누구나 장수(長壽)를 꿈꾼다. 하지만 인력으로 되지 않는다.  더욱이 늦은 결혼으로 늦은 자식을 낳은 사람들에게는 더더욱 장수를 갈망한다.

현대 의학의 눈부신 발전과 다양한 건강법의 등장으로 우리나라의 평균수명이 날로 늘어나고 있지만 건강하게 오래살아야 의미가 있다.

최근 국내 연구진이 긴 시간 적절한 운동을 하는 것이 짧은 시간 격렬한 운동보다 젊게 사는 비결이라는 연구결과를 내놨다.

박성수 성균관대 교수(기계공학부)팀과 싱가폴국립대 기계기술연구소 마이크 쉬츠 교수팀은 기계적 운동에 따른 인체 세포의 노화방지와 성장 촉진 정도를 수치화하는데 성공했다고 5일 밝혔다. 한마디로 인간 노화의 과학적 근거를 찾은 셈이다.

인체 내 세포들은 호흡, 걷기, 달리기, 웃음, 청소 등과 같은 일상의 활동으로 인해 기계적으로 늘어나는 인장 자극을 받고 있지만 이러한 기계적 운동이 세포 성장과 생존에 어떤 영향을 미치는지 정확하게 알려지지 않았다.

또한 세포들은 생체 내 표면 강도에 의해서도 영향을 받기 때문에 기계적 인장효과만을 별도로 분리해 연구하기는 많은 제약이 있었다.

연구팀은 매우 말랑한 강도의 연성나노필라를 제작해 얇은 멤브레인 막 위에 장착한 후 공기압을 주입, 멤브레인을 360° 방향으로 늘일 수 있는 세포 스트레칭 기기를 제작했다. 이를 통해 세포 주변환경의 강도에 의한 영향을 최소화하고 기계적인 인장에 의한 효과를 수 나노뉴턴 수준까지 측정했다.

그 결과 인체 세포에 5% 정도 늘이는 운동을 초당 1회 수준으로 4시간 이상 순환적으로 힘을 가했을 때 세포 내 DNA 합성이 늘어나고 세포 성장률도 높아지는 것을 관찰했다.

또 기계적 인장에 의한 자극이 일어날 때 세포 성장을 조절하는 단백질들이 세포질에서 핵으로 이동, 기계적 인장이 세포 성장을 촉진한다는 사실을 알아냈다.

지금까지는 웃거나 걷고 청소를 하는 등의 일상 활동은 몸속 세포에 기계적으로 늘이는 힘(인장 자극)을 가한다. 하지만 이 기계적 운동이 세포의 성장이나 생존에 어떤 영향을 끼치는지는 잘 알려져 있지 않았다.

박성수 교수는 "세포를 20% 정도 늘이는 운동을 1초에 한번씩 2시간 이상 계속하자 세포는 죽고 말았지만 5% 정도만 당기는 자극을 2시간 정도 계속하자 세포가 커졌다"면서 "그러나 자극을 멈추자 세포는 30분 만에 원래 크기로 돌아갔다"고 설명했다. 

하지만 "다시 5%의 인장 자극을 4시간 이상 지속하자 세포는 더는 제 모양으로 돌아가지 않고 성장률도 50% 이상 늘어났다. 특히 세포 분열에 관여하는 단백질(MRTF-A, YES)이 세포핵 속으로 이동하는 것이 관측됐다"고 설명했다.

결론적으로 박 교수는 "세포 성장 촉진과 노화방지에 강도 높은 운동보다는 적당하고 지속적인 운동이 더 효과적이라는 것을 증명했다"며 "향후 세포 스트레칭 기기를 보완하면 바이러스와 박테리아의 결합력을 측정함으로써 병원성 세균을 빠르게 감별하는 바이오센싱 장비로도 활용할 수 있을 것"이라고 말했다.

이 연구결과는 ’네이처 커뮤니케이션스’(Nature Communications)지 2월 23일자에 게재됐다. ■