생체리듬의 과학 사친판다 

(satchin panda 켈리포니아 소크 생물학연구소 교수로 생체리듬 연구 분야의 선두에서 이끄는 전문가)

-생체주기 코드(때가되면) Circadian code , Rhythm)

불면증 :수면에 들거나 수면을 지속적으로 유지하는데 어려움이 있어야 한다. 자리에 누워서 30 분이상이 지나도 잠들기 어렵거나 수면 중에 자주 깨는데, 그 시간이 합쳐서 30분이상이 되어야 하고 수면효율성이 85%미만이면 불면증 증상이 있다고 보아야 한다.

생체주기 리듬이 하루나 이틀 잠시 방해를 받으면 우리 생체시계 유전자들은 올바른 메시지를 보내지 못한다. 이런 교란 상태가 지속되면 우리는 모든 유형의 질병에 무릎을 꿇게 될지 모른다. 불면증, 주의력 결핍 및 과잉행동 ADHD, 우울증, 불안장애, 편두통, 당뇨병, 비만, 심혈관 질환 심지어 알레르기 까지 온갖 병을 얻게 된다.

불행 중 다행으로 자신의 생체리듬과 조화로운 상태로 되돌아가는 일은 어렵지 않다.

청색광 센서는 빛 신호를 뇌 신호에 보내어 언제가 아침이고 언제가 밤인지 알려 준다.

우리는 아침의 첫 번째 빛 한줄기가 우리의 뇌 시계를 재설정 한다.

또한 아침의 첫 번째 음식 한입이 다른 모든 신체기관의 시계를 재설정 한다는 것도 알 수 있다.

음식을 매일 12시간 혹은 그보다 짧은 시간 안에 다 먹은 쥐들은 비만, 당뇨, 간과 심장질환에 대한 방어력이 철벽과 같았다.

더욱 놀라운 사실은, 병든 쥐에게 이렇게 예정된 시간에 먹이를 주면 투약이나 식단 변화 없이도 병의 진행을 역전 시킬 수 있다는 점이다 p18.

성인이 되어 앓는 대부분의 질병을 추적해 보면 생체리듬의 교란으로 귀결 될 수 있다.

-고장 난 생체시계가 건강을 위협한다. 

뇌에서는 서로 다른 뉴런들 사이에 새로운 시냅스 혹은 연결을 만들면서 낮에 우리가 받아들인 감각들을 백업하고 이런 정보를 바탕으로 한 기억을 강화한다. 

밤에는 뇌에서도 해독작용을 한다. 낮 동안 뇌세포는 영양분을 흡수하여 처리하는 과정에서 부산물로 원치 않는 독소를 만들어 낸다.

이런 독소는 우리가 잠자는 동안 깨끗이 청소되고 신경발생 과정을 통해 새로운 뇌세포가 생성된다.

시교차상핵 SCN(Suprachiasmatic nucleus)의 기능은 일상리듬의 중심을 이룬다. 이곳에서는 외부세계로부터 빛에 대한 정보를 입수하여 인체의 나마지 부분과 이를 공유한다.

망막의 멜라놉신 세포는 SCN과 직접 연결되어 있다. 그래서 우리의 기준 시계인 SCN이 청색광에 가장 민감한 것이다.(적색 광에 가장 둔감함)

SCN이 빛에 의해 재설정되면 뇌하수체, 부신, 솔방울 샘 등 시상하부에 있는 다른 모든 시계도 재설정 된다.

멜라놉신에 청색광을 인식되면 시간에 관계없이 우리 뇌는 낮으로 인식하고 이에 반응하여 생체리듬이 교란 각 시간에 필요한 호르몬에 unbalance가 발생하게 된다.



-생체리듬은 어떻게 작동 하는가. 

관건은 타이밍이다. 빛에 의해 통제되는 것처럼 보이지만 생체리듬은 체내 

유전자에 의해 통제된다.

-3대 핵심리듬은 바로 수면, 영양섭취, 활동이 그 주인공 들이다.

