학자 제프리 홀, 마이클 로스배시, 마이클 영 교수가 받았다. 생체시계는 무엇이고 그 메커니즘은 무엇이길래 전 세계 과학계가 주목하는 것일까. 하루 24시간 주기로 반복하는 리듬을 ‘일주기 리듬’이라고 한다. 이 리듬을 총지휘하는 생체시계는 우리 뇌 안에 있다. 시상하부의 ‘시교차 상핵’에 있는 1만여개 세포는 뇌의 다양한 부위에 신호를 보내 일주기 리듬을 관장한다. 세포 핵에 존재하는 생체시계 관련 유전자를 해독해 단백질로 발현하면 그 단백질이 다시 핵으로 들어가서 스스로 단백질 발현을 막는 ‘음성되먹임’ 현상이 나타난다. 다양한 유전자의 복잡한 상호작용으로 24시간 주기로 단백질의 증가와 감소를 반복하는 리듬이 나타난다. 미시적인 분자생물학적 변화가 생물의 거시적 활동을 조절한다는 것이 놀라울 따름이다. 일주기 리듬의 존재를 처음 증명한 시기는 18세기다. 프랑스 과학자 장자크 도르투드메랑은 ‘미모사’라는 식물 특성에 착안해 ‘내인성 리듬’의 존재를 증명했다. 미모사는 낮에 잎을 활짝 폈다가 밤이 되면 잎을 모으고 늘어뜨린다. 빛이 없는 캄캄한 상자에 미모사를 두자 낮과 밤 시간을 구별해 잎을 활짝 펴고 접는 패턴을 유지했다. 미모사 잎의 변화는 외부 빛에 대한 반응이 아니라 식물 내부에서 스스로 돌아가는 생체시계에 의한 것임을 보여 준다. 사람은 어떨까. 1965년 독일 막스플랑크 연구소의 생리학자 위르겐 아쇼프 교수는 시간과 관련한 모든 단서를 차단한 지하 벙커에 실험실을 만들고 그 안에서 3~4주간 생활할 자원자를 모았다. 그 결과 25.9시간 주기로 수면과 각성이 일어나는 것을 발견했다. 30년 뒤 하버드의대 찰스 차이슬러 교수는 실험을 더 정교하게 설계해 24시간 11분 주기로 하루가 반복된다는 것을 확인했다. 일주기 리듬의 교란은 각종 암 , 비만, 고혈압, 당뇨 등 여러 질병과 연관돼 있다. 또 일주기 리듬은 사람마다 다양한 특성을 지닌다. 일찍 자고 일찍 일어나는 사람이 있고 늦게 자고 늦게 일어나는 사람도 있다. 따라서 어떤 사람의 건강상태를 이해할 때 일주기 리듬의 특성을 이해하는 것이 중요하다는 주장이 늘고 있다. 미국 노스웨스턴대의 프레드 튜렉 교수는 올해 미국 수면학회 연례회의에서 “인체 유전자의 10~30%가 일주기 리듬과 관련돼 있다. 많은 질환들이 일주기 리듬과 연관돼 있지만 의학적 치료에는 포함돼 있지 않다”고 역설했다. 똑같은 신체적 조건이어도 일주기 리듬은 다를 수 있다. 이것을 어떻게 개인화해 의학에 적용할지에 대한 고민은 일주기 리듬 연구자뿐만 아니라 모든 의학 연구자의 숙제다. 유전자나 신체적 특성과 더불어 일주기 리듬이라는 요소는 맞춤형 의학에서 매우 중요한 개인 특성 중 하나다. 일주기 리듬과 수면의학을 정밀의학에 융합해 진정한 맞춤형 의학이 이뤄지길 기대해 본다.

후각과 비만 사이에 연결고리가 있다는 사실이 연구를 통해 밝혀졌다. 미국 캘리포니아대학 연구진은 실험용 쥐를 이용해 실험을 실시했다. 비만인 쥐를 세 그룹으로 나누고 A그룹은 냄새를 전혀 맡을 수 없도록 관련 유전자를 인위적으로 제거, B그룹은 본래의 후각 능력 유지, C그룹은 후각 능력을 인위적으로 강화시켰다. 이후 이들에게 똑같은 고칼로리의 식단을 먹게 한 뒤 세 그룹의 몸무게와 신진대사의 변화를 관찰했다. 그 결과 모두 같은 양, 같은 칼로리의 먹이를 먹었음에도 불구하고 냄새를 전혀 맡을 수 없는 A그룹은 나머지 B, C그룹에 비해 몸무게가 줄어든 것을 확인했다. 후각 능력이 보통인 B그룹은 실험 시작 전보다 몸무게가 2배 늘었고, 후각능력이 강화된 C그룹은 몸무게가 2배 이상 늘어난 것이 확인됐다. 즉 후각 능력이 강할수록 몸무게도 더 많이 증가했다는 것. 연구진은 동물의 후각 능력이 신진대사를 조절하는데 영향을 미치며, 이것은 우리 몸이 음식으로 섭취한 지방을 체내에 저장할지 아니면 체내에서 태워 없앨지를 결정하는데 매우 중요한 역할을 한다고 설명했다. 다만 동물의 후각 능력과 시상하부 등 몸의 신진대사를 결정하는 뇌 부위의 정확한 매커니즘은 밝혀내지 못했다. 연구진은 “만약 우리가 음식의 냄새를 맡을 수 없다면 우리는 음식을 먹어도 그것을 저장하기 보다는 태우려는 습성이 강해질 것”이라고 설명했다. 자세한 연구결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀’(Cell)의 자매지인 ‘셀 메타볼리즘’(Cell Metabolism) 7일자에 소개됐다. 사진=포토리아 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

