위고비, 오젬픽 등 인기 비만치료제 핵심 성분인 ‘글루카곤 유사 펩타이드-1’(GLP-1) 계열 약물이 체중 감량에는 탁월한 효과를 보이지만, 예상치 못한 근육 손실을 동반한다는 연구 결과가 발표됐다. 미국 버지니아대 연구팀은 이러한 근육량 감소가 향후 심혈관 건강과 수명에 악영향을 줄 가능성이 있다고 우려를 표했다. 국제학술지 ‘임상 내분비학 및 대사 저널’에 최근 발표된 이 연구에 따르면, GLP-1 약물로 인해 지방이 빠지는 과정에서 근육의 40~50%를 차지하는 제지방량(FFM)이 함께 줄어드는 것으로 나타났다. 전체 감량된 체중 가운데 근육 등 무지방 체중 손실은 25~40%를 차지했다. 이는 자연스러운 노화 과정에서 근육이 10년에 8%씩 줄어드는 것과 비교하면 높은 수준이다. 버지니아대 연구팀은 이러한 근육 손실이 장기적으로 어떤 영향을 미치는지 알아보기 위해 심폐기능(CRF) 변화를 면밀하게 살펴봤다. 심폐기능은 우리 몸이 운동 중 산소를 얼마나 효율적으로 사용하는지를 보여주는 지표다. 비만, 당뇨병, 심부전 환자를 포함해 다양한 인구 집단의 사망 위험을 예측하는 핵심 요소로 활용된다. 비만 환자들은 대부분 심폐기능이 떨어져 있다. 근육량 자체가 부족하거나 근육이 충분하더라도 지방이 근육 사이에 끼어들어 활동에 제약을 받기 때문이다. 연구 결과 GLP-1 계열 약물은 체중 감량에는 큰 도움을 주지만, 정작 심장과 폐 기능 개선에는 뚜렷한 효과를 보이지 않는 것으로 나타났다. 연구진은 이런 현상이 환자들의 신진대사 건강과 건강 수명에 부정적인 영향을 줄 수 있다고 우려했다. 따라서 GLP-1 약물 복용 환자들이 체중 감량과 함께 심폐 기능까지 개선하려면 운동 프로그램, 영양 보충제, 보완 약물 등을 추가로 활용해야 한다는 설명이다. 약물 처방 전부터 근육량 감소 위험성을 점검하고, 치료 과정에서 단백질을 충분히 섭취하며 꾸준한 운동을 병행하는 것도 중요하다.

언어 장애인 말더듬(Stuttering)이 지능이나 교육으로부터 기인하는 것이 아닌 유전적 특성과 직접적 관계가 있음을 밝힌 연구 결과가 나왔다. 4일 한국바이오협회 바이오경제연구센터는 미국 밴더빌트 대학 메디컬센터 연구팀이 국제학술지 ‘네이처 유전학’(Nature Genetics)에 발표한 논문을 인용하며 이같이 밝혔다. 말더듬은 특정 소리나 단어를 반복하거나 지연하는 증상이 심하게 나타나 말을 유창하게 하지 못하는 장애를 뜻한다. 그동안 말더듬에 대해서 유전적 구조로부터 원인을 찾는 연구는 활발하게 이뤄지지 않았다. 연구팀은 말더듬 사례 10만건과 대조군 100만건 이상을 비교·분석했다. 연구 결과, 말더듬과 관련된 48개 유전자에서 57개의 뚜렷한 영역(유전자좌)을 확인했다. 또 이 중 일부는 자폐증, 우울증, 음악성에도 영향을 미칠 수 있다는 사실도 발견했다. 연구책임자인 제니퍼 빌로우 밴더빌트대 박사는 “왼손잡이, 어린 시절 트라우마, 위압적인 어머니에 이르기까지 말더듬의 원인에 대해 수백 년 동안 오해가 있었다”며 “우리 연구는 말더듬이 개인적 또는 가족적 결함이나 지능에 의해 발생하는 것이 아니라 유전자의 영향을 받는다는 것을 보여준다”고 말했다. 연구팀은 말을 더듬는 이들은 과거에 괴롭힘을 더 많이 겪고, 교실 참여가 감소하면서 부정적인 교육 경험을 하는 경향이 있다고 설명했다. 특히 성인이 되어서도 구직이나 사회 생활에서 어려움을 겪을 수 있다고 지적했다. 논문 공동 저자인 딜런 프루엣 밴더빌트 의과대학 박사는 자신도 말더듬 장애가 있는 언어학자라고 밝히며 “말더듬과 관련된 사회적 낙인을 없애고 앞으로 새로운 치료 접근법을 개발해 나가야 한다”고 했다. 말더듬은 일반적으로 2세에서 5세 사이에 증상이 나타난다. 이 중 80%는 치료를 받지 않고도 자연스럽게 회복되지만 일부는 청소년기와 성인기까지 증상이 지속된다. 이에 따라 언어 개입, 행동 수정, 인지 개입 등을 활용해 말더듬 치료법을 찾고 있으나, 현재까지 자발적인 회복 외에 치료법은 없는 것으로 알려졌다.

인공감미료를 넣은 다이어트 음료가 되레 설탕이 첨가된 음료보다 당뇨병 발생 위험을 더 높인다는 연구 결과가 나왔다. 3일(현지시간) 과학 전문 매체 사이언스얼러트에 따르면, 호주와 네덜란드 공동 연구진이 40~69세 호주인 3만 6608명의 식습관을 14년에 걸쳐 추적 관찰한 결과 하루 한 캔의 다이어트 음료만으로도 제2형 당뇨병 위험이 38% 증가하는 것으로 밝혀졌다. 반면 설탕이 들어간 일반 음료를 마신 참가자의 당뇨병 위험은 23% 증가하는 데 그쳤다. 이 결과는 최근 국제 학술지 ‘당뇨병과 대사’에 실렸다. 연구를 이끈 호주 모나시대의 영양학자 로벨 후센 캅티머는 “설탕이든 인공감미료든 이런 음료를 하루 한 캔 이상 마시면 제2형 당뇨병 발생 확률이 크게 높아진다”고 설명했다. 설탕 음료를 마신 사람은 체중이 늘어야 당뇨병 위험이 높아졌지만, 다이어트 음료를 마신 사람은 체중 증가 없이도 당뇨병 위험이 계속 높게 나타났다. 이는 인공감미료 자체가 혈당 수치에 직접적인 영향을 미칠 가능성을 시사한다. 실제로 대표적인 인공감미료인 아스파탐은 설탕과 동일한 인슐린 반응을 일으키는 것으로 확인됐다. 또한 연구진은 인공감미료가 장 속 세균의 균형을 깨뜨려 몸이 당분을 제대로 처리하지 못하게 만드는 ‘포도당 불내성’을 증가시킨다고 분석했다. 호주 왕립멜버른공과대학(RMIT)의 바르보라 드 쿠르텐 생의학자는 “인공감미료는 당뇨병 위험이 높은 사람들에게 더 건강한 대안으로 권장되고 있지만, 이번 연구 결과는 인공감미료 자체가 건강에 해로울 수 있다는 것을 보여준다”고 경고했다. 최근 다른 연구에서도 인공감미료가 뇌 손상과 심장병을 일으킬 수 있다는 결과가 나오고 있다. 이에 연구진은 인공감미료의 위험성에 대해 사람들이 더 많이 알아야 한다고 강조했다.