셋 중에 하나가 깨져 버리면 나머지 리듬도 궁극적으로 틀어지게 되어 갈수록 건강 상태가 허약해진다. 나이 듦에 따라, 강화된 수면 또는 각성에 대한 내적욕구가 서서히 와해된다. 

그래서 빛이나 소리에 방해를 받으면 숙면을 취할 수 없게 된다. 췌장에서는 인슐린 분비가 밤이 되면 미미할 정도로 둔화하도록 프로그램 한다. 

우리 뇌에 있는 두 번째 생체시계는 밤이 되면 멜라토닌을 더 많이 생성한다. 이렇게 분비된 멜라토닌은 췌장에 작용하여 밤에 인슐린 분비를 억제하게 만든다. 

늦은 저녁은 모든 당질을 빨아드릴 정도로 인슐린이 충분하지 않게 된다. 

그러면 장시간 동안 혈당수치가 높은 상태로 남게 된다. 

동시에 인체에서는 혈액속 잉여 당분을 연료로 사용하는 대신 지방으로 저장한다.

제1리듬: 수면 습관 개선을 위한 기본 원칙
인간은 아기였을 때에는 최소 9시간, 그 이후로는 7시간의 수면 패턴을 유지하도록 프로그램되어 있다. 밤이면 뇌에서 해독 작용을 해서, 잠자는 동안 깨끗이 청소되고 새로운 뇌세포가 생성된다. 하지만 늦게 자거나, 숙면을 못 하거나, 잠이 부족하면 생체시계가 제 역할을 하지 못하므로 숙면하는 습관을 들이는 것이 좋다. 

저녁에는 청색광 차단 안경, 적색광, 주황색 조명 등을 활용한다.

스마트폰의 밝기나 색상을 자동으로 줄여주는 앱 설정 기능을 사용해서 저녁에 생체리듬을 교란하는 디지털 화면의 빛에 노출되는 정도를 줄이는 것도 좋다.

제2리듬: 언제 먹느냐가 어떤 음식을 먹느냐보다 중요하다, 시간제한 식사법
아침에 접하는 첫 햇빛이 우리 뇌 시계를 재설정하듯, 아침밥 첫 한 입이 우리 기관의 생체시계들을 재설정한다. 우리가 섭취하는 첫 음식과 마지막 음식은 내장과 간, 근육, 신장 등의 기관을 언제 작동시켜야 할지를 결정한다. 밤에는 소화기관의 활동이 느려지는데, 낮이고 밤이고 아무 때나 음식 섭취가 이루어지면 생체시계가 서로 충돌해 건강에 악영향을 준다. 아침에 처음 식사를 한 후 8~12시간 내로 저녁식사를 제한하는 시간제한 식사법을 할 경우 면역기능을 최적화하고, 감염을 줄이며, 전신 성 염증을 감소시키는 데 도움을 준다.

-식사 시간을 12시간 이내로 제한함으로써 얻는 건강상의 효능이 11시간일 경우 2배가 되고 10시간이 되면 다시 그 2배가 되는 등 이런 식으로 8시간이 될 때 배가 된다.

인체에 있는 지방 대부분이 마지막 식사를 마친 후 6~8시간이 지나야 연소를 시작하고 단식한지 12시간이 지나면 거의 기하급수적으로 연 소량이 증가

한다. 그래서 일단 공복 상태가 12시간이 넘으면 체중감량이 대단히 유리하다.

제3리듬: 신체활동이 타이밍에 미치는 영향
운동 수행 능력에도 생체리듬이 있다. 활발한 신체활동이 수면의 질을 높일 뿐 아니라, 뇌의 긴장을 풀어주어 우울감과 불안감을 감소시키고 근력, 뼈 건강, 운동 협응력, 신진대사, 장 기능, 심장 건강, 뇌 기능을 강화한다.
그렇다면 언제 운동하는 것이 효과적일까? 이른 아침에 하는 운동이나 늦은 오후에 하는 운동 모두가 생체리듬을 증진한다. 이른 아침 밝은 햇살 아래서 빨리 걷기 같은 실외 활동을 하면 뇌 기능이 강화된다. 

