【뉴스퀘스트=김형근 과학전문 기자】 많은 사람들에게 있어서 수명 연장과 장수의 비결은 주로 두가지 관행, 즉 적게 먹는 소식과 더 많은 운동으로 귀결된다.

그러나 최근 미국의 메사추세츠 종합병원의 과학자들은 장수 비결의 세 번째 방법으로 산소를 덜 마시는 흥미로운 방법을 제안했다.

높은 고도로 올라갈수록 산소 수치는 줄어든다. 쥐를 대상으로 한 실험에서 연구팀은 에베레스트 산 베이스 캠프의 대기와 맞먹는 낮은 수준의 산소 환경에서 사육된 쥐들이 정상적인 환경에서 사는 쥐들보다 훨씬 더 오래 산다는 것을 발견했다.

산소 섭취가 적을수록 오랜 산다는 이 이론의 근거는?

구체적으로, 공기 중 11%의 산소 수치에 노출된 쥐들은 21%의 정상적인 산소 상태에 노출된 쥐들에 비해 50% 더 오래 산 것으로 나타났다.

이 이론의 핵심은 적은 산소가 세포 손상을 줄이고, 또 손상이 있다고 해도 손상 부분을 더 효율적으로 제거하고 재활용하도록 자극하여 노화 과정을 늦춘다는 것이다.

이 연구 결과는 인간의 수명 패턴에도 적용될 수 있지만, 꼭 같이 적용될 수 있는지에 대해서 확인된 연구는 아직까지 없다.

이전의 연구에 따르면, 높은 고도에 사는 사람들이 해수면에 사는 사람들보다 더 오래 사는 경향이 있다는 것을 보여주었다. 낮은 산소 농도와의 연관성을 시사한다.

그러나 높은 고도에서 사는 것이 단점이 없는 것은 아니다. 출생 시의 저체중, 발육 둔화 등을 비롯해 산소 부족으로 생기는 여러 위험을 일으킬 수 있다.

쥐의 산소 제한을 이용해 처음으로 탐구한 이 획기적인 연구에서 연구팀은 가속화된 속도로 노화과정을 겪는 특별한 품종의 설치류를 사용했다. 생후 4주가 되는 쥐들은 두 그룹으로 나누어 실험에 착수했다.

연구팀은 그들 중 절반은 전형적인 산소가 풍부한 환경 (21%의 산소)에 머물렀고, 나머지 절반은 산소 수치가 11%인 방에 머물도록 했다.

그리고 두 그룹 모두 적절한 음식과 물에 접근할 수 있었고, 연구원들은 이 쥐들이 자연사할 때까지 그들을 면밀히 관찰했다.

쥐에서 나타난 획기적인 결과… 사람에게 적용하기에는 문제 많아

연구결과 연구팀은 몇 가지 흥미로운 점들을 발견했다. 정상적인 산소 수준에서 사는 쥐들의 평균 수명이 15.7주인 반면 제한된 산소 환경에서 사는 쥐들은 거의 8주 더 오래 살아서 평균 수명이 23.6주에 이르렀다. 두 그룹이 소비한 음식의 양은 거의 같았다.

이러한 결과는 효모, 벌레, 초파리와 같은 다른 유기체와 관련된 이전의 연구와 일치하며, 감소된 산소 섭취의 감소가 수명을 연장시키는 것으로 밝혀졌다.

그러면 인간의 수명 연장을 돕기 위해 어떻게 낮은 수치의 산소 환경에 지속적으로 노출될 수 있을까?

이 논문은 특별한 낮은 수치의 산소 방에서 하루에 몇 시간을 보내거나, 더 높은 고도에서 살면 잠재적으로 비슷한 영향을 미칠 수 있다고 제안한다.

이 연구를 이끈 폐 전문가인 로저 로버츠(Roger Roberts) 박사는 "이 발견이 인간의 노화에 미치는 영향에 대해 추측하는 것은 시기상조”라고 말했다.