파인애플, 무화과, 키위 등에 풍부한 소화효소 브로멜라인(Bromelain)을 섭취하면 지방분해효소인 리파아제(lipase)가 증가한다는 연구 결과가 나왔다. 튀르키예 에르지예스대 오마르 살라 아흐메드 박사와 이라크 안바르대 나지브 무함마드 후세인 박사팀이 생쥐를 대상으로 실험한 결과, 고지방 식단과 브로멜라인을 함께 먹은 쥐들은 고지방 식단만 먹은 그룹에 비해 체중이 적게 증가했다. 또 브로멜라인은 지방 과다 섭취로 인한 간·콩팥 기능 저하, 이상지질혈증 등 대사장애 개선에 효과적이었다. 해당 연구 결과는 지난 6월 국제학술지 ‘식품 품질 저널(Journal of Food Quality)’에 게재됐다. 연구팀은 생쥐 25마리를 5개 그룹으로 나눠 식단 실험을 진행했다. 그 결과 고지방 식단만 먹은 쥐들은 체중이 급격히 증가하고 간·콩팥 기능 저하를 나타내는 간 효소, 요소질소, 크레아티닌 수치가 현저히 높아졌다. 또 LDL 콜레스테롤, 중성지방 수치가 증가해 이상지질혈증이 나타났다. 반면 고지방 식단과 브로멜라인을 함께 먹은 쥐들은 체중 증가율이 절반 이하로 낮아졌다. 특히 리파아제 유전자의 발현량은 약 428배 증가했으며 혈중 지방 수치와 크레아티닌, 요소질소 수치가 눈에 띄게 개선됐다. 고단백 식단과 브로멜라인을 함께 먹은 경우에도 고단백 식단만 섭취한 그룹보다 크레아티닌과 요소질소 수치가 낮게 나타났다. 다만 이 경우 리파아제 유전자 발현 역시 유의미하게 감소했다. 연구팀은 “과일의 천연 효소인 브로멜라인이 고지방 섭취에 따른 염증반응, 조직손상, 대사저하를 억제하는 것으로 나타났다”며 “고지방 식단과 브로멜라인을 함께 섭취한 그룹에서는 조직 손상이 거의 없거나 정상에 가까웠다”라고 밝혔다. 파인애플은 100g당 약 13mg의 브로멜라인을 함유하고 있으며 특히 줄기 부분에 많다. 브로멜라인은 열에 의해 파괴되기 때문에 파인애플은 통조림보다 생으로 섭취하는 것이 좋다. 브로멜라인뿐만 아니라 비타민C가 풍부한 파인애플은 활성산소를 제거해 노화를 늦추고 면역체계 강화에 도움이 된다. 다만 산도가 높아 과다 섭취할 경우 위장에 부담이 될 수 있으므로 주의해야 한다.

인간의 ‘술 유전자’ 탄생의 수수께끼가 풀렸다. 약 1000만년 전부터 인류의 조상이 땅에 떨어진 발효 과일을 자주 주워 먹는 습성 때문에 알코올 분해력이 40배 폭발적으로 향상됐다는 연구 결과가 나왔다. 과일이 발효되면 술의 주성분인 에틸알코올이 생성되는데, 우리 조상들이 이런 ‘자연산 술’을 계속 먹으면서 체내 알코올 분해 능력을 진화시켜 나갔다는 이론이다. 미국 다트머스대와 영국 세인트앤드루스대 공동 연구진은 지난달 31일 국제학술지 바이오사이언스에 게재한 논문에서 이같이 밝혔다. 앞선 2015년 연구에서는 발효 과일 섭취로 인간과 아프리카 유인원의 공통 조상에서 유전적 변이가 일어나 알코올 대사 능력이 40배 향상됐을 가능성이 제기됐다. 이번 연구는 그 원인이 된 구체적인 행동을 밝혀냈다. 연구진은 야생에서 오랑우탄, 침팬지, 마운틴고릴라, 서부고릴라의 식습관을 분석했다. 그리고 땅에 떨어진 발효 과일을 주워 먹는 행동을 ‘스크럼핑’이라고 명명했다. 연구 결과 침팬지, 마운틴고릴라, 서부고릴라 등 아프리카 유인원들은 정기적으로 스크럼핑을 하지만, 오랑우탄은 그렇지 않다는 사실을 발견했다. 연구를 이끈 다트머스대 나다니엘 도미니 인류학과 교수는 “과학자들이 이런 행동을 꾸준히 관찰해왔지만, 이를 지칭하는 용어가 없어 그 중요성이 제대로 부각되지 못했다”고 설명했다. 이는 2015년 유전자 연구 결과와도 일치한다. 당시 연구에서는 오랑우탄 등 다른 영장류와 달리 아프리카 유인원의 알코올 분해 효소가 훨씬 효율적이라는 사실이 밝혀졌기 때문이다. 연구진은 알코올 분해 능력이 아프리카 유인원에게 다양한 생존의 이점을 안겨줬다고 봤다. 먼저 땅에 떨어진 발효 과일을 안전하게 먹을 수 있게 되면서 나무 위의 덜 익은 과일을 두고 원숭이들과 경쟁할 필요가 없어졌다. 또한 큰 체구의 유인원들이 위험한 나무 타기를 피할 수 있게 됐다. 일례로 침팬지는 하루에 약 4.5kg의 과일을 먹는다. 연구진은 이들이 상당량의 알코올을 섭취하고 있으며, 만성적인 저농도의 알코올 노출이 침팬지 생활의 핵심이자 인간 진화의 주요 원동력이었을 것으로 추정했다. 도미니 교수는 “약 1000만년 전 고릴라, 침팬지, 인간의 공통 조상이 스크럼핑을 했던 것이 오늘날 인간이 알코올을 놀랍도록 잘 소화하는 이유를 설명해준다”며 “우리는 술 제조법을 발견하기 훨씬 이전부터 알코올을 대사하도록 진화했다”고 설명했다. 세인트앤드루스대 캐서린 호바이터 교수는 인간이 유인원으로부터 음주의 사회적 측면 역시 물려받았을 가능성을 제기했다. 호바이터 교수는 “친구들과 맥주 한잔을 하거나 큰 모임에서 술을 마시는 것처럼, 알코올과 우리 관계의 기본적인 특징은 ‘함께 마시는 것’”이라며 “발효 과일을 함께 먹는 행동이 유인원의 사회적 관계에도 영향을 미치는지 연구하는 것이 다음 과제”라고 밝혔다.

동물들이 내는 소리를 우리는 흔히 ‘노래’라고 부르는 경우가 많지만, 인간이 즐기는 음악과는 차이를 보인다. 그런데, 동물의 소리는 인간의 음악과 전혀 다른 것일까. 호주 시드니 뉴사우스웨일스대(UNSW 시드니) 해양과학·혁신 연구센터, 미국 매사추세츠 다트머스대 전자·컴퓨터 공학과 공동 연구팀은 얼룩무늬물범이 내는 소리의 구조는 클래식 음악보다 동요에 가까운 것으로 나타났다고 4일 밝혔다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 8월 1일 자에 실렸다. 얼룩무늬물범은 남극에 서식하는 물범 중 남방코끼리물범에 이어 두 번째로 큰 종이며, 남극의 먹이사슬 최상위에 속한 동물이다. 여름철에 수컷 얼룩무늬물범은 남극의 여러 지역에 넓게 퍼져 있고, 따로 떨어져 생활하는 경우가 많다. 또 얼룩무늬물범들은 하루 13시간 이상 노래를 부르는데, 지금까지는 새끼를 재우거나 안정감을 주기 위한 것이며, 사람의 음악과 구조적 유사성이 있다는 사실이 알려졌다. 이에 연구팀은 1992~1994년, 1997~1998년 남극 동부 데이비스해(海) 연안 지역에서 녹음된 얼룩무늬물범의 소리를 분석했다. 또 수컷 얼룩무늬물범 26마리의 노래와 혹등고래, 병코돌고래, 다람쥐원숭이, 그리고 바로크, 낭만주의 클래식 음악, 현대 음악, 비틀스 음악, 동요 등 다양한 종류의 인간 음악과도 비교했다. 그 결과, 얼룩무늬물범의 노래는 다섯 가지 뚜렷한 음표로 표시된다는 사실을 확인했다. 음악에 생동감과 긴장감을 더하는 역할을 하는 트릴은 단순한 음표에 변화를 넣어 청중의 귀를 사로잡는 데 중요하다. 얼룩무늬물범의 노래는 높은 이중 트릴, 중간 단일 트릴, 낮은 하강 트릴, 낮은 이중 트릴, 낮은 단일 트릴이 포함된 것으로 나타났다. 연구팀은 얼룩무늬물범 노래의 무작위성을 인간의 음악과 비교했다. 예측 가능성을 기준으로 점수를 매겼는데, 점수가 높을수록 예측 가능성이 작다는 것을 의미한다. 분석 결과, 얼룩무늬물범 26마리의 예측 가능성 점수는 0.63~1.38이었고, 동요의 평균 예측 가능성 점수는 0.82였다. 비틀스 음악은 2.12~3.31, 모차르트 같은 클래식 음악은 3.03~4.84 정도다. 이를 통해 얼룩무늬물범의 노래는 어린이들이 부르는 동요와 구조적 유사성을 갖는 것이 확인됐다고 연구팀은 설명했다. 이는 개별 물범의 신호 구조가 종의 정체성에 대한 정보를 포함하고, 예측 가능성을 높여 정확하게 다른 개체에 신호를 전달하기 위한 것이라 볼 수 있다. 연구를 이끈 트레이시 로저스 UNSW 시드니 교수(해양 동물 행동학)는 “동요는 단순하고 반복적이며 기억하기가 쉬운데, 이런 특징이 얼룩무늬물범의 노래에서 나타난다”며 “노래라는 신호는 다른 개체와 공유되지만, 각 수컷은 자기만의 독특한 방식으로 음을 배치해 다른 개체와 구별 짓는 노래를 부르는 것으로 나타났다”고 말했다.

