최근까지도 널리 유행 중인 키토 다이어트, 이른바 ‘저탄고지’ 식단을 장기적으로 가져갈 때 건강에 해로울 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 미국 유타대학교 보건대학 연구진이 학술지 ‘사이언스 어드밴스’(Science Advances)에 발표한 연구에 따르면 키토 다이어트는 장기적으로 신체가 지방과 탄수화물을 처리하는 방식에 해로운 영향을 끼칠 수 있는 것으로 나타났다. 키토 다이어트는 지방 섭취를 늘리고 탄수화물 섭취를 극도로 제한하는 방식(저탄고지)의 식이요법이다. 원래는 간질 환자의 발작을 조절하기 위해 도입됐던 이 식이요법은 최근 체중 감량과 비만 치료, 제2형 당뇨병 관리 등의 목적으로 활용되며 주목받았다. 탄수화물 섭취를 급격히 줄이면 신체는 지방을 케톤체로 분해해 뇌의 대체 에너지원으로 사용한다. 이를 케토시스 상태라고 하는데, 이러한 대사 변화는 뇌 활동을 안정시키고 발작을 줄이는 데 도움을 주는 것으로 알려졌다. 이것이 체중 감량과 대사 건강 증진의 수단으로 널리 알려졌는데 최근까지 그 효과와 작용에 대한 연구는 주로 단기간의 관찰과 실험에 초점이 맞춰져 있었다. 연구진은 암수 성체 쥐를 이용해 장기 실험을 설계했다. 실험쥐는 네 가지 식단 중 하나에 배정됐다. ①고지방 서구식 식단 ②저지방 고탄수화물 식단 ③거의 모든 열량이 지방에서 나오는 키토(저탄고지) 식단 ④단백질 함량이 동일한 저지방 식단 쥐들은 9개월 이상 자유롭게 먹이를 섭취했고, 연구진은 이 기간 쥐들의 체중과 음식 섭취량 변화를 추적했다. 또 혈중 지질 수치, 간 지방 축적량, 혈당 및 인슐린 수치를 측정했다. 인슐린을 생산하는 췌장 세포에서 활성화되는 유전자도 조사했으며, 첨단 현미경을 동원해 관찰된 대사 효과 이면에 있는 세포 변화도 살폈다. ①고지방 서구식 식단을 섭취한 쥐와 비교했을 때 ③저탄고지 식단을 섭취한 쥐는 체중 증가량이 현저히 적었다. 이러한 효과는 암수 모두에게서 나타났다. 그러나 저탄고지 식단으로 인한 체중 증가는 주로 근육보다도 지방이 늘어난 결과였다. 특히 저탄고지 다이어트는 체중 증가를 막는 데 도움이 됐지만, 심각한 대사 문제를 야기했다. 그 중 일부는 단 며칠 만에 나타났다. 연구 책임저자인 아만딘 샤익스 박사는 “한 가지 분명한 것은 고지방 식단을 섭취했을 때 지방질이 어딘가로 이동해야 하는데, 대부분 혈액과 간으로 향했다”고 설명했다. 간에 지방이 과도하게 축적되는 지방간 질환은 대사 질환의 주요 지표이며 비만과 밀접한 관련이 있다. 샤익스 박사는 “저탄고지 식단은 지방간 질환 예방에 전혀 도움이 되지 않았다”고 지적했다. 특이한 것은 이러한 변화가 암수 간 각각 다르게 나타났다는 점이다. 수컷 쥐는 간 기능 저하와 함께 심각한 지방간을 앓았지만, 암컷 쥐의 간에는 지방이 눈에 띄게 축적되지 않았다. 저탄고지 식단은 혈당 조절에도 예상치 못한 결과를 가져왔다. 2~3개월간 저탄고지 식단을 유지한 쥐들은 혈당과 인슐린 수치가 낮아졌는데도 심각한 부작용이 나타났다. 탄수화물이 소량만 공급돼도 혈당이 매우 오랫동안 매우 높게 유지된 것이다. 추가 분석 결과 쥐들은 췌장 세포에서 인슐린이 충분히 분비되지 않아 혈당 조절에 어려움을 겪는 것으로 나타났다. 연구진은 장기간 고지방 식이에 노출된 것이 원인일 수 있다고 추측했다. 고지방 식이가 췌장 세포에 스트레스를 가해 단백질 이동 기능을 저해하는 것으로 보인다는 설명이다. 정확한 작용 과정은 아직 연구 중이지만, 연구진은 이러한 세포 스트레스가 포도당 반응 장애에 중요한 역할을 하는 것으로 보고 있다. 다만 쥐들이 저탄고지 식단을 중단하자 혈당 조절이 일부 개선됐다. 연구진은 쥐 실험 결과가 항상 인간에게 동일하게 적용되는 것은 아니라고 전제하면서도 극단적인 저탄고지 식단이 장기적으로 대사 기능에 해로울 수 있음을 보여준다고 설명했다. 이 때문에 저탄고지 식단을 선택하기 전에 잠재적 이점과 위험을 신중하게 비교 검토해야 한다고 권고했다. 연구를 이끈 몰리 갤럽 박사는 “저탄고지 다이어트를 고민 중이라면 누구든 의료 전문가와 상담할 것을 강력히 권한다”고 강조했다.

포항공과대학(POSTECH) 연구진이 인공지능(AI)을 활용한 반도체 설계 자동화의 길을 열었다. 포항공대는 29일 전자전기공학과 김병섭 교수팀이 사람의 감각과 경험에 의존해 오던 반도체 설계 난제를 AI로 해결했다고 밝혔다. 연구는 반도체 회로 및 시스템 분야 국제 학술지인 ‘IEEE Transactions on Circuits and Systems(TCAS-I)’에 최근 게재됐다. 반도체는 대부분의 전자기기에 장착되는 핵심 기술이지만 설계는 사람의 손과 경험이 필요해 자동화가 쉽지 않다. 때문에 ‘아날로그 반도체 설계’는 설계자의 감각과 노하우에 의존하는 분야로 남아있다. 또한 설계 데이터는 기업 핵심 자산이라 외부 공개가 제한돼 학습에 필요한 데이터도 극히 부족한 실정이다. 이에 연구팀은 ‘파운데이션 모델’ 개념에 주목했다. 해당 모델은 대규모 데이터로 먼저 학습한 뒤 소량의 추가 학습만으로 다양한 작업을 수행할 수 있는 범용 AI 모델이다. 학습을 위해 반도체 배치도를 조각으로 나눈 뒤 일부를 가리고, 퍼즐을 맞추는 방식으로 설계 규칙을 익히는 ‘자기지도학습’ 방식을 적용해 대규모 사전학습을 시행했다. 이후 공통적으로 반복되는 구조와 패턴을 익힌 AI가 회로 연결과 구조 형성에 필요한 설계 작업을 수행할 수 있도록 추가 데이터 학습을 진행했다. 실험 결과 AI가 만든 배치도 중 96.6%가 설계 규칙과 회로 검증을 모두 통과했고, 기존 방식에 비해 1/8 수준의 데이터로도 동일한 성능을 달성했다. 상용화할 경우 설계 인력과 개발 기간을 줄여 반도체 산업 전반의 생산성과 경쟁력을 높이는 데 기여할 것으로 기대된다. 연구팀은 산업 현장 적용을 목표로 연구를 이어갈 계획이다. 연구를 이끈 김병섭 교수는 “이번 연구는 데이터 부족으로 막혀 있던 아날로그 반도체 설계 자동화의 가능성을 실질적으로 확장한 성과”라고 했다.