여성의 뇌가 남성의 뇌보다 훨씬 더 활발하게 작동한다는 연구결과가 나왔다. 미국의 신경정신의학 전문 의료기관인 에이멘 클리닉 연구진이 과거 사람의 뇌를 스캐닝한 이미지를 이용한 연구 4만 6034건을 재분석한 결과, 여성의 뇌가 남성의 뇌보다 전반적으로 훨씬 활발하게 움직인다는 사실을 확인했다. 예컨대 여성의 뇌 여러 부위는 남성의 동일한 뇌 부위와 비교했을 때 혈류량이 훨씬 더 많았다. 뇌에 혈류량이 많다는 것은 집중력과 공감능력이 뛰어날 뿐만 아니라 불안 등의 감정에 취약하다는 것을 의미한다. 특히 여성의 뇌 중 두 부위가 유독 남성의 뇌보다 활동이 월등히 활발하다는 사실이 밝혀졌는데, 이중 하나는 전전두피질, 또 하나는 둘레계통이라고 부르는 부위다. 전전두피질은 의사결정을 할 때 주로 활성화하는 부위다. 둘레계통은 대뇌겉질과 시상하부 사이의 경계 부위를 뜻하며 해마와 편도체 등으로 이뤄진다. 분노와 두려움, 즐거움 등의 감정과 행동, 욕망 등의 조절, 기억에 관여한다. 뇌를 통과하는 혈액의 양이 많을수록 뇌는 더욱 활성화하며, 특정 부위에서는 여성의 뇌가 남성의 뇌보다 훨씬 활발하게 움직인다는 것이 확인됐다. 이러한 사실은 여성에게서 치매가, 남성에게서 ADHD(주의력 결핍 및 과잉행동 장애)가 더 많이 나타나는 이유를 찾는 데 도움이 될 것으로 기대를 모으고 있다. 에이맨 클리닉 연구진에 따르면 여성에게서는 알츠하이머나 우울증, 불안장애 등의 질환이 더 많이 나타나는 반면, 남성에게서는 ADHD나 스스로를 절제하지 못해 발생하는 범죄의 비율이 높다. 연구진은 여성이 남성에 비해 감정이입이 더 쉽고 직감이 뛰어난 이유뿐만 아니라 우울증과 식이장애, 불안 등에 더욱 많이 시달리는 이유 역시 뇌의 특정 부위가 남성에 비해 더 활성화하기 때문인 것으로 분석했다. 연구를 이끈 에이맨 클리닉의 다니엘 에이맨 박사는 “우리는 남성과 여성의 뇌 사이에서 매우 구체적인 차이점을 찾았으며, 이는 알츠하이머와 같은 매우 위험한 뇌질환을 이해하는 데 중요한 영향을 끼친다”면서 “미래에는 성별에 따라 뇌 혈류량을 확인하고, 활성화되는 뇌 부위를 체크하는 것이 더욱 정확한 뇌 질환 치료법을 내놓는 데 도움이 될 것”이라고 설명했다. 자세한 연구결과는 국제학술지 ‘알츠하이머병 저널’(Journal of Alzheimer‘s Disease) 최신호에 게재됐다. 사진=포토리아 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

사람은 누구나 오랫동안 젊음을 유지하면서 건강하고 오래 살고 싶어하는 욕망을 갖고 있다. 많은 연구자들이 노화를 막을 수 있는 방법을 찾아 나서고 있지만 아직 명확한 답을 얻지 못하고 있다. 미국 뉴욕 알베르트 아인슈타인대 의대 둥성 카이 교수팀은 뇌의 시상하부에 있는 줄기세포가 노화 속도를 조절하는 데 중요한 역할을 한다는 사실을 밝혀냈다. 한국계 과학자 김민수 박사도 참여한 이번 연구는 세계적인 과학 학술지 ‘네이처’ 28일자에 발표됐다. 뇌 시상하부는 체온 조절, 섭식 조절, 정서 조절, 내분비 호르몬 조절 등 성장, 발달, 번식, 신진대사 같은 신체의 중요 기능에 관여하는 인체기관이다. 연구팀은 생쥐의 뇌를 관찰하던 중 시상하부에 있는 신경줄기세포의 숫자가 나이를 먹을수록 줄어든다는 것을 발견했다. 평균수명이 2년인 생쥐들은 생후 10개월부터 서서히 감소하기 시작해 사망하기 직전인 2살에는 줄기세포가 하나도 없이 사라진 것이다. 이에 연구팀은 사람으로 따지면 중년에 해당하는 생후 1년인 생쥐의 뇌에 바이러스를 주입해 시상하부 줄기세포를 파괴한 뒤 관찰했다. 그 결과 또래에 비해 노화가 급속하게 빨라지면서 기억력, 근력, 지구력 등도 감소하고 더 빨리 사망한다는 것을 확인했다. 갓 태어난 생쥐에게서 시상하부 줄기세포를 채취해 생후 18개월 된 생쥐에게 주입할 경우에는 또래에 비해 노화 속도가 늦춰지고 인지능력이나 체력도 우수하다는 사실을 발견했다. 카이 교수는 “시상하부 줄기세포의 항노화 효과는 유전자 발현을 조절하는 마이크로RNA(miRNA)가 포함돼 있기 때문인 것으로 분석된다”며 “사람에게서도 마찬가지 효과가 나타나는지에 알아보기 위해 추가 연구를 진행 중”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

사람은 누구나 오랫동안 젊음을 유지하면서 건강하고 오래 살고 싶어하는 욕망을 갖고 있다. 많은 연구자들이 노화를 막을 수 있는 방법을 찾아나서고 있지만 아직 명확한 답을 얻지 못하고 있다. 미국 뉴욕 알베르트 아인슈타인대 의대 둥성 카이 교수팀은 뇌의 시상하부에 있는 줄기세포가 노화 속도를 조절하는 데 중요한 역할을 한다는 사실을 밝혀냈다. 한국계 과학자 김민수 박사도 참여한 이번 연구는 세계적인 과학 학술지 ‘네이처’ 28일자에 발표됐다. 뇌 시상하부는 체온 조절, 섭식 조절, 정서 조절, 내분비 호르몬 조절 등 성장, 발달, 번식, 신진대사 같은 신체의 중요 기능에 관여하는 인체기관이다. 