우리 신체의 모든 세포에는 시간 관리자 즉 생체시계가 들어 있어 우리들 매일매일의 생활을 조종하며 고유의 생체리듬을 부여한다. 2017년 노벨생리의학상의 공동수상자인 제프리 홀매인 대학교수, 마이클로스 배시브랜디스 대학교수, 마이클 영 라카펠러 대학교수는 그 생체시계를 조종하며 신체의 하루 프로그램을 조종하는 것이 생체시계 유전자임을 밝혀냈다.

이 유전자신호에 따라 주기적으로 밤에는 세포내 분자가 축적되고 또 낮에는 분해되고 있다는 사실을 확인하고 세포 안에서 스스로 움직이는 시계태엽과 같은 생체시계가 낮과 밤의 하루주기에 맞추어 생물체의 생리대사와 관련한 유전자들의 발현을 조절한다는 사실을 밝혔다.

인간의 몸은 대체적으로 24시간의 호르몬 주기를 따르는데 수상자들은 생체주기가 피리오드(period)라는 유전자가 발현하는 단백질(PER)의 농도가 24시간 주기로 변화되면서 일어나는 생물학적인 현상임을 알아냈다. 특히 생체시계가 인간의 행동, 호르몬분비량, 수면, 체온, 혈압, 신진대사와 같은 아주 중요한 기능을 통제한다는 사실도 밝혀냈다.

하루를 시작하는 코티 솔은 혈당을 높이고 대사를 촉진하여 스트레스를 견디게 한다. 잠을 깨우는 세로토닌, T의 양이 줄면 세로토닌이 멜라토닌으로 변하여 졸음을 유발하고 남성에게는 밤에 테스토스테론이 증가하여 늦은 밤 술집이나 클럽에서 남자들 끼리 싸움이 자주 일어나는 것도 이런 이유인듯하다. 이렇듯 생체시계 발견의 의미는 그런 유전자들이 우리 모두의 행동에 지대한 영향을 미치고 일생 동안 우리들인 생시간의 대부분을 쥐고 흔든 다는 점이다.

따라서 인간의 웰빙도 외부 환경과 체내생체시계 사이의 부조화가 있을 때 영향을 받는다. 예를 들어 다른 시간대의 지역을 여행할 때 느끼는 시차증도 이런 이유에서다. 생체시계가 생리작용 전반을 통제하고 있기 때문에 사람이 습관적으로 생체시계를 자주 거스를 경우 불면증, 의욕감퇴, 면역력 감소 등의 증상이 나타난다.

이러한 생체시계는 식물이나 동물, 인간을 포함한 다세포 유기체의 세포에서 같은 기전으로 작동 된다고 하는데 몸속 생체시계가 지배하는 리듬과 우리의 생활습관 사이에 지속적인 불일치와 부조화가 다양한 질병의 위험성 증가와 관련이 있다는 점도 알려준다. 생체리듬의 교란으로 우리들은 고통을 받는다. 북유럽이나 제가 살았던 미국의 코네티컷은 겨울 오후 4시가 되면 어두컴컴해 진다. 긴 겨울동안의 짧은 낮 시간은 빛의 양이 부족하여 우울증 환자들을 증가시킨다고 한다.

그러므로 조금 더 많이 밝은 빛을 쪼여준다면 치료 효과가 커져 우울증 환자들이 감소할 가능성이 있다. 왜냐하면 이 생체시계에서 가장 중요한 부분인 시교차 상핵은 눈으로 들어오는 빛의 양을 이용하여 하루 주기를 조절하기 때문이다. 타고난 유전자로 인한 생체리듬을 바꾸는 것은 매우 어렵게 느껴진다.

그렇지만 생체시계의 발견이후 축적된 연구결과들은 이러한 유전자들의 발현을 통제할 수 있다면 다양한 뇌질환, 대사성질환, 심혈관질환, 면역질환, 종양질환 등에 대해 새로운 치료 전략의 개념을 세울 수 있는 점도 시사해준다. 올해 노벨의학상 수상자들의 연구를 요약하면 다음과 같다. 생체리듬에 따라 우리는 밤 0시에서 3시 사이에 깊은 수면에 빠지게 된다. 새벽 5시경에는 체온이 가장 낮은 상태가 되어 잠자리에서 일어난 후 체온 유지에 신경을 써야하는 시간이다. 아침 6시경에는 잠에서 깨어나면서 스트레스에 대항하는 코티솔 호르몬이 분비되기 시작하여 하루 중 혈압이 가장 빠르게 상승되는 시간대이다. 이 때 뇌졸중, 심장질환 등이 잘 발생하므로 심혈관 질환자가 주의를 기울여야 할 시간이다. 오전 10시경에는 각성도가 고조되므로 회의나 중요한 일을 이 시간대에 처리하면 효과적이다. 오후 6시경에는 체온이 가장 높아진다. 어두워진 늦은 밤에는 수면을 유도하는 호르몬인 멜라토닌이 분비 되면서 자정에는 깊은 수면에 이르게 한다.

김광연  angel@cherald.co.kr

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