▲ 운동 결심이 ‘작심삼일’로 끝나는 원인이 장내미생물에 있을 수 있다는 연구결과가 나왔다. ⒸGettyImagesBank
새해가 다가오면 다이어트를 목표로 삼는 사람들이 많다. 호기롭게 헬스장에 등록해도 며칠 만에 게으름을 이기지 못하고 포기하기 일쑤다. 운동 결심이 작심삼일로 끝나는 것이 장내미생물 때문일 수 있다는 연구결과가 나왔다.
미국 펜실베니아대의대 연구진은 쳇바퀴에서 자주 달리기를 하는 쥐들의 특징을 분석했다. 유전자, 장내미생물 분포, 대사산물 등 운동 활동에 영향을 미칠 수 있는 각종 요소들에 대한 데이터를 확보했다. 유전자가 주요 원인일 것이라는 예상과 달리, 달리기 활동에 가장 큰 영향을 미치는 요소는 장내미생물 분포였다.
이후 연구진은 쥐의 운동에 영향을 미치는 두 종류의 박테리아(Eubacterium rectale, Coprococcus euatactus)를 찾아내고, 이들 박테리아가 운동 동기에 영향을 미치는 메커니즘도 규명했다. 이들 박테리아는 지방산아미드(FAA)라는 대사산물을 만들어내는데, 이는 장내 감각신경계에서 ‘엔도카나비노이드’라는 신경물질을 받아들이는 CB1 수용체를 활성화한다. 수용체가 활성화되면 동기 부여와 보상에 관여하는 뇌 부위인 선조체에서 도파민 분비가 활발해진다.
▲ 장내 미생물이 실험 쥐의 운동 동기에 영향을 미치는 메커니즘. ⒸNature
이 박테리아들은 가진 쥐는 운동할 때 다른 쥐들보다 도파민이 더 많이 분비됐다. 도파민 덕분에 운동 욕구가 강해졌고, 이로 인해 운동 능력도 향상됐다. 운동을 많이 하는 쥐는 운동을 하면서 쾌감을 느끼는 ‘러너스 하이’도 더 많이 경험했다. 연구진이 항생제를 투여해 장내미생물을 없애자, 시험 쥐의 운동 활동이 절반으로 줄어들었다. 한편, 지방산아미드를 주입한 경우에는 도파민 분비가 활성화되며 운동 능력이 다시 좋아졌다.
제1저자인 크리스토프 타이스 펜실베니아대의대 교수는 “인간에게도 이와 유사한 장-뇌 경로가 존재한다면 공중 보건을 개선하기 위해 사람들의 운동 동기와 수준을 높이는 효과적인 방법을 제시할 수 있다”며 “운동뿐만 아니라 도파민과 관련된 중독 치료에도 활용할 수 있을 것”이라고 말했다. 연구결과는 12월 14일 국제학술지 ‘네이처(Nature)’이 실렸다.
▲ 인간장내미생물프로젝트(HMP)를 통해 밝혀진 장내 미생물들의 모습. ⒸCDC
장내미생물과 운동 간의 상관관계가 밝혀진 게 이번이 처음은 아니다. 사람을 대상으로 한 연구에서도 장내미생물이 운동 능력에 영향을 준다는 사실이 밝혀진 바 있다. 미국 하버드대의대 연구진은 운동을 꾸준히 한 사람에게만 풍부한 장내미생물을 발견하고, 그 결과를 2019년 국제학술지 ‘네이처 메디슨(Nature Medicine)’에 발표했다.
연구팀은 2015년 보스턴마라톤에 참가했던 선수 15명에게 마라톤을 시작하기 일주일 전, 마라톤이 끝난 일주일 뒤 각각 대변 샘플을 수집했다. 이후 대변 샘플에 담긴 미생물의 유전정보를 분석했다. 그 결과, 마라톤 이후 수집된 대변 샘플에서 ‘베이요넬라’ 속에 속하는 세균이 급증했다. 이후 추가 연구를 통해 연구진은 운동을 꾸준히 해온 사람에게는 베이요넬라가 풍부하지만, 운동을 거의 하지 않는 사람들의 장에는 이 미생물이 거의 없다는 사실도 확인했다.