네안데르탈인은 현생 인류의 가장 가까운 친척으로, 여전히 수수께끼로 남아있는 부분이 많아 인류학자와 생물학자들의 관심의 대상이 되고 있다. 그중 하나가 우리와 가까운 고인류 친척들이 무엇을 먹고살았는지다. 그런데, 최근 우리가 상상하지 못했던 식재료를 먹었을 것이라는 연구 결과가 나와 눈길을 사로잡는다. 미국 퍼듀대, 웨인 주립대, 미시간대 인류학과 연구진들은 네안데르탈인 유해를 분석한 결과, 구더기를 섭취했던 것으로 보인다고 3일 밝혔다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘사이언스’ 7월 25일 자에 실렸다. 그동안 과학자들은 약 13만~11만 년 전인 플라이스토세 후기에 살았던 네안데르탈인 뼈에서 하이에나, 늑대 같은 육식 동물에서 흔히 발견되는 매우 높은 수준의 질소 동위원소가 존재하는 이유를 명확히 밝혀내지 못하고 있었다. 육식을 많이 할수록 질소-15(N-15)가 더 많이 저장되기 때문에, 먹이 사슬 최상위에 있는 동물들에서 N-15가 가장 많이 발견된다. 문제는 네안데르탈인을 비롯한 인간의 장기는 동물의 장기와 다르다. 특히 육식동물과 달리 인간의 간은 많은 양의 단백질을 처리하는 데 한계가 있어서, 네안데르탈인에게서 발견되는 고농도의 N-15는 사실상 불가능한 수준이다. 이에 연구팀은 네안데르탈인이 많은 양의 고기를 섭취하는 대신, 독특한 방식으로 처리된 음식을 섭취했기 때문에 N-15 수치가 높아진 것이라고 가정했다. 실제로 석기 시대와 비슷한 생활 양식을 가진 원주민들이 부패한 음식과 그것을 먹는 구더기를 섭취했던 사례가 있다는 점에 주목했다. 음식을 썩도록 한 것이 아니라 육질을 연하게 하기 위해 발효를 시켜 먹었을 가능성을 염두에 뒀다. 연구팀은 네안데르탈인도 원주민들과 비슷한 방식으로 음식을 섭취했는지 확인하기 위해, 테네시 녹스빌대 법인류학 연구센터에서 2년 동안 부패한 34구의 시신에서 근육 조직 표본을 분석했다. 분석 결과, 살이 부패하면 N-15 수치가 상승하는 것으로 나타났다. 또, 조직에서 수백 마리의 구더기 유충을 채취해 분석한 결과, 단순히 부패한 조직에서는 질소 동위원소 N-15가 8이 검출됐지만, 구더기에게서는 최대 43의 N-15가 검출됐다. 연구를 이끈 멜라니 비즐리 퍼듀대 교수(고인류학)는 “네안데르탈인이 부패한 고기와 구더기를 주로 먹었다면, 놀라울 정도로 높은 N-15 수치에 대한 타당한 설명이 될 수 있을 것”이라며 “단순히 살코기만 섭취한 것이 아니라 구더기를 고명으로 얹어 먹음으로써 균형 잡힌 식사를 했을 가능성도 크다”고 말했다. 그렇지만, 에르베 보슈렌스 독일 튀빙겐대 교수(생물 지질학)는 “네안데르탈인이 구더기를 섭취했을 것이라는 가설은 매우 흥미롭기는 하지만, 이번 연구 조건이 네안데르탈인이 살았던 환경과 유사하지 않다는 점도 고려해야 한다”며 “네안데르탈인의 높은 N-15 수치에 대해서는 구더기 말고도 다른 설명이 있을 수도 있다”고 말했다. 보슈렌스 교수는 “고기가 상하지 않고 먹기 좋게 발효시키는 방법이 있었을 것이며, 단백질이 풍부한 고기에 전분이 많은 식물성 음식을 즐겨 먹었다고 N-15 수치는 높아질 수 있다”고 덧붙였다.

호주는 지난해 11월 16세 미만 청소년의 소셜 미디어(SNS) 계정 생성과 이용을 전면 금지하는 법안을 통과시켰다. 얼마 전에는 오는 12월부터 청소년의 유튜브 계정 생성과 이용도 금지하는 규정을 발표했다. 사실 SNS나 쇼츠가 가짜 뉴스와 정보의 창구로 쓰이기도 하면서 청소년뿐만 아니라 성인들도 그에 대한 피해가 속출하고 있다. 이런 가운데, 튀르키예 이스탄불 메디폴대 컴퓨터공학과, 캐나다 캘거리대 컴퓨터과학과, 덴마크 서던 덴마크대 보건 정보학과 공동 연구팀은 인스타그램에 올라온 사진이 특정 사건에 대한 대중의 여론에 영향을 미칠 수 있다는 것을 확인했다고 2일 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 7월 31일 자에 실렸다. 앞선 연구들에서는 SNS의 이미지와 동영상은 특정 사회·정치적 주제에 대한 사용자의 감정에 상당한 영향을 미칠 수 있는 것으로 확인했다. 그렇지만, 사용자가 일반적으로 자기가 믿고 있는 바와 일치하는 정보만을 받아들이기 때문에 이런 영향이 제한적이라는 연구 결과도 적지 않다. 또 사회·정치적 감정에 관한 대부분의 연구에서 텍스트 데이터와 이미지 기반 데이터를 각각 연구했을 뿐, 두 유형을 결합한 연구는 거의 없었다. 이에 연구팀은 인스타그램 게시물의 사진 이미지에서 나타나는 감정과 해당 게시물에 댓글을 단 사용자가 표현한 감정 간 잠재적 연관성을 분석했다. 이를 위해 연구팀은 ‘흑인의 생명도 소중하다’(Black Lives Matter), 2017년 도널드 트럼프 대통령 당선 직후 이뤄진 ‘여성 행진’(Women’s March), 기후변화 시위, 반전 시위 등 4가지 사회·정치적 운동과 관련된 인스타그램 게시물 100개를 무작위로 선정했다. 각 이미지의 감정을 긍정, 부정으로 구분했고, 인공지능(AI) 딥러닝 기술을 활용해 댓글을 분석하고, 긍정적, 부정적 감정을 표현하는 댓글의 비율을 분석했다. 연구 결과, 이미지의 감정 점수와 댓글의 감정 간에는 강한 일치가 나타났다. 이는 SNS 이미지가 특정 사건에 대한 대중의 감정에 상당한 영향을 미칠 수 있다는 것을 보여주는 증거라고 연구팀은 설명했다. 특히 반전 시위와 관련된 이미지는 시각적 감정과 댓글 작성자 감정 간에 가장 높은 상관관계를 보였다. 반면, 흑인 인권 운동과 여성 행진 운동과 관련된 이미지는 중간 정도 상관관계를, 기후변화 시위와 관련된 이미지는 약한 상관관계를 나타냈다. 이에 대해, 연구팀은 이미지 자료의 유형과 사용자의 개인적 배경이 다르거나 이미지의 맥락에 대한 정보량의 차이 때문으로 분석했다. 연구를 이끈 레다 알하지 캐나다 캘거리대 교수(데이터 과학)는 “이번 연구 결과는 SNS 이미지가 대중의 여론 형성에 중요한 역할을 할 수 있으며, 주목할만한 사건에 대한 사회적, 정치적 영향을 미칠 수 있다는 강한 통계적 상관관계를 보여준다”며 “다른 한편 인공지능이 생성하거나 합성한 이미지로 여론이 조작될 수 있음을 보여주는 것이기 때문에, 이번 연구를 근거로 가짜 뉴스에 대항하는 새로운 전략을 세울 필요가 있을 것”이라고 말했다.