연구팀은 생쥐의 뇌를 관찰하던 중 시상하부에 있는 신경줄기세포의 숫자가 나이를 먹을수록 줄어든다는 것을 발견했다. 평균수명이 2년인 생쥐들은 생후 10개월부터 서서히 감소하기 시작해 사망하기 직전인 2살에는 줄기세포가 하나도 없이 사라진 것이다.이에 연구팀은 사람으로 따지면 중년에 해당하는 생후 1년인 생쥐의 뇌에 바이러스를 주입해 시상하부 줄기세포를 파괴한 뒤 관찰했다. 그 결과 또래에 비해 노화가 급속하게 빨라지면서 기억력, 근력, 지구력 등도 감소하고 더 빨리 사망한다는 것을 확인했다. 갓 태어난 생쥐에게서 시상하부 줄기세포를 채취해 생후 18개월 된 생쥐에게 주입할 경우에는 또래에 비해 노화 속도가 늦춰지고 인지능력이나 체력도 우수하다는 사실을 발견했다. 카이 교수는 “시상하부 줄기세포의 항노화 효과는 유전자 발현을 조절하는 마이크로RNA(miRNA)가 포함돼 있기 때문 것으로 분석된다”며 “사람에게서도 마찬가지 효과가 나타나는지에 알아보기 위해 추가 연구를 진행 중”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“인체를 구성하는 모든 원소들의 값은 얼마일까.” 10만원대 초반이라는 말을 들은 적이 있다. 우리 몸의 대부분을 구성하는 산소, 탄소, 수소, 질소를 포함한 25가지 원소들의 양을 기준으로 매긴 값이라고 한다. 그렇지만 이 값은 선뜻 마음에 다가오지 않는다. 식물은 질소가 부족하면 성장이 저하되는 ‘결핍 현상’이 나타난다. 그 이유는 재료인 질소가 부족해서 생물을 구성하는 주요 분자인 DNA와 RNA 같은 핵산이나 단백질이 충분히 만들어지지 않기 때문이다. 대기 중에 질소가 풍부한데 왜 부족한 상황이 발생할까. 대기 중의 질소는 분자 형태로 존재하기 때문에 식물이 흡수할 수 없다. 독일의 화학자 프리츠 하버와 카를 보슈가 ‘하버?보슈 공정’을 통해 고온과 고압의 조건에서 질소 분자를 분해해 식물이 사용할 수 있는 암모니아 비료를 만들지 못했다면 지금처럼 많은 양의 농산물 생산이 불가능했을 것이다. 과학자들의 추정에 따르면 질소 비료가 없었다면 지금 인류의 3분의1, 25억명 정도는 생존이 불가능할 수도 있었다고 한다.요오드(I)는 적은 양이라도 우리 몸에 꼭 필요한 원소다. 갑상선에서 혈압, 심장 박동, 근육 탄력, 소화, 생식 등의 기능을 유지하는 데 관여하는 타이록신과 삼요오드티로닌 등 호르몬을 합성하는 데 핵심 재료가 요오드이기 때문이다. 요오드가 부족하면 혈액 내에 이 호르몬들의 농도가 낮아지고 시상하부는 이를 감지해 뇌하수체 후엽에 명령을 내린다. 뇌하수체는 계속 갑상선자극호르몬을 분비하게 되는데 그 결과 갑상선이 비대해져 목이 붓고 몸의 여러 기능이 정상에서 벗어나는 갑상선종이 생기게 된다. 성인의 경우 평상시에 매일 15~20㎎의 요오드만 섭취해도 갑상선종을 예방할 수 있다. 폭탄먼지벌레는 딱정벌레의 일종이다. 이 벌레를 건드리면 몸에서 뜨거운 액체를 뿜어낸다. 이 벌레는 몸속 두 개의 샘에 과산화수소와 하이드로퀴논을 따로 저장하고 있다가 자극을 받으면 이 액체들을 섞고 효소를 더해 100도의 뜨거운 액체를 만들어 낸다. 자극에 대한 반응이 몸 안에서 화학 반응으로 나타난 것이다. 놀랄 만한 생물 다양성으로 유명한 아마존의 어느 지역에서는 광대한 숲에 한 가지 목본식물만 자라는 기이한 현상을 볼 수 있다. 원주민들은 이곳을 악령들이 관리하는 ‘악마의 정원’이라고 부른다. 그런데 과학자들의 관찰에 따르면 개미들이 자신들의 서식처를 제공하는 이 나무를 보호하기 위해 포름산을 분비해 다른 종류의 식물을 모두 죽이기 때문에 이러한 현상이 빚어진 것이다. 향수병을 열면 우리는 냄새를 맡을 수 있다. 곤충은 이러한 능력이 출중하다. 한 마리의 곤충에서 방출되는 페로몬을 수㎞ 떨어진 곳에 있는 다른 곤충이 인식할 수 있다. 향수병의 향수와는 비교가 안 되는 너무도 낮은 농도임에도 그렇다. 이렇게 냄새를 맡는다는 것은 생물의 몸이 분자의 입체구조를 알아볼 수 있기 때문에 생기는 현상이다. 모르핀과 엔도르핀이 우리 몸에서 비슷한 효과를 나타내거나 우리의 혀가 단맛, 짠맛, 감칠맛, 신맛 등을 인식할 수 있는 것도 마찬가지 이유에서이다, 이처럼 원소들은 생명체가 생명을 유지하는 데 필요한 수없이 많은 유용한 화학분자들을 만드는 재료이다. 그렇기 때문에 “인간을 구성하는 모든 원소들의 값은” 따질 수 없다. 필자가 지도교수로 있는 동아리 소속 한 학생이 일반생물학을 수강해 열심히 공부하더니 A+ 학점을 획득했다. 인문사회계열인 이 학생이 일반생물학 수업에서 얻은 것이 무엇인지 알고 싶어 학기가 끝난 후 물어보았다. 그 학생은 “화학을 공부해야 한다는 생각이 들었어요”라고 답했다. 이 학생은 정말 생물학이 지닌 가장 기본적인 본질 중 하나를 꿰뚫어 보고 있다. 튼튼한 화학의 토대에 생물학이 곧게 설 수 있기 때문이다.

