근육은 기억한다…"소싯적에 운동 좀 했지"

美 켄터키대학 연구진 입증

세포 DNA에 '흔적' 남아
오래 쉬어도 근육 빠르게 생성
노년층은 짧게라도 운동해야

운동했던 사람은 근육이 좀 더 쉽게 생기는 과학적 이유가 밝혀졌다.

미국 켄터키대 연구진은 운동을 통해 근육을 생성한 쥐의 근육세포 DNA에서 운동했던 ‘흔적’을 발견했다고 최근 발표했다. 해당 연구는 ‘미국생리학회지’ 최신호에 실렸다.

연구진은 쥐 동물모델에게 8주간 쳇바퀴를 도는 훈련을 시켰다. 이후 12주간 운동을 쉬게 한 뒤 다시 4주간 재훈련을 시켰다. 그러자 첫 번째 훈련을 받지 않은 쥐에 비해 전체 근육의 양이 더 빠르고 많이 생성되는 것을 확인했다.

연구진은 그 원인을 찾기 위해 실험에 참여한 쥐의 DNA를 분석했다. 그 결과 골격근 세포(myonuclei)의 DNA에서 ‘운동 흔적’을 찾았다. DNA에 남겨진 흔적은 ‘후성유전학적 변화’로, 태어날 때는 없었지만 이후 생활습관을 통해 발생한 유전적 변화를 의미한다. 대표적인 것이 ‘DNA 메틸화’다. DNA의 특정 부위에 ‘메틸기’라는 화학물질이 붙는 현상을 말한다. 메틸기가 붙는 양이나 부위에 따라 특정 단백질의 발현이 조절된다. 비만 및 대사 질환 등 일부 질환이 후성유전학적 변화와 연관이 있다는 사실이 여러 연구를 통해 밝혀진 바 있다.

연구진은 훈련을 받은 쥐의 근육세포에서 이런 후성유전학적 변화를 124개 발견했다. 그중 하나는 윈트(Wnt) 신호전달에 관여하는 물질이다. 윈트 신호전달은 근섬유의 크기를 증가시키는 데 관여한다고 알려졌다. 이런 변화는 12주간 훈련을 쉴 때에도 꾸준히 유지됐다. 이번 연구를 주도한 케빈 무라크 켄터키대 교수는 “이번 연구는 운동을 하고 근육을 잃는 것이 운동을 전혀 하지 않는 것보다 훨씬 더 바람직하다는 것을 보여준다”고 말했다.

운동했던 경험이 다시 근육을 생성하는 데 도움이 된다는 연구 결과는 이전부터 있었다. 1991년 미국 오하이오대 연구진은 6명의 여성을 대상으로 비슷한 실험을 해 ‘응용생리학저널’에 발표했다. 20주간 근력 훈련을 시킨 뒤 32주간 훈련을 쉬고 다시 6주간 재훈련을 시킨 것이다.

쉬는 동안 새롭게 생성된 근육은 대부분 사라졌지만 재훈련을 받자 근섬유의 크기가 이전 수준만큼 늘었다. 재훈련에만 참여한 여성들과 비교했을 때도 훨씬 빠른 속도로 근육이 생성되는 것을 확인했다. 당시에는 근육의 세포 수가 유지된다는 데에서 그쳤지만, 이번 연구는 세포 수준에서의 변화를 확인한 것이다.

이번 연구는 근육이 감소하는 노년층에 운동의 중요성을 시사한다. 2003년 캐나다 연구진은 평균 연령 72.5세의 노인 30명을 모집해 운동 효과의 지속성을 실험했다. 연구진은 2년간 참여자들에게 근력 훈련을 시킨 뒤, 3년간 운동을 쉬게 했다. 이후 근력의 강도를 측정하자 운동을 하던 때와 비슷한 것으로 나타났다. 훈련을 전혀 받지 않은 그룹은 5년간 근력이 최대 20%까지 감소했다.

무라크 교수는 “근육의 감소가 빠른 노인층에서는 짧은 기간이라도 운동하는 것이 근력을 유지하는 데 도움이 된다”고 말했다.

최지원 기자 jwchoi@hankyung.com