국내 연구진이 리튬 금속 전지의 고질적 문제인 화재 위험과 짧은 수명을 획기적으로 해결할 수 있는 신기술을 내놨다고 29일 밝혔다. 한양대 임희대 교수와 성균관대 김병훈 교수 공동 연구팀은 리튬 금속의 부식을 막고 전지 열화를 근본적으로 해결하는 ‘부식 방지형 전해질’ 개발에 성공했다고 밝혔다. 리튬 금속 전지는 기존 리튬 이온 전지보다 에너지 밀도가 훨씬 높아 차세대 배터리로 주목받아 왔다. 하지만 충·방전 과정에서 리튬이 나뭇가지 모양으로 자라나는 ‘덴드라이트(dendrite)’ 현상이 문제였다. 이 결정체가 배터리 분리막을 뚫으면 내부 단락이 생겨 화재나 폭발로 이어지기 때문이다. 연구팀은 기존의 독성 강한 화합물 대신 방향족 탄화수소를 조합한 새로운 전해질 설계법을 도입했다. 이 전해질은 리튬 표면에 튼튼한 보호막을 형성해 결정체 성장을 억제하고 금속 부식을 차단한다. 실험 결과, 새 전해질을 적용한 배터리는 기존보다 수명이 2배 이상 길어졌다. 특히 전해질의 가격은 낮추면서 에너지 효율은 높여 상업적 가치도 충분히 확보했다는 평가다. 임희대 교수는 “리튬 금속 전지의 안전성 문제를 동시에 해결한 원천 기술”이라며 “전기차는 물론 드론, 항공우주 등 배터리 산업 전반에 새로운 패러다임을 제시할 것”이라고 말했다. 이번 연구 성과는 재료과학 분야 세계적 학술지인 ‘어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)’ 1월호에 게재됐다.

날씨가 춥다 보니 실내에서 생활하는 시간이 늘어납니다. 요즘은 온라인동영상서비스(OTT) 덕분에 주말만 되면 드라마나 예능 프로그램을 ‘몰아보기’ 하는 사람도 많습니다. 빈지워칭(Binge-watching)이라고 불리는 몰아보기는 2006~2007년 넷플릭스, 아마존 프라임 비디오 같은 OTT 등장과 함께 나타난 문화적 현상입니다. 물론 평일에 시간 내기가 어려워 주말에 프로그램을 몰아보는 경우가 많습니다. 그렇지만, 몰아보기 중독 수준에 이른 사람은 고립감, 우울감에 빠져 있을 가능성이 크다는 조사 결과가 나왔습니다. ●중독 수준의 시청, 우울감 가능성 중국 황산대 연구팀은 몰아보기 중독은 외로움과 밀접한 연관을 갖는다고 28일 밝혔습니다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 1월 22일 자에 실렸습니다. 코로나19 팬데믹 당시 사회적 거리두기의 영향으로 실내에 머무는 시간이 길어지면서 영상 매체 사용 시간이 길어지고, 고립감과 우울감을 호소하는 사람이 증가해 정신 건강에 대한 우려가 컸습니다. 2023년 5월 코로나19가 공식적으로 종식되면서 대부분 일상을 회복했지만, 일부는 여전히 중독 수준까지 몰아보기에 집착하고 동영상 시청 시간의 급증으로 일상생활에 지장을 받는다고도 합니다. 연구팀은 하루 3.5시간 이상 TV 시리즈를 시청하고 주당 4회 이상 시리즈 에피소드를 시청하는 성인 남녀 551명을 대상으로 중독적 행동, 외로움, 몰아보기 동기 등을 평가하는 조사를 했습니다. 조사 결과, 응답자의 61%가 몰아보기 중독 상태였으며, 이들은 고독감을 느끼는 수준이 일반인을 훨씬 넘어서는 수준으로 나타났습니다. 연구팀에 따르면 몰아보기 중독 동기는 외로움과 부정적인 현실 도피, 감정 증진 추구 등으로 조사됐습니다. ●“사회적 단절 극복하려 미디어 소비” 연구팀은 “높은 수준의 외로움을 경험하거나 그로 인한 우울감을 경험한 사람들은 사회적 단절을 극복하기 위해 미디어 소비를 증가시켜 결국 몰아보기 중독에 이를 가능성이 크다”고 설명했습니다. 선행 연구들에서도 동영상 몰아보기는 우울증, 외로움, 자기조절 결핍, 심지어 비만과도 연관이 있는 것으로 나타났습니다. 몰아보기 중독은 폭식이나 폭음과 유사한 강박적 소비의 한 형태이며 미디어 중독의 한 형태라는 연구도 많습니다. 춥다고 집 안에만 있다가는 몰아보기 중독과 우울감에 빠지기 십상입니다. 따뜻하게 챙겨입고 햇볕을 쐬고, 몸을 움직이며, 사람들을 만나는 데 좀 더 적극적일 필요가 있음을 이번 연구는 알려줍니다.

뇌 면역세포 ‘미세아교세포’ 열쇠활동 억제하면 기억력 유지 확인“기억상실, 공통된 메커니즘 시사” “오랫동안 나는 내가 태어났을 때의 광경을 보았다고 주장해 왔다…나는 분명히 보았다. 내가 갓 태어나 첫 목욕을 하던 새로 만든 나무 대야의 가장자리, 거기서 반짝이던 햇빛의 눈부심을.” 전후 일본 문학을 대표하는 탐미주의 작가 미시마 유키오의 자전적 소설 ‘가면의 고백’ 도입부다. 현대 과학의 측면에서 보자면 태어났을 때를 기억한다는 것은 불가능하다. 사람을 포함해 모든 포유류 아기들은 영유아기 시절 기억을 빠르게 잊어버리기 때문이다. ‘유아기 기억상실증’이라고 부르는 이 현상은 과학자들의 오랜 연구 대상이었다. 아일랜드 더블린 트리니티 칼리지(TCD) 생화학·면역학부, 신경과학 연구소, 독일 막스 플랑크 인간 발달 연구소 생애 심리학 연구센터, 호주 멜버른대 신경과학·정신보건 연구소, 캐나다 토론토 국립 고등과학 연구소(CIFAR) 아동 및 뇌 발달 연구 프로그램 공동 연구팀은 미세아교세포라는 뇌 면역세포가 유아기 기억상실증의 열쇠를 쥐고 있다고 28일 밝혔다. 이 연구 결과는 의학 분야 국제 학술지 ‘플로스 생물학’ 1월 21일 자에 실렸다. 미시마의 소설처럼 유아기를 기억한다고 주장하는 사람들은 거의 전부 부모나 친지들을 통해 들은 이야기를 자기 기억으로 착각하는 경우다. 연구팀은 유아기 기억상실증의 작동 원리를 규명하기 위해 갓 태어난 생쥐에서 뇌의 면역세포인 미세아교세포 활동을 억제하고, 공포 경험을 얼마나 잘 기억하는지 관찰했다. 또 기억 형성과 학습에 중요한 해마의 치아이랑과 편도체에서 미세아교세포의 변화를 조사했다. 그 결과 미세아교세포 활동이 억제되었을 때 어린 생쥐들이 공포 경험에 대한 기억을 깊게 형성한다는 사실을 확인했다. 또 발광 표지를 이용해 기억 형성과 연관된 신경세포인 기억 형성세포를 구분했다. 갓 태어난 어린 생쥐에서 미세아교세포를 억제하면 기억 형성세포가 활성화돼 기억 회상 능력도 향상될 수 있다는 것을 의미한다고 연구팀은 설명했다. 이전 연구들에서도 과학자들은 면역 체계가 활성화된 어미에게서 태어난 쥐는 유아기 기억상실증을 보이지 않는 것으로 나타났다. 어미의 면역 체계가 강해 새끼 스스로 면역 시스템을 작동시킬 필요가 없기 때문이다. 또 유아기 기억상실증이 없는 생쥐 자손들의 미세아교세포 활동을 억제하면 역시 유아기 기억상실증이 사라지는 것으로 알려졌다. 연구팀에 따르면 중추신경계의 상주 면역세포인 미세아교세포가 뇌의 ‘기억 관리자’ 역할을 한다. 연구를 이끈 토마스 라이언 아일랜드 TCD 교수는 “유아기 기억상실은 인류의 가장 보편적이고 공통적인 기억상실 형태이며, 너무나 당연하다고 생각돼 지금까지 기억 연구에서 간과됐다”며 “이번 연구 결과는 유아기 기억상실이 일상생활이나 질병에서 나타나는 다양한 기억상실과 공통된 메커니즘을 갖고 있을 것이라는 점을 시사한다”고 말했다.

