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[의사신문144]운동이 생명유지에 필수 엔진인 미토콘드리아 |
[의사신문144]달리기와 건강(111): 운동이 생명유지에 필수 엔진인 미토콘드리아 기능을 향상시킨다.
나이가 들면 근육이 줄어 팔다리가 가늘어진다. 사람은 50~70세에 이르면 근육양의 25~30%가 손실된다. 이렇게 되는 이유는 근육에 혈액 공급이 잘 안 되고, 근육이 녹아 없어지는 것을 막아 주는 인슐린이 제대로 활동하지 않기 때문이며, 65세 이상의 사망과 부상은 뼈대근육 약화가 가장 직접적인 원인이라는 사실이 밝혀졌다. 매일 7시간 이상 앉아서 별로 움직이지 않는 사람들은 자주 움직이는 습관을 가진 사람들에 비해 사망 위험이 43%나 높아진다고 한다.
뼈대에 가장 가까이 붙어 있는 뼈대 근육은 근력의 핵심이 되는 근육이다. 뼈대 근육의 약화 사태를 막으려면 운동을 정기적으로 해 뼈대 근육에 더 많은 혈액을 보내 줘야 한다. 노인이라도 일 주일에 세 번씩 중량 운동을 20주 이상 지속적으로 해 주면 뼈대 근육으로 가는 혈액량이 늘어나면서 근육 손실 속도를 늦출 수 있다는 연구 결과도 있다.
근육 세포내 미토콘드리아에 있는 HSP10라는 에너지원 기관이 스트레스로부터 근육을 보호하는 역할을 하는 것으로 밝혀졌다. 특정 단백질인 HSP10을 활성화하면 뼈대 근육을 노화에서 지켜낼 수 있을 뿐 아니라 치료에도 사용할 수 있으며 궁극적으로는 삶의 질을 크게 개선할 수 있다.
무엇인가에 감염되거나 운동을 하는 것과 같이 외부 환경 스트레스를 받으면 몸에서는 뼈대근육을 손상시키고 약하게 만드는 화학물질이 나온다. 즉 HSP10 단백질은 이런 외부 자극원인 화학물질에 대응하여 근육을 보호하는 역할을 하는 것은 물론, 세포 내에서 에너지를 생산하며 단백질 대사작용을 한다. 유산소 운동이 실제로는 주로 미토콘드리아가 에너지를 생산하도록 만드는 형태의 운동이다.
운동을 그만둔 뒤 불과 몇 주 만에 계단을 오르면 숨이 차오르는 이유가 있다. 운동을 하지 않으면 최대 산소 섭취량이 감소하기 때문이다. 최대 산소 섭취량은 한 개인이 운동을 하는 동안 사용하는 최대 산소량을 말한다. 산소 섭취량이 떨어지는 것은 근육세포 안에서 세포호흡에 관여하는 미토콘드리아가 감소하기 때문이다. 연구에 따르면 운동을 중단하면 2주 안에 미토콘드리아가 감소되기 시작한다. 지구력 운동을 다시 시작해 6주 정도가 걸려야 원래 미토콘드리아 수를 회복할 수 있다.
잠을 적게 잔 것도 아니고 야근이나 밤샘 파티를 한 것도 아닌데 몸이 축 처지고 늘 피곤할 때가 있다. 몸 속의 에너지 생산이 줄어들기 때문이며, 몸속 미토콘드리아가 포도당을 에너지로 전환시키기 위해서는 비타민B가 필요하다. 비타민B군은 모두 물에 녹는 수용성 비타민으로, 과도한 양을 섭취한다 하더라도 소변을 통해 몸 밖으로 빠져나가기 때문에 심각한 부작용은 없다. 대신 몸에 잘 축적되지 않기 때문에 매일 일정량을 복용해야 한다. 비타민B는 녹색 채소와 곡류에도 포함돼 있지만, 주로 동물성 식품에 많이 들어있다.
적절한 스트레스나 적은 양의 독소에 간헐적으로 노출되면 그로 인해 더 큰 스트레스에 저항력이 생긴다는 이론이 바로 단식이 우리 몸에 주는 스트레스다. 긴 단식은 우리 몸에 큰 스트레스가 되어 위험하지만 짧은 단식은 작은 스트레스가 되어 스트레스 호르몬의 일종인 아드레날린의 분비가 늘어난다. 아드레날린은 혈액 내 포도당과 지방산 농도를 높이는데, 단식으로 인해 몸 속 포도당이 부족한 관계로 지방조직을 분해하여 지방산 농도를 높인다. 즉 다이어트 효과가 나타난다.
포만감을 느끼게 하는 렙틴호르몬의 작동능력을 개선시켜 지방이 덜 축적되도록 덜 먹고 많이 움직이게 유도하기도 한다. 또 단식은 시트루인 계열의 유전자들을 활성화시키고, 뇌유래영양물질(BDNF;Brain-Derived Neurotrophic Factor)을 자극하기도 한다. 시트루인 유전자는 미토콘드리아 활성을 증가시켜 활성산소 생성을 줄이고 세포노화과정을 늦추는 효소를 생성하도록 명령하기 때문에 장수유전자라고도 불린다. BDNF는 활성산소로부터 신경세포를 보호한다.
미토콘드리아는 에너지를 생산하기 때문에 몸 안에 미토콘드리아가 많을수록 좋다. 그리고 미토콘드리아를 많이 생산하는 한 가지 방법이 운동하는 것이다. 실제로 어떤 운동이 얼마나 효과적인지 측정하는 좋은 기준이 바로 미토콘드리아 밀도를 얼마나 많이 높이느냐에 달려있다. 고강도 간헐적 운동이 일반 운동을 할 때보다 더욱 활발한 미토콘드리아가 대량 생산된다.
미토콘드리아는 내가 자유의지로 신체를 움직이게 해주는 골격근에서만이 아니라 나를 살아 있게 해주는 심장근육에서도 마찬가지다. 심장근육의 크기를 키우고 보다 효율적으로 만들어 심장 근육이 똑같은 양의 활동을 하면서도 산소를 더 적게 사용하게 만든다. 그만큼 심장이 더 커지고 튼튼해진다는 말이다.
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