부상을 최소화하면서 최대의 운동 효과를 얻는 것이 목표라면, 오후가 운동하기에 가장 좋은 시간이다. 저녁식사 전 운동 후 고단백 식사를 하면 근육량 증가, 회복 촉진에도 도움이 된다.

음식을 섭취하는 시간대를 분명하게 정해두면, 호르몬 생성 또한 활발해져서 다시 자연의 리듬에 동기화 된다.

공복호르몬인 글루카곤이 간에 작용하는 시간은 원래는 글리코겐 저장량이 격감하는 몇 시간 동안으로 제한되어야 한다.

이 호르몬은 우리가 공복 상태일 때 간에 지시를 내려 아미노산으로부터 포도당을 만들게 한다.

그런데 만약 여러분이 비만이거나 당뇨병을 앓고 있다면 , 이 프로그램은 24시간 내내 가동된다.

그러면 여러분의 간은 심지어 식사 후에도 계속해서 아미노산으로부터 당분을 만든다. 그 결과 혈당이 상승하고 근육 단백질을 형성할 아미노산 공급이 감소한다. 이때 식사제한 식사법을 실천하면 글루카곤 호르몬의 기능이 정상화 된다. 그러면 간에서는 포도당 생성을 반으로 줄여 건강한 근육을 유지하는데 사용할 단백질을 따로 남겨둔다. 이렇게 근육이 생기면 혈당감소에 도움이 된다.

세포유지 매커니즘은 생체리듬으로 이루어진다.  특히 세포가 에너지를 만들 때 활성 산소 종(ROS Reactive oxygen species) 쓰레기를 생성한다.

세포에는 시간을 정해놓고 주변청소를 하는 메커니즘이 있다. 여기에는 해독과정도 포함된다.

복구와 세포분열도 하루 주기 리듬으로 진행된다. 우리 인체는 매일 복구되고 회복된다. 혈관과 피부 장내벽 매일 복구되어야 세균과 화학물질, 독소가 인체에 침입하는 것을 막을 수 있다. 

혈액 세포 역시 교체가 필요하다. 이러한 새로운 교체 세포 생성을 거치는 복구 과정은 무작위로 일어나지 않는다. 

하루 중 특정시간에 일어난다. 그 시간은 밤에 우리가 잠을 자는 동안이다.

코티졸(스테로이드) : 코티졸은 스테로이드 호르몬으로 일종으로 스트레스와 같은 자극에 맞서 분비되는 물질입니다.

스테로이드라는 것은 염증을 줄여주는 효과(스테로이드 연고)와 진통 효과가 있다. 

자신의 생체주기 코드를 아는 것이 시계를 되돌려 노화를 늦추는 비법이 될 것이다.

건강한 생활습관을 위해 무엇을 해야 하는지에 너무 많은 초점을 맞추지 말고 언제 해야 하는지에 주안점을 두었으면 한다. 건강한 생활습관 안에는 여러분이 무엇을 언제 먹는지, 언제 얼마나 많이 자는지, 언제 얼마나 자주 움직이는지가 모두 포함된다.

운동은 생체시계를 튼튼하게 한다. 활발한 신체활동이 잠들기 까지의 신간을 단축해 준다.

우리의 수면 타이밍이 향상될 때 우리의 신체 리듬도 향상 된다.

생체리듬에 맞는 조명과 시간제한 식사법, 기운을 회복시키는 숙면이 우리의 생체리듬을 지탱해 주며 질병을 예방하거나, 질병의 진행을 막는다.

적당한 수면-기상 리듬 또는 섭식 공복리듬을 유지하면 자연스러운 생체리듬과 잘 맞는 생활습관이 몸에 밴다. 일단 그렇게 되면 교란신호에 대응하여 회복이 빨라질 수 있다. 

생체시계의 재조정이 가장 잘 이루어지는 때는 저녁신체활동을 할 때이다. 인체는 전날밥에 다음날을 위한 준비에 돌입한다.