비타민 B1(티아민)이 배변 주기를 조절한다는 새로운 연구 결과가 나와 주목받고 있다. 티아민이 풍부한 식품이나 비타민 B1 보충제가 변비·설사 같은 장 문제를 개선할 수 있다는 기대감이 커지고 있다. 국제학술지 뉴로가스트로엔테롤로지(Neurogastroenterology)에 최근 실린 논문에 따르면, 음식이 소화관을 통과하는 속도인 ‘장 운동성’을 연구하던 중 비타민 B1 대사와 관련된 여러 유전자 변이가 발견됐다. 통곡물, 육류, 생선, 콩류 등에 풍부한 비타민 B1은 인체에서 다양한 역할을 하는 필수 영양소다. 과학자들은 아직도 이 비타민의 기능을 연구 중이다. 장과 장내 미생물에서 비타민 B1의 역할은 이제 막 밝혀지기 시작했다. 연구진은 이번 발견으로 비타민 B1이 배변 빈도를 조절하는 역할을 한다는 사실을 처음 알아냈다고 밝혔다. 앞으로 추가 연구를 통해 이것이 확인되면, 비타민 B1 보충제나 티아민이 풍부한 음식으로 변비나 설사를 개선할 수 있을 것으로 기대된다. 스페인 바스크 연구기술연합의 유전학자 마우로 다마토는 “장 운동성 문제는 과민성대장증후군, 변비 등 흔한 장 질환의 핵심 원인”이라며 “이번 연구로 비타민 B1의 중요성을 확인했으니, 이제 실험실 실험과 임상 연구로 검증할 차례”라고 말했다. 연구팀은 특히 티아민을 활성화하고 운반하는 데 관여하는 유전자에 영향을 주는 두 가지 유전자 변이를 발견했다. 영국 바이오뱅크에 참여한 9만 8449명을 분석한 결과, 비타민 B1 섭취량과 배변 빈도 사이에 강한 연관성이 나타났다. 다만 두 유전자 변이를 모두 가진 사람들은 효과가 크게 달랐다. 이는 비타민 B1 대사가 배변 빈도와 장 운동을 조절하는 데 도움이 된다는 것을 보여준다. 최근 다른 연구들도 비타민 B1 보충제가 장 염증 치료에 효과적일 수 있다는 결과를 내놨다. 2020년 임상시험에서는 고용량 비타민 B1을 20일간 복용한 염증성 장질환(IBD) 환자들의 만성 피로 증상이 개선됐다. 연구진은 “앞으로 비타민 B1 보충이 유전적으로 취약한 사람들의 장 운동 장애와 과민성대장증후군 증상을 완화할 수 있는지 연구할 것”이라며 “이를 통해 개인 맞춤형 질병 관리가 가능해질 것”이라고 말했다.

대장암 환자가 커피를 마시면 암 재발 방지와 생존율 향상에 긍정적인 효과를 볼 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 28일 대전대학교 서울한방병원에 따르면 동서암센터 조종관 교수 연구팀은 대장암 환자 5442명을 대상으로 한 관찰연구를 통해 커피 섭취와 대장암 환자의 장기 예후 간의 연관성을 확인했다. 연구 결과 커피를 섭취한 대장암 환자는 섭취하지 않은 환자에 비해 전체 생존율이 높고, 암 진행·재발 위험은 낮은 것으로 나타났다. 하루 커피 섭취량이 증가할수록 대장암 환자 예후가 개선됐다. 하루 커피 섭취량 1잔 증가 시 사망 및 재발 위험은 약 4% 감소하는데, 3잔을 마시면 약 12% 감소했다. 커피 섭취 효과는 3기 대장암 환자에게서 가장 뚜렷하게 나타났다. 3기 환자군의 경우 커피 섭취가 사망 위험을 40% 이상 낮추는 것으로 나타났다. 커피 종류에 따른 차이는 크지 않았다. 일반 커피와 디카페인 커피 모두 생존율 개선과 재발 위험 감소와의 연관성이 관찰됐다. 연구팀은 카페인 외에도 커피에 포함된 다양한 생리활성 성분이 영향을 미쳤을 가능성을 제시했다. 다만 커피 섭취와 대장암 환자 예후와의 인과관계를 확정하기 위해서는 향후 추가적인 연구가 필요하다는 게 연구팀의 설명이다. 조 교수는 “이번 연구는 대장암 환자를 대상으로 커피 섭취와 예후의 관계를 용량, 병기, 커피 종류별로 종합 분석한 메타분석 연구”라며 “대장암 환자의 장기 생존 관리와 생활 습관 지도에 참고할 수 있는 근거를 제시한 것”이라고 말했다. 대전대 손창규 교수와 김준열 전공의가 함께 참여한 이번 연구는 미국암학회(AACR)에서 발행하는 공식 학술지 ‘Cancer Epidemiology, Biomarkers ＆ Prevention’(CEBP)에 온라인 게재됐다. 대장암은 전통적으로 미국과 유럽 등지에서 흔한 ‘서구형 암’으로 꼽혔다. 하지만 최근 한국을 비롯한 아시아 여러 나라에서 급격히 증가하고 있다. 세계보건기구(WHO)에 따르면 동아시아의 대장암 발생률은 지난 30년간 2~4배 급증했다. 대장암은 아시아에서 빠르게 늘고 있지만, 생활 습관 개선을 통해 예방 가능한 암으로 알려져 있다. 전문가들은 ▲가공육·붉은 고기 줄이기 ▲과음 자제 ▲채소·과일·통곡물 섭취 늘리기 ▲규칙적 운동 등을 기본 수칙으로 권고한다.