감자는 뿌리채소인 고구마와 비슷해 보이지만, 줄기 부분이 비대해지면서 형성된 괴경 식물로 줄기채소다. 그런가 하면, 19세기 미국에서 채소인가 과일인가를 놓고 재판까지 벌어진 토마토는 과일이기도 하고 채소이기도 한 과채류로 구분된다. 매장에 놓인 감자와 토마토를 보면 비슷하다는 생각이 들까. 그렇지만, 약 900만 년 전까지만 해도 감자와 토마토는 같은 식물이었다는 재미있는 연구 결과가 나왔다. 중국, 캐나다, 독일, 미국, 영국 5개국 국제 공동 연구팀은 감자가 토마토에서 분리된 식물이라는 사실을 밝혀냈다. 이 연구에는 중국 선전 농업 게놈학 연구소, 화중 농업대, 난징 산림대, 운남 사범대, 난징 농업대, 농업과학원 화훼 연구소, 스촨대, 란저우대, 열대 농업과학원 열대 곡물 연구실, 캐나다 겔프대, 브리티시 컬럼비아대, 독일 막스 플랑크 생물학 연구소, 미국 조지아대, 캘리포니아 데이비스대(UC 데이비스), 영국 에든버러 왕립 식물원, 런던 자연사 박물관이 참여했다. 이번 연구 결과는 생명 과학 분야 국제 학술지 ‘셀’ 8월 1일 자에 실렸다. ‘땅속의 사과’라고 불릴 정도로 비타민C가 풍부한 감자는 고구마, 옥수수와 함께 대표적인 구황 작물이자, 밀, 쌀, 옥수수와 함께 세계 4대 작물로 꼽힌다. 남미 안데스 고원지대에서 기원전 5000년경부터 감자가 재배됐으며, 현재 전 세계적으로는 약 3600종의 감자가 있는 것으로 알려졌다. 감자는 덩이줄기라는 괴경 식물이지만, 일부 감자는 괴경을 갖지 않는다. 그래서, 식물학자들은 감자의 기원을 명확히 하고 있지 못하다. 이에 연구팀은 재배 감자 450종과 야생 감자 56종의 게놈을 분석했다. 분석 결과, 모든 감자에는 칠레에서 재배되고 있는 감자의 한 종인 에토베로숨과 토마토의 유전 물질이 안정적이고 균형 있게 섞여 있는 것이 발견됐다. 이는 감자가 두 종이 야생 교배되면서 만들어진 것이라는 것을 보여준다. 연구팀에 따르면, 에투베로숨과 토마토는 서로 다른 종이지만 약 1400만 년 전 공통 조상에서 분리됐으며, 분화된 후에도 약 500만 년 동안 상호 교배가 있었으며, 약 900만 년 전 지금처럼 덩이줄기(괴경)을 가진 감자 식물이 생겼다. 감자의 핵심인 괴경 형성 유전자의 기원을 추적했는데, 마스터 스위치 역할을 한 SP6A 유전자가 토마토 계통에서 왔다는 사실을 확인했다. 괴경을 형성하는 뿌리줄기의 성장을 조절하는 또 다른 중요한 유전자 IT1은 에투베로숨 계통에서 온 것으로 밝혀졌다. 이 두 유전자 중 하나라도 없으면 괴경인 감자는 생산되지 않는다고 연구팀은 설명했다. 이런 교배는 안데스산맥의 급격한 융기 시기와 맞물려 있고, 이 시기에 새로운 생태 환경이 형성되면서 가능한 것으로 나타났다. 지하에 영양분을 저장하는 괴경 덕분에 초기 감자는 변화하는 환경에 빠르게 적응할 수 있었고, 산악 지역의 혹독한 날씨를 견뎌낼 수 있었다. 이런 특성 때문에 온화한 초원지대부터 중남미의 고산 기후까지 다양한 생태 환경에서 생존할 수 있었다는 것이다. 연구를 이끈 산웬 황 중국 농업과학원 박사는 “이번 연구는 종(種)간 잡종화가 어떻게 새로운 형질의 진화를 촉발해 더 많은 종의 출연을 가능하게 하는지를 밝혀, 감자가 어디서 유래했는지에 관한 수수께끼를 풀어냈다”라며 “괴경의 진화는 감자에 혹독한 환경에서의 이점을 제공해 새로운 종의 폭발적 증가를 촉진했다”고 말했다.

운동이 건강에 도움이 된다는 사실은 잘 알려졌지만, 막상 운동하려고 하면 시간 내기도 쉽지 않고 비용도 만만치 않다. 그래서, 걷기를 선택하는 이들이 많다. 건강에 도움이 되기 위해서는 평소 걷는 속도보다 빠르게 걸어야 한다는 연구 결과가 나와 눈길을 끈다. 미국 밴더빌트대 의대, 밴더빌트대 메디컬 센터 공동 연구팀은 빠른 속도의 걷기가 신체적, 정신적 건강뿐만 아니라, 장수에도 도움이 된다고 1일 밝혔다. 이 연구 결과는 의학 분야 국제 학술지 ‘미국 예방의학 저널’ 7월 29일 자에 실렸다. 걷기는 건강과 웰빙에 도움을 주는 손쉬운 운동 방법으로 잘 알려져 있다. 그렇지만, 걷기의 이점에 관한 많은 연구가 중산층 이상의 백인을 대상으로 한 연구가 많아, 연구 결과를 일반화할 수 있겠냐는 지적이 많았다. 이에 연구팀은 미국 남동부 12개 주의 저소득층 인구 7만 9856명을 대상으로 일정한 시간을 두고 매일 규칙적으로 걷는 것, 특히 빠른 속도의 걷기가 주는 이점을 조사했다. 연구팀은 하루 평균 느리게 걷는 시간과 빠르게 걷는 시간을 조사하고, 국가 사망지표를 비교했다. 느리게 걷는 것은 집 안에서 이동하거나 직장에서 걷기, 반려견과 운동, 가벼운 산책 등이 해당하고, 빠르게 걷기는 계단 오르기, 속보 등을 포함했다. 조사 결과, 빠르게 걷기는 모든 사망 원인을 줄였고, 특히 심혈관 질환으로 인한 사망률을 낮추는 것으로 확인됐다. 느리게 걷기 운동을 하는 사람이나 따로 시간을 내서 운동하는 사람도 빠른 걷기 운동을 추가하면 사망률이 더욱 감소하는 것으로 나타났다. 하루에 15분만 빠르게 걷는 것만으로도 전체 사망률이 20% 가까이 감소했다. 하루 15분 빠르게 걷기는 하루 3시간 이상 느리게 걷는 것보다 운동 효과가 훨씬 뛰어난 것으로 조사됐다. 연구팀에 따르면 빠르게 걷기는 심박출량을 개선하고, 산소 전달을 증가시키며, 심장 운동 효율을 높여 전반적인 심혈관 건강을 향상하고, 비만, 고혈압, 이상지질혈증과 같은 만성질환 발병 위험을 줄인다. 연구를 이끈 웨이 정 밴더빌트대 의대 교수(역학)는 “빠르게 걷기는 모든 나이가 체력 수준에 상관없이 쉽고 편하게 할 수 있는 활동”이라며 “하루 15분만 투자함으로써 각종 만성질환을 예방할 수 있다는 점에 주목할 필요가 있다”고 말했다.