잠은 생물학적으로 하루의 시작이지 끝이 아니다.

수면과 장수는 “U”형 곡선을 그린다. 7시간 수면이 가장 장수 하고 7시간보다 짧거나 많이 자게 되면 수명이 짧아진다.

꿀잠의 방해 요인

①근심: 근심은 스트레스 호르몬인 코르티솔을 증가 시킨다. 코르티솔은 우리를 깨어있는 상태로 유지 시킨다 (용서와 사랑).

②과식: 과식은 체온을 높은 수준으로 유지시켜 잠들기 어렵게 한다.

③신체활동 부족 : 신체활동이 부족하면 수면을 촉진하는 근육호르몬 생성이 감소한다.

④밝은 빛(저녁): 저녁에 밝은 빛에 노출되면 멜라놉신이 활성화 되고 멜라토닌 생성이 감소한다. 

잠을 적게 잔다는 것은 무언가를 더 많이 한다는 뜻이기도 하다.

대개 이것은 밤에 추가적인 빛에 노출되고 밤이나 낮 동안에 더 많은 음식에 노출된다는 의미다.

숙면은 다음날 더나은 성과를 약속한다.

쉬는동안 성장 호르몬이 증가하여 뇌와 인체에 활기를 되살려 줌으로써 생체주기 코드와 더욱 조화를 이루게 된다.

숙면은 아침에 코르티솔 생성을 증가시켜 각성 상태가 되도록 도와주며 허기와 포만감과 관련된 호르몬들의 균형을 잡아주며 더 강하고 효율적인 신진

대사가 이루어지게 한다. 무엇보다 숙면은 모든 체내시계를 동기화 하여 전신이 최상의 능력을 발휘하게 한다.

얼마나 많이 먹고 무엇을 먹느냐 뿐만 아니라 언제 먹느냐가 중요하다는 사실이 확립 되었다. 특히 장기적으로 건강에 긍정적인 결과를 얻기 위해서는 시간이 중요하다.

-실제로 건강상의 효능은 같은 병을 치료하는 약의 효능보다 훨씬 컷 다.

다시 한 번 강조 하지만 우리는 식단을 바꾸지 않았고 열량도 줄이지 않았다. 

결국 마법을 부리는 것은 타이밍 이다.

자율 신경계는 저마다 하루 주기요소를 지닌다.

밤이 되면 자율신경 활동이 가라앉으면서 심장박동, 호흡, 위 운동, 심지어 스트레스 호르몬 생성까지 느려져 잠자리에 들게 한다.

낮 동안 자율신경 활동이 정점에 달하여 작업능력과 학습능력 역시 절정에 이른다. 

하지만 만성적인 수면부족이나 일상적인 수면 분절은 스트레스 호르몬 수치를 높이거나 스트레스 시스템을 예민하게 만들어 아주 작은 스트레스 요인에도 자동으로 과잉반응하게 만든다.

잠에서 깨면 눈에 있는 청색광 센서인 멜라놉신을 통해 밝은 빛이 감지된다.

이 과정에서 멜라놉신은 뇌에 수면 호르몬인 멜라토닌 생성을 중단하고 스트레스 호르몬인 코르티솔 생성을 증가시키라는 메시지를 보낸다. 

이렇게 되면 정신이 맑아져서 하루를 시작할 준비를 하는데 도움이 된다.

적당한 단식과 운동 이두가지 모두 동일한 두뇌 활성 효과가 있다.

이들은 각기 뇌유래 신경영양인자 BDNF(Brain derived neurotropic factor) 

라는 화합물이 증가한다. BDNF는 뇌세포간 연결을 향상하여 뇌 기능을 개선한다. BDNF가 풍부한데다 숙면을 취했다면 여러분의 뇌는 복잡한 과제를 

수행하고 집중력을 잃지 않고 생산적으로 활동할 준비가 잘되어 있는 상태다.