청년기부터 꾸준히 술을 많이 마시면 대장암과 직장암 발병 위험이 최대 2배까지 치솟는다는 연구 결과가 나왔다. 다만 과거 아무리 술을 많이 마셨더라도 지금 당장 금주하면 암 전 단계인 용종 발생 위험을 절반 가까이 낮출 수 있는 것으로 확인됐다. 미국 국립암연구소(NCI) 연구팀은 지난 26일 성인기 전체를 아우르는 음주 습관이 대장암 발병에 어떤 영향을 미치는지 분석한 결과를 국제학술지 ‘캔서’(Cancer)발표했다. 연구팀은 미국 성인 약 8만 8000명을 20년 동안 추적 조사한 방대한 자료를 바탕으로, 술을 마신 기간과 양이 대장 건강과 어떤 상관관계를 갖는지 면밀히 살폈다. 참가자들은 18~24세, 25~39세, 40~54세, 55세 이상 등 네 시기에 걸쳐 맥주와 와인, 증류주 등을 얼마나 마셨는지 보고했다. 연구팀은 참가자를 주당 14잔 이상 마시는 그룹, 주당 7~14잔 미만을 마시는 그룹으로 분류했다. 이밖에 주당 1~7잔 미만, 주 1잔 미만 등 현재 음주자와 예전에 술을 마셨던 그룹, 술을 전혀 마시지 않는 그룹으로 구분했다. 연구 결과 성인이 된 후부터 꾸준히 많은 양의 술을 마셔온 ‘애주가’들은 대장암의 위협에 가장 취약했다. 일주일 평균 14잔 이상의 술을 지속적으로 마신 그룹은 술을 아주 적게 마신 그룹과 비교했을 때 대장암에 걸릴 확률이 91%나 높았다. 특히 음주량이 가장 많은 그룹(14잔 이상)이 대장의 마지막 부분인 직장에 암이 생길 위험은 가장 적은 그룹(1잔 미만)보다 95% 치솟는 것으로 나타났다. 술이 대장암을 유발하는 이유는 알코올이 몸속에서 분해될 때 생기는 ‘아세트알데히드’라는 독성 물질 때문이다. 이 물질은 우리 몸의 설계도인 DNA를 손상시키고 돌연변이를 일으킨다. 또한, 술은 대장 속 미생물 환경을 파괴하고 염증을 일으켜 암세포가 자라기 좋은 환경을 만든다. 연구팀은 술을 많이 마실수록 이런 손상이 차곡차곡 쌓여 결국 암으로 이어진다고 설명했다. 이번 연구에서 눈에 띄는 대목은 금주의 효과다. 예전에는 술을 즐겼더라도 현재 술을 끊은 사람들은 현재 가볍게 술을 마시는 사람들에 비해 암으로 발전하기 직전 단계인 ‘선종’(용종)이 생길 위험이 46% 낮아졌다. 비록 한때 술을 많이 마셨더라도 결단을 내려 술을 멀리하면 대장 건강을 다시 회복할 기회가 있다는 의미다. 연구팀은 “대장암 위험은 노년기의 음주 습관뿐만 아니라 청년기부터 쌓여온 평생의 음주량에 결정적인 영향을 받는다”고 강조했다. 대장암을 예방하기 위해 일주일 음주량을 7잔 이하로 줄이고, 정기적인 검진을 통해 용종을 미리 발견해 제거하는 것이 가장 확실한 방책이라는 조언이다.

맞벌이 가구가 증가하면서 손주나 외손주를 돌봐주는 조부모들도 많아졌다. 미디어에서는 나이가 들어서도 돌봄의 고통에서 벗어나지 못한다고 지적한다. 손주 돌봄이 조부모에게 이점은 하나도 없는 것일까. 네덜란드 틸뷔르흐대 발달 심리학과, 독일 샬롯 프레제니우스대 차이 심리학 및 심리평가학과, 스위스 제네바대 노인학과, 스웨덴 카롤린스카 의학연구소 노화 연구센터 공동 연구팀은 손주 돌보기 활동이 노년층의 인지 기능 저하를 완화하는 완충제 역할을 한다고 27일 밝혔다. 이 연구 결과는 미국심리학회에서 발행하는 심리학 분야 국제 학술지 ‘심리학과 노화’ 1월 26일 자에 실렸다. 연구팀은 ‘영국 노화 종단 연구’에 참여한 50세 이상 2887명의 조부모 자료를 분석했다. 실험 참가자들은 2016년부터 2022년 사이에 세 차례에 걸쳐 설문 조사를 응답하고 인지 기능 측정을 수행했다. 설문에서는 참가자들이 지난 1년 동안 손주를 돌본 적이 있는지 물었다. 또, 손주 하룻밤 돌보기, 아픈 손주 돌보기, 놀이나 여가 활동 함께 하기, 숙제 도움, 학교 및 활동 장소까지 손주 데려다 주기, 식사 챙겨주기 등 돌봄 제공 빈도와 유형에 대한 상세한 질문을 했다. 그 결과, 손주 돌봄을 한 조부모들이 그렇지 않은 조부모에 비해 기억력, 언어 유창성 측정에서 더 높은 점수를 받은 것이 확인됐다. 이런 결과는 연구팀이 나이, 건강 상태를 포함해 다른 요인들을 조정한 뒤에도 똑같이 나타났다. 이와 함께 돌봄을 제공한 할머니들은 그렇지 않은 할머니들에 비해 연구 기간 인지 점수가 떨어지는 속도도 작은 것을 발견했다. 연구를 이끈 이본 브레머 네덜란드 틸뷔르흐대 교수는 “이번 연구 결과는 돌봄을 제공하는 할머니, 할아버지라는 지위가 돌봄 제공 빈도나 손주와 함께하는 구체적 활동 내용보다 인지 기능에 더 큰 영향을 미친다는 점을 보여줬다”며 “이는 돌봄에 참여한다는 광범위한 경험 자체가 노화 속도를 늦춰주는 것으로 보인다”고 말했다. 앞선 다른 연구들에서도 손주를 돌보는 과정이 많은 신체적, 정신적 자극을 제공하기 때문에 노화를 늦춘다고 밝혔다. 그렇지만, 과도한 손주 돌봄 행위는 만성 피로와 관절 건강을 악화하며, 개인 생화라 부족으로 오히려 스트레스를 더할 수 있다는 지적도 나오고 있다.

채소와 과일, 통곡물, 콩류 위주의 식물성 식단은 포화지방과 콜레스테롤이 낮고 식이섬유와 항산화 물질이 풍부하다. 심혈관 질환 위험을 낮추고, 당뇨와 고혈압 같은 만성 질환 예방, 체중 조절, 장 건강 개선에 도움을 주는 것으로 알려졌다. 혈중 콜레스테롤 감소와 노화 방지에 이바지해 전반적인 신체 건강 및 정신 건강 증진에 긍정적 영향을 미친다. 중국 광저우 남방의과대, 국립 신장질환 임상 연구센터, 광둥 신장학 연구소 공동 연구팀은 식물성 위주의 식단이 만성 신장 질환 위험을 크게 줄일 수 있는 것으로 확인됐다. 이번 연구 결과는 의학 분야 국제 학술지 ‘캐나다 의학협회 저널’ 1월 26일 자에 실렸다. 만성 신장 질환(CKD)은 당뇨와 고혈압이 주요 원인으로 신장의 노폐물 제거 기능이 3개월 이상 점진적으로 떨어지는 질환이다. 만성 신장 질환은 전 세계 성인의 약 10%에게 영향을 미치고, 2040년까지 전 세계 5대 사망 원인이 될 것으로 알려졌다. 전문가들은 건강을 위해 고혈압 예방 식이요법(DASH), 대체 지중해식(aMed) 등 다양한 식물성 식단을 권장한다. ‘EAT-랜싯 행성 건강 식단’은 2050년까지 100억 명의 세계 인구에게 건강하고 환경 측면으로 지속 가능한 식단을 제공하기 위해 개발된 식단이다. EAT-랜싯 행성 건강 식단은 식단 절반 이상을 과일, 채소로 채우고, 견과류, 콩류, 통곡물을 매일 섭취하며 붉은 고기와 가공육의 섭취를 최소화하거나 소량으로 제한한다. 연구팀은 전 세계 대규모 의학 데이터베이스인 영국 바이오뱅크를 기반으로 진행됐다. 연구팀은 영국 바이오뱅크 중 잉글랜드, 스코틀랜드, 웨일스 출신 40~69세 17만 9058명을 대상으로 식이 정보와 신장 건강 변화를 장기 추적 조사했다. 연구팀은 식물성 위주의 식단을 섭취하고 첨가된 당류와 지방을 제한하는 EAT-Lancet 행성 식단이 CKD 발생 위험을 눈에 띄게 줄이는 것을 확인했다. 거주지 주변에 녹지가 적거나 신장 질환 관련 특정 유전자 변이를 가진 사람들에게서는 이런 보호 효과가 두드러졌다. 연구팀은 “식물성 위주 식단들의 핵심 공통점은 채소, 과일, 견과류 섭취 증대와 적색육 섭취 감소를 강조하는데, 이는 만성 신장 질환 위험 감소와 관련된다는 점”이라고 “EAT–Lancet 식단은 첨가당과 지방을 더 많이 제한함으로써 염증 및 산화 스트레스 경로의 조절을 통해 신장 건강에 더 도움을 준다”고 설명했다.