사람은 누구나 늙습니다. 여성의 몸은 특히 노화에 민감합니다. 여성은 중년을 지나면 난소 기능이 쇠퇴해 폐경에 이르는데 이 기간을 일반적으로 ‘갱년기’라고 부릅니다. 사실 갱년기는 질병이라기보다는 노화로 인한 자연스러운 현상이라고 보는 시각이 더 많습니다. 그래서 전문가들은 ‘폐경이행기’라고 부릅니다.그럼 갱년기에는 무슨 증상이 나타날까. 폐경기는 40~58세 사이에 생기기 때문에 개인차가 크지만 평균적으로 자연적인 폐경은 51세를 전후해 찾아옵니다. 이보다 4년 정도 앞선 47세부터 갱년기가 시작된다고 보면 됩니다. 폐경기에 들어갈 때 가장 대표적인 증상은 혈관운동 변화로 인한 ‘열성 홍조’와 ‘야간 발한’입니다. 최영식 연세대 세브란스병원 산부인과 교수는 26일 “체온을 조절하는 중추인 ‘시상하부’의 기능 이상으로 우리 몸이 덥다고 오인해 체온을 떨어뜨릴 목적으로 피부 혈관을 확장시켜 얼굴과 목 부위 피부가 갑자기 붉어지면서 열감이 느껴지는 증상인 열성 홍조가 나타난다”며 “수초에서 드물게는 1시간까지 지속된다”고 설명했습니다. ●더운 날씨에 야외 음주 피해야 보통 특별한 원인 없이 생기지만 더운 날씨나 환경, 뜨겁고 자극적인 음식, 음주, 스트레스 상황에서 더 심하게 나타나거나 자주 나타난다고 합니다. 요즘 같은 더운 날씨에 야외에서 그늘도 없이 음주를 할 경우 증상이 나타날 가능성이 높다는 겁니다. 일부 여성은 심박동이 빨라지고 어지럼증을 느끼거나 심지어 실신하기도 합니다. 발한은 땀이 나는 증상입니다. 일부는 열성 홍조 없이 발한만 호소하기도 합니다. 최 교수는 “이런 혈관운동 증상은 대개 2~3년 내에 없어지지만 25%의 여성은 5년 이상 지속되기도 한다”며 “그중 일부는 폐경 뒤 15년이 지나도 증상이 나타나는 경우도 있다”고 덧붙였습니다. 열성 홍조와 야간 발한 때문에 밤중에 몇 번씩 잠에서 깨고 샤워를 해야 진정되는 분도 적지 않습니다. 다만 갱년기 증상 중 기억력 감퇴와 우울감 등 신경정신학적 증상은 영구적인 증상은 아니기 때문에 크게 걱정하지 않아도 됩니다. 이은 세브란스병원 정신건강의학과 교수는 “이런 증상은 병적인 것이 아니고 인생의 발달 단계가 새로운 단계로 접어들었음을 의미하는 ‘현상’일 뿐”이라며 “바쁘고 숨 가쁘게 살아왔다면 이제 천천히, 여유 있게 살 때가 됐다는 신호를 몸이 보내 주는 것”이라고 강조했습니다. 갱년기 치료를 단순한 약물 치료로 오해하는 분이 있는데 그렇지 않다고 합니다. 호르몬만 주입해 치료하는 것이 아니라 운동, 식이요법, 금연, 금주 등 생활요법도 함께 시행해야 합니다. 최 교수는 “개개인의 목표, 필요성, 위험인자를 충분히 고려해 가장 적합한 치료를 진행해야 한다”며 “치료와 관련된 이득과 잠재적 위험성을 고려해 유방촬영, 골밀도 검사를 시행하고 심혈관 질환 병력과 종양, 골절 경험도 확인한다”고 말했습니다. 이런 치료로 폐경을 늦출 수는 없지만, 성교통 등의 갱년기 증상을 완화할 수 있고 일부 골다공증 예방 효과도 얻을 수 있습니다. 콩과 우유, 석류, 자두 등은 갱년기 여성에게 도움이 되는 음식입니다. 김원진 강남차병원 내분비내과 교수는 “우유에는 필수아미노산인 ‘트립토판’ 성분이 함유돼 있는데, 이 물질은 신경전달물질인 ‘세로토닌’을 생성해 불안증, 불면증, 우울증 완화에 도움이 된다”며 “트립토판은 우유를 비롯해 치즈, 요구르트, 계란, 생산, 견과류에도 들어 있다”고 설명했습니다. 콩은 골밀도를 높여 뼈를 튼튼하게 해주고 갱년기 냉증 완화에 도움이 됩니다. 자두는 여성의 뼈 밀도를 높이고 여성호르몬 분비를 촉진하며 석류도 고혈압이나 동맥경화 개선에 도움이 된다고 합니다. ●남성 호르몬 분비, 환경 영향 커 그렇다면 남성은 갱년기 증상이 없을까. 남성호르몬 분비량도 30대 초에 최고조에 올랐다가 매년 1%씩 감소합니다. 고환의 남성호르몬 생산 능력이 점점 낮아지기 때문입니다. 결국 40·50대에는 성욕이 줄고 피로감과 무기력감, 우울증 등의 갱년기 증상을 경험하게 됩니다. 김 교수는 “남성은 여성처럼 어느 한 시점에서 성호르몬이 급격히 감소하는 것이 아니기 때문에 방치하는 경우가 많다”고 설명했습니다. 더 큰 문제는 남성 갱년기가 환경의 영향을 많이 받는다는 점입니다. 김 교수는 “최근에는 음주, 흡연, 스트레스, 잦은 야근으로 인해 갱년기가 점차 앞당겨지고 있는 실정”이라고 지적했습니다. 