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  • 에이바이오머티리얼즈, 병풀 유래 엑소좀 복합 소재 피부 재생 효능 논문 발표

    에이바이오머티리얼즈, 병풀 유래 엑소좀 복합 소재 피부 재생 효능 논문 발표

    국제 학술지 게재…인체 피부 조직 실험서 장벽 회복·구조 개선 가능성 확인 국내 바이오 소재 기업 에이바이오머티리얼즈(ABio materials)가 자사가 개발한 병풀(Centella asiatica) 유래 엑소좀 복합 소재의 피부 재생 효능을 다룬 연구 논문을 국제 학술지에 발표했다. 회사는 이번 연구를 통해 식물 유래 엑소좀 기반 소재의 피부 장벽 회복과 구조 개선 가능성을 인체 피부 조직 수준에서 확인했다고 밝혔다. 이번 논문은 대한미용외과레이저학회가 발간하는 국제 학술지 Journal of Aesthetic Surgery and Laser Science(JASLS) 2026년 창간호에 원저로 게재됐다. 연구 대상은 병풀에서 분리한 식물 유래 엑소좀 유사 소포와 히알루론산을 결합한 ‘Exo-Cica/HA 복합체’로, 제품명은 ‘세렉소(Celexo)’다. 논문 제목은 ‘Exo-Cica/HA Complex Promotes Skin Rejuvenation and Barrier Repair via Extracellular Matrix Reconstruction and Anti-Inflammatory Regulation(Exo-Cica/HA 복합체의 세포외기질 재구성 및 항염증 조절을 통한 피부 재생·장벽 회복 효과)’이다. 연구는 중소벤처기업부 중소기업기술혁신개발사업(BIRD, RS-2024-00509249)의 지원을 받아 수행됐다. 연구는 기존 식물 유래 엑소좀 연구가 세포 실험 중심으로 진행된 것과 달리, 수술 후 확보한 인체 피부 조직을 활용한 생체 외 모델을 적용한 점이 특징이다. 회사 측은 이를 통해 조직 수준에서의 구조 변화와 회복 양상을 보다 구체적으로 관찰할 수 있었다고 설명했다. 해당 실험은 기관생명윤리위원회(IRB) 승인과 환자 서면 동의를 거쳐 진행됐다. 논문에 따르면 Exo-Cica/HA 복합체는 0.1%에서 20% 농도 범위에서 세포 생존율 90% 이상을 나타내 세포독성이 관찰되지 않았다. 또 전염증성 사이토카인인 IL-6 발현은 억제됐고, 피부 장벽 단백질인 필라그린(filaggrin)과 보습 관련 효소인 HAS-2의 발현은 증가한 것으로 나타났다. 피부 구조 회복과 관련한 지표도 확인됐다. 연구진은 기저막 구성 성분인 라미닌-332, 나이도젠, 제4형 콜라겐의 발현이 대조군보다 증가했다고 밝혔다. 자외선B로 손상된 인체 피부 조직 실험에서는 감소했던 콜라겐 밀도가 복합체 처리 후 회복되는 경향을 보였고, 엘라스틴 회복 수치는 비교군인 폴리데옥시리보뉴클레오타이드(PDRN) 처리군보다 높게 나타났다고 설명했다. 또 물리적 손상을 가한 피부 장벽 모델에서는 필라그린 발현 회복 양상이 확인됐고, 상처 치유 실험에서는 각질형성세포 이동과 재상피화가 촉진되는 결과가 관찰됐다. 연구진은 이를 바탕으로 해당 복합체가 염증 조절과 장벽 강화, 세포외기질 재구성에 관여할 가능성이 있다고 해석했다. 다만 연구진은 식물 유래 엑소좀의 정확한 작용 기전은 아직 규명 단계에 있어 추가 연구가 필요하다고 밝혔다. 이번 논문 발표는 국내 엑소좀 기반 피부 바이오 분야의 경쟁이 학술 성과 영역으로 확산되고 있음을 보여주는 사례로 풀이된다. 앞서 동종 업계의 다른 기업도 엑소좀을 활용한 모발 재성장 임상 사례 논문을 발표한 바 있다. 적용 분야는 차이가 있으나, 자사 기술의 효능과 안전성을 동료 심사(peer review) 학술지를 통해 검증받으려는 흐름이 뚜렷해지고 있다는 분석이다. 박시준 에이바이오머티리얼즈 대표는 “이번 연구는 식물 유래 엑소좀의 효능을 세포 실험을 넘어 인체 피부 조직 수준에서 확인했다는 데 의미가 있다”며 “안전성과 구조적 회복 효과를 학술적으로 검증한 데이터를 바탕으로 후속 연구와 사업화를 이어갈 계획”이라고 밝혔다.
  • 낮잠, 보약인 줄 알았는데…이렇게 자면 사망 위험 높아진다

    낮잠, 보약인 줄 알았는데…이렇게 자면 사망 위험 높아진다

    고령층이 낮잠을 더 길고 자주 잘수록, 특히 오전 시간대에 낮잠을 자는 경우 사망 위험이 높아질 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 미국 매사추세츠 종합병원과 러시대학교 연구팀은 시카고에 거주하는 56세 이상 1338명(평균 연령 81.4세)을 대상으로 최대 19년(평균 8.3년) 동안 추적 관찰한 결과 이 같은 연관성을 확인했다고 밝혔다. 연구 대상자의 수면 패턴은 웨어러블 기기를 통해 객관적으로 측정됐다. 분석 결과 낮잠 시간이 1시간 늘어날 때마다 모든 원인에 의한 사망 위험은 약 13% 증가했고, 낮잠 횟수가 하루 1회 늘어날 때마다 위험은 약 7%씩 상승하는 경향을 보였다. 특히 낮잠 시간대가 중요한 변수로 나타났다. 오전 9시부터 오후 1시 사이 낮잠을 주로 자는 경우, 오후 시간대에 낮잠을 자는 사람보다 전체 사망 위험이 약 30% 더 높은 것으로 분석됐다. 이는 나이가 약 2.5세 더 많은 것과 유사한 수준이다. 다만 연구진은 낮잠 자체가 사망 위험을 직접 높인다고 단정하기는 어렵다고 강조했다. 장시간·잦은 낮잠은 심혈관 질환, 당뇨병, 만성 염증, 수면무호흡증 등 기저 질환으로 인한 피로의 결과일 가능성이 크다는 설명이다. 실제 분석에서는 연령, 성별, 흡연 여부, 기저 질환 등 주요 변수들을 보정한 이후에도 이러한 경향이 유지됐다. 다만 관찰 연구의 특성상 인과관계를 확정할 수는 없다는 점에서 해석에는 주의가 필요하다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 JAMA Network Open에 게재됐다. 전문가들은 낮잠 자체를 무조건 피할 필요는 없다고 본다. 일반적으로 15~30분 이내의 짧은 낮잠은 피로 회복과 인지 기능 개선에 도움이 되는 것으로 알려져 있다. 문제는 낮잠 자체 아닌 ‘낮잠의 패턴’ 이전보다 낮잠 시간이 길어지거나 횟수가 늘고, 특히 아침부터 졸림이 반복되는 경우라면 수면의 질 저하나 만성 질환의 신호일 수 있다. 장시간 낮잠은 심혈관 질환이나 만성 염증, 당뇨 등 기저 질환으로 인한 피로가 누적된 결과일 가능성이 크다. 즉 낮잠 자체가 위험 요인이라기보다 이미 진행 중인 건강 이상을 드러내는 지표일 수 있다는 의미다. 또한 오전 시간대 낮잠은 수면-각성 주기의 이상을 시사한다. 생체 리듬이 흐트러지면 호르몬 분비와 면역 기능에 영향을 주고, 전반적인 신체 회복력을 떨어뜨릴 수 있다. 여기에 낮 시간대 장시간 수면은 밤 수면의 질을 떨어뜨려 깊은 잠에 들지 못하는 상태를 반복시키고, 만성적인 수면 불균형으로 이어질 가능성도 있다. 전문가들은 낮잠 여부보다 시간대와 길이, 빈도의 변화를 더 중요하게 봐야 한다고 강조한다. 수면 습관이 이전과 달라졌다면 단순한 피로가 아닌 건강 이상 신호일 수 있는 만큼 점검이 필요하다는 조언이다.
  • ‘이 껌’ 씹으면 암 예방…방사선 치료 보완 가능성 열렸다