현대인이 앓는 대표적인 대사질환인 비만과 고혈압이 치매 발병 위험을 높인다는 지적이 나왔다. 덴마크 코펜하겐대 의대와 코펜하겐 대학병원, 영국 브리스톨대 공동 연구팀은 높은 체질량지수(BMI)와 고혈압이 치매 발병의 직접적 원인이라고 25일 밝혔다. 이 연구 결과는 의학 분야 국제 학술지 ‘임상 내분비학 및 대사학 저널’ 1월 22일 자에 실렸다. 기억력과 판단력 저하로 존엄한 노년의 삶을 방해하는 치매는 발병 원인에 따라 알츠하이머, 혈관성 치매, 혼합형 치매 등으로 나뉜다. 치매는 일단 발병하면 시간이 지남에 따라 신경세포 손상이 심해지는 진행성 뇌 질환이다. 알츠하이머성 치매는 뇌에 독성 단백질이 쌓이면서 뇌 신경세포가 손상되는 것이며, 혈관성 치매는 뇌에 혈액 공급이 원활하지 않아 뇌세포가 손상돼 발생하는 질환이다. 뇌졸중이 주요 원인이며 고혈압, 당뇨, 고지혈증, 흡연 등이 위험 요인으로 꼽힌다. 연구팀은 덴마크 코펜하겐 지역과 영국 전역의 성인 남녀를 대상으로 코호트 분석을 진행해 체중 증가와 치매의 인과 관계를 조사했다. 이어 체질량지수와 혈관성 치매, 알츠하이머, 허혈성 심장병 위험에 주목했다. 그 결과 BMI와 혈관성 치매의 인과 관계가 강하게 나타났다. 이번 결과는 무작위 대조 실험을 모방한 멘델 무작위화 분석을 바탕으로 했기에 높은 BMI와 치매 사이의 직접적 인과 관계를 확인할 수 있었다. 추가 분석 결과 치매 위험 증가의 상당 부분은 고혈압에 의해 발생한 것으로 나타났다. 이에 따라 비만과 고혈압을 예방하거나 치료하는 것이 치매 위험 감소에도 도움이 된다고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 루스 프리케-슈미트 덴마크 코펜하겐 대학병원 교수는 “이번 연구는 높은 체질량지수와 고혈압이 단순히 치매의 경고 신호가 아니라 직접적인 원인이라는 점을 보여준다”며 “체중 감량은 대사질환뿐만 아니라 치매 예방을 위해 실행할 수 있는 가장 효과적인 방법이다”라고 말했다. 프리케-슈미트 교수는 “알츠하이머성 치매 초기 단계에서 인지 기능 저하를 막기 위해 체중 감량 약물을 투여해 봤지만 유익한 효과가 나타나지 않았다”며 “혈관성 치매의 경우 체중 감량 약물이 효과가 있는지 추가 연구를 진행할 계획”이라고 덧붙였다.

비만은 지방간, 당뇨 등 각종 대사 질환의 주요 원인으로 지목받고 있다. 문제는 비만을 일으키는 지방세포는 한 번 형성되면 쉽게 줄어들지 않는다는 점이다. 이 때문에 지방 형성을 억제하는 것이 중요하다. 이런 상황에서 국내 연구진이 지방 형성을 막는 체내 스위치가 존재한다는 것을 밝혀내 주목받고 있다. 카이스트 생명과학과 임대식 교수팀은 세포의 성장과 분화를 조절하는 ‘히포 신호전달경로’의 핵심 조절 인자인 ‘얍/타즈’가 지방세포 분화과정에서 분화 억제 스위치 역할을 한다는 사실을 규명했다고 25일 밝혔다. 이번 연구를 이끈 임대식 교수는 문재인 정부 당시 과학기술정보통신부 과학기술혁신본부장(차관급)을 역임한 바 있다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’에 실렸다. 세포 분화는 여러 유전자와 DNA 조절 부위가 유기적으로 움직이는 복잡한 과정이다. 이에 연구팀은 성장 중인 중간 단계 세포인 전구세포가 지방세포로 분화하는 전 과정을 추적하며, 유전자 발현 변화와 후성 유전체 변화를 동시에 분석할 수 있는 차세대 염기서열 분석 기술을 활용했다. 그 결과, 얍/타즈가 활성화된 조건에서는 지방세포를 만드는 유전자 프로그램이 작동하지 못하고, 몸속 에너지 저장과 사용을 조절하는 ‘PPAR 감마’라는 물질을 중심으로 한 지방세포 분화 전반이 억제된다는 사실을 확인할 수 있었다. 또 연구팀은 지방조직 단일세포 분석 결과, 얍/타즈의 새로운 표적 유전자 ‘비글스리’(VGLL3)를 발굴했다. 비글스리가 지방세포 유전자들의 DNA 조절 부위인 인핸서를 억제해 지방세포 분화 프로그램 전체를 간접적으로 제어한다고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 임대식 교수는 “이번 연구는 지방세포 분화가 단순한 유전자 조절을 넘어, 후성 유전체 수준에서 정교하게 제어된다는 점을 처음으로 규명했다”며 “지방세포의 정체성 변화 메커니즘을 보다 정밀하게 이해하게 됨에 따라 대사질환 환자의 맞춤형 치료 전략으로 이어질 중요한 토대를 마련했다”고 설명했다.

인도네시아 술라웨시 마로스 무나섬의 한 동굴에 사냥하는 인간의 모습을 묘사한 벽화가 그려져 있다. 막심 오버트 호주 그리피스대 교수는 이 벽화가 최소 6만 7800년 전에 그려진 것으로, 현생 인류의 직계 조상인 호모 사피엔스가 그린 동굴 벽화보다 1만 6600년 앞선 것이라고 22일 국제 학술지 네이처에 발표했다. 마로스 AP 뉴시스

