[표지로 읽는 과학] 운동이 건강에 좋은 이유, 분자 단위에서 규명

네이처 제공

국제학술지 네이처는 이번 주 표지로 쥐가 챗바퀴를 돌고 있는 이미지를 표지에 실었다. 쥐의 몸에는 장기를 표현한 이미지가 표현돼 있다. 표지 왼쪽에는 '운동의 효과(EXERCISE EFFECTS)'란 문구도 보인다.

규칙적인 운동이 건강에 좋다는 사실은 익히 알려져 있다. 그간 학계에서는 운동이 신체에 미치는 긍정적인 효과를 살피는 연구가 활발히 이뤄졌지만 분자 단위에서 운동 중인 신체에 일어나는 메커니즘이 규명되진 않았다. 

미국 국립보건원(NIH)이 주관하는 연구프로젝트 '신체 활동 중 분자 변환 컨소시엄(MoTrPAC)'은 쥐 실험을 통해 지구력 운동 중에 신체에서 일어나는 다양한 변화를 분자 수준에서 확인한 연구 결과를 1일(현지시간) 네이처에 발표했다.

연구팀은 챗바퀴 운동을 하는 쥐를 8주 동안 관찰했다. 운동이 끝나고 48시간 뒤 심장과 뇌 등 18개 기관에서 시료와 혈액을 채취했다. 신체에서 일어나는 아주 미세한 변화까지 확인하기 위해 전사체, 후성유전체, 단백체, 대사체, 지질체 및 면역체의 변화를 측정했다. 다양한 생물 데이터를 종합적으로 분석하는 '멀티오믹스' 분석법이 활용됐다.

연구팀은 9466개의 생물 데이터를 분석했다. 그 결과 장시간 운동은 유전정보에 따라 단백질을 합성할 때 작용하는 리보핵산(RNA), 단백질, 대사 산물의 변화를 일으키는 것으로 나타났다. 이를 통해 세포의 호흡에 관여하는 미토콘드리아 경로를 비롯해 면역체계, 대사반응, 스트레스반응을 조절했다. 연구팀은 "이같은 변화는 비알코올성 지방간질환, 염증성 장질환, 심혈관 조직 손상의 회복 등을 포함한 건강 상태와 관련이 있다"고 설명했다.

운동이 신체에 미치는 영향이 나타나는 시기는 성별에 따라 달랐다. 예를 들어 수컷 쥐는 운동을 시작하고 8주째에 체지방이 감소했지만 암컷 쥐의 체지방 비율엔 큰 변화가 없었다. 

연구팀은 "운동이 신체의 각 기관에 미치는 효과를 살핀 최초의 유기체 지도"라며 "이번 연구는 질병 관리를 위한 운동 습관 개선하는 데 활용될 수 있다"고 말했다. 

[박정연 기자 hesse@donga.com]