    ‘이 껌’ 씹으면 암 예방…방사선 치료 보완 가능성 열렸다

    미국 연구진이 특정 암을 예방할 수 있는 기발한 아이디어를 내놨다. 바로 암 유발 바이러스에 대항하는 물질이 첨가된 껌을 씹는 것이다. 펜실베이니아 대학교, UCLA, 로스앤젤레스 재향군인 의료 시스템, 캔자스 대학교 의료센터 등 공동 연구진은 껌 씹기를 통한 두경부암 예방 가능성 실험을 진행했다. 관련 논문은 과학 저널 ‘사이언티픽 리포트’(Scientific Reports)에 실렸다. 두경부암은 뇌와 안구를 제외한 코, 구강, 인두, 후두, 침샘, 갑상선 등에 발생하는 악성 종양이다. 주요 원인은 흡연과 음주인데, 최근에는 인유두종 바이러스(HPV)도 젊은 층을 중심으로 증가 추세다. 전 세계 남성의 3분의 1이 HPV 양성이고, 5분의 1은 고위험 HPV-16에 감염되어 있으며, 이는 구강성교를 통해 전염된다. 전 세계적으로 해마다 약 89만건의 사례가 진단되고 있으며 환자의 절반 정도가 치료 후 사망한다. 두경부암 환자의 구강에서 HPV와 함께 포르피로모나스 진지발리스(Pg)와 푸소박테리움 뉴클레아툼(Fn)이라는 박테리아가 월등히 높은 수치로 나타나며 예후 악화와도 관련 있다는 사실은 기존 연구를 통해 알려져 있었다. 그러나 방사선 치료는 구강 내 미생물 생태계 균형을 깨뜨려 유익균을 감소시키고 유해균을 증식시킬 위험이 있다. 이에 연구진은 구강 내 문제의 미생물 수치를 낮출 수 있는 실용적이고 경제적인 방법이 필요하다고 봤다. 이번 연구는 실험실 기반 연구로 건강한 사람을 대상으로 껌을 씹게 한 임상시험은 아니다. 대신 암 환자와 건강한 자원자로부터 실제 생체 샘플을 채취한 뒤 실험을 진행했다. 타액 샘플은 LA 재향군인병원에서 치료받은 암 환자들에게서, 구강 세정제 샘플은 캔자스대 의료센터에서 수집했다. 구강 세정제 샘플은 참가자들이 구강을 헹군 식염수였는데, 이는 구강 전체 점막에 분포하는 미생물을 확인하고 농축된 타액과 다른 농도에서 껌 추출물의 효과를 알아보기 위함이었다. 암 환자군은 두경부 편평세포암을 앓는 환자 46명, 대조군은 암을 앓지 않는 참가자 36명으로 구성됐다. 연구진이 개발한 껌에는 2가지 활성 성분이 들어 있었다. 하나는 프릴(FRIL)이라는 단백질로, 강력한 항바이러스 성질을 가졌다. 콩과 식물인 랩랩콩(까치콩)에서 추출했다. 프릴은 바이러스 표면의 당 구조에 달라붙어 바이러스 입자를 뭉쳐 큰 덩어리로 만들어 세포 감염력을 떨어뜨린다. 또 다른 성분은 프로테그린-1이라는 항균 펩타이드로, 돼지에서 처음 발견됐으며 구내염 치료를 위한 인체 임상시험이 진행된 바 있다. 프로테그린-1은 화학 결합으로 고정된 구조 덕분에 매우 안정적이어서 특정 유형의 박테리아를 사멸시키는 데 특히 효과적이다. 항바이러스 껌의 효능을 시험하기 위해 연구진은 콩 추출물에 프로테그린-1을 섞은 혼합액을 환자의 타액 샘플과 함께 체온과 비슷한 37℃에서 1시간 동안 뒀다. 이후 HPV 검사 결과 암 환자의 타액 샘플 모두에서, 구강 세정제 샘플의 약 75%에서 바이러스가 발견됐다. 콩 추출물로 처리한 샘플에서 타액 속 HPV의 약 93%가 포집돼 제거됐다. 구강 세정제 샘플에서는 HPV 양성 사례의 약 80%에서 바이러스가 뭉쳐진 것이 관찰됐고, 양성 샘플 22개 중 13개에서는 바이러스가 완전히 제거됐다. 박테리아의 경우 모든 샘플 유형에서 Pg와 Fn 박테리아 2종이 모두 99% 이상 사라졌다. 결론적으로 이 실험을 통해 해당 성분을 넣은 껌이 입안을 돌아다니면서 암 유발 물질을 물리적으로 뭉쳐서 버리거나(바이러스), 직접 사멸(박테리아)할 수 있다는 가능성을 확인한 셈이다. 가장 중요한 성과는 이 성분들이 구강 내 미생물을 무차별적으로 공격하는 것이 아니라 암을 유발하는 미생물만 골라서 제거했다는 점이다. 구강 내에 정상적으로 존재하는 건강한 미생물은 대부분 온전하게 살아남았다. 많은 연쇄상구균은 프로테그린-1의 공격으로부터 스스로 보호하는 당 코팅을 생성한다. 반면 암과 관련된 Pg와 Fn은 이러한 보호막이 없어 공격에 취약했다. 이러한 선택성은 구강 내 모든 미생물을 무차별적으로 파괴하는 방사선 치료의 단점을 보완할 수 있다. HPV 예방을 위해 100개국에서 백신 접종이 시행되고 있지만 인후암 발병률은 오히려 증가 추세다. 게다가 HPV 백신은 근육에 주사하여 전신 면역 반응을 유도하지만, 구강과 후두의 습한 표면을 보호하는 면역 반응은 유도하지 못한다. 따라서 백신 접종을 받은 사람도 구강을 통해 바이러스를 보유하고 전파할 수 있다. 이번 실험을 통해 HPV를 입안에서 직접 포획하고 제거하는 껌이 백신을 보완할 가능성이 확인됐지만, 실제 임상시험을 통한 검증이 필요하다. 안전성도 확인해야 한다. 실험에 사용된 콩 추출 물질은 미국 식품의약국(FDA)에서 “일반적으로 안전하다고 인정되는 물질”로 지정돼 있다. 또 껌 하나에 함유된 양은 인체 독성 시험에서 안전한 것으로 확인된 양보다 6000배 적은 수준이다. 실험에 사용된 껌의 제형은 과거 코로나19 예방과 관련된 임상시험 평가에서 승인된 적 있다. 이렇게 개별 성분의 안전성은 입증됐지만, 구강암을 유발하는 미생물을 표적으로 하는 껌의 효과와 안전성은 향후 인체 임상시험을 통해 검증돼야 한다.
  • 닥치는 대로 갉아먹는 설치류…사실은 도파민 중독?

    닥치는 대로 갉아먹는 설치류…사실은 도파민 중독?

    생쥐, 햄스터 같은 설치류는 유난히 앞니가 크고 계속 자란다. 딱딱한 표면에 이빨을 규칙적으로 갈아내지 못하면 이빨이 커져 제자리를 벗어나고 먹이 섭취에 지장을 주며, 심할 경우 사망에 이르게 할 수도 있다. 생물학자들은 설치류들의 갉아먹는 행동이 눈 깜빡임처럼 자동적 반사작용의 형태일 수 있다고 여겨왔다. 미국 미시간대 분자·세포·발달 생물학과, 치과대 생체재료학과, 생명과학 연구소, 분자·통합 생리학과, 기계공학과 공동 연구팀은 생쥐 같은 설치류가 계속 갉아먹는 이유가 단순히 이빨을 최상의 상태로 유지하기 위한 것이 아니라 쾌감을 느끼기 위해서일 수 있다고 18일 밝혔다. 이 연구 결과는 신경과학 분야 국제 학술지 ‘뉴런’ 3월 11일 자에 실렸다. 연구팀은 실험용 생쥐 중 일부가 다른 생쥐들과 똑같은 먹이를 먹었음에도 유독 앞니가 긴 것을 발견하고 궁금증을 품었다. 이들은 신경계의 문제 때문에 갉아먹는 행동을 하지 않게 됐을 것이라고 보고 신경계 특정 부위가 독소에 취약하게 유전적으로 변형한 생쥐로 실험했다. 이어 특정 신경세포만 정확하게 파괴되는 독소로 신경세포를 하나씩 차단하면서 그 영향을 관찰했다. 그 결과, 생쥐 치아에 있는 촉각에 민감한 신경세포(뉴런)가 두 종류의 신경 회로와 연결돼 있다는 것을 발견했다. 하나는 턱을 정렬하고 닫는 데 관여하고, 다른 하나는 도파민을 분비하는 뇌의 일부와 연결돼 있다. 도파민은 잘 알려져 있다시피 쾌감을 주는 화학물질로, 특정 행동에 즐거움을 부여하고 동기를 조절하는 역할을 한다. 연구팀에 따르면 생쥐가 뭔가 갉아먹을 때 느껴지는 감각은 이빨에서 뇌로 전달돼 뇌의 도파민 중추를 자극한다. 이 회로를 차단하면 생쥐는 갉아먹는 행동을 멈추면서 이빨이 길어지는 것이 확인됐다. 이를 통해 설치류의 갉아먹는 행동은 쾌감이라는 긍정적 보상을 만들어 반복하게 한다는 설명이다. 사람은 불안, 우울증, 자폐 스펙트럼 장애 등 도파민 회로와 연관된 신경정신질환이 있는 사람들이 일반인보다 이갈이 같은 반복적 구강 행동을 자주 보이고, 턱 장애, 치아 부정교합 등이 더 많은 것으로 알려졌다. 연구를 이끈 보 듀안 미시간대 교수는 “인간의 구강 행동이나 생쥐의 갉아먹기 행동은 치아와 뇌를 연결하는 도파민 기반 회로의 교란으로 인해 발생하는 것으로 보이는 만큼 동물의 반복적 구강 행동 동기를 파악하기 위한 추가 연구를 할 것”이라고 밝혔다.
  • 해파리, 말미잘이 알려주는 숙면의 중요성 [유용하 기자의 사이언스 톡]

    해파리, 말미잘이 알려주는 숙면의 중요성 [유용하 기자의 사이언스 톡]

    고대 그리스의 시인 호메로스는 “잠은 눈꺼풀을 덮어 선한 것, 악한 것, 모든 것을 잊게 하는 것”이라고 말했고, 영국의 위대한 대문호 셰익스피어는 “좋은 잠이야말로 자연이 인간에게 부여해 주는 살뜰하고 그리운 간호사다”라고 말했습니다. 과거에는 잠을 인간에게 쓸모없는 행위라고 생각한 경우도 있었지만, 뇌신경 과학이 발달하면서 잠은 신체적, 정신적 건강을 유지하는 데 중요한 역할을 한다는 사실이 알려졌습니다. 이런 가운데, 이스라엘 바르일란대 연구팀은 해파리와 말미잘 같은 무척추동물의 수면 패턴이 척추동물인 인간과 유사점이 많다는 연구 결과를 내놨습니다. 연구팀은 잠이 깨어 있는 동안 발생한 DNA 손상으로부터 보호하기 위한 수단으로 광범위한 종들 사이에서 진화했을 것이라는 가설을 뒷받침한다고 설명했습니다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 1월 7일 자에 실렸습니다. 잠은 동물계 전반에서 나타나는 행동입니다. 특히 뇌 신경세포(뉴런)의 DNA 손상을 줄이는 데 잠이 핵심적인 역할을 한다는 것이 속속 알려졌습니다. 신경세포는 다세포동물이 등장한 뒤 진화하면서 나타났습니다. 말미잘과 해파리는 초기에 등장한 동물군 중 하나로 꼽힙니다. 이들 동물에서 수면과 유사한 상태를 보인다는 연구가 이전에도 있었지만, 구체적인 수면 형태와 역할은 명확하지 않았습니다. 연구팀은 실험실과 자연에서 해파리의 수면 패턴을 관찰했고, 말미잘에 대해서는 실험실에서만 관찰했습니다. 두 동물 모두 하루의 3분의1 정도를 잠으로 보내는 것이 확인됐는데, 이는 인간과 비슷한 수면 시간입니다. 해파리는 주로 밤에 잠을 잤지만, 말미잘은 낮에 자는 것으로 확인됐습니다. 연구팀에 따르면 이런 수면 패턴의 차이는 해파리의 경우, 빛의 변화와 신체 내부의 수면 요구 메커니즘에 의해 수면이 제어됐지만, 말미잘은 내부 생체 시계와 수면 항상성에 의해 조절된 것으로 나타났습니다. 두 종 모두에서 수면 시간이 줄어 각성 상태가 지속될 경우 신경세포 DNA 손상이 증가됐으며, 잠은 자연적이든 수면제 같은 물질로 유도된 것이든 DNA 손상을 줄여준다는 점이 확인됐습니다.
  • ‘간헐적 단식’ 효과 없다…다이어트 핵심은 시간 아닌 ‘이것’