그는 “하지만 낮은 산소 농도의 높은 고도에서 사는 것이 일반적으로 수명을 연장하고 노화 관련 질병 부담을 줄일 수 있다는 역학 연구에 몇 가지 흥미로운 단서가 될 수 있다”고 강조했다.

연구팀은 산소 제한이 손상된 부분을 더 자주 청소하고 재활용하는 세포 과정을 촉발하기 때문에 노화를 늦출 수 있다는 가설을 세웠다.

그들은 또한 적은 산소가 적은 산화 스트레스를 초래한다는 이론을 세웠다. 산소가 에너지로 사용될 때 방출되는 분자들의 해로운 영향, 이것은 DNA에 해를 끼칠 수 있는 것이다. 그들은 또한 산소 제한 환경에서 신체의 신경 퇴화와 염증 수치의 감소를 관찰했다.

꼭 같은 양의 음식, 그래도 훨씬 오래 살아

그러나 이 연구에는 한계가 있다. 첫 번째로, 그것은 사람이 아닌 쥐를 대상으로 실시되었다는 것. 둘째, 관찰된 효과를 유도하기 위해서는 낮은 산소 수치에 노출되는 것이 어린 나이에 시작되어야 한다는 문제 등이다.

그러나 연구팀은 "역학적 증거는 평생 산소 제한이 인간의 노화 과정을 늦출 수 있다는 것을 암시한다”고 주장했다.

그들은 “비록 이 발견에 많은 잠재적인 혼란의 요인이 있지만, 볼리비아에서 진행된 최근의 한 연구에 따르면 높은 고도에서 사는 사람 가운데 100세 이상인 사람이 상당히 많고, 성인기에 고도가 높은 지역으로 이동했을 경우 얻을 수 있는 잠재적인 이점이 있다는 데이터도 있다”고 설명했다.

이 발견은 이전의 일부 연구와 일치한다. 높은 고도의 거주자들이 해수면에서 사는 사람들보다 상대적으로 오래 산다는 것이다.

예를 들어, 한 연구는 미국에서 기대수명이 가장 높은 상위 20개 카운티 중에서, 남자는 11개, 여자는 5개 지역이 해발 약 5900피트에 위치하고 있다는 것을 확인했다.

小食과 적절한 운동은 최고의 건강법

전문가들은 또한 만성적인 산소 부족이 손상의 회복을 촉진하는 세포 경로를 활성화시켜 나이와 관련된 손상을 줄일 수 있다고 제안해 왔다.

산소 제한 외에도, 노화 과정을 늦추는 다른 잠재적인 방법들은 적게 먹는 것과 적절하게 운동하는 것이 있다.

비록 칼로리 제한에 대한 영장류 연구를 둘러싸고 이렇다할 결정적인 결과는 아직 없지만, 일부 연구들은 음식 섭취 감소를 통해 기대 수명을 증가시킬 수 있다는 것을 보여준다.

마찬가지로, 규칙적인 신체 활동은 혈당 조절 개선에서 많은 만성 질환의 낮은 위험에 이르기까지 많은 건강상의 이점과 관련이 있다.

그러나 함정이 있다. 과도한 운동이다. 특히 일주일에 적어도 하루도 쉬지 않고 일주일에 5시간 이상의 격렬한 심혈관 활동에 참여하는 것은 역설적으로 수명을 단축시킬 수 있다. 이것은 조기 사망으로 이어질 수 있는 관절과 심장 위험을 증가시키기 때문이다.

인간 수명을 잠재적으로 연장할 수 있는 방법을 제공한 쥐의 만성 산소 제한에 대한 혁신적인 연구는 학술지 ‘플로스 바이오로지(PLOS Biology)’ 저널 최근호에 발표되었다.

연구팀은 산소 제한과 수명 사이의 연관성에 대해 보다 자세한 조사를 목표로 연구를 다른 동물들로 확장할 예정이다.

비록 이러한 발견들이 단지 시작일 뿐이고 추가적인 탐구를 요구하지만, 노화를 극복하고 생명연장을 바라는 우리들에게 새로운 매혹적인 가능성을 열어주고 있는 것은 사실이다.