김동석 강남차병원 비뇨기과 교수는 “성기능과 근육량 저하, 무력감, 하복부 비만이 생기고 초저녁부터 꾸벅꾸벅 졸다가 새벽에 깰 경우 남성 호르몬 저하에 의한 남성 갱년기를 의심해 볼 수 있다”며 “남성호르몬 수치를 포함한 갱년기 검사를 받아 볼 필요가 있다”고 조언했습니다. 남성호르몬 분비를 돕는 음식에는 굴과 견과류, 홍삼, 마늘 등이 있습니다. 하지만 이것은 어디까지나 보완적인 효과를 낼 뿐 근본적인 치료법이 아니기 때문에 전문가의 조언에 따라야 하고 편식하거나 과식해서는 안 됩니다. 적당한 휴식과 운동, 충분한 수면도 필수입니다. 김원진 교수는 “굴은 철분과 아연이 풍부해 남성호르몬을 증가시키고 소화 불량에도 도움이 된다”며 “마늘의 알리신은 성기능을 증진시키고 중추신경을 자극해 발기에도 도움이 되는 원인 물질로 알려져 있다”고 설명했습니다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

비만 치료는 이론적으로는 간단하다. 적게 먹고 많이 움직이면 된다. 하지만 현실에서는 이것이 매우 힘들다. 물론 독한 마음을 품고 체중을 줄이는 데 성공할 수 있지만, 다시 본래 체중으로 돌아오는 요요 현상이 일어나는 경우도 드물지 않다. 과학자들은 이것이 단지 개인의 의지 문제만이 아니라는 사실을 알고 있다. 의외의 사실처럼 들릴 수 있지만, 우리 몸에는 체중 감량을 막는 여러 가지 메커니즘이 존재하기 때문이다. 영국 케임브리지 대학의 클레망스 블루에 박사가 이끄는 연구팀은 쥐를 이용한 동물 모델을 통해서 뇌에서 체중 감량을 막는 역할을 하는 신경 세포를 밝혀냈다. 연구팀은 쥐의 시상하부(hypothalamus, 대뇌와 중뇌 사이에 있는 사이뇌의 일부분)에 있는 식욕 조절 관련 물질인 AGRP (agouti-related neuropeptide) 분비하는 신경세포(뉴런)의 작용이 활성화된 쥐와 그렇지 않은 쥐를 대상으로 다양한 환경에서 대사량을 측정했다. AGRP 신경세포가 활성화된 쥐의 경우 굶주리는 상황에서는 식욕이 증가하는 것은 물론 신체 대사량이 감소하면서 에너지 소비가 줄어든다. 반면 비활성화된 실험군은 큰 변화가 없는 것으로 나타났다. 다시 말해 AGRP 신경세포는 굶주리는 상황에서 대사율을 떨어뜨리는 역할도 동시에 겸하는 것이다. 사실 이는 의외의 결과는 아니다. 굶주리거나 적게 먹는 상황 자체가 동물에서는 위기 상황이기 때문이다. 이 경우 가능하면 에너지 소비를 줄여 오랜 기간 버틸 수 있도록 신호를 보는 것이 생존에 유리하다. 이를 가계 경제에 비유하면 소득이 줄면 소비를 줄이는 것과 동일하다. 수입이 줄어들면 대부분의 사람은 나가는 돈을 줄여 균형을 맞추려고 할 것이다. 생명체의 반응 역시 동일하다. 하지만 그 구체적인 기전에 대해서는 아직 모르는 부분이 있었는데, AGRP 신경세포가 여기에 관여한다는 사실이 밝혀진 것이다. 연구팀의 주장이 옳다면 이 신경세포는 우리의 다이어트를 방해한다. 먹는 걸 줄이면 동시에 에너지 소비도 줄이도록 신호를 보내기 때문이다. 매일 200kcal 덜 먹어도 200kcal 소비가 줄어들면 사실 체중은 그대로다. 이를 극복할 방법은 열량 섭취를 줄이면서 동시에 운동을 통해서 에너지 소비를 강제로 늘리는 것이다. 물론 말은 쉽지만, 장기간 실천은 쉽지 않다. 과학자들이 이런 생리적 기전을 연구하는 이유는 지금보다 더 효과적인 비만 치료법을 개발하기 위해서다. 물론 약만 먹어서 살을 빼는 기적의 비만 약물은 개발하기 힘들겠지만, 최소한 더 쉽게 살을 빼는 약물을 개발하는 일은 가능할지 모른다. 하지만 그전까지는 역시 적당히 먹고 충분히 운동하는 것이 가장 안전하고 효과적인 체중 관리법일 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

극히 희귀한 병에 걸린 8살 소년이 철인 3종 경기를 통해 삶을 이어가는 감동적인 사연이 전해졌다. 지난 4일(현지시간) 야후 뉴스 등 해외언론은 지중해 국가인 몰타에 사는 8살 소년 제이크 벨라의 도전기를 보도했다. 온몸에 살이 찐 비만 소년처럼 보이는 제이크는 안타깝게도 극히 희귀한 호르몬병에 걸려 있다. 전세계에 보고된 환자가 100명도 채 안된다는 로하드 증후군(ROHHAD)을 앓고 있는 것. 이 질환은 시상하부(視床下部) 조절장애로 신체의 여러 기능을 조절하지 못해 생명에 치명적이다. 심장박동이 느려지고 호흡에 문제를 일으키며 체중도 급격히 늘어나지만 치료방법이 없어 성인이 되기 전 사망하는 경우가 대다수다. 