사람의 몸은 시간이 흘러도 일정한 속도로 늙지 않으며, 50세를 전후로 노화 속도가 급격히 빨라진다는 연구 결과가 나왔다. 특히 혈관 조직이 다른 신체 부위보다 훨씬 빠르게 노화가 진행되는 것으로 밝혀졌다. 중국과학원 연구팀이 지난달 25일 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀’에 발표한 연구에 따르면, 인간의 노화는 늘 같은 속도로 점진적으로 진행되는 것이 아니라 특정 시점에서 급격히 변화한다는 사실이 확인됐다. 연구팀은 외상성 뇌손상으로 사망한 14세부터 68세까지의 장기 기증자 76명을 대상으로 연구를 진행했다. 심혈관계(심장·대동맥), 소화계(간·췌장·장), 면역계(비장·림프절), 내분비계(부신·지방조직), 호흡계(폐), 피부계, 근골격계(근육) 등 7가지 신체 기관별 조직과 혈액 샘플을 채취해 분석했다. 연구진은 각 조직의 단백질이 나이에 따라 어떻게 변화하는지 관찰했다. 그 결과 48개의 질병 관련 단백질이 나이가 들면서 증가하는 것을 발견했다. 이는 심혈관 질환, 조직 섬유화, 지방간 질환, 간 관련 종양 등과 연관된 것들이었다. 가장 두드러진 변화는 45세와 55세 사이에 나타났다. 이 시기에 많은 조직에서 상당한 단백질 재구성이 일어났으며, 특히 대동맥에서 가장 뚜렷한 변화가 관찰됐다. 이는 혈관이 노화에 매우 민감하다는 것을 보여주는 결과다. 연구팀은 실험 결과를 더욱 명확히 검증하기 위해 쥐 실험도 진행했다. 쥐의 대동맥에서 노화와 관련된 단백질을 분리해 어린 쥐에게 주입한 결과, 운동 능력이 떨어지고 악력이 약해졌으며 지구력과 균형감각이 떨어지는 현상이 나타났다. 혈관 노화의 뚜렷한 징후도 관찰됐다. 이전 연구에서는 44세와 60세 전후에도 노화의 변곡점이 있다는 결과가 나온 바 있다. 결국 인간의 노화는 복잡하고 단계적인 과정이며, 각기 다른 신체 시스템이 서로 다른 시점에 영향을 받는다는 것을 확인할 수 있다. 특정 시점에서 신체 부위별로 노화가 어떻게 진행되는지 파악할 수 있다면, 노화 과정에 의학적으로 개입하는 방법을 개발하는 데 도움이 될 것으로 기대된다. 연구팀은 “이번 연구를 통해 50년에 걸친 인간 노화 과정의 종합적인 다조직 단백질 지도를 구축할 수 있을 것”이라며 “노화된 장기의 단백질 균형 붕괴 원리를 밝히고 조직별 노화 패턴을 찾아낼 수 있을 것”이라고 설명했다. 이어 “이런 발견은 노화와 관련 질병에 대한 맞춤형 치료법 개발을 앞당겨 고령자 건강 증진에 기여할 수 있을 것”이라고 덧붙였다.

노년기에 여러 만성질환을 동시에 앓게 되면 장애나 입원, 조기 사망 위험이 매우 증가한다. 나이 들어서도 건강한 삶을 오래 누리려면 만성질환의 발병을 최대한 늦추는 것이 해답이다. 그렇다면 만성질환의 발병을 최대한 늦추려면 어떻게 해야 할까. 최근 스웨덴 연구진은 정답은 식단에 있다고 강조하며 이를 뒷받침하는 연구 결과를 내놨다. 지난달 28일(현지시간) 국제학술지 ‘네이처 노화’에는 스웨덴 카롤린스카 연구소 노화연구센터 연구진이 15년 동안 2400여명의 노인의 만성질환 발병을 추적 관찰한 연구 논문이 실렸다. 연구 개요스웨덴 스톡홀름의 쿵스홀멘 지역에 거주하는 2473명의 노년층을 15년간 추적 관찰. 무작위로 선정된 60세 이상 노인을 대상으로 참가자들은 6년마다(78세 이상은 3년마다) 인터뷰와 설문지, 의료 기록, 환자 데이터를 수집. 특히 2가지 이상의 만성질환이 동반되는 ‘다중이환’과 식단 간의 연관성을 분석. 연구 내용연구진은 노인들의 식단을 ①마인드 다이어트(뇌 건강에 초점을 맞춘 지중해식 식단) ②대체 건강 식단(질병 위험 감소 식단) ③지중해식 식단 ④염증성 식단으로 구분했다. 결론을 요약하면 앞선 3가지 건강 식단을 꾸준히 섭취한 노인들은 만성질환이 더 느리게 발병하는 반면 염증을 유발하는 식단을 섭취한 이들은 심혈관 및 신경정신 질환의 속도가 빨라지는 것으로 나타났다. 즉 건강한 식단을 섭취할수록 심부전이나 뇌졸중, 우울증, 치매 등의 질병에 걸릴 확률이 낮다는 의미다. 염증성 식단이란 가공육이나 정제 곡물, 당이 많이 들어간 음료가 많은 식단을 뜻한다. 포화지방이나 튀긴 음식, 알코올 등도 염증성 식단에 포함된다. 건강한 식단의 이점은 여성과 78세 이상의 고령자에게서 더욱 두드러졌다. 특히 78세 이상의 고령자가 식단의 영향을 크게 받았다는 것은 60세가 넘었더라도 식단을 바꾸기에 늦지 않은 나이라는 것을 의미한다. 식단이 만성질환의 발병을 크게 좌우하는 이유는 무엇일까. 연구진은 그 이유 중 하나로 염증을 들었다. 나이가 들면 경미한 만성 염증을 겪게 되는데 이는 곧 다양한 질병으로 이어진다. 채소나 과일, 통곡물, 건강에 좋은 지방이 풍부한 식단은 염증을 줄이는 데 도움을 준다. 반면 초가공식품이나 당분 함량이 높은 식단은 염증을 유발한다. 또 다른 이유는 건강한 식단이 신체의 회복력을 강화하기 때문이다. 건강한 식단은 면역력과 근육량, 인지 건강에 도움이 되는 필수 영양소를 제공한다. 이러한 요소들은 시간이 지날수록 효과가 축적되어 노화에 영향을 준다는 것이다. 다만 관절염이나 골다공증 등 근골격계 질환과 식단 사이에 명확한 연관성은 발견되지 않았다. 연구진은 “동종 연구 중 가장 장기간에 걸쳐 가장 포괄적으로 진행한 연구”라고 자평했다. 다만 이번 연구는 관찰 기간 이전의 식단 정보가 부족해 전 생애에 걸친 식단의 영향은 파악하기 어려웠고, 식단 정보 역시 스스로 보고하는 방식이어서 일부 편향이 있을 수 있다고 연구진은 설명했다. 또 연구 대상이 주로 도시 지역에 거주하며 교육 수준이 높고 비교적 부유한 스웨덴 노년층이라 다른 인구 집단이나 환경에 일반화하기에는 한계가 있다고 덧붙였다. 물론 만성질환의 발병이나 노화에 영향을 주는 요소는 식단만 있는 것은 아니다. 신체 활동이나 사회적 관계, 의료 접근성 등도 건강한 노화에 중요한 역할을 한다. 그러나 식단의 질을 개선하는 것은 노인들이 더 건강하고 오래 살 수 있도록 돕는 비교적 간단하고 쉬운 방법이라고 연구진은 강조했다.

프랑스 연구진이 실내 공기 중 미세플라스틱 농도를 정밀 측정한 결과, 성인이 하루 평균 6만 8000개의 미세플라스틱 입자를 들이마시는 것으로 나타났다. 이는 숨을 한 번 쉴 때마다 3~4개씩 흡입하는 수준으로, 자동차 내부는 아파트보다 4배 이상 높은 농도를 보였다. 국제학술지 플로스원에 지난달 30일 게재된 연구에 따르면, 프랑스 툴루즈 환경지구과학연구소 연구팀이 실내 공기 질을 조사한 결과 성인이 하루에 흡입하는 미세플라스틱 입자가 약 6만 8000개에 이르는 것으로 밝혀졌다. 이는 기존 추정치보다 100배나 높은 수치다. 연구진은 기존 연구들이 놓쳤던 극미세 플라스틱 입자들을 발견하기 위해 라만 분광법이라는 첨단 기술을 사용했다. 이전 연구들이 10마이크로미터(㎛) 이상 크기의 입자만 측정할 수 있었던 반면, 이번 연구는 1~10마이크로미터 크기의 입자까지 찾아낼 수 있었다. 이는 인간 머리카락 두께의 10분의 1 정도로 매우 작은 크기다. 연구팀은 프랑스 툴루즈의 아파트 3곳과 자동차 2대에서 공기 샘플을 채취해 분석했다. 단 1제곱밀리미터(㎟) 크기의 필터를 분석하는 데만 14시간이 걸리고 3600개의 개별 입자 데이터를 수집해야 하는 까다로운 과정이었다. 분석 결과 자동차 내부의 미세플라스틱 농도는 1㎥당 2238개로, 아파트의 528개보다 4배 이상 높았다. 자동차 내부에는 시트, 내장재 등 합성 소재가 사용되는데 운전 중 진동과 온도 변화, 자외선 노출로 인해 이들 소재에서 미세한 플라스틱 조각들이 지속적으로 떨어져 나온다는 분석이다. 가정에서는 쇼핑백이나 식품 용기에 사용되는 폴리에틸렌이 전체 입자의 76%를 차지했다. 발견된 입자의 97%는 섬유 형태가 아닌 불규칙한 조각 형태였고, 94%가 1~10㎛ 크기였다. 10㎛보다 큰 입자들은 대부분 코나 목 부분에서 걸러져 기침으로 배출되거나 삼켜진다. 하지만 1~10㎛ 크기의 초미세 입자들은 이런 방어막을 뚫고 폐 깊숙한 곳까지 침투할 수 있다. 더 큰 문제는 이들 입자가 혈류를 타고 온몸으로 퍼져 주요 장기에 도달할 수 있다는 점이다. 미세플라스틱에는 독성 화학 첨가제가 포함돼 있으며 환경 오염물질을 흡착하는 성질도 있어 체내에 쌓이면 호르몬 교란이나 암 위험을 높일 수 있다. 연구진은 “1㎛보다 작은 나노플라스틱까지 측정할 수 있다면 노출량은 훨씬 더 클 것”이라며 “환기, 청소 방법, 건축 자재, 인간 활동이 실내 미세플라스틱 농도에 미치는 영향을 파악해 노출을 줄일 방안을 찾아야 한다”고 강조했다.