체중 증가와 당뇨병의 주범으로 낙인찍혀 온 흰 빵·파스타·쌀밥. 냉동실에 넣었다가 다시 꺼내 먹으면 건강 피해를 줄일 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 냉동 과정에서 생기는 ‘저항성 전분’이 혈당 상승을 막고 포만감을 높여 체중 감량을 돕는다는 설명이다. 20일(현지시간) 데일리메일에 따르면 빵과 파스타, 쌀밥 등을 냉동실에 넣기만 해도 혈당 상승과 체중 증가를 억제하는 데 도움이 된다는 사실이 밝혀졌다. 흰 빵은 파스타, 쌀밥과 함께 정제 탄수화물로 가득하다. 정제 탄수화물은 식이섬유 같은 필수 영양소를 제거하는 초가공 과정을 거친 탄수화물이다. 정제 탄수화물은 혈당을 급격히 높여 췌장에 부담을 주고 인슐린을 과다 분비하게 만들어 결국 당뇨병으로 이어질 수 있다. 식이섬유가 없는 흰 빵과 다른 정제 곡물은 소화기관을 빠르게 통과한다. 이 때문에 포만감이 오래가지 않고 짧은 시간 안에 다시 배가 고파진다. 하지만 빵을 냉동하면 ‘역행성’이라는 과정이 시작된다. 이 과정에서 빵 속 탄수화물인 전분 분자가 단단해지고 소화가 어려워진다. 몸에서 흡수되기 어려운 ‘저항성 전분’이 생기기 때문이다. 이렇게 만들어진 저항성 전분은 정제 탄수화물과 달리 포도당으로 쉽게 분해되지 않아 혈당 수치를 크게 높이지 않는다. 식이섬유처럼 포만감을 높여 하루 종일 먹는 양을 줄여준다. 특히 저항성 전분은 체중 감량에 효과적이다. 국제학술지 ‘네이처 메타볼리즘’에 실린 2024년 연구에서는 약 8주간 저항성 전분을 섭취한 사람들이 그렇지 않은 사람들보다 2.7㎏을 더 감량했다. 유럽 임상의학 저널에 실린 소규모 연구도 같은 결과를 보였다. 빵을 냉동했다 해동한 뒤 구우면 그냥 구운 것보다 혈당이 덜 올랐다. 연구진은 냉동 과정에서 저항성 전분이 만들어졌기 때문으로 분석했다. 전문가들은 빵을 최소 12~24시간 냉동하라고 권장한다. 냉동 상태로 3~6개월까지 보관 가능하다. 이런 효과는 빵에만 국한되지 않는다. 2022년 한 연구에서는 식혔다 데운 쌀밥의 혈당 상승률이 갓 지은 밥보다 30% 낮았다. 다만 전문가들은 정제 탄수화물을 적당히 먹고, 가능하면 통곡물을 선택하라고 권한다. 저항성 전분이 도움이 되지만 과식을 정당화할 만큼은 아니라서 적당량을 섭취하는 것이 여전히 중요하기 때문이다.

과도한 스마트폰 사용이 수면과 정신건강을 동시에 악화시킬 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 스마트폰 중독 위험이 높은 사람은 불면증과 우울증 위험이 최대 2.8배까지 높아지는 것으로 나타났다. 최근 고려대학교 안암병원 정신건강의학과 조철현 교수 연구팀은 불면증 증상을 호소하는 성인 246명을 대상으로 스마트폰 과다 사용과 수면·정신건강 지표의 연관성을 분석한 결과를 공개했다. 연구팀은 스마트폰 과다 사용 선별 설문(SOS-Q)을 활용해 참여자를 고위험군 141명과 저위험군 105명으로 나눴다. 해당 설문은 스마트폰 사용이 일상생활을 방해하는지, 사용하지 못할 때 불안이나 초조함을 느끼는지 등을 묻는 문항으로 구성돼 있다. 이후 연구팀은 스마트폰 애플리케이션을 통해 수집한 참가자들의 수면 시간, 활동량, 심박수 등 생체 데이터를 분석해 스마트폰 사용 패턴과 건강 상태를 비교했다. 분석 결과, 스마트폰 과다 사용 고위험군은 저위험군보다 중등도 이상의 불면증을 겪을 가능성이 약 2.6배 높았다. 주관적으로 느끼는 수면의 질 저하 위험도 역시 약 2.4배 컸다. 정신건강 지표에서도 차이가 뚜렷했다. 스마트폰 과다 사용 고위험군은 우울 증상 위험이 약 2.8배, 불안 증상 위험은 약 1.6배 더 높은 것으로 나타났다. 연구팀은 스마트폰 사용 위험도를 자기보고형 설문으로 평가했지만, 여기에 실제 생체 데이터를 결합해 분석함으로써 스마트폰 과다 사용이 수면과 정신건강에 미치는 영향을 보다 객관적으로 확인했다는 점에 의미가 있다고 설명했다. 조 교수는 “불면증을 평가하고 관리하는 과정에서 스마트폰 사용 패턴과 같은 디지털 행동 정보도 함께 고려할 필요가 있다”며 “스마트폰 사용 습관을 점검하는 것만으로도 수면과 정신건강 개선에 도움이 될 수 있다”고 말했다. 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘행위중독저널(Journal of Behavioral Addictions)’ 최근호에 실렸다.

국내 연구진이 알츠하이머병(치매) 약물 후보 성분(분자)의 구조 배치를 바꿔 치료 효과를 높일 수 있다는 연구 결과를 발표했다. 치매 환자의 70% 이상을 차지하는 알츠하이머병은 인지·운동 능력의 심각한 저하를 초래하나, 단일 요소만을 표적으로 삼는 기존 치료전략으로는 복잡한 발병 기전 억제에 한계가 있었다. 한국과학기술원(KAIST) 화학과 임미희 교수 공동 연구팀은 약물 후보 성분의 구조 배치만 바꿔 알츠하이머 악화 원인을 조절할 수 있음을 규명했다고 22일 밝혔다. 연구팀은 같은 재료로 만든 분자라도 붙는 위치에 따라 전혀 다른 역할을 할 수 있다는 개념인 ‘위치 이성질체’에 주목했다. 실제로 분자의 위치가 달라지자 활성 산소에 반응하는 정도나 아밀로이드 베타 및 금속과 결합하는 성질이 눈에 띄게 달라졌다. 활성 산소와 아밀로이드 베타는 치매의 주요 원인 요소로 꼽힌다. 마우스 모델 실험에서는 기억을 담당하는 뇌 해마 부위의 신경 세포 손상을 줄이고 아밀로이드 플라크 축적을 감소시켜 저하됐던 기억력, 인지 기능이 유의미하게 개선됐다. 임 교수는 “알츠하이머병처럼 원인이 복잡하게 얽힌 질환을 정밀 제어할 수 있는 새 치료 전략의 가능성을 제시했다”고 말했다. KAIST 화학과 나찬주·이지민 석박통합과정생이 공동 제1저자로 참여한 연구 결과는 지난 14일 국제 학술지인 미국 화학회지 이슈 1호에 게재됐다.