제이크의 경우도 비만 체중은 물론 등에는 큰 종양이 있으며 면역력 저하로 단순한 감기도 합병증으로 이어질 가능성이 높아 하루하루가 그야말로 살얼음판이다. 제이크가 철인 3종경기에 도전한 것은 그야말로 살기 위해서다. 규칙적인 운동과 건강한 식단에도 체중이 불어나자 극한의 운동인 철인 3종경기를 통해 이를 극복하고 있는 것이다. 현지 3종경기 협회를 찾아가 1주일에 3번씩 훈련받고 있는 제이크는 수영, 사이클, 마라톤을 통해 죽음과 싸우고 있다. 제이크의 코치 매트 아조파디는 "2년 전 처음 제이크를 만나 어린이 클럽에 가입시켰다"면서 "아이의 성격이 너무나 긍정적이고 열정적이며 지금까지 한 번도 수업에 빠진 적이 없다"고 밝혔다. 이어 "제이크의 가족을 볼 때마다 동정심과 함께 존경의 마음이 든다"면서 "힘든 환경 속에서도 제이크가 건강하고 평범한 생활을 누릴 수 있도록 최선을 다한다"고 강조했다. 이렇게 가족의 헌신과 매일 병마와 치열하게 싸운 덕분에 제이크는 친구들과 어울려 학교를 다니고 있다. 엄마 마루스카는 "철인 3종경기가 제이크에게 딱 맞는 운동"이라면서 "건강에 도움을 주는 것은 물론 다른 아이들과 어울릴 수 있는 계기가 됐다"고 말했다. 이어 "이제 학교에 가서 공부도 하고 놀기도 한다"면서 "단순한 질병도 치명적일 수 있기 때문에 항상 조심하고 있다"고 덧붙였다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

수면장애를 겪는 현대인이 급속도로 늘고 있다. 한국 뿐만 아니라 일본에서는 성인 20%, 중국에서는 39.2%가 불면증에 시달리는 것으로 알려져 있다. 최근 영국의 수면 전문가인 새미 마르고 박사는 현대인들의 고질병이 된 수면장애 해결에 도움이 되는 식품 4가지를 소개했다. 여기에는 언뜻 보아 수면과는 연관이 없어 보이는 식품도 포함돼 있다. ◆ 바나나 마그네슘이 풍부한 바나나는 근육을 이완시키는데 도움을 줄 뿐만 아니라 세로토닌과 멜라토닌 등 수면과 관련한 호르몬 생성에도 긍정적인 영향을 미친다. 세로토닌 호르몬은 뇌의 시상하부 중추에 존재하는 신경전달물질로, 수면에 필수적인 멜라토닌을 만드는데 핵심 역할을 한다. 세로토닌과 멜라토닌이 줄어들면 생체리듬에 혼란이 생기고 수면에 장애를 겪을 수 있다. ◆꿀 꿀에는 포도당이 다량 함유돼 있다. 포도당은 뇌의 시상하부에서 분비돼 식욕을 관장하는 신경전달물질인 오렉신을 차단하는 중요한 역할을 담당한다. 오렉신은 식욕 뿐만 아니라 의식을 깨우거나 주의력을 높이는 등의 각성 기능을 가지고 있기 때문에, 수면 시간에는 오렉신의 분비량이 떨어져야 숙면을 취할 수 있다. 꿀은 오렉신을 차단하는데 도움을 준다. ◆아몬드 트립토판(단백질을 구성하는 아미노산)과 마그네숨이 풍부한 아몬드는 근육을 이완시키고 신경 기능의 활성화를 낮추는 효과가 있다. 또 아침부터 저녁까지 쌓인 스트레스 지수를 낮추는 데에도 효과가 있는 것으로 알려져 있다. ◆귀리 세계 10대 슈퍼푸드로도 꼽히는 귀리에는 멜라토닌 성분이 풍부해서 불면증 개선에 도움을 준다. 또 혈압과 혈당, 콜레스테롤을 낮춰서 건강을 유지하는데에도 탁월한 효과가 있다. 마르고 박사는 위 식품과 반대로 수면에 장애가 되는 식품으로 술, 매운 음식, 아이스크림과 같은 고지방 음식, 커피, 치즈 등을 꼽았다. 사진=포토리아 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

민족의 명절 설은 갖가지 음식들을 앞에 두고 자칫 과식으로 이어질 수 있는 때다. 차례상을 물린 뒤 어르신들과 함께 술 한 잔씩 마시는 음복을 하곤한다. 하지만 식사 전 빈 속에 가볍게 마시는 술 한 잔이 과식을 불러올 수 있다는 연구결과가 나왔다. 영국 런던 프랜시스크릭연구소와 킹스칼리지런던, 유니버시티칼리지런던(UCL) 등 공동 연구진이 실험용 쥐에게 3일은 저녁마다 알코올을 주입하고, 이후 3일은 알코올을 전혀 주입하지 않는 실험을 실시했다. 그 결과 ‘일종의 폭음’을 한 쥐가 알코올이 체내에 들어왔을 때 먹이를 더 많이 먹는다는 사실을 확인했다. 암컷은 평소 먹는 양의 20%, 수컷은 15% 가량 섭취량이 증가했다. 연구진은 이러한 현상의 원인이 알코올에 있으며, 알코올이 먹고 싶은 욕구 등을 조절하는 뇌 시상하부의 신경세포인 ‘AgRP 뉴런’을 활성화시킨다고 설명했다. 일반적으로 AgRP 뉴런은 매우 굶주린 상태에서 활성화 되고, 이후 먹이나 음식에 대한 감각을 예민하게 만들어 이를 찾도록 명령하는 역할을 한다. 