주말에만 운동해도 당뇨병 환자의 조기 사망 위험을 낮출 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 지난달 29일(현지시간) 과학 전문 매체 ‘사이언스얼러트’(ScienceAlert)와 UPI 등에 따르면 미국 하버드대 T.H.찬 공중보건대학원 즈위안 우 박사팀은 일주일 1~2회 운동을 한 당뇨 환자는 운동을 전혀 하지 않는 당뇨 환자보다 조기에 사망할 위험과 심장 질환으로 인한 사망 위험이 각각 21%, 33% 낮다는 내용의 연구 결과를 미국 내과 학회 학술지 ‘내과학 회보’ 최신호에 발표했다. 연구진은 미 질병통제예방센터(CDC)가 전국 건강 인터뷰 조사(National Health Interview Survey)에 응답한 당뇨병 환자 5만 1650명으로부터 수집한 데이터를 분석했다. 연구진은 특히 혈당 조절 등을 위해 운동이 필수적인 당뇨병 환자에게 초점을 맞췄다. 연구 결과 중·고강도 운동을 주 1~2번 하는 이른바 ‘주말 전사’ 운동 패턴이 조기 사망 위험을 줄일 뿐 아니라 일주일에 3회 이상 규칙적으로 운동하는 것보다 더 효과적인 것으로 나타났다. 연구팀은 신체 활동을 기준으로 참가자들을 네 그룹으로 나눠 분석했다. 신체 운동을 전혀 하지 않은 그룹, 주 150분 미만 운동한 그룹, 주 3회 이상 150분씩 운동한 그룹, 주 1~2회 150분 운동한 ‘주말 전사’ 그룹이다. 모든 운동 수준이 건강에 유익한 것으로 나타났지만 중·고강도 운동을 한 그룹에서 그 효과가 가장 크게 나타났다. 주 3회 이상 여러 번에 걸쳐 운동한 사람은 운동하지 않는 사람에 비해 조기 사망 위험이 17% 낮았고, 심혈관 질환 관련 사망 위험도 19% 낮았다. 주 1~2회 운동한 사람들은 그 효과가 더욱 컸는데, 조기 사망 위험과 심혈관 관련 사망 위험이 각각 21%, 33% 더 낮게 나타났다. 연구팀은 “시간적 제약 등으로 일상에서 꾸준히 운동하기 어려운 사람들이 많다”며 “이럴 경우 권장 운동량(주 150분 중간 강도 이상)을 주말 등 일주일에 1~2회만이라도 몰아서 하면 사망과 심혈관계 위험을 낮출 수 있다”고 설명했다. 중간 강도의 운동에는 빠르게 걷기, 느리게 자전거 타기, 요가, 마당 일 등이 포함된다. 또 연구팀은 “이번 연구 결과는 당뇨병 환자에게 (주말 전사 운동 패턴 같은) 유연한 신체 활동 패턴이 중요하다는 것을 다시 한번 보여준다”며 “규칙적으로 운동하지 못하더라도 유연한 신체 활동 패턴을 통해 인슐린 민감도와 혈당 조절 능력을 향상할 수 있다”고 강조했다. 운동 횟수보다 전체 운동량이 건강에 더 중요하다는 사실은 이미 앞선 다수의 연구를 통해 밝혀진 바 있다. 지난해 콜롬비아 로스안데스대학 게리 오도노번 교수팀은 멕시코시티 주민 1만여명의 운동 패턴과 인지 기능 저하 관계를 16년간 추적 조사한 결과 주말 전사 운동 패턴이 규칙적으로 자주 운동하는 것만큼 인지 기능 저하 위험을 낮출 수 있다고 밝혔다. 또 다른 연구에서는 주말에만 운동하는 사람은 꾸준히 운동하는 사람들과 비슷한 양의 체중을 감량할 수 있는 것으로 나타났다. 주말 전사 운동과 규칙적인 운동 모두 심장·소화기 질환부터 정신 건강, 뇌 질환 등 200가지 이상의 질병 발생 위험을 줄인다는 연구 결과도 있다.

전국이 연일 37~38도에 육박하는 가마솥더위에 몸살을 앓고 있다. 밤에도 기온이 25도 이하로 떨어지지 않는 열대야 현상 때문에 밤잠을 이루지 못해 일상생활을 힘들어하는 이들도 많다. 그런데, 이렇게 가마솥더위가 계속될 경우 아이들의 학업 성적이 떨어질 수 있다는 지적이 나왔다. 호주 왕립 멜버른 공과대, 시드니 사우스웨일스대 공동 연구팀은 누적된 더위 노출이 아동, 청소년의 인지 기능에 악영향을 미친다고 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 7월 31일 자에 실렸다. 높은 온도에 노출되는 것은 건강에 부정적 결과를 미친다. 그동안 많은 연구에서 과도한 더위에 노출되면 작업 기억, 정보 처리, 기억 유지에 해로운 영향을 미쳐 전반적인 인지 능력 저해를 가져온다고 밝혔다. 특히 아동, 청소년기 학생들의 학업 성취도에도 문제를 일으키는 것으로도 알려졌다. 그러나, 대부분 단기적 더위 노출에 관한 연구로, 폭염에 장기 노출될 경우 학생들의 인지 능력에 미치는 영향에 관한 연구는 많지 않다. 기후 변화로 인해 여름철 폭염이 잦아지고 길어지면서 이에 관한 연구가 시급한 실정이다. 이런 상황에서 연구팀은 장기 더위 노출이 학생들의 인지 능력에 미치는 영향을 조사한 7개의 연구를 메타 분석했다. 분석에 활용한 논문들은 총 61개국, 1450만 명의 학생들을 대상으로 더위 노출과 개별 학습 성과를 조사했다. 조사 결과, 장기적 더위 노출은 학업 성취도에 상당한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 특히 고온에 장기 노출될 경우 읽기보다는 수학이나 과학 분야 학습성과가 일관되게 감소하는 것으로 조사됐다. 에어컨이나 선풍기 같은 냉방 기구 사용은 인지 기능 저하를 막아주는 것으로 나타났다. 또, 사회경제적 지위가 낮은 계층의 아이들일수록 더위의 영향이 더 크다고 연구팀은 설명했다. 연구팀에 따르면 폭염이 길어지면 젊은 세대의 학습 과정을 지속해 방해해 결국 경제적, 사회적, 문화적 영향을 초래하고 국가의 미래 발전에 영향을 미칠 수 있다. 연구를 이끈 콘스탄티나 바실라코풀루 사우스웨일스대 박사는 “전 세계적으로 나타나는 폭염은 미래의 인적 자본인 아동, 청소년의 인지 기능에 문제를 일으키며, 특히 저소득층에게 심각한 영향을 미칠 것으로 예상되는 만큼, 적응 전략이 시급하다”라며 “폭염이 어린 학생들에게 미치는 영향을 완화하기 위해 실내외 냉방 시스템 구현과 교실 환기 시스템 개선 등을 통해 학습 조건을 향상할 필요가 있다”라고 말했다.