낮에 햇빛과 밤의 밝은 빛 차단이 주는 숙면의 질 그래프 이다.(캠핑)

시간제한 식사법은 장의 하루주기 리듬을 강화하고 장내호르몬과 장내 균의 정상적 균형을 회복하여 뇌 기능을 향상 시킬 수 있다.

또한 뇌의 자율신경 기능 중에서도 하루주기 리듬을 향상하여 스트레스 호르몬이 적정량 생성되게 한다. 그러면 기분이 좋아 진다. 우리 뇌는 오전 10시부터 오후 3시 사이 기능을 극대화 한다. 

이 시간대 최선의 작업이나 학습이 이루어지도록 신경 써야 한다. 

저녁식사 후에 아무리 가벼운 간식(초콜릿 한조각, 포도주 한잔, 사과하나)을 먹더라도 위산분비가 촉발됨으로써 전체 소화 과정이 시작되어 몇 시간 동안 지속 된다. 그러면 생체 프로그램이 교란된다. 

원래 저녁에는 체온이 내려가야 하지만 음식을 새로 섭취하면 체온이 올라가서 잠들기 어렵게 만드는 것이다.

낮에 침이 분비되면 식도를 거쳐 입으로 올라오는 위산을 중화 하는데 밤에는 침이 줄어들기 때문에 이전 업무를 수행할 수가 없다. 

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야식을 먹으면 위액이 과도하게 분비 되는데 이 때문에 야식은 위산역류를 촉발하고 이 상태를 방치할 경우 식도염을 비롯해서 식도, 위, 치아에 영구적 손상을 가져올 수 있다. 

아침에 분비된 위산의 양을 임의로 1이라고 한다면 잠자기 전에 분비되는 양은 5이다. 우리가 저녁에 보통으로 식사를 하면 위에서는 정오에 음식을 먹을 때 보다 많은 양의 위산을 생성 한다는 것이다. 

이것이 장의 방어 메커니즘 이다. 

식사 후에는 중력의 도움을 받지 않으면 음식이 장을 통과하지 못하고 제자리에 머물러 있거나 매우 천천히 움직이게 된다. 

그래서 식사 후에 산책을 해야 한다.

장-뇌 축 불안감과 생체리듬의 교란

장에서 생성된 CCK(장에서 분비->담낭에서 담즙분비)와 기타 호르몬들은 우울, 흥분, 불안 공황의 감정을 느끼는데 영향을 끼친다.

그렐린 호르몬 -> 뇌에 배고픔을 알리는데  수면이 짧으면  높은 그렐린 수치 시간제한 식사법에 따르면 수면이 향상되고 허기와 포만감을 느끼는 나날의 리듬이 개선되어 잠자리에 드는 시간에 허기를 덜 느끼게 된다.

우리 몸의 포도당 조절 메커니즘을 통제하여 일상리듬 유지를 책임지는 생체시계는 최소 2곳이다. 첫 번째 생체시계는 췌장이다. 췌장에서는 인슐린 분비가 밤이 되면 미미할 정도로 둔화하도록 프로그램 한다. 우리 뇌에 있는 두 번째 생체시계는 밤이 되면 멜라토닌을 더 많이 생성한다. 이렇게 분비된 멜리토닌은 췌장에 작용하여 밤에 인슐린 분비를 억제하게 만든다.

밤늦게 음식을 먹으면 포도당 처리를 하지 못하여 혈중 포도당 수치가 위험할 정도로 높아져 추가적인 손상을 유발한다.

매일 같은 시간에 식사를 하고 공복 상태를 오래 유지하면 여러분의 뇌와 몸에 내재한 생체시계의 시간을 제대로 맞출 수 있다. 

시간제한 식사법은 수면의 질을 자연스럽게 향상하므로 여러분을 쉽게 잠들어 통잠을 잘 수 있다.

우울증을 이기거나 최소한 다스릴 수 있는 한 가지 방법은 매우 절제된 방식으로 생활을 단순화하는 것이다. 좋은 습관은 좋은 습관을 더 많이 낳는법 , 여러분이 밤에 충분히 수면을 취하도록 노력하고, 낮에 운동하며, 밝은 햇빛에 노출을 늘리고, 매일 같은 시간대에 식사를 한다면, 이런 결정을 미리 내려져 있기 때문에 생활속 스트레스 중 일부는 덜수 있다.

여러분은 수면, 시간제한 식사법, 운동, 적절한 햇빛 노출이라는 4가지 간단한 습관만으로도 튼튼한 생체리듬을 유지하고 정상적인 뇌 기능을 유지할 수 있다. 이 4가지 습관은 저마다 뇌 건강을 증진한다.

잠자는 시간, 먹는 시간, 운동하는 시간을 여러분의 유전자, 호르몬, 뇌 속 화학물질의 시의적절한 리듬에 맞춰 조절하면 된다.

참고) 코메디닷컴 (22.08.20)

잠 부족하면 나타나는 건강 문제 6 당뇨병, 심장병, 유방암 위험 증가

잠을 충분히 잘 자지 못하면 건강에 여러 가지 문제가 생긴다. 수면 부족은 비만과 연결돼 있을 뿐 아니라 심장병, 당뇨병, 유방암 등과도 연관성이 있다. 

미국 건강·의료 매체 '프리벤션닷컴(prevention.com)'이 잠 부족이 초래할 수 있는 건강상 위험에 대해 소개했다.

△당뇨병

미국 시카고대 연구팀에 따르면, 성인 형 당뇨병 환자가 잠을 제대로 자지 못할 경우 공복 혈당은 9%, 공복 인슐린 수치는 30%, 인슐린 저항성은 43% 높아지는 것으로 나타났다. 불면증이 있는 당뇨 환자의 상황은 더욱 나빴다. 불면증이 없는 당뇨 환자에 비해 공복 혈당은 23%, 공복 인슐린은 48%, 인슐린 저항성은 82% 높았다.

△심혈관병

3만여 명의 자료를 분석한 연구에 따르면, 수면 시간이 하루 7 시간 미만인 사람은 심장병 위험이 높은 것으로 나타났다. 특히 수면 시간이 하루 5 시간 이하인 60 세 미만 여성은 심장병 위험이 2배 높았다.

△유방암

일본 도호쿠대 의학대학원 연구팀이 40~79 세 여성 2만 4000여 명의 자료를 분석한 결과, 수면 시간이 6 시간 미만인 사람은 유방암 위험이 62% 높은 것으로 나타났다. 이에 비해 9 시간 이상 자는 여성은 위험도가 28% 낮았다.

△대장암

미국 케이스웨스턴대 연구팀이 1240 명을 대상으로 한 연구 결과, 하루 6 시간 이하로 자는 사람은 7 시간 이상 자는 사람에 비해 대장에 폴립(용종)이 있을 가능성이 47% 더 높은 것으로 나타났다. 이런 폴립은 암으로 발전할 가능성이 있다.

△야뇨증, 요실금

미국 뉴잉글랜드연구소가 중년 남녀 4145 명의 자료를 검토한 결과, 5 년 간 잠을 잘 이루지 못하거나 5 시간 이하로 잤던 여성은 소변을 보기 위해 잠에서 깨거나(야뇨증), 요실금이 될 위험이 80~90% 높은 것으로 나타났다. 연구팀은 잠을 제대로 자지 못하면 염증이 생기고, 이것이 소변 문제로 이어지는 것으로 추정했다.

△사망률

덴마크 코펜하겐대 연구팀이 1만 6000여 명을 10 년 간 추적한 결과에 따르면, 수면 부족은 사망 위험과 관련이 있다. 숙면을 취하지 못한다고 보고한 남성은 특히 45 세 이하인 경우, 숙면을 취하는 남성에 비해 사망률이 2배에 이르렀다. 수면장애는 여성의 사망률과는 관련이 없었다. 하지만 수면장애가 있는 남성과 여성은 고혈압과 당뇨병이 있을 위험이 컸다.