화학에서 이성질체는 원자의 종류와 개수가 같아 똑같은 분자식을 갖지만, 결합 방식이나 3차원 공간에서 배열이 달라 서로 다른 물리적, 화학적 성질을 나타내는 화합물을 말한다. 결합 방식이 다른 구조 이성질체와 공간 배열이 다른 입체 이성질체로 나뉜다. 국내 과학자들이 구조 이성질체의 하나인 위치 이성질체를 이용한 알츠하이머 치료 가능성을 규명해 주목받고 있다. 카이스트 화학과, 전남대 화학과, 한국생명공학연구원 국가바이오인프라사업본부, 실험동물자원센터 공동 연구팀은 똑같은 분자라도 구조가 다를 경우 알츠하이머에 작용하는 방식이 달라질 수 있다는 사실을 분자 수준에서 규명했다고 22일 밝혔다. 이 연구 결과는 화학 분야 국제 학술지 ‘미국 화학회지’ 1월 14일 자에 실렸다. 알츠하이머는 아밀로이드 베타, 타우 단백질, 금속 이온, 활성 산소종 등 여러 원인이 서로 영향을 미치며 질병을 악화시킨다. 금속 이온은 아밀로이드 베타와 결합해 독성을 키우고, 이 과정에서 활성 산소종 생성이 증가해 뇌신경 세포 손상은 심해진다. 그래서, 알츠하이머를 효과적으로 치료, 완화하기 위해서는 여러 원인을 동시에 다룰 수 있어야 한다. 그렇지만, 지금까지 연구되는 알츠하이머 치료법은 아밀로이드 베타, 타우 단백질, 활성 산소종 등 한 가지 원인에만 초점을 맞췄다. 이에 연구팀은 약물 후보 물질 분자의 구조 배치만 바꾼 위치 이성질체로 알츠하이머를 악화하는 여러 원인을 한 번에 조절할 수 있을 것이라는 아이디어에서 출발했다. 연구팀은 구조가 조금씩 다른 세 가지 위치 이성질체를 비교 분석한 결과, 미세한 구조 차이만으로도 활성 산소를 줄이는 능력, 아밀로이드 베타와 결합 방식, 금속과 상호 작용 특성이 크게 달라진다는 점을 밝혀냈다. 분자 배치를 바꾸는 것만으로 알츠하이머 주요 원인을 서로 다른 방식으로 동시에 조절할 수 있다는 것이다. 실제로 연구팀은 사람의 치매 유전자를 이식한 알츠하이머 생쥐 실험에서 특정 구조를 가진 화합물이 활성 산소종, 아밀로이드 베타, 금속-아밀로이드 베타 복합체를 한 번에 조절하는 것을 관찰했다. 이 화합물은 기억을 담당하는 뇌 해마 부위 신경 세포 손상을 줄이고, 아밀로이드 베타 플라크 축적을 줄이면서, 저하된 기억력과 인지 기능을 유의미하게 개선하는 것이 확인됐다. 연구를 주도한 임미희 카이스트 화학과 교수는 “이번 연구는 분자 구성 성분은 그대로 놔두고 구조 배치만 조절해 여러 알츠하이머 발병 원인에 작용할 수 있다는 사실을 보여줬다”며 “알츠하이머처럼 발병, 악화 요인이 복잡하게 얽힌 질병을 보다 정밀하게 제어할 수 있는 새로운 치료 전략이 될 것으로 기대한다”고 말했다.

무거운 바벨과 고된 반복 훈련이 아니어도 근력과 근육을 키울 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 웨이트 트레이닝을 어렵게 느껴온 사람들에게는 특히 반가운 소식이다. 미국 일간 워싱턴포스트는 21일(현지시간) 최근 발표된 연구를 인용해 가벼운 무게로도 충분한 노력을 기울이면 근력과 근육이 모두 증가할 수 있다고 전했다. 연구진은 해당 결과를 지난달 국제 학술지 ‘저널 오브 피지올로지’(The Journal of Physiology)에 게재했다. 연구를 이끈 캐나다 맥마스터대의 운동생리학자 스튜어트 필립스 교수는 “자신에게 맞는 방식으로 들어 올리면 된다는 점이 이번 연구의 핵심”이라고 말했다. 연구진은 웨이트 트레이닝 경험이 없는 건강한 20대 남성 20명을 모집해 실험을 진행했다. 참가자들은 팔과 다리를 나눠 한쪽은 무거운 무게로 12회 내외, 다른 쪽은 가벼운 무게로 최대 25회를 반복했다. 기준은 하나였다. 더는 반복할 수 없을 때까지 근육이 피로해지도록 운동하는 것이었다. 참가자들은 10주 동안 주 3회 훈련을 이어갔다. 이후 재측정에서 연구진은 무거운 무게를 든 쪽과 가벼운 무게를 든 쪽 사이에 근력과 근육량 증가에서 뚜렷한 차이를 확인하지 못했다. 가벼운 웨이트 트레이닝도 충분한 효과를 냈다. ◆ 핵심은 ‘무게’가 아니라 ‘노력’ 필립스 교수는 “근육 반응을 좌우하는 요소는 하중이 아니라 끝까지 밀어붙이는 노력”이라고 강조했다. 관절이 약하거나 무거운 중량이 부담스러운 사람은 가벼운 덤벨이나 탄성 밴드, 맨몸 운동을 선택해도 된다. 시간이 부족한 사람은 상대적으로 무거운 무게로 짧게 운동해도 효과를 기대할 수 있다. 전문가들은 특히 중년이나 웨이트 트레이닝 초보자에게는 처음부터 중량을 늘리기보다 가벼운 무게로 근육이 지칠 때까지 반복하는 방식이 더 적절하다고 설명한다. 이 초기 단계에서는 근육 크기보다 힘을 쓰는 능력인 근력이 먼저 향상되는 경우가 많다. 관절과 인대에 무리를 주지 않으면서도 일상 동작에 필요한 힘을 키울 수 있어 건강 측면의 이점도 크다. 이후 근력이 늘어 기존 무게가 가볍게 느껴지기 시작하면, 그때 중량을 조금씩 늘려 다시 지칠 때까지 반복하면 된다. 이런 점진적 접근은 부상 위험을 낮추면서도 근력 증가를 출발점으로 삼아 장기적으로는 근육 크기 증가까지 이어질 수 있는 전형적인 경로로 평가된다. ◆ 사람마다 다른 반응…그래도 분명한 메시지 연구진은 개인별 차이도 확인했다. 일부 참가자는 근력이나 근육량이 크게 늘었지만, 다른 일부는 증가 폭이 작았다. 근육 크기 증가가 곧바로 근력 향상으로 이어지지는 않았다. 연구진은 이런 차이가 유전적 요인과 관련 있다고 분석했다. 이번 실험은 헬스장 기구를 사용했지만, 필립스 교수는 스쿼트나 데드리프트 같은 맨몸 운동에도 같은 원리가 적용될 가능성이 크다고 봤다. 그는 “나 역시 집에서 반복 횟수를 한계까지 채우는 방식으로 운동한다”며 “말뿐 아니라 직접 실천하고 있다”고 말했다. 연구진은 시작 자체의 중요성도 강조했다. 필립스 교수는 “조사에 따르면 약 80%의 사람들이 웨이트 트레이닝을 전혀 하지 않는다”며 “2026년을 ‘근력의 해’로 만들자”고 제안했다. 이번 연구가 전하는 메시지는 분명하다. 웨이트 트레이닝에서 중요한 것은 중량의 크기가 아니라 근육이 지칠 때까지 꾸준히 반복하는 과정이다.