아주대학교는 김종현 교수 연구팀이 국제 공동 연구로 차세대 태양전지로 주목받는 페로브스카이트(perovskite) 태양전지의 에너지 변환효율을 높이고 안정성을 확보할 수 있는 신소재 개발에 성공했다고 30일 밝혔다. 페로브스카이트 태양전지는 현재 대세인 실리콘 태양전지를 대체할 소재(구조)로 주목받고 있다. 실리콘 태양전지의 에너지 변환효율이 이론적 한계에 가까워짐에 따라 고효율 페브로스카이트 태양전지가 게임체인저로 떠오르고 있는데, 국내 연구진이 세계를 선도하고 있는 것으로 알려져 있다. 김종현 교수(응용화학생명공학과·대학원 분자과학기술학과) 연구팀은 부경대학교 장재원 교수(고분자·화학소재공학부), 호주 뉴사우스웨일즈대학(UNSW) 및 영국 서리대학(University of Surrey)의 윤재성 박사 연구팀과 함께 다양한 태양전지 구조에 적용할 수 있고 실내외 모든 광환경에서 태양전지의 효율을 개선할 수 있는 새로운 계면 소재(DTAQTPPO)를 개발했다. 페로브스카이트 태양전지는 빛을 전기로 바꾸는 효율이 매우 뛰어나고 전하(전류의 흐름을 만드는 입자) 이동 성능이 우수하여 기후변화에 대응할 차세대 태양전지로 유력하다. 특히, 용액상의 재료를 사용하여 필름 형태로 태양전지를 만들 수 있는 용액 공정이 가능해 큰 면적으로도 생산할 수 있어 실리콘 기반 태양전지 대비 제조 비용을 크게 줄일 수 있다. 하지만 용액 공정으로 페로브스카이트 필름을 만들 때, 재료의 결정 구조가 완벽하지 못한 결함이 불가피하게 생겨난다. 김종현 교수팀이 개발한 신규 계면 소재는 페로브스카이트 표면에 형성된 결함 부위에 직접 결합하여 문제를 효과적으로 제거했을 뿐 아니라 양극성(Ambipolar)이라는 특별한 특성을 지녀 전자와 정공을 모두 효과적으로 수송하는 추가 장점이 있다. 이는 마치 고속도로에서 양방향 통행이 가능한 것처럼, 전류가 흐르는 데 필요한 두 가지 종류의 전하를 동시에 빠르게 이동시킬 수 있는 원리이다. 또 실외의 강한 태양광 환경뿐만 아니라 실내의 조명 환경에서 에너지 변환효율을 각각 22.29%에서 23.55%, 31.19%에서 37.18%로 극대화하며, 태양전지의 장기적인 안정성을 크게 개선했다. 김종현 아주대 교수는 “이번 연구를 통해 다양한 구조와 광환경에서 페로브스카이트 태양전지의 에너지 변환 효율을 극대화할 수 있는 기술을 개발할 수 있게 되었다”며 “본 기술은 태양전지뿐만 아니라 페로브스카이트 소재가 사용되는 디스플레이, 광검출기 등 다양한 광전소자의 성능 개선에도 폭넓게 활용될 수 있을 것”이라고 밝혔다. 이번 연구 성과는 에너지 분야의 세계적인 학술지인 <어드밴스드 에너지 머터리얼즈(Advanced Energy Materials, Impact Factor: 26.0/JCR상위 2.5%)>에 게재됐다.

여름 휴가지로 유명한 싱가포르나 태국, 베트남 등 동남아 지역은 고온다습한 아열대 기후대에 속한다. 최근 낮 기온이 37도에 육박하며, 체감 기온은 그보다 더 높고 밤에도 25도 이하로 기온이 떨어지지 않는 열대야가 계속되고 있어, 아열대 지역을 방불케 한다. 이 때문에 멀리 여행 가지 않고도 동남아 날씨를 느낄 수 있다는 우스갯소리까지 나오고 있다. 무더위에 온몸이 녹아내리는 느낌에, 밤에는 잠을 제대로 이룰 수 없는 상황이 이어지면 생체 시계에 문제가 생기는 것 아닐까 하는 생각이 들기도 한다. 그렇지만, 생체 시계는 24시간 주기로 고장 없이 잘 작동한다. 어떤 원리일까. 일본 이화학연구소(RIKEN) 초학제 이론 및 수리과학 연구센터(iTHEMS), 교토대 유카와 이론물리학 연구소, 카브리 우주 물리·수학 연구소 공동 연구팀은 물리학과 수학을 이용해 생체 시계가 급격한 기온 변화에도 불구하고 일정하게 24시간 주기를 유지하는 이유를 찾아냈다고 30일 밝혔다. 이 연구의 제1 저자인 신조 기보 박사는 현재 국내 대표적인 수리 생물학자 김재경 카이스트 교수가 이끄는 기초과학연구원(IBS) 의·생명 수학그룹에서 연구하고 있다. 이 연구 결과는 수리 생물학 분야 국제 학술지 ‘플로스 계산 생물학’(PLOS Computational Biology) 7월 22일 자에 실렸다. 많은 화학 반응은 온도가 올라가면 속도가 빨라지는 것을 보면, 여름철 야외의 폭염과 에어컨이 작동하는 실내 공간을 오가는 상황처럼 연중 기온 변화 속에서 인체가 어떻게 24시간 주기를 유지하는지는 수수께끼로 남아있다. 생체 시계는 단백질 생성을 코딩하는 mRNA의 주기적 패턴에 의해 작동하며, 이는 특정 유전자가 규칙적으로 켜지고 꺼지는 것을 반복함으로써 발생한다. 진자의 움직임을 수학적으로 시간 변화에 따른 사인파(부드럽게 오르내리는 반복적 패턴)로 표현할 수 있는 것처럼, mRNA 생성과 감소 리듬도 마찬가지로 설명될 수 있다. 이에 연구팀은 mRNA 수준에서 규칙적인 상승과 하강을 설명하기 위해 물리학을 활용해 mRNA 변화 동역학을 모형화했다. 이에 따르면, 더 높은 온도에서 mRNA 수준은 더 빨리 상승하고 천천히 감소하지만, 한 주기의 지속 시간은 일정하다는 것을 보여주고, 고온에서는 비대칭적이고 왜곡된 파형으로 표현됐다. 연구팀은 높은 기온에서 유전자 활동 리듬의 형태가 미묘하게 변하는 ‘파형 왜곡’ 현상을 통해 생체 주기의 안정성이 유지된다고 설명했다. 연구팀은 이 모델이 실제 생물체에서 작동하는지 확인하기 위해 초파리와 생쥐로 실험했다. 그 결과, 더 높은 기온에서 동물들의 생체 주기는 예측된 파형 왜곡이 발견됐다. 이런 파형 왜곡이 생체 시계의 온도 보상에서 핵심이고, 각 주기에서 mRNA 수준 감소가 느려지는 것으로 확인됐다. 연구를 이끈 구로사와 겐 박사는 “이번 연구 결과는 파형 왜곡이 생체 시계가 기온 변화에도 불구하고 정확하게 동기화된 상태를 유지하는 데 중요한 역할을 한다는 것을 보여준다”며 “생체 시계 유전자의 파형 왜곡 정도는 수면 장애, 시차 적응, 노화가 우리 내부 생체 시계에 미치는 영향을 더 잘 이해할 수 있게 하는 바이오 마커”라고 설명했다.