즉 식전 음주가 뇌에게 ‘배고프다’라는 허위 신호를 주고, 이 때문에 식사 전에 술을 마실 경우 평소보다 더 많이 먹게 된다는 것. 본래 우리 뇌는 음식을 먹으면 배부름을 느끼면서 식욕 신호의 전달이 끊어진다고 알려져 있다. 하지만 술은 정반대의 역할을 해 도리어 과식을 부르는 ‘스위치’ 역할을 해 체내에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 연구진은 이를 ‘반주 효과’로 부르며, 사람들이 술자리에서 과식하게 되는 것이 단순히 ‘사회적 영향’ 때문만은 아니라고 해석했다. 또 이번 연구를 통해 술이 과식을 유발하는 정확한 과정을 알게 됐다고 밝혔다. 자세한 연구결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’(Nature Communications) 최신호에 실렸다. 사진=포토리아 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

스트레스, 20여개 질병 연관코르티솔 분비돼 정서장애·당뇨명절증후군, 정신 고통 영향 커문제 시 당사자와 즉시 풀어야 ‘스트레스가 우리 몸에 직접적인 영향을 미칠 수 있을까.’ 15일 전문가들의 조언을 바탕으로 스트레스로 생길 수 있는 질병들을 하나하나 꼽아 봤더니 20개가 넘는 것으로 확인됐습니다. 질병 영역도 소화기장애, 호흡기장애, 심·혈관장애, 내분비장애, 신경성장애, 정신장애 등 매우 광범위한 것으로 나타났습니다. 대표적 성인질환인 고혈압과 당뇨병을 비롯해 천식, 갑상선 기능항진증, 뇌졸중, 소화기 궤양, 긴장성 두통 등이 모두 스트레스와 연관돼 있는 것으로 분석됐습니다. 그렇다면 왜 스트레스는 질병을 일으킬까요. 좀더 깊이 들어가 봤습니다. 1993년 세계보건기구(WHO)는 스트레스에 대해 “보건의료에서 1차적인 관심 분야”라고 발표했습니다. 한 연구에 따르면 미국인의 33%가 거의 매일 또는 매주 수일 동안 스트레스를 경험하고 질병, 장기결근, 자살, 대인 관계 단절, 생산성 하락 등에 영향을 줘 해마다 무려 300억 달러(약 35조원)의 손실이 발생하는 것으로 분석됐습니다. 우리 주변에는 스트레스에 취약한 사람이 많습니다. 경직된 사고, 낮은 자존감, 낮은 생활수준이나 질병에 걸린 환자 등이 그들입니다. 의외로 완벽주의자, 일중독자, 집착하는 성격, 다혈질 성향도 스트레스에 취약합니다. 가족의 죽음이나 실직 같은 큰 사건부터 복잡한 출퇴근길, 조직사회의 규율, 기온, 의견 충돌 등 작은 외적인 요인도 스트레스를 불러옵니다. ●완벽주의자가 스트레스에 더 취약 스트레스 자극은 신경을 타고 빠른 속도로 뇌로 전달됩니다. 이어 뇌에서 수면, 식욕, 성욕, 체온, 신체리듬을 조절하는 시상하부를 작동하게 해 자율신경계와 내분비 시스템을 움직입니다. 자율신경계가 흥분되면 신경전달물질인 ‘노르에피네프린’이 분비돼 심장을 빨리 뛰게 하고 호흡이 거칠어집니다. 더 많은 산소를 흡입하기 위해 기관지가 확대되고 피부와 근육의 혈관을 확장하며 뇌로 가는 혈류가 증가돼 전반적으로 기초대사율이 증가합니다. 그러나 노르에피네프린 분비가 지나치게 증가하면 몸이 과도하게 각성되고 긴장돼 집중력이 떨어지고 행동 제어가 잘 되지 않게 됩니다. 부신에서는 스트레스에 대응하는 호르몬인 ‘코르티솔’이 나오는데 정서 조절과 기억에 문제를 일으키고 인슐린 저항성을 높여 당뇨병을 일으킵니다. 혈압이 높아지고 소화기 기능을 떨어뜨리는 데다 불면증과 우울증, 불안장애 등 정신질환을 일으킵니다. 스트레스 호르몬이 증가하면 면역 기능이 떨어지는 문제도 생깁니다. 스트레스는 사람마다 다르게 나타납니다. 사실상 본인의 마음이 만들어 내는 것이라고 보면 됩니다. 워싱턴의대 토머스 홈스 박사의 ‘스트레스 지수’에 따르면 배우자의 죽음이 100으로 가장 높고 이혼(73), 별거(65), 질병·손상(53), 파면(47) 등이 뒤를 이었습니다. 그런데 결혼(50), 방학·휴가(15), 심지어 크리스마스(12)도 스트레스를 일으키는 것으로 분석됐습니다. 강지인 연세대 세브란스병원 정신건강의학과 교수는 “결혼이나 승진처럼 남들이 봤을 때 좋은 상황이 나쁜 스트레스로 작용하기도 하고, 집안의 우환을 계기로 가족이 더 화합해 스트레스가 줄어드는 기회가 되기도 한다”며 “중요한 것은 스트레스 요인에 대해 우리 마음과 몸이 어떻게 받아들이고 반응하느냐에 달려 있다”고 설명했습니다. 