무거운 바벨과 고된 반복 훈련이 아니어도 근력과 근육을 키울 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 웨이트 트레이닝을 어렵게 느껴온 사람들에게는 특히 반가운 소식이다. 미국 일간 워싱턴포스트는 21일(현지시간) 최근 발표된 연구를 인용해 가벼운 무게로도 충분한 노력을 기울이면 근력과 근육이 모두 증가할 수 있다고 전했다. 연구진은 해당 결과를 지난달 국제 학술지 ‘저널 오브 피지올로지’(The Journal of Physiology)에 게재했다. 연구를 이끈 캐나다 맥마스터대의 운동생리학자 스튜어트 필립스 교수는 “자신에게 맞는 방식으로 들어 올리면 된다는 점이 이번 연구의 핵심”이라고 말했다. 연구진은 웨이트 트레이닝 경험이 없는 건강한 20대 남성 20명을 모집해 실험을 진행했다. 참가자들은 팔과 다리를 나눠 한쪽은 무거운 무게로 12회 내외, 다른 쪽은 가벼운 무게로 최대 25회를 반복했다. 기준은 하나였다. 더는 반복할 수 없을 때까지 근육이 피로해지도록 운동하는 것이었다. 참가자들은 10주 동안 주 3회 훈련을 이어갔다. 이후 재측정에서 연구진은 무거운 무게를 든 쪽과 가벼운 무게를 든 쪽 사이에 근력과 근육량 증가에서 뚜렷한 차이를 확인하지 못했다. 가벼운 웨이트 트레이닝도 충분한 효과를 냈다. ◆ 핵심은 ‘무게’가 아니라 ‘노력’ 필립스 교수는 “근육 반응을 좌우하는 요소는 하중이 아니라 끝까지 밀어붙이는 노력”이라고 강조했다. 관절이 약하거나 무거운 중량이 부담스러운 사람은 가벼운 덤벨이나 탄성 밴드, 맨몸 운동을 선택해도 된다. 시간이 부족한 사람은 상대적으로 무거운 무게로 짧게 운동해도 효과를 기대할 수 있다. 전문가들은 특히 중년이나 웨이트 트레이닝 초보자에게는 처음부터 중량을 늘리기보다 가벼운 무게로 근육이 지칠 때까지 반복하는 방식이 더 적절하다고 설명한다. 이 초기 단계에서는 근육 크기보다 힘을 쓰는 능력인 근력이 먼저 향상되는 경우가 많다. 관절과 인대에 무리를 주지 않으면서도 일상 동작에 필요한 힘을 키울 수 있어 건강 측면의 이점도 크다. 이후 근력이 늘어 기존 무게가 가볍게 느껴지기 시작하면, 그때 중량을 조금씩 늘려 다시 지칠 때까지 반복하면 된다. 이런 점진적 접근은 부상 위험을 낮추면서도 근력 증가를 출발점으로 삼아 장기적으로는 근육 크기 증가까지 이어질 수 있는 전형적인 경로로 평가된다. ◆ 사람마다 다른 반응…그래도 분명한 메시지 연구진은 개인별 차이도 확인했다. 일부 참가자는 근력이나 근육량이 크게 늘었지만, 다른 일부는 증가 폭이 작았다. 근육 크기 증가가 곧바로 근력 향상으로 이어지지는 않았다. 연구진은 이런 차이가 유전적 요인과 관련 있다고 분석했다. 이번 실험은 헬스장 기구를 사용했지만, 필립스 교수는 스쿼트나 데드리프트 같은 맨몸 운동에도 같은 원리가 적용될 가능성이 크다고 봤다. 그는 “나 역시 집에서 반복 횟수를 한계까지 채우는 방식으로 운동한다”며 “말뿐 아니라 직접 실천하고 있다”고 말했다. 연구진은 시작 자체의 중요성도 강조했다. 필립스 교수는 “조사에 따르면 약 80%의 사람들이 웨이트 트레이닝을 전혀 하지 않는다”며 “2026년을 ‘근력의 해’로 만들자”고 제안했다. 이번 연구가 전하는 메시지는 분명하다. 웨이트 트레이닝에서 중요한 것은 중량의 크기가 아니라 근육이 지칠 때까지 꾸준히 반복하는 과정이다.

눈과 얼음으로 대표되는 계절, 겨울이 되면 떠오르는 스포츠는 당연히 스케이트와 스키다. 스키나 스케이트를 타고 얼음과 눈 위를 미끄러질 수 있는 이유는 단순히 미끄러운 표면 덕분이 아니라 복잡한 물리학적 현상이 작용한다. 좁은 스케이트 날이 얼음에 압력을 가하면 순간적으로 녹아 얇은 수막이 형성되는 압력 융해나 압력 없이도 얼음 표면이 미세하게 녹아 있는 준용융층(Premelting Layer)이기 때문에 가능하다는 것이다. 그런데, 과학계에서 준용융층의 두께는 어느 정도인지, 실제로 존재하는지에 관해 오랫동안 논쟁을 벌여왔다. 이런 상황에서 스페인 마드리드 콤플루텐세대 물리화학과 연구팀은 준용융층의 두께를 측정하는 데 성공했다는 연구 결과를 물리학 분야 국제 학술지 ‘화학 물리학 저널’ 1월 21일 자에 발표했다. 냉장고 냉동실에 있는 얼음은 눈구름 속에서 형성되는 단결정이나 겨울철 강이나 호수에 형성된 얼음과는 완전히 다르다. 얼음 결정은 육각 기둥부터 납작한 판 모양, 그리스식 기둥 모양까지 다양한 형태로 자란다. 이런 구조적 변화가 어떻게 일어나는지는 여전히 수수께끼다. 이에 대해 ‘전자기학의 아버지’로 불리는 영국의 물리학자이자 화학자인 마이클 패러데이는 ‘녹는점 이하의 얼음의 표면에 미세한 얇은 수막을 갖고 있다’는 가설을 내놨다. 패러데이가 제시한 준용융층의 두께와 존재 여부에 대해서 서로 모순되는 증거들이 많아 논란이 계속돼 왔다. 이런 논쟁을 종식하기 위해 연구팀은 얼음의 ‘상태도’(phase diagram)에 주목했다. 상태도는 온도와 압력에 따라 고체, 액체, 기체 상태의 물이 어떻게 존재하는지를 나타낸 도표다. 도표에는 세 가지 상태가 모두 같이 안정적이고 완벽한 평형 상태로 공존하는 ‘삼중점’이 있다. 연구팀은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 얼음 표면의 분자 움직임을 시각화했다. 그 결과, 삼중점에서 나노미터 두께의 얇은 막이 있다는 것이 확인됐다. 지금까지 많은 실험에서는 이보다 훨씬 두터운 막이 있다고 보고됐지만, 연구팀은 실험이 의도치 않게 삼중점 평형 상태에서 약간 벗어난 채 진행됐기 때문이라고 지적했다. 평형은 하나의 ‘점’이기 때문에 사람이 하는 실험에서는 그 점에 최대한 근접할 수는 있지만, 정확히 그 지점에 머물 수는 없기 때문에 미세한 편차만으로도 평형에서 벗어나게 되고 현상을 측정하기 어렵게 한다고 연구팀은 설명했다. 물의 특이한 밀도 특성 때문에 고체 상태 얼음이 액체 상태의 물보다 에너지적으로 더 안정적이어서 얇은 액체 막은 평형점 근처에서 두께가 제한된다. 연구팀은 물리학의 다양한 이론을 결합해 액체 방울이 막 위에 응결돼 나타나는 ‘부분 젖음’(partial wetting) 현상을 설명했다. 부분 젖음은 액체가 고체 표면에 떨어졌을 때 완전히 퍼지지 않고 방울 형태를 유지하려는 성질로, 얼음 결정의 성장 방식을 결정하는 중요한 단서라고 연구팀은 밝혔다. 연구를 이끈 루이스 맥도웰 교수는 “눈 결정 모양이 연속적으로 변하는 과정은 얼음 표면에서 일어나는 준용융막 두께 변화와 관련이 있으며, 이는 표면 상전이를 나타낸다”며 “전이가 일어날 때마다 얼음 표면 성질과 성장 속도가 급격히 변한다”고 말했다. 맥도웰 교수는 “얼음 윗면과 측면이 서로 다른 속도로 자라기 때문에 다양한 결정 모양이 나타나는 것”이라며 “마찰이 얼음의 미끄러움에 어떤 영향을 미치는지, 불순물이 막의 두께에 어떤 영향을 주는지 추가 연구를 진행할 계획”이라고 덧붙였다.