    ‘간헐적 단식’ 효과 없다…다이어트 핵심은 시간 아닌 ‘이것’

    하루 식사 시간을 8~10시간으로 제한하고 나머지 시간에는 단식하는 간헐적 단식(시간제한식)은 다이어트뿐 아니라 혈당 관리에도 효과적이라고 알려졌지만, 최근 이러한 인식을 뒤집는 연구 결과가 나왔다. 독일 포츠담-레브뤼케 연구소와 샤리테 의과대학 공동 연구진은 과체중·비만 여성 31명을 대상으로 시간제한식의 효과를 분석했다. 참가자들은 각각 2주 동안 평소와 동일한 식단을 유지하면서 식사 시간을 오전 8시~오후 4시 또는 오후 1시~오후 9시까지로 제한했다. 두 그룹 모두 하루 총 섭취 칼로리와 영양소 구성은 거의 동일하게 유지됐다. 연구진은 경구 포도당 내성 검사를 통해 포도당과 지방 대사를 평가하고, 24시간 연속 혈당 측정을 실시했다. 그 결과 시간제한식을 2주간 실시한 이후 참가자들의 신진대사 지표, 인슐린 민감도, 혈당, 혈중 지방과 염증 지표에서 임상적으로 의미 있는 변화는 관찰되지 않았다. 대신 연구진은 식사 시간을 제한하는 방식보다 식사를 하는 시간 자체가 생체 리듬에 영향을 미친다는 사실을 확인했다. 연구 결과 늦은 시간대(오후 1시~9시)에 식사한 참가자들은 이른 시간대(오전 8시~오후 4시)에 식사한 참가자들보다 생체 시계가 평균 약 40분 정도 지연됐다. 늦은 시간대에 식사한 참가자들은 이른 시간대 식사한 사람들보다 취침과 기상 시간이 전반적으로 늦어지는 경향을 확인했다. 늦게 식사할수록 늦게 자고 늦게 일어난다는 것이다. 연구 제1저자인 포츠담-레브뤼케 연구소의 비크 피터스 박사는 “음식 섭취 시간은 빛과 마찬가지로 생체 리듬을 조절하는 중요한 신호로 작용한다”고 설명했다. “시간 제한보다 중요한 것은 총 섭취 칼로리양”연구진이 이번 연구를 통해 내놓은 눈에 띄는 결과는 간헐적 단식의 건강 효과가 ‘식사 시간 제한’ 보다는 ‘칼로리 섭취 감소’에 있다는 사실이다. 연구를 이끈 샤리테 의과대학의 올가 라미히 교수는 “이전 연구들에서 나타난 건강 개선 효과는 식사 시간을 줄인 것이 아니라 자연스럽게 줄어든 칼로리 섭취량 때문이었을 것”이라면서 “체중 감량이나 신진대사 개선을 원한다면 식사 시간뿐 아니라 총 칼로리와 영양소 균형을 함께 고려해야 한다”고 말했다. 연구팀은 향후 시간제한식과 칼로리 섭취 감소를 병행했을 때의 효과, 개인의 생체 리듬 유형이나 유전적 요인이 결과에 미치는 영향 등을 추가로 연구할 계획이라고 밝혔다. 자세한 연구 결과는 미국과학진흥협회(AAAS)가 발간하는 국제 학술지 ‘사이언스 중개의학’(Science Translational Medicine) 최신 호에 실렸다.
  • ‘간헐적 단식’ 효과 없다…다이어트 핵심은 시간 아닌 ‘이것’ [건강을 부탁해]

    ‘간헐적 단식’ 효과 없다…다이어트 핵심은 시간 아닌 ‘이것’ [건강을 부탁해]

    하루 식사 시간을 8~10시간으로 제한하고 나머지 시간에는 단식하는 간헐적 단식(시간제한식)은 다이어트뿐 아니라 혈당 관리에도 효과적이라고 알려졌지만, 최근 이러한 인식을 뒤집는 연구 결과가 나왔다. 독일 포츠담-레브뤼케 연구소와 샤리테 의과대학 공동 연구진은 과체중·비만 여성 31명을 대상으로 시간제한식의 효과를 분석했다. 참가자들은 각각 2주 동안 평소와 동일한 식단을 유지하면서 식사 시간을 오전 8시~오후 4시 또는 오후 1시~오후 9시까지로 제한했다. 두 그룹 모두 하루 총 섭취 칼로리와 영양소 구성은 거의 동일하게 유지됐다. 연구진은 경구 포도당 내성 검사를 통해 포도당과 지방 대사를 평가하고, 24시간 연속 혈당 측정을 실시했다. 그 결과 시간제한식을 2주간 실시한 이후 참가자들의 신진대사 지표, 인슐린 민감도, 혈당, 혈중 지방과 염증 지표에서 임상적으로 의미 있는 변화는 관찰되지 않았다. 대신 연구진은 식사 시간을 제한하는 방식보다 식사를 하는 시간 자체가 생체 리듬에 영향을 미친다는 사실을 확인했다. 연구 결과 늦은 시간대(오후 1시~9시)에 식사한 참가자들은 이른 시간대(오전 8시~오후 4시)에 식사한 참가자들보다 생체 시계가 평균 약 40분 정도 지연됐다. 늦은 시간대에 식사한 참가자들은 이른 시간대 식사한 사람들보다 취침과 기상 시간이 전반적으로 늦어지는 경향을 확인했다. 늦게 식사할수록 늦게 자고 늦게 일어난다는 것이다. 연구 제1저자인 포츠담-레브뤼케 연구소의 비크 피터스 박사는 “음식 섭취 시간은 빛과 마찬가지로 생체 리듬을 조절하는 중요한 신호로 작용한다”고 설명했다. “시간 제한보다 중요한 것은 총 섭취 칼로리양”연구진이 이번 연구를 통해 내놓은 눈에 띄는 결과는 간헐적 단식의 건강 효과가 ‘식사 시간 제한’ 보다는 ‘칼로리 섭취 감소’에 있다는 사실이다. 연구를 이끈 샤리테 의과대학의 올가 라미히 교수는 “이전 연구들에서 나타난 건강 개선 효과는 식사 시간을 줄인 것이 아니라 자연스럽게 줄어든 칼로리 섭취량 때문이었을 것”이라면서 “체중 감량이나 신진대사 개선을 원한다면 식사 시간뿐 아니라 총 칼로리와 영양소 균형을 함께 고려해야 한다”고 말했다. 연구팀은 향후 시간제한식과 칼로리 섭취 감소를 병행했을 때의 효과, 개인의 생체 리듬 유형이나 유전적 요인이 결과에 미치는 영향 등을 추가로 연구할 계획이라고 밝혔다. 자세한 연구 결과는 미국과학진흥협회(AAAS)가 발간하는 국제 학술지 ‘사이언스 중개의학’(Science Translational Medicine) 최신 호에 실렸다.
  • “홍현희는 10㎏ 뺐는데 나는 왜?”…독일 연구진 밝힌 간헐적 단식의 ‘치명적 오해’

    “홍현희는 10㎏ 뺐는데 나는 왜?”…독일 연구진 밝힌 간헐적 단식의 ‘치명적 오해’

    칼로리 섭취를 그대로 유지한 채 식사 시간만 제한하는 간헐적 단식은 건강에 별다른 도움이 되지 않는다는 연구 결과가 나왔다. 독일 연구진은 체중 감량과 대사 개선을 원한다면 식사 시간보다 총 섭취 칼로리를 줄이는 것이 중요하다고 밝혔다. 3일 과학 매체 사이언스데일리에 따르면 독일 인간영양연구소(DIfE)와 베를린 샤리테 의과대학 공동 연구팀이 간헐적 단식에 대한 기존 통념에 의문을 제기하는 연구 결과를 발표했다. 샤리테 의과대학 올가 라미히 교수가 이끈 이번 연구는 최근 ‘사이언스 트랜슬레이셔널 메디신’(Science Translational Medicine)에 실렸다. 연구진은 섭취 칼로리를 동일하게 유지하면서 간헐적 단식 등으로 식사 시간만 제한할 경우 신진대사나 심혈관 건강이 개선되지 않는다는 사실을 확인했다. 다만 식사 시간이 인체의 생체 시계에는 영향을 미치는 것으로 나타났다. 하루 중 10시간 이내로만 식사하고 최소 14시간은 공복을 유지하는 간헐적 단식은 체중 관리와 대사 건강 전략으로 인기를 끌어왔다. 가수 이효리와 엄정화, 배우 한고은이 몸매 유지 비결로 꼽았으며, 최근에는 코미디언 홍현희가 출산 후 간헐적 단식으로 10㎏을 감량했다고 밝혀 화제가 됐다. 하지만 기존 연구들은 건강 개선 효과가 식사 시간 제한 때문인지 의도치 않은 칼로리 감소 때문인지 명확히 구분하지 못했다. 31명 대상 8시간 식사 제한 실험라미히 교수는 이를 규명하기 위해 칼로리 섭취량을 일정하게 유지하면서 8시간 식사 제한이 인슐린 민감성과 대사 지표를 개선하는지 검증하는 크로노패스트 연구를 설계했다. 과체중이거나 비만인 여성 31명을 대상으로 오전 8시부터 오후 4시까지 식사하는 방식과 오후 1시부터 9시까지 식사하는 방식을 각각 2주씩 교차 실험했다. 두 실험 모두 참가자들의 칼로리와 영양소 섭취량은 동일했다. 연구진은 혈액 검사와 혈당 측정, 신체 활동 관찰을 통해 포도당과 지방 대사뿐만 아니라 생체 시계 변화까지 추적했다. 신진대사 개선 효과 없어...생체 시계만예상과 달리 2주간의 실험 결과 인슐린 민감성, 혈당, 혈중 지방, 염증 지표 등에서 눈에 띄는 변화는 나타나지 않았다. 라미히 교수는 “이전 연구들에서 나타난 건강 개선 효과는 식사 시간을 줄인 것이 아니라 자연스럽게 줄어든 칼로리 섭취량 때문이었을 것”이라고 설명했다. 신진대사 수치는 거의 달라지지 않았지만 식사 시간은 몸의 생체 리듬에 영향을 줬다. 혈액 세포를 분석한 결과 늦은 시간에 식사한 그룹은 이른 시간에 식사한 그룹보다 체내 시계가 평균 40분 늦춰진 것으로 확인됐다. 늦은 시간에 식사한 참가자들은 잠자리에 드는 시간과 일어나는 시간도 모두 늦어졌다. 공동 연구자인 베케 페터스는 “식사 시간이 우리 몸의 생체 리듬을 조절하는 신호로 작용한다”고 말했다. 칼로리 조절이 핵심...향후 연구 과제는이번 연구는 간헐적 단식으로 건강 효과를 보려면 칼로리 조절이 중요하다는 점을 보여준다. 라미히 교수는 “체중을 줄이거나 신진대사를 개선하려면 식사 시간만 신경 쓸 게 아니라 섭취하는 칼로리에도 주의를 기울여야 한다”고 결론지었다. 앞으로는 식사 시간 제한과 칼로리 감소를 함께 실행했을 때 더 큰 효과가 나타나는지 연구할 필요가 있다는 설명이다. 또 개인의 생체 리듬이나 유전자 같은 특성에 따라 식사 시간대가 미치는 영향이 어떻게 달라지는지도 밝혀내야 할 과제로 남았다.
  • 믿었던 ‘다이어트 ○○’의 배신?…“살은 20% 빠지는데 뇌·심장 손상”

    믿었던 ‘다이어트 ○○’의 배신?…“살은 20% 빠지는데 뇌·심장 손상”

    다이어트 음료와 껌에 널리 쓰이는 인공감미료가 건강에 해로울 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 스페인 연구팀은 인공감미료 아스파탐이 심장을 두껍게 만들고 뇌 기능을 떨어뜨릴 수 있다고 경고했다. 19일(현지시간) 데일리메일 보도에 따르면, 인공감미료가 들어간 탄산음료를 자주 마시면 심장과 뇌에 손상이 생길 위험이 커진다는 연구 결과가 최근 국제학술지 ‘생의학 및 약리학’에 발표됐다. 다이어트 콜라, 펩시맥스, 스프라이트는 물론 엑스트라 껌에도 들어 있는 아스파탐은 그동안 암, 고혈압, 뇌졸중 등과 관련이 있다는 지적을 받아왔다. 이번에 스페인 산세바스티안 생체재료 협력연구센터 연구팀은 아스파탐을 많이 섭취하면 뇌가 빨리 늙고 심장이 딱딱해질 수 있다고 밝혔다. 연구팀은 쥐를 대상으로 실험을 진행했다. 2주마다 연속 3일간 체중 1㎏당 7㎎의 아스파탐을 쥐에게 투여했다. 1년 추적 관찰한 결과 아스파탐에 노출된 쥐들은 심장 근육이 두꺼워지는 경도 심장 비대 위험이 약 20% 높아진 것으로 나타났다. 양쪽 심실의 심장 출력도 감소했는데, 좌심실은 26%, 우심실은 20% 줄어들었다. 심장의 좌우 심실을 나누는 두꺼운 근육 벽인 중격 곡률 역시 25% 감소했다. 뇌 기능에도 영향을 미쳤다. 쥐들의 인지 기능이 빠르게 떨어진 것이다. 다만 체지방은 약 5분의 1가량 줄어드는 효과도 함께 나타났다. 연구팀은 “아스파탐이 쥐의 지방을 20% 줄이는 것은 사실이지만, 대신 경도 심장 비대와 인지 능력 저하라는 대가를 치른다”며 “이 감미료가 쥐의 체중 감량에 도움이 될 수 있지만, 심장과 뇌에는 병리학적 변화를 동반한다”고 설명했다. 이어서 “허용 용량의 아스파탐도 주요 장기 기능을 해칠 수 있는 만큼, 인간에 대한 안전 기준을 재평가하는 것이 바람직하다”고 주장했다. 다만 연구팀은 연구 기간 등 여러 한계를 인정하며, 더 장기적인 연구가 필요하다고 덧붙였다. 국제감미료협회(ISA)는 이번 연구 결과를 인간에게 직접 적용하기 어렵다며 신중한 해석을 당부했다. 로랑 오제 ISA 사무총장은 “쥐에서 관찰된 체중과 체지방 감소는 인간 임상 시험 결과와 대조적”이라며 “보고된 심장 및 신경 행동 변화도 늙은 쥐에서 발생해, 아스파탐의 영향과 정상적인 노화를 구분하기 어렵다”고 지적했다. 앞서 인공감미료와 암의 연관성은 여러 차례 지적된 바 있다. 2023년 세계보건기구(WHO)가 아스파탐을 ‘인간에게 발암 가능성이 있는 물질’로 분류하면서 우려는 더욱 커졌다. 다만 WHO는 매우 많은 양을 섭취할 경우에만 위험하다고 선을 그었다. 체중 70㎏인 성인 기준으로 하루 다이어트 탄산음료 약 14캔까지는 안전하게 마실 수 있다는 설명이다.
  • 플라스틱, 먹는 것만 조심하면 돼?…“피부 뚫고 간까지 쫙 퍼진다” 속수무책

    플라스틱, 먹는 것만 조심하면 돼?…“피부 뚫고 간까지 쫙 퍼진다” 속수무책

    나노 크기의 플라스틱 입자가 피부를 통과해 온몸으로 확산될 수 있다는 동물실험 결과가 국내 연구진에 의해 처음 확인됐다. 한국원자력의학원은 2일 김진수 박사 연구팀이 방사성동위원소 표지 기술을 이용해 나노플라스틱의 피부 투과 및 전신 확산 경로를 규명했다고 밝혔다. 연구 결과는 지난달 21일 국제학술지 유해물질 저널에 게재됐다. 20㎚ 나노플라스틱, 피부→림프절→폐→간 순으로 확산연구팀은 크기 20나노미터(㎚, 10억분의 1m)의 나노플라스틱에 방사성 아이오딘(I-205)을 결합한 뒤 쥐 피부에 도포했다. 이후 단일광자 방출 전산화단층촬영(SPECT)으로 이동 경로를 추적했다. 아이오딘만 투여했을 때는 림프절에서 관찰되지 않아 실제 나노플라스틱 입자가 이동한 것임을 확인했다. 장기 노출 실험에서는 확산 단계가 더 뚜렷했다. 첫 주 림프절, 3주차 폐, 4주차 간 순으로 주요 장기로 이동하는 전신 확산 경로가 확인됐다. 4주 말에는 혈류에서도 검출돼 피부 국소 노출이 전신 순환으로 이어지는 것도 확인했다고 연구팀은 설명했다. 염증·노화 유전자 2배 증가…피부층 얇아지는 변화도나노플라스틱을 3개월간 반복해 노출한 결과 294개 유전자 발현을 증가시키고 144개는 감소시키는 등 유전자 발현에도 변화를 주는 것으로 나타났다. 특히 염증·노화 관련 유전자 발현은 2배 이상 증가했다. 조직 분석에서는 피부층 두께 감소가 확인돼 피부 노화 및 만성 염증 유발 가능성도 포착됐다. 반면 피부 장벽 기능을 나타내는 지표는 정상 범위로 나타났다. 연구팀은 ”피부 장벽이 정상이어도, 나노플라스틱은 모공을 통해 체내로 침투할 수 있다는 의미“라고 설명했다. 이번 연구는 나노플라스틱이 피부를 직접 투과해 전신으로 이동하는 경로를 규명한 최초 사례이며, 플라스틱 노출이 유전자·조직 수준에서 생체 영향을 미칠 수 있음을 보여준다는 점에서 주목된다. 김진수 박사는 “나노플라스틱의 체내 이동과 생체 영향을 이해할 수 있는 중요한 단서가 됐다”며 “플라스틱이 인체·환경에 미치는 잠재적 위험을 줄이는 데 기여하길 바란다”고 말했다.
  • ‘이것’ 1000마리 먹고 3㎏ 뺀 하버드 출신 男…‘치명적 냄새’ 부작용

    ‘이것’ 1000마리 먹고 3㎏ 뺀 하버드 출신 男…‘치명적 냄새’ 부작용

    미국의 한 건강 연구자가 한 달 동안 정어리만 먹는 극단적 실험을 진행해 3㎏ 감량에 성공했다. 하지만 온몸에서 생선 냄새가 나 여자친구에게 거부당하는 부작용도 겪었다. 2일(현지시간) 미 폭스뉴스에 따르면, 미국 하버드대와 영국 옥스퍼드대 출신의 대사 건강 연구자 닉 노르비츠(30) 박사가 30일 동안 정어리 1000마리를 먹는 실험을 진행했다. 노르비츠 박사는 정어리만 먹는 극단적 식단이 단식을 모방해 근육 손실 없이 체지방 감소와 장수 효과를 낼 수 있는지 실험하고자 했다. 그는 최근 유튜브 영상에서 “정어리는 껍질과 뼈까지 통째로 먹을 수 있어 자연산 단백질 바이자 종합 비타민”이라며 “통째로 먹으면 생체 이용 가능한 단백질, 고품질 오메가-3, 풍부한 미량 영양소로 거의 완벽한 영양을 제공한다”고 소개했다. 또한 “정어리는 수은 함량이 가장 낮은 생선 중 하나”라며 “정어리 77인분을 먹어야 황새치 1인분의 수은과 같다”고 말했다. 하루 3캔씩 30일…“에너지 넘친다” 지난 10월 한 달 동안 노르비츠 박사는 하루 약 3캔의 정어리를 먹었다. 한 캔에는 3~5마리의 생선이 들어 있다. 그는 체중, 케톤 수치, 오메가-3 수치, 운동 능력을 추적 관찰했다. 그는 영상에서 “단식의 이점은 얻되 단점은 피할 수 있는지 보고 싶었다”고 말했다. 노르비츠 박사는 처음에는 정어리만 먹었지만, 초기 저에너지 증상을 해소하기 위해 올리브 오일과 MCT 오일을 추가했다. 코코넛이나 야자유로 만든 MCT 오일은 체내에서 빠르게 연소되는 지방으로, 집중력과 신진대사 향상에 자주 사용된다. 그는 또한 수분 유지와 케토시스 중 손실된 나트륨 보충을 위해 소금도 추가했다. 케토시스는 탄수화물 대신 지방을 에너지로 태우는 상태를 말한다. 그는 실험 중 “지방을 추가하자 세상이 달라졌다”며 “올리브 오일을 식단에 넣은 지 4일 만에 밤낮으로 에너지가 넘친다”고 털어놨다. 식단을 유지하는 내내 노르비츠 박사는 “가뿐하고 힘이 세다”고 느꼈다고 말했다. 그는 운동을 거뜬히 해냈고, 철봉에서 물구나무서기를 연습했으며, 자신의 아파트까지 37층 계단을 올라갔다. 마지막 주에 그는 3㎏을 감량했고, 자신이 ‘돌고래 수준’이라고 표현한 오메가-3 수치에 도달했다. 혈액 검사 결과 오메가-3 수치가 너무 높아 “측정 범위를 벗어났다”고 한다. “생선 땀 흘린다”…키스 빈도 ‘0’으로전반적으로 노르비츠 박사는 자신의 경험상 정어리 식단이 고품질 단백질, 오메가-3, 크레아틴과 코큐텐 같은 영양소를 제공해 에너지를 높이고 지방을 태우면서도 근육을 보존했다고 밝혔다. 또한 케토시스와 신진대사 촉진 호르몬인 FGF-21을 유발해 체중 감소와 집중력 향상으로 이어졌다고 말했다. 노르비츠 박사가 꼽은 가장 큰 단점은 샤워를 하고 양치질을 하고 향수를 뿌렸는데도 “생선 시장 냄새”가 나기 시작했다는 것이다. 실험 시작 며칠 만에 여자친구가 “당신 땀에서 생선 냄새가 난다”고 말했다. 그는 정어리를 먹은 후 4시간 이내의 ‘키스 빈도’를 중점적으로 추적했다. 양치질도 하고 향수도 뿌렸다. 그러다 5일 동안은 추적을 중단했는데, 여자친구 말대로 그 숫자가 0으로 곤두박질쳤기 때문이다. 노르비츠 박사는 “그게 큰 단점이었다”고 털어놨다. “모두에게 권하진 않아”…전문가 상담 필수그럼에도 그는 식단을 고수했다. 가끔 친구들과 정어리가 아닌 저녁 식사를 했는데, 신진대사 일관성을 유지하기 위해 보통 해산물 위주의 저탄수화물 음식을 선택했다. 노르비츠 박사는 정어리 식단이 “실험해볼 만한 가치가 있을 수 있다”고 말했지만, 모든 사람에게 적합하진 않다고 강조했다. 특히나 매우 마른 사람이나 탄수화물 제한에 민감한 사람에게는 더욱 그렇다. 그는 극도로 높은 오메가-3 수치가 인간을 대상으로 광범위하게 연구되지 않았다고 지적했다. 2011년 영국 영양학 저널의 연구에 따르면, 오메가-3는 일반적으로 건강에 좋지만 지나치게 많이 섭취하면 오염 물질에 노출되거나 생선 기름이 변질되고 혈액 응고 기능이 지나치게 억제돼 출혈 위험이 높아질 수 있다. 많이 먹는다고 무조건 좋은 건 아니라는 의미다. 또한 전문가들은 이런 극단적인 식단 실험을 시도하기 전에 반드시 의사나 영양사와 상담할 것을 권고한다.
  • 잭슨 폴록 그림, 애들이 그린 수준이라고? [사이언스 브런치]

    잭슨 폴록 그림, 애들이 그린 수준이라고? [사이언스 브런치]

    미국의 화가 잭슨 폴록(1912~1956)은 추상표현주의를 대표한다. 폴록의 그림은 물감을 아무렇게나 흩뿌린 것처럼 보이는 액션 페인팅의 대표 화가다. 세계적 거장인 폴록의 그림과 아이들이 그린 그림과 공통점을 갖는다는 재미있는 분석 결과가 나와 눈길을 끈다. 미국 캘리포니아 주립대, 오레곤대, 로욜라메리마운트대, 캘리포니아 산타바바라대(UCSB) 이론물리학 연구소, 호주 시드니 뉴사우스웨일즈대, 스웨덴 린네대 공동 연구팀은 성인들이 그린 그림은 다양한 기법이 포함돼 있지만, 아이들 그림은 잭슨 폴록 같은 추상표현주의 화가들의 작품과 공통된 특징을 보인다고 21일 밝혔다. 이 연구 결과는 물리학 분야 국제 학술지 ‘최신 물리학’ 11월 20일 자에 실렸다. 부분과 전체가 같은 모양으로 끊임없이 반복되는, 자기 유사성을 가진 기하학적 구조를 말하는 프랙털은 우리 주변에서 쉽게 볼 수 있다. 구름과 나무, 산 같은 자연은 물론 다양한 문화권의 많은 예술 작품에서 프랙털을 찾아볼 수 있다. 수학자들은 패턴의 복잡성에 대한 합리적 통계 지표를 만들기 위해 프랙털 차원을 계산한다. 연구팀은 예술 작품의 특징을 설명하기 위해 프랙털이 공간을 채우는 방식을 파악하기 위해 프랙털 분석과 공극도 분석을 했다. 프랙털 분석은 공간에 분포된 물감의 크기 변화 특성을 측정했고, 공극도 분석은 물감 덩어리 사이의 간격 변동에 주목했다. 연구팀은 4~6세의 아이 18명과 18~25세 성인 34명을 대상으로 바닥에 놓인 종이에 묽은 물감을 흩뿌리는 방식으로 그림을 그리도록 했다. 연구팀이 성인과 아이로 구분한 이유는 생체역학적으로 발달 단계가 다르기 때문에 물감을 흩뿌리는 방식에 차이를 보일 것이라고 생각했기 때문이다. 분석 결과, 성인들의 그림은 물감 밀도가 높았고 물감 궤적이 훨씬 넓었다. 반면 아이들의 그림은 더 작고 섬세한 크기의 패턴을 갖고 있었으며 물감 덩어리 사이의 간격이 더 많다는 특징을 보였다. 아이들의 그림은 성인들 그림에서 나타나는 풍부하고 다양한 궤적에 비해 방향 변화가 덜한 일차원적 궤적이 관찰됐다. 연구팀은 성인들이 그린 일부 그림을 대상으로 복잡성, 시각적 흥미도, 쾌적성을 분석했다. 그 결과, 물감 덩어리 사이의 공간 간격이 더 넓고 프랙털 패턴이 덜 복잡한 그림들이 더 쾌적하게 인식됐다. 쾌적함은 익숙함과 관련돼 있다고 연구팀은 설명했다. 인류는 수백만 년 동안 자연환경에서 프랙털에 노출되면서 시각 시스템이 프랙털의 시각 정보에 익숙해졌다. 이런 시각 정보를 처리하는 능력이 미적 반응을 유발하는데, 이는 아이들의 그림이 성인 그림보다 더 매력적으로 만드는 요소다. 연구팀은 비교를 위해 잭슨 폴록의 ‘넘버 14’와 막스 에른스트의 ‘비유클리드 파리의 비행에 흥미를 느낀 젊은이’(Young Man Intrigued by the Flight of a Non-Euclidean Fly)라는 두 표현주의 작품을 분석했다. 그 결과, 에른스트의 프랙털 차원값은 아이들 분포 범위에 속한다는 것을 발견했다. 이는 그가 그림을 그릴 대 사용한 진자가 자연스러운 신체 움직임을 부분적으로 억제했기 때문으로 보인다. 폴록의 그림에서 발견된 프랙털 차원값은 성인 분포 범위에 속했지만, 아이들의 수치에 더 가까웠다. 폴록이 움직임을 최소화한 생체역학적 균형 때문으로 분석됐다. 연구를 이끈 리처드 테일러 오레곤대 교수(물리학)는 “이번 연구는 잭슨 폴록을 유명하게 만든 물감을 뿌리거나 흘리는 ‘푸어링 기법’이 어른들의 그림보다 아이들의 그림과 더 가깝다는 것을 보여준다”고 설명했다. 테일러 교수는 “클로드 모네의 백내장, 빈센트 반 고흐의 심리적 취약성, 빌럼 드 쿠닝의 알츠하이머와 폴록의 제한적 생체역학적 균형 등은 일상생활의 여러 측면에서 어려움을 일으키는 조건들이 예술에서 놀라운 성과를 끌어낼 수 있음을 보여준다”고 덧붙였다.
  • 틱 장애처럼 비정상적인 반복 행동 원인은…

    틱 장애처럼 비정상적인 반복 행동 원인은…

    인체 유해 물질이 증가하면서 생기는 생화학적 불균형 상태인 ‘산화 스트레스’는 단백질, 지질, DNA 등 세포 주요 분자와 반응해 손상을 일으킨다. 대사성 질환, 심혈관 질환, 신경계 질환은 물론 노화 현상도 산화 스트레스의 결과다. 미국 스탠퍼드대 의대 비교의학과와 정신의학 및 행동과학과, 미시간 앤아버대 신경과학과, 하버드대 의대 공동 연구팀은 비정상적 반복 행동인 ‘정형행동’이 산화 스트레스 때문이라는 사실을 생쥐 실험으로 규명했다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 11월 6일 자에 실렸다. 정형행동은 반복적이고 비정상적이며 겉보기에는 뚜렷한 목적이나 기능이 없어 보이는 행동을 일컫는다. 이 행동은 환경적 요인이나 심리적 스트레스에 대한 반응으로 나타나는 경우가 많다. 틱 장애가 대표적이다. 실험 동물, 동물원 동물, 가축을 포함한 거의 모든 사육동물은 물론 신경발달장애가 있는 사람에게서 흔히 관찰된다. 그러나 정형행동이 어떻게 나타나게 되는지 원인은 여전히 불분명하다. 연구팀은 생쥐의 정형행동 심각도와 산화환원 불균형 사이에 연관이 있는지 확인하기 위해 산화환원 불균형의 표준 생체 지표인 항산화 글루타치온의 혈중 농도를 측정했다. 그 결과 연구팀은 산화환원 불균형 관련 단백질과 글루타치온 수치, 정형행동 심각도 간에 강한 연관성이 있음을 관찰했다. 재미있는 점은 어린 생쥐에게서는 글루타치온 수치가 정형행동 심각도와 양(+)의 상관관계를 보였지만, 나이 든 생쥐에게서는 상관관계가 관찰되지 않았다는 것이다. 연구팀이 최신 단백질체학(프로테오믹스) 접근법을 활용해 정형행동과 관련한 바이오마커를 조사한 결과, 모든 종의 생쥐가 관련 단백질을 갖고 있음이 확인됐다. 연구를 이끈 조지프 가너 스탠퍼드대 의대 교수(비교의학)는 “이번 연구 결과에서 발견된 많은 단백질은 신경 발달 및 정신 질환과도 연관돼 있어 반복 행동을 수반하는 신경 장애에 대한 새로운 진단법과 치료법을 개발하는 데 도움이 될 것으로 기대한다”고 말했다.
  • 거미줄 무늬, 포획 먹이 위치 파악에 도움 [달콤한 사이언스]