스트레스 요인을 없앨 수 없다면 어느 정도 현실을 받아들이려는 열린 자세가 필요하다는 의미입니다. ●명절 몸살도 알고 보면 스트레스 영향 일반적으로 명절증후군을 과도한 육체노동으로 인한 ‘몸살’ 정도로 여기지만 실제는 스트레스 영향도 많습니다. 명절에 시댁을 다녀온 여성이 주로 느끼는 극심한 두통과 소화불량, 흉통, 복통, 근골격계 통증은 스트레스로 인한 ‘신체형장애’가 원인일 수 있습니다. 병원에서 검사를 해도 명확한 진단 결과가 나오지 않아 고통은 더욱 큽니다. 건강보험심사평가원 분석에 따르면 2015년 신체형장애로 진료받은 환자는 모두 12만 4162명이었는데 여성이 64.9%로 남성보다 두 배 가까이 많았습니다. 결국 주변 가족이 모두 나서 음식 장만을 돕고 스트레스를 나누려는 노력이 필요한 것입니다. 진학, 취업, 결혼, 임신에 대한 대화도 마찬가지입니다. 호의나 충고로 전하지만 듣는 이에게는 상당히 심각한 스트레스로 작용할 수 있습니다. 김선미 중앙대병원 정신건강의학과 교수는 “많아야 1년에 2~3번 만나는 먼 친척이라면 공통 화제가 없기 때문에 대화를 이어 가기 위해 진학, 취업, 결혼, 임신에 대한 이야기를 꺼낼 수밖에 없다”며 “나의 조언이나 충고가 이미 차고 넘칠 정도로 자주 충고를 듣는 이에게 스트레스가 되지 않을지 미리 한번 생각해 볼 필요가 있다”고 조언했습니다. 스트레스는 피할 수 없는 삶의 과정이기 때문에 본인 자신을 돌아보는 자세가 필수적입니다. 수면리듬을 잘 맞추고 적절한 휴식과 규칙적인 식사도 필요합니다. 강 교수는 “생각이 엉키고 불안정할 때는 생각과 감정을 노트에 글로 표현해 보거나 믿는 사람에게 말로 꺼내 보는 것이 좋다”며 “만약 기본 생활에 문제가 생기거나 극단적 생각에서 벗어날 수 없을 때는 반드시 전문가의 도움을 받아야 한다”고 말했습니다. ●보람 찾을 수 있는 작은 일 시작해야 스트레스에서 벗어나려면 아무 운동이라도 괜찮으니 규칙적인 운동을 하는 것이 좋습니다. 작은 것이라도 스스로 보람을 찾을 수 있는 새로운 일을 하는 것도 도움이 됩니다. 자신이 스트레스를 받고 있다는 사실을 인정하고, 성취할 수 없는 목표는 과감하게 포기하는 자세도 필요합니다. 김병성 경희대병원 가정의학과 교수는 “과거의 불행했던 기억은 떠올리지 말고 스트레스가 되는 환경을 조금씩 변화시키려는 노력도 필요하다”며 “집안이나 직장에서 마음에 걸리는 일이 생겼을 때는 가능하면 참고 있지 말고 즉시 당사자에게 말해 고칠 수 있도록 하는 것이 좋다”고 강조했습니다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

식사 전 빈 속에 가볍게 마시는 술 한 잔이 과식을 불러올 수 있다는 연구결과가 나왔다. 영국 런던 프랜시스크릭연구소와 킹스칼리지런던, 유니버시티칼리지런던(UCL) 등 공동 연구진이 실험용 쥐에게 3일은 저녁마다 알코올을 주입하고, 이후 3일은 알코올을 전혀 주입하지 않는 실험을 실시했다. 그 결과 ‘일종의 폭음’을 한 쥐가 알코올이 체내에 들어왔을 때 먹이를 더 많이 먹는다는 사실을 확인했다. 암컷은 평소 먹는 양의 20%, 수컷은 15% 가량 섭취량이 증가했다. 연구진은 이러한 현상의 원인이 알코올에 있으며, 알코올이 먹고 싶은 욕구 등을 조절하는 뇌 시상하부의 신경세포인 ‘AgRP 뉴런’을 활성화시킨다고 설명했다. 일반적으로 AgRP 뉴런은 매우 굶주린 상태에서 활성화 되고, 이후 먹이나 음식에 대한 감각을 예민하게 만들어 이를 찾도록 명령하는 역할을 한다. 즉 식전 음주가 뇌에게 ‘배고프다’라는 허위 신호를 주고, 이 때문에 식사 전에 술을 마실 경우 평소보다 더 많이 먹게 된다는 것. 본래 우리 뇌는 음식을 먹으면 배부름을 느끼면서 식욕 신호의 전달이 끊어진다고 알려져 있다. 하지만 술은 정반대의 역할을 해 도리어 과식을 부르는 ‘스위치’ 역할을 해 체내에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 연구진은 이를 ‘반주 효과’로 부르며, 사람들이 술자리에서 과식하게 되는 것이 단순히 ‘사회적 영향’ 때문만은 아니라고 해석했다. 또 이번 연구를 통해 술이 과식을 유발하는 정확한 과정을 알게 됐다고 밝혔다. 자세한 연구결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’(Nature Communications) 최신호에 실렸다. 사진=포토리아 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr