벤테 클라룬드 페데르센은 매일 아침 5킬로미터를 달리며 하루를 시작합니다. 그녀에게 달리기는 단순한 운동 그 이상입니다. “달리기를 하면서 문제를 해결하고, 제 건강을 유지합니다.”라고 말하는 그녀는, 코펜하겐 대학교에서 내과와 감염병을 전공하고 있습니다.

운동이 건강에 좋다는 것은 누구나 아는 사실입니다. 매주 450분을 빠르게 걷는 것이 수명을 약 4.5년 연장시킨다는 연구 결과도 있습니다. 규칙적인 신체 활동은 면역 체계를 강화하고, 암, 심혈관 질환, 제2형 당뇨병과 같은 만성 질환을 예방할 수 있습니다. 그러나 운동이 세포에 미치는 정확한 메커니즘은 아직 명확히 밝혀지지 않았습니다. 뉴욕 대학교의 세포 생물학자인 다프나 바르 사기는 “운동이 좋다는 것은 알지만, 그것이 세포에 어떻게 작용하는지는 여전히 큰 미스터리입니다.”라고 말합니다.

최근 10년 동안 연구자들은 운동 중과 후에 신체 전반에서 촉발되는 다양한 세포 및 분자 과정을 밝혀냈습니다. 이러한 과정 중 일부는 염증을 줄이고, 다른 과정은 세포 수리 및 유지 관리를 강화합니다. 운동은 근육 세포에서 면역 및 심혈관 시스템으로, 또는 간에서 뇌로 메시지를 전달하는 신호 분자를 방출합니다.

미국 국립보건원(NIH)은 사람과 쥐를 대상으로 하는 6년간의 연구에 1억 7천만 달러를 투자하여 운동의 분자적 효과를 맵핑하고 있습니다. 이 연구는 운동 중 및 운동 후의 변화를 연구하여, 운동의 혜택을 모방하는 약물의 치료적 목표를 밝혀내고자 합니다. 운동이 만성 질환 환자에게 맞춤형 운동 처방을 개발하는 데 도움이 될 수 있으며, 운동의 이점을 모방하는 치료제를 개발할 수 있습니다.

운동은 인간 진화의 중요한 요소입니다. 인간은 수렵-채집 생활 방식을 통해 더 활동적인 생활 방식으로 전환했으며, 이는 과도한 지방 축적을 방지하고 심혈관 질환, 제2형 당뇨병 및 일부 암의 위험을 줄이는 데 도움을 주었습니다. 운동은 세포 손상을 유발할 수 있지만, 이러한 효과를 되돌리는 세포 과정을 시작하여 신체를 더 나은 상태로 만듭니다.

연구자들은 100년 이상 동안 운동 중에 발생하는 생물학적 변화를 탐구해 왔습니다. 1910년, 케임브리지 대학교의 약리학자 프레드 랜섬은 골격근 세포가 젖산을 분비한다는 것을 발견했습니다. 1961년, 연구자들은 골격근이 운동 중 포도당을 조절하는 물질을 분비한다고 추측했습니다. 1999년, 클라룬드 페데르센과 그의 동료들은 마라톤 참가자들의 혈액 샘플을 수집하여 여러 사이토카인이 운동 직후 급증하며, 그 중 인터루킨-6(IL-6)이 운동 중 근육에서 분비된다는 것을 발견했습니다. IL-6는 운동에 반응하여 분비되는 '엑서카인'이라는 화합물 중 하나입니다.

이제 연구자들은 다양한 생물학적 데이터를 결합하여 운동의 분자적 메커니즘을 이해하고 있습니다. 2020년, 스탠퍼드 대학교의 마이클 스나이더와 그의 동료들은 36명의 참가자들로부터 혈액 샘플을 수집하여 17,000개 이상의 분자를 측정했습니다. 그 결과, 운동이 에너지 대사, 산화 스트레스 및 염증과 같은 생물학적 과정을 복잡하게 조정한다는 것을 발견했습니다.

이러한 연구는 운동이 다양한 조직과 기관에 미치는 건강 증진 효과를 상세히 이해하는 데 기여하고, 나아가 운동의 혜택을 모방하는 치료제 개발에 도움을 줄 수 있을 것입니다.

더 자세한 내용은 https://www.nature.com/articles/d41586-024-01200-7