    거미줄 무늬, 포획 먹이 위치 파악에 도움 [달콤한 사이언스]

    거미가 치는 거미줄은 다양한 모양을 하고 있는데, 이런 거미줄 모양이 거미의 먹잇감 위치 파악을 돕는다는 연구 결과가 나왔다. 이는 좌표계를 따라 이동하는 거미를 떠올리게 한다. 스웨덴 웁살라 농업과학대 해부 생리학 및 생화학과, 이탈리아 트렌토대 토목·환경·기계공학과, 볼로냐대 생물·지리·환경 과학과, 덴마크 코펜하겐대 국립 자연사박물관, 영국 런던 퀸 메리대 공학·재료 과학부 공동 연구팀은 거미줄 모양이 잡힌 먹이의 위치를 정확하게 파악하게 해주고, 잡힌 먹이의 움직임이 거미에게 가장 잘 전달하게 해준다고 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 10월 30일 자에 실렸다. 거미는 전 세계적으로 약 5만 종이 있으며, 국내에서도 700여 종이 발견된다. 거미의 가장 큰 특징은 먹이를 잡기 위해 거미줄을 친다는 것인데, 거미줄은 원형, 나선형 수레바퀴 모양이다. 대부분의 거미줄은 안정망을 포함한다. 안정망은 인접한 거미줄 사이를 지그재그로 가로지르는 실이나 기둥 역할을 한다. 생물학자들은 안정망의 목적을 명확하게 파악하지 못하고 있다. 학계는 물 수집, 체온 조절, 포식성 말벌이나 새를 막는 동시에 곤충을 유인하는 역할을 하는 것으로 추정한다. 또 다른 가능성은 안정망이 잡힌 먹이의 충격으로 발생하는 거미줄을 진동시켜 먹이가 잡힌 위치를 빠르고 정확하게 파악할 수 있게 해준다는 것이다. 그러나, 이와 관련한 연구는 거의 없다. 이에 연구팀은 긴호랑거미(Argiope bruennichi)가 만든 다양한 안정망의 기하학적 구조를 관찰했다. 연구팀은 이 구조들을 바탕으로 안정망이 먹이 충격 진동에 어떻게 영향을 미치는지 수치 시뮬레이션도 했다. 그 결과, 안정망의 유무가 먹이 충격으로 생성된 파동의 각도에 따라 거미줄 진동에 다르게 영향을 미치는 것을 확인했다. 거미줄 표면에 수직이거나 거미줄 중앙에서 나선형으로 뻗어나가는 실에 수직인 각도로 전달되는 파동의 경우, 안정망은 파동 전파 속도에 무시할 정도의 지연만 유발했다. 나선형 실과 같은 방향으로 생성된 파동의 경우, 연구팀은 안정망이 있는 거미줄은 없는 거미줄보다 거미줄 전체에 전파돼 거미가 감지할 수 있는 영역이 훨씬 넓어진다는 사실을 밝혀냈다. 안정망이 거미줄에 걸린 먹이의 위치를 정확히 파악하게 해준다는 의미다. 연구를 이끈 니콜라 푸그노 트렌토대 교수(구조역학)는 “이번 연구는 거미가 만든 거미줄의 안정망이 단순히 장식용이 아니라 특정 진동이 거미줄을 통해 전파되는 방식을 미묘하게 변화시키는 중요한 역할을 한다는 것을 보여줬다”며 “안정망의 기계적 역할을 파악할 수 있게 됨에 따라 이를 응용해 탄성 특성을 조절할 수 있는 생체 모방 재료의 설계에 도움이 될 것”이라고 말했다.
  • “잠잘 때 이렇게? 심장 망치는 습관”…심장마비 위험 42% 더 높아, 뭐길래

    “잠잘 때 이렇게? 심장 망치는 습관”…심장마비 위험 42% 더 높아, 뭐길래

    잠잘 때 켜두는 작은 불빛도 심장 건강에 해로울 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 영국 성인 9만명을 조사한 결과, 밝은 침실에서 자는 사람은 어두운 곳에서 자는 사람보다 심장마비 위험이 42% 높았다. 국제학술지 ‘자마 네트워크 오픈’(JAMA Network Open)에 지난 23일 발표된 논문에 따르면, 침실의 야간 조명이 심장마비뿐 아니라 심부전, 관상동맥질환, 부정맥, 뇌졸중 위험도 높이는 것으로 나타났다. 연구진은 영국에 사는 8만 8905명을 대상으로 손목에 빛 측정 센서를 착용하게 했다. 일주일 동안 24시간 빛 노출량을 측정한 뒤, 9년 반 동안 건강 상태를 추적했다. 참가자들의 평균 나이는 62세였고, 57%가 여성이었다. 측정 결과 총 1300만 시간 분량의 빛 노출 데이터가 수집됐다. 연구진은 낮 시간(오전 7시 30분~오후 8시 30분)과 밤 시간(오전 12시 30분~오전 6시)의 빛 노출을 구분해 분석했다. 침실 밝을수록 위험도 증가밤에 가장 어두운 환경에서 잔 사람들을 기준으로 비교했을 때, 중간 정도 밝기의 침실에서 잔 사람은 심장마비 위험이 20% 높았다. 더 밝은 침실은 27%, 가장 밝은 침실은 47%나 높았다. 나이, 성별, 인종, 계절, 소득 수준, 운동량, 흡연, 음주, 식단 등을 모두 고려한 뒤에도 가장 밝은 침실의 심장마비 위험은 42%나 높게 유지됐다. 이는 야간 빛 노출이 다른 요인과 무관하게 심장 건강에 영향을 준다는 의미다. 생체리듬 교란이 심장 위협우리 몸은 생체리듬이라는 내부 시계를 가지고 있다. 이 시계는 혈압, 심박수, 스트레스 호르몬 분비 등을 조절하는데, 빛이 가장 중요한 신호 역할을 한다. 밤에 빛이 눈에 들어오면 이 리듬이 깨진다. 잠을 잘 때 정상적으로 떨어져야 할 혈압이 높게 유지되고, 아침에 나와야 할 호르몬이 엉뚱한 시간에 분비된다. ‘싸우거나 도망가라’는 신호를 보내는 교감신경계와 ‘쉬고 소화하라’는 신호를 보내는 부교감신경계의 균형도 무너진다. 단기적으로는 심박수 증가, 염증, 혈전 생성이 나타난다. 수년간 지속되면 동맥이 굳어지는 동맥경화증이 생겨 심장마비로 이어질 수 있다. 동맥에 생긴 플라크가 터지거나 좁아진 혈관에 혈전이 생기면 심장 근육에 산소가 공급되지 않아 심장마비가 발생한다. 교대 근무자들이 밤에 밝은 빛에 노출되면서 심장병 발생률이 높다는 사실은 수십 년간 알려져 왔다. 이번 연구는 침실의 작은 불빛이나 전자기기의 불빛도 위험할 수 있다는 점을 보여준다. 여성과 젊은 성인이 더 취약여성은 남성보다 야간 빛의 심장 손상 효과에 더 취약한 것으로 나타났다. 특히 관상동맥질환과 심부전에서 그랬다. 이전 연구에서도 여성의 생체리듬이 같은 밝기의 빛에 더 강하게 반응한다는 결과가 있었다. 젊은 성인들도 나이 든 사람들보다 심부전과 심방세동 위험 증가 폭이 컸다. 나이가 들면 생체리듬 시스템의 민감도가 떨어져 야간 빛에 덜 반응하기 때문으로 풀이된다. 낮에 밝은 빛에 많이 노출된 사람들은 관상동맥질환 위험이 13%, 심부전 위험이 28%, 뇌졸중 위험이 27% 낮았다. 하지만 생활 습관, 특히 운동량을 고려하자 이런 보호 효과는 사라졌다. 밝은 낮에는 사람들은 야외에서 신체 활동을 많이 하는 경향이 있고, 운동 자체가 심장 건강에 좋기 때문이다. 운동을 제외하고 분석해도 밝은 빛의 보호 효과가 다시 나타났는데, 이는 낮의 빛 노출과 신체 활동이 함께 심혈관 건강을 지킨다는 의미다. 어두운 침실로 심장 지켜야이번 연구에는 몇 가지 한계가 있다. 빛 노출을 일주일 동안만 측정했고, 가로등인지 침실 조명인지 텔레비전인지 스마트폰인지 등 구체적인 빛의 출처까지는 파악하지 못했다. 참가자의 97%가 백인이고 교육 수준과 소득이 높으며 건강한 편이어서 일반 인구를 대표하기 어렵다. 또한 관찰 연구라서 연관성만 보여줄 뿐 인과관계를 증명하지는 못한다. 그러나 심혈관 질환은 전 세계 사망 원인 1위다. 이번 연구는 야간 빛 차단이 새로운 예방 수단이 될 수 있음을 시사한다. 유전적 위험 요인과 달리 빛 노출은 조절할 수 있다. 암막 커튼 설치, 전자기기 끄기, 꼭 필요한 경우 어두운 적색등 사용, 침실을 어둡게 유지하기 등이 도움이 된다. 교대근무나 불가피하게 빛에 노출되는 사람들은 식단, 운동, 정기 검진 등으로 다른 심혈관 위험 요인을 관리하는 것이 특히 중요하다. 심장 건강을 위해 어둠이 중요하다. 숙면 시간뿐 아니라 잠자는 동안의 어둠 자체가 심장을 지키는 데 필수적이라는 사실이 이번 연구로 밝혀졌다.
  • 잠들 때 TV 안 끄는 습관…“심장병 위험 56% 폭증” 경고 나왔다