이어 연구진은 사람의 대변 샘플에서 채취한 베이요넬라를 쥐의 장내에 투여하는 실험도 진행했다. 그러자 쥐가 트레드밀을 달리는 시간이 증가했다. 알렉산더 코스틱 미국 하버드대의대 교수는 “베이요넬라가 운동할 때 근육에서 생성되는 젖산을 분해하며 근육에 에너지원을 공급해 운동능력을 향상시키는 것”이라고 설명했다.
(2903)
로그인후 이용 가능합니다.
울산과학기술원(UNIST)은 귀금속 수전해 촉매 대체재로 주목받고 있는 전이금속 칼코겐 화합물 소재의 촉매 효율을 크게 높일 수 있는 합성법을 개발했다고 5일 밝혔다. UNIST에 따르면 신소재공학과 박혜성 교수와 동국대 융합에너지신소재공학과 한영규 교수, 성균관대 신소재공학부 백정민 교수 공동연구팀은 고농도 바나듐 원자가 도핑된 몰리브덴 이황화물 박막 합성법을 개발했다. 공동연구팀은 전기 전도도 변화를 위해 첨가하는 도펀트 원자의 배열을 제어해 전이금속 칼코겐 화합물 기반 수전해 촉매 성능을 획기적으로 높였다.
힘줄과 혈관 같은 콜라겐에 기반한 섬유조직의 기능을 시각화하는 레이저 음향 이미지 분석 기술이 개발됐다.
리튬이온전지를 대체할 차세대 이차전지로 주목받는 마그네슘 전지를 일반 전해질에서도 구동할 수 있는 기술이 개발됐다. 한국과학기술연구원(KIST)은 에너지저장연구센터 이민아 선임연구원 연구팀이 부식성 첨가제가 없고 대량생산이 가능한 일반 전해질로도 마그네슘 전지를 고효율로 구동할 수 있는 마그네슘 금속 화학적 활성화 기술을 개발했다고 4일 밝혔다.
온실가스 배출량이 현재 수준을 유지할 경우 여름철에 북극해 얼음(海氷)이 완전히 사라지는 시기가 2030년대로 기존 예측보다 10년 앞당겨질 것이라는 연구 결과가 나왔다. 포스텍 민승기 교수·김연희 연구교수가 이끄는 국제연구팀은 7일 과학저널 '네이처 커뮤니케이션'(Nature Communications)에서 온실가스 배출 저감 노력과 상관 없이 2030~2050년 여름철에 북극의 해빙이 소멸할 수 있음을 확인했다고 밝혔다. 연구팀은 북극 해빙이 사라지는 시기가 기존 예상보다 10년 빨라질 것으로 전망됐다며 이는 인간 활동이 북극에 큰 영향을 미치고 있고 가까운 미래에 계절적으로 얼음 없는 북극에 대비하고 적응하는 게 중요하다는 것을 보여준다고 말했다.
퇴행성 뇌 질환인 파킨슨병을 혈액 검사로 진단하는 방법이 일본 연구팀에 의해 개발됐다고 아사히신문이 6일 보도했다. 보도에 따르면 일본 준텐도(順天堂)대학 등 연구팀이 개발한 이 연구 성과는 최근 국제적인 의학 저널 '네이처 메디신'에 실렸다. 현재 파킨슨병을 진단하려면 CT 촬영 등을 해야 하지만, 이 연구팀이 개발한 혈액 검사 방식으로 간편하게 진단이 이뤄지면 질병의 조기 발견에도 도움이 될 것이라고 신문은 전했다.
농촌진흥청은 저온 플라스마를 처리한 땅콩 겉껍질에서 미백과 주름 개선에 효과가 있는 성분을 확인했다고 2일 밝혔다.
질병관리청은 C형간염을 치료할 경우 간암에 걸리거나 간암으로 사망할 위험성이 크게 줄어드는 것으로 나타났다고 2일 밝혔다. 질병청이 분당서울대병원과 공동 수행하는 '한국 C형감염 코호트 연구'와 '국민건강보험공단 청구자료'를 토대로 분석한 결과, C형간염을 치료한 사람이 간암에 걸릴 확률이 치료하지 않은 사람보다 59% 낮은 것으로 나타났다. 간암으로 사망할 확률은 74%, 간경변 합병증에 걸릴 확률은 90% 줄어드는 것으로 밝혀졌다.