계란이 몸에 해로운 ‘나쁜 콜레스테롤’을 오히려 감소시킬 수 있다는 연구 결과가 발표됐다. 그동안 콜레스테롤을 높인다며 식탁에서 기피 대상으로 여겨졌던 계란이 ‘억울한 누명’을 벗은 셈이다. 진짜 문제는 계란 자체가 아니라 함께 먹는 베이컨이나 소시지 같은 포화지방 함량이 높은 음식이라는 분석이다. 과학 전문 매체 사이언스얼러트 등 외신이 28일(현지시간) 보도한 바에 따르면, 국제학술지 ‘미국 임상영양학 저널’에 최근 게재된 새로운 연구는 계란의 건강상 이점을 입증하는 과학적 근거를 제시했다. 이 연구는 포화지방과 콜레스테롤이 몸속 ‘나쁜 콜레스테롤’로 불리는 저밀도 지단백질(LDL) 수치에 미치는 영향을 개별적으로 분석했다. 그동안 계란 섭취에 대한 의학계 견해는 엇갈려왔다. 일부 연구에서는 계란이 건강에 해롭다고 경고했지만, 다른 연구들은 계란을 양질의 단백질과 필수 영양소를 제공하는 우수한 식품으로 평가해왔다. 남호주대 조나단 버클리 교수는 “계란은 오랫동안 잘못된 식단 가이드라인으로 인해 부당하게 비난받아왔다”며 “계란은 특별한 식품이다. 콜레스테롤 함량은 높지만 포화지방은 낮다. 하지만 콜레스테롤 수치만 보고 사람들이 계란을 건강한 식단에서 배제해왔다”고 설명했다. 연구팀은 동일한 LDL 콜레스테롤 기준치를 가진 성인 61명을 대상으로 5주씩 3가지 서로 다른 식단을 실시하는 실험을 진행했다. 이 중 48명이 전체 실험 과정을 완료했다. 첫 번째 그룹에는 콜레스테롤 함량은 높지만 포화지방은 낮은 식단을 제공했다. 매일 계란 2개를 섭취하도록 했다. 두 번째 그룹은 반대로 콜레스테롤은 적고 포화지방이 많은 메뉴로 구성했으며, 계란은 아예 제외했다. 세 번째 그룹은 콜레스테롤과 포화지방을 모두 많이 포함한 음식을 먹도록 하되, 계란은 일주일에 1개만 허용했다. 실험 결과는 기존 통념을 뒤집는 것이었다. 포화지방이 많은 식단을 섭취한 그룹의 LDL 콜레스테롤 수치는 상승한 반면, 콜레스테롤은 높지만 포화지방이 적은 식단(매일 계란 2개)을 섭취한 그룹은 오히려 LDL 콜레스테롤 수치가 감소했다. 이는 계란이 ‘나쁜 콜레스테롤’의 원인이 아니라는 점을 보여준다. 버클리 교수는 “계란을 위한 과학적 변론을 제시했다”며 “아침 식사에서 주의해야할 것은 계란이 아니다. 베이컨 한 줄을 추가하거나 소시지를 곁들이는 것이 심장 건강에 훨씬 더 악영향을 미친다”며 “포화지방이야말로 콜레스테롤 상승의 진짜 원인”이라고 강조했다. 문제는 계란 자체가 아니라 함께 먹는 기름진 고지방 식품이라는 지적이다.

건강에 도움이 된다고 알려진 셀레늄, 니아신, 아연 같은 보충제들도 지나치게 많이 먹으면 탈모, 피부 질환, 간 손상 등 위험한 부작용을 불러올 수 있다는 연구 결과가 공개됐다고 27일(현지시간) 뉴욕포스트가 전했다. 특히 소셜미디어(SNS)에 떠도는 검증되지 않은 건강 정보를 맹신하고 따라 하다가 부작용에 시달리는 사례가 늘고 있어 경각심이 필요하다는 지적이다. 이 연구는 지난달 국제학술지 ‘큐리어스’에 ‘바이럴 다이어트 트렌드: SNS 주도 유행 다이어트와 보충제의 피부 증상’이라는 제목으로 발표됐다. 이 중 셀레늄은 견과류, 내장, 해산물, 곡물, 유제품에 주로 함유된 영양소다. 우리 몸을 감염으로부터 보호하고, 노화와 관련된 염색체 끝부분인 텔로미어를 보호하는 역할을 한다. 하지만 셀레늄을 너무 많이 섭취하면 ‘셀레늄 중독증’에 걸릴 수 있다. 이 병에 걸리면 머리카락이 빠지고 손톱이 잘 부러지며, 입안에서 금속 맛이 난다. 또한 소화 장애와 극심한 피로에 시달리게 되고, 입에서 마늘 같은 냄새가 나기도 한다. 이러한 대부분의 증상은 셀레늄 섭취를 중단하면 사라지지만, 손톱이 정상으로 돌아오는 데는 시간이 오래 걸리므로 주의해야 한다. 니아신(비타민 B3)은 ‘디톡스’ 보충제나 에너지 드링크에 자주 들어가는 성분이다. 콜레스테롤을 낮춘다고 알려져 많은 사람들이 찾는다. 그러나 니아신을 지나치게 많이 먹으면 얼굴이 빨갛게 달아오르고, 피부에 화끈거리는 느낌이 들며, 가려움증이 생길 수 있다. 심한 경우에는 간에 독성을 일으킨다. 이는 종종 홍조나 알레르기 반응으로 잘못 진단되기도 한다. 특히 인플루언서들이 추천하는 ‘디톡스’ 프로그램을 맹신하고 따라 하는 여성들 사이에서 이런 증상이 빈번하게 발생한다는 지적이다. 아연은 면역력과 피부, 머리카락 건강에 꼭 필요한 필수 영양소다. 하지만 너무 많이 섭취하면 피부에 자극을 주고, 구리 결핍증과 빈혈을 일으킬 수 있다. 민감한 사람들에게는 여드름을 더 악화시킬 수도 있다. SNS에 넘쳐나는 검증되지 않은 건강 정보의 위험성도 심각한 문제로 지적됐다. 유튜브, 인스타그램, 틱톡 등에 올라오는 영양 관련 콘텐츠 대부분이 과학적 근거 없이 만들어진 가짜 정보라는 것이다. 틱톡의 영양 관련 게시물을 분석한 결과, 절반 이상인 55%는 과학적 근거가 부족한 것으로 나타났다. 90%는 부작용 등 위험 요소를 제대로 알려주지 않았다. 신뢰할 만한 정확한 정보를 제공한 게시물은 36%에 그쳤다. 연구팀은 “SNS의 건강 정보를 무분별하게 따라 하지 말고, 보충제 복용 전에는 반드시 의료진과 상의해야 한다”고 강조했다. 몸에 좋다는 성분이라도 적정량을 넘어서면 독이 될 수 있다는 게 핵심이다.

요로감염이 심근경색과 뇌졸중 발병 위험을 높인다는 연구 결과가 나왔다. 요로감염은 신장, 요관, 방광, 요도, 전립선 등 요로계에 미생물이 침입해 염증성 반응을 유발하는 질환이다. 요로감염에 걸리면 배뇨통, 빈뇨, 절박뇨 등 배뇨 이상 증상이 나타난다. 영국 카디프대 연구진이 웨일스 지역의 30세 이상 성인 중 2010~2020년 사이 심근경색 또는 뇌졸중을 진단받은 5160명을 분석한 결과, 이들은 모두 요로감염 병력이 있었다. 연구진은 감염 후 1~7일, 8~14일, 15~28일, 29~90일로 기간을 구분해 심근경색 및 뇌졸중 발생 위험을 평가했다. 그 결과 요로감염에 걸린 직후 7일간 심근경색 및 뇌졸중 발병률이 가장 높았다. 또 심근경색은 감염 후 15~28일 사이에, 뇌졸중은 29~90일 사이에 발병 위험이 유의미하게 증가했다. 대장균에 의한 요로감염의 경우 다른 박테리아에 비해 심근경색 위험은 낮았지만, 뇌졸중 위험은 더 컸다. 연구진은 ‘염증 반응’ 때문에 요로감염이 심장마비나 뇌졸중으로 이어진다고 봤다. 세균감염이 발생하면 신체는 면역 반응으로 염증을 일으키는데, 이 염증이 혈관에 축적된 플라크(죽상경화반)를 불안정하게 만들어 파열 가능성을 높인다. 플라크가 파열된 부위에는 혈전이 발생하며, 이는 혈류를 막아 심근경색이나 뇌졸중을 유발할 수 있다. 연구진은 “요로감염 이후 즉각적인 심근경색 및 뇌졸중 위험 증가가 관찰됐다”며 “요로감염이 전신 염증 반응을 유발해 심혈관계에 부정적인 영향을 미칠 수 있다”라고 설명했다. 해당 연구 결과는 지난달 영국의학협회에서 발행하는 국제학술지 ‘BMJ’에 실렸다. 요로감염은 전체 여성의 50~80%가 평생 한 번 이상 경험할 정도로 흔한 세균성 감염질환이지만 신우신염, 패혈증, 신부전 등 합병증으로 이어질 수 있어 주의가 필요하다. 특히 여름철은 기온과 습도가 높아 세균이 번식하기 좋은 환경으로 요로감염에 걸리기 쉽다. 물놀이 후 젖은 수영복을 오랫동안 착용하거나 공중화장실을 자주 이용하는 등의 여름철 특정 활동들 역시 요로감염 위험을 높인다. 요로감염을 예방하기 위해서는 개인위생을 철저히 관리하고 규칙적인 생활과 충분한 수면, 균형 잡힌 식단, 적절한 운동을 통해 면역력을 길러야 한다. 또 통풍이 잘되는 속옷을 착용하고, 물놀이 직후 마른 옷으로 갈아입어 습한 환경을 피하는 것이 중요하다.