    잠들 때 TV 안 끄는 습관…“심장병 위험 56% 폭증” 경고 나왔다

    심야 시간대에 TV나 스마트폰 화면, 형광등에서 나오는 빛에 노출되면 심혈관질환 위험이 커질 수 있다는 해외 연구 결과가 나왔다. 지난 24일(현지시간) 호주 플린더스대 수면건강연구소 소속 대니얼 윈드레드 박사 연구팀은 영국 바이오뱅크(UK Biobank)에 등록된 참가자 8만 8905명을 2013년부터 2022년까지 9년간 추적 관찰한 결과 이같이 드러났다고 밝혔다. 연구진은 선별된 참가자들의 손목에 일주일간 조도 센서를 채우고, 매일 오전 0시 30분과 6시 사이 심야 시간대에 측정된 빛의 조도를 분석했다. 연구진은 참가자들을 이 조도에 따라 ▲A그룹(중앙값 0.62㏓·럭스) ▲B그룹(2.48㏓) ▲C그룹(16.37㏓) ▲D그룹(105.30㏓) 등 네 집단으로 분류했다. 이를 알기 쉽게 표현하자면 A그룹은 보름달이 뜬 밤하늘 수준, B그룹은 야간 비상구 유도등 수준, C그룹은 침실 간접조명 수준, D그룹은 TV나 스마트폰 화면 수준의 밝기에 노출된 것이다. 연구진은 이후 영국 국민보건서비스(NHS) 데이터에서 참가자들의 심근경색, 심부전, 심방세동, 뇌졸중 발생 기록을 살펴봤다. 분석 결과, 심야 시간대 빛에 가장 많이 노출된 D그룹은 A그룹보다 심혈관질환 위험이 유의미하게 크게 나타났다. 구체적으로는 심부전 56%, 심근경색 47%, 관상동맥질환 32%, 심방세동 32%, 뇌졸중 28%씩 발병 위험성이 컸다. 이러한 연관성은 심혈관질환에 영향을 주는 것으로 알려진 신체 활동량, 흡연, 알코올 섭취, 식단, 수면 시간, 사회·경제적 지위, 유전 등 요인을 조정하더라도 변함이 없었다. 일부 질환은 성별 또는 연령별로 발병 위험에 차이가 있었다. 관상동맥질환의 경우 밤에 밝은 빛에 노출된 여성이 동일 조건의 남성보다 발병 위험이 컸다. 또 60세 이하 연령층에서 야간 빛 노출에 따른 심부전·심방세동 발병 위험이 비교적 크게 늘어났다. 연구진은 이러한 결과를 바탕으로 야간 빛 노출을 피하는 것이 심혈관질환 위험을 줄이는 좋은 전략이 될 수 있을 것으로 내다봤다. 그러나 야간 조명과 심혈관질환 위험 증가 사이의 구체적인 인과 관계는 이번 연구에서 자세히 입증되지 않았다. 참가자 대다수가 백인 고학력·고소득자라는 점, 문제가 된 빛의 광원이 무엇인지 알 수 없다는 점도 한계로 지목됐다. 다만 연구진은 “야간의 빛 노출이 멜라토닌 분비를 억제해 혈압 및 혈당 조절, 혈액 응고 등 대사 과정이 어지럽혀져 심장에 부담을 줄 수 있다”고 설명했다. 멜라토닌은 수면-각성 상태 조절 등 생체리듬을 관장하는 호르몬이다. 연구를 이끈 윈드레드 박사는 “커튼을 완전히 닫고, 조명은 어둡게 하고, 잠들기 전에는 TV나 스마트폰 화면을 피하는 게 심혈관 건강을 지키는 간단하고 효과적인 방법”이라고 강조했다. 이번 연구 결과는 미국의학협회 저널 네트워크 오픈(JAMA Network Open)에 실렸다.
  • “수령님 절대 지켜” 김정은 ‘대소변’ 배설물도 수거…리틀 푸틴?

    “수령님 절대 지켜” 김정은 ‘대소변’ 배설물도 수거…리틀 푸틴?

    김정은 북한 국무위원장의 중국 방문에 동원된 전용열차에는 그의 생체 정보 유출을 차단하기 위한 특수 장비가 설치된 것으로 파악됐다. 2일 니혼게이자이신문(닛케이)은 한국과 일본 정보기관을 인용해 김 위원장의 전용열차에 배설물을 통한 건강 정보 유출을 막기 위한 전용 화장실이 설치됐다고 보도했다. 북한은 2018년 판문점 평화의 집에서 열린 남북 정상회담과 싱가포르 북미 정상회담 당시에도 전용 화장실을 별도로 운반해 왔던 것으로 알려졌다. 담배꽁초 하나도 놓치지 않는 보안 체계북한의 생체 정보 보호 노력은 극도로 세밀하다. 2019년 김 위원장이 베트남 북미 정상회담을 위해 이동하던 중 중국 난닝역 플랫폼에서 담배를 피울 때, 김여정 당시 노동당 제1부부장이 재떨이를 들고 다가가 직접 꽁초를 수거했다. 닛케이는 “침이 묻은 담배꽁초에서 건강 상태를 파악할 수 있기 때문”이라며 “김 위원장은 사용한 성냥도 손에 쥔 성냥갑에 다시 넣었다”고 설명했다. 정상회담 등으로 호텔을 이용할 때는 수행원들이 모발이나 침 등의 흔적을 완전히 제거하는 작업을 수행한다. 김 위원장이 사용한 모든 식기류에서도 체액 등 DNA 정보를 철저히 지운다는 것이 닛케이의 전언이다. 펜부터 의자까지…접촉 물품 철저 관리지문 채취 방지를 위한 조치도 이뤄진다. 서명식 등에서는 주최 측이 준비한 펜 대신 북한이 직접 가져온 펜을 사용하는 것으로 전해졌다. 암살 경계와 함께 소독 작업도 철저히 진행된다. 2018년 남북 정상회담 당시 수행원들은 김 위원장이 앉을 의자의 등받이와 팔걸이를 여러 차례 닦고 소독약을 분무했으며, 공중에도 소독약을 뿌릴 정도로 세심한 주의를 기울였다고 닛케이는 보도했다. 이러한 조치들은 김 위원장의 건강 상태나 DNA 정보가 외부로 유출되는 것을 원천 차단하기 위한 북한의 극도의 보안 의식을 보여주는 사례로 해석된다. ‘독재자 형님’ 따라잡기? 푸틴과 닮은 꼴이런 김 위원장의 행보는 ‘혈맹’ 러시아의 블라디미르 푸틴 러시아 대통령과 닮았다. 과거 외신은 푸틴 대통령의 해외 방문 때 특별 경호팀이 그의 대소변을 수거해 모스크바로 보낸다고 보도한 바 있다. 크렘린궁의 이런 ‘특별한 경호’는 서방이 푸틴의 질병 증거를 찾지 못하도록 하기 위한 것이라고 외신은 분석하기도 했다. 아버지 김정일도 대소변 北으로 수거사실 김 위원장의 부친인 김정일 위원장도 같은 패턴을 보여왔다. 2010년 위키리크스 공개 문건에 따르면 김정일 위원장은 방중 당시 생체 정보 및 건강 상태가 노출되는 것을 막기 위해 대소변을 수거해 북한으로 가져갔다. 푸틴 대통령과 마찬가지로 서방의 추적 관찰을 회피하기 위한 목적으로 풀이된다. 실제로 미국은 각국 지도자의 머리카락과 타액, 지문, 홍채 정보는 물론 배설물과 DNA 수집까지 시도해온 것으로 드러났다. 위키리크스 보도에 따르면 미 국무부는 반기문 전 유엔 사무총장 등 유엔 핵심 관계자들의 인적사항과 신용카드 번호, 계좌번호, 이메일 주소, 자주 사용하는 항공편까지 모두 확보했다.
  • 도시 디자인, 시민 건강까지 좌우한다

    도시 디자인, 시민 건강까지 좌우한다

    유엔 산하 자문기구인 지속가능발전해법네트워크(SDSN)는 매년 나라별 행복 순위를 매긴 ‘세계행복보고서’를 발표한다. ‘세계행복보고서 2025’에서는 핀란드가 1위, 덴마크가 2위, 아이슬란드가 3위, 스웨덴이 4위를 차지하는 등 북유럽 국가가 높은 순위를 기록했다. 재미있는 부분은 이들 북유럽 국가 도시들은 보행자 중심의 도시 설계로 ‘걷기 좋은 곳’으로도 꼽힌다는 점이다. 프랑스 파리, 이탈리아 피렌체, 스페인 바르셀로나같이 여행자들의 사랑을 받는 곳들도 모두 걷기 좋은 도시다. 이렇듯 보행자를 위한 도시가 거주자들의 건강에도 상당히 긍정적인 영향을 미친다는 연구 결과가 나와 눈길을 끈다. 미국 시애틀 워싱턴대 컴퓨터과학부, 엔비디아(NVIDIA) 산타클라라 연구센터, 스탠퍼드대 의대 역학 및 공중보건학과, 스탠퍼드 예방의학 연구센터, 생체공학과, 기계공학과, 컴퓨터과학과, 샌프란시스코 챈 저커버그 바이오허브 공동 연구팀은 보행자 중심으로 설계된 도시 환경이 거주민의 신체 활동을 촉진해 전반적인 건강에 도움을 준다는 사실을 밝혀냈다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 8월 14일 자에 실렸다. 걷기 좋은 지역으로 이주한 사람들은 신체 활동이 증가하고 사회적 상호작용과 공동체 결속력도 높아졌다는 연구들도 있다. 이는 걷기 좋은 공간이 단순히 이동 수단의 변화를 넘어 사람들의 교류를 촉진하는 장이 될 수 있다는 것이다. 이처럼 도시 디자인이 거주민의 신체적, 정신적 건강에 영향을 미친다는 연구는 많았지만 표본의 크기가 작아 연구 결과를 일반화하기 어렵다는 지적이 있었다. 이에 연구팀은 스마트폰 건강 앱 사용자 211만 2288명의 신체 활동 데이터, 특히 하루 걸음 수를 분석해 도시 환경에 따라 신체 활동이 어떻게 달라지는지 측정했다. 연구팀은 블록 길이와 교차로 밀도, 편의 시설 접근성, 도로의 보행자 친화도 등을 기반으로 한 ‘걷기 점수’를 매겨 걷기 편의성(walkability)을 측정했다. 100점 척도로, 1점은 보행자에게 최악의 환경이며 100점은 가장 걷기 좋은 곳을 의미한다. 연구팀은 2013년부터 2016년까지 3년 동안 미국 내 1609개 도시에서 최소 한 번 이상 이사한 5424명의 데이터를 집중적으로 분석했다. 또 걷기 편의성을 높이는 것이 개인의 신체 활동 수준을 얼마나 높일 수 있는지에 관한 시뮬레이션도 했다. 그 결과, 걷기 편의성이 높은 지역으로 이사한 사람들은 신체 활동이 눈에 띄게 증가했으며, 반대로 걷기 힘든 지역으로 이사한 사람들은 신체 활동이 이전보다 현저하게 줄었다. 걷기 편의성 점수가 48점인 도시에서 89점인 뉴욕으로 이사한 178명은 하루 평균 걸음 수가 5600보에서 7000보로 1400보가 늘어났다. 이런 관찰 결과는 나이, 성별, 체질량지수(BMI)와 상관없이 일관되게 나타났다. 시뮬레이션 결과에 따르면 걷기 편의성 점수가 78점인 시카고나 필라델피아 같은 도시에 살 경우 하루 권장 유산소 활동 기준을 충족할 수 있는 사람이 약 11.2% 증가하는 것으로 조사됐다. 연구팀에 따르면 자동차 의존도를 줄이거나 대중교통망 개선 같은 도시 설계가 신체 활동 빈도를 높여 건강 증진에 직접적으로 영향을 미친다. 연구를 이끈 팀 알소프 시애틀 워싱턴대 교수는 “이번 연구 결과는 도시를 걷기 좋은 곳으로 설계하는 것이 공중 보건 측면에서 중요하다는 것을 보여 준다”고 말했다.
  • AI 분자 구조 설계 탄탄… 수중 강력 접착제의 힘

    AI 분자 구조 설계 탄탄… 수중 강력 접착제의 힘

    르네상스 최고 공학자이자 예술가 레오나르도 다빈치는 “자연은 최고의 스승”이라고 말했다. 인간에게 필요한 기술을 동물과 식물의 형태나 구조를 모방해 개발할 수 있다는 것을 의미한다. 실제로 현대의 많은 과학자와 공학자는 생물의 생태나 신체 구조를 모방하거나 영감을 얻어 문제를 풀고 새로운 기술을 개발하는 ‘자연 모사 공학’을 연구하고 있다. 이런 가운데 일본 홋카이도대 대학원 생명과학부, 화학 반응 설계·발견 연구소, 홋카이도대 의대, 오사카대 인공지능(AI) 연구 센터, 교토대, 중국 베이징 중앙 재경대, 쑤저우 연구소 공동 연구팀은 자연 접착 단백질에 영감을 받아 AI로 분자 구조를 설계하고 합성한 초강력 접착제를 개발했다. 이번에 개발한 접착제는 수도 배관의 구멍을 막고 물속에서도 사용이 가능한 것으로 확인됐다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 8월 7일자에 실렸다. 접착력이 뛰어난 물질이라도 물기가 많은 습한 환경에서는 사용이 어렵다. 기존에 개발된 초강력 접착 화합물은 접착력을 강화하다 보니 소재를 딱딱하게 해 쉽게 부서지는 단점이 있었다. 이에 연구팀은 박테리아나 연체동물 같은 생물체가 생성하는 천연 접착 단백질 성분에 주목했다. 연구팀은 2만 4707개의 접착 단백질 데이터 세트를 사용해 원하는 단백질을 찾을 수 있는 데이터 마이닝 도구를 개발했다. 이를 이용해 180개의 새로운 수중 접착제 후보를 설계하고 이들의 접착 강도를 AI로 분석했다. 그 결과 접착력이 강한 수중 접착 하이드로겔 ‘R1-맥스’와 ‘R2-맥스’를 찾아냈다. 연구팀은 R1-맥스로 해안가 바위에 고무 오리를 붙이고 관찰한 결과 거센 파도와 잦은 조수 간만에도 떨어지지 않는 것을 확인했다. 또 R2-맥스는 물이 계속 흐르는 파이프에 생긴 지름 20㎜의 구멍을 막는 패치로 사용한 결과 5개월 이상 누수를 완벽하게 막는 것이 관찰됐다. 연구를 이끈 궁젠핑 홋카이도대 교수는 “이번에 개발한 초강력 접착 물질은 불규칙하고 젖은 표면에 강하게 접착해 의료용 보철물 코팅이나 웨어러블 바이오센서와 같은 다양한 생의학 분야에 응용할 수 있을 것”이라고 말했다. 그런가 하면 미국 몬터레이만 해양 연구소는 문어의 움직임을 모방해 보다 견고하고 부드럽게 움직일 수 있는 소프트 로봇을 개발할 수 있다고 밝혔다. 이 연구 결과도 과학 저널 ‘네이처’ 8월 7일자에 발표됐다. 문어는 각각 독립적으로 움직일 수 있는 여덟 개의 다리와 각 다리에는 빨판이 있어 물체를 쉽게 조작할 수 있다. 이 때문에 많은 공학자가 문어를 바탕으로 한 생체로봇 설계를 시도했지만 부드러운 움직임을 구현하는 데 실패했다. 연구팀은 캘리포니아 몬터레이 국립 해양 보호구역에 있는 ‘옥토퍼스 가든’에서 원격 조정 관측 차량으로 수심 3000m 이상 깊은 바닷속 문어의 행동을 관찰했다. 연구팀은 관측 차량에 장착된 카메라 ‘아이리스’(EyeRIS)로 문어 15마리의 움직임을 3차원으로 기록했다. 이 관찰로 연구자들은 문어의 다리 움직임과 관련된 운동역학을 분석하고, 곡률과 변형 영역을 파악할 수 있었다. 특히 진주 문어가 다리 끝을 단단히 말아 해저에 고정하고 기어가는 모습을 자세히 확인할 수 있었다. 연구를 이끈 카타니 카티자 영 박사는 “이번 연구 결과는 소프트 로봇 설계에 상당한 도움이 될 것”이라며 “아이리스 카메라는 문어 이외 여러 수생 동물과 유체 환경을 정밀하게 관찰하는 데 활용할 수 있다”고 말했다.
  • ‘이 음식’은 건강의 적?…“심혈관 질환·당뇨병 예방 효과” 반전 결과

    ‘이 음식’은 건강의 적?…“심혈관 질환·당뇨병 예방 효과” 반전 결과

    오메가-6 지방산 비율이 높아 건강에 안 좋다고 여겨졌던 콩기름이나 옥수수기름 등 씨앗기름(종자유)이 오히려 심장병과 제2형 당뇨병 예방에 도움을 줄 수 있다는 새로운 연구 결과가 나와 눈길을 끈다. 24일(현지시간) 미 매체 뉴욕포스트에 따르면 인디애나 대학교 블루밍턴 캠퍼스 공중보건대학원의 케빈 C. 마키 조교수는 “씨앗기름이 염증을 촉진하고 심장대사 위험을 높인다는 주장이 있지만, 연구 결과 씨앗기름 속에 포함된 리놀레산 수치가 높을수록 오히려 심장대사 위험 지표 수치가 낮아지는 것으로 나타났다”고 발표했다. 리놀레산은 식단을 통해 섭취되는 오메가-6 지방산으로 해바라기유, 카놀라유, 참기름 등 식물의 씨앗에서 추출한 기름에 풍부하게 함유돼 있다. 연구진은 1894명의 건강한 성인을 대상으로 혈장 내 리놀레산 수치와 심혈관 질환과의 연관성을 추적 관찰했다. 그 결과 리놀레산 수치가 높을 수록 심혈관 질환 위험은 물론 제2형 당뇨병 위험 또한 낮아지는 것으로 나타났다. 리놀레산 수치가 높을 수록 포도당과 인슐린 수치, 또한 인슐린 저항성의 바이오마커인 HOMA-IR 수치가 낮아졌기 때문이다. 이번 연구는 단순한 식단 설문조사나 섭취 빈도 기록을 바탕으로 한 것이 아니라 참가자의 혈액 검사를 통해 리놀레산 수치를 측정했다는 점에서 신뢰도를 높이고 있다. 마키 교수는 “기존의 많은 연구들이 주관적 식사 기록에 의존한 반면, 우리는 객관적인 바이오마커(생체표지자)를 사용해 리놀레산 섭취량과 건강 지표의 상관관계를 분석했다”고 강조했다. 또한 연구팀은 혈당 대사 지표와 다양한 염증 관련 바이오마커도 함께 분석했다. 그 결과 리놀레산 수치가 높은 사람일수록 심장병과 당뇨병 위험 전반에서 긍정적인 결과를 보였다. 앞서 영국의 영양치료사 캐리 비슨도 “씨앗기름은 포화지방이 적기 때문에 객관적으로는 꽤 건강한 지방”이라고 씨앗기름에 대해 긍정적인 입장을 밝혔다. 그는 “씨앗기름이 오메가-6 지방산 비율이 높다는 우려가 있는데 오메가-6 수치가 높으면 질병과 관련이 있다는 강력한 증거는 없다”고 주장했다. 영국 킹스칼리지런던의 영양과학 교수인 사라 베리 박사도 “무작위 대조 시험 15건 이상에서 정제된 씨앗기름이 염증에 영향을 미치지 않는다는 결과가 나왔다. 오히려 해바라기씨유, 포도씨유 등에 들어 있는 리놀레산은 염증을 줄이는 효과를 보이는 경우가 많다”고 영국 매체 가디언에 말했다. 미국 심장협회도 “‘몸에 필요한’ 오메가-6 지방산은 ‘나쁜’ 콜레스테롤을 감소시키고 심장병과 뇌졸중 위험을 낮춘다”고 밝히고 있다. 앞서 씨앗기름은 현대인들의 심혈관 질환과 암, 비만, 제2형 당뇨병 증가의 원인으로 지목돼 왔다. 이를 대체할 ‘좋은 기름’으로 올리브유, 아보카도유, 코코넛 오일 등이 각광받았다.
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