교대근무자의 근육 건강과 노화 촉진에 중요한 생물학적 '시계'

새로운 연구에 따르면, 근육 세포에는 자체적인 생체 시계가 있으며, 교대 근무로 인해 이 시계가 교란되면 노화에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.

오늘 미국 국립과학원 회보(PNAS) 에 발표된 한 연구는 교대근무가 건강에 미치는 피해에 대한 증거가 증가하고 있다는 점에 기여하고 있습니다.

킹스 칼리지 런던 연구팀은 근육 세포가 단백질 회전율을 조절하고 근육 성장과 기능을 조절하는 고유한 시간 측정 메커니즘을 가지고 있다는 사실을 밝혀냈습니다. 밤에는 근육 시계가 결함이 있는 단백질의 분해를 활성화하여 신체가 휴식을 취하는 동안 근육을 ​​보충합니다.

이러한 내재적 근육 시계의 변화는 노화에 따른 근육 감소, 즉 근감소증과 관련이 있는 것으로 나타났습니다. 이는 교대근무처럼 일주기 리듬을 교란시키면 노화가 가속화됨을 시사합니다.

과학자들은 생물학 연구에 자주 사용되는 제브라피시를 이번 연구에 사용했습니다. 제브라피시는 인간과 최대 70%의 유전자를 공유하는데, 실험실에서 쉽게 수정할 수 있고 투명해서 현미경으로 근육을 쉽게 관찰할 수 있습니다.

킹스 칼리지 런던 연구원이자 주저자인 제프리 켈루는 다음과 같이 말했습니다. "생체시계 교란이 근육 세포에 미치는 영향을 조사하기 위해, 제대로 작동하지 않는 시계 단백질을 과발현시켜 제브라피시의 근육 시계 기능을 손상시켰습니다. 그 후, 제브라피시를 2년 동안 관찰하고 건강한 대조군과 비교했습니다.

"6개월과 1세처럼 어린 나이에는 근육 크기에 유의미한 차이가 관찰되지 않았지만, 기능적 근육 시계가 없는 물고기는 2세 때 뚜렷한 조기 노화 징후를 보였습니다. 키가 작고, 몸무게가 가벼우며, 수영 빈도가 적고 속도가 느렸습니다. 이는 교대 근무자에게서 보고된 근감소증과 전반적인 운동성 감소의 특징입니다."

연구진은 그 기저 메커니즘을 이해하기 위해 단백질 회전율을 조사했습니다. 단백질 회전율은 노화로 인해 종종 손상되는 근육량 유지에 필수적인 과정입니다. 연구진은 밤에 휴식을 취하는 동안 근육 시계가 낮 동안 사용으로 인해 축적되는 결함 있는 근육 단백질의 분해를 조절한다는 것을 보여주었습니다.

이 연구는 이러한 '야간 청소'가 근육 기능 유지에 필수적임을 보여주었습니다. 따라서 결함 있는 단백질의 축적은 근육 시계에 문제가 있는 노령 어류와 교대 근무자에서 관찰되는 급격한 근육 감소를 유발할 수 있습니다.

켈루 박사는 이렇게 말했습니다. "영국에서는 약 400만 명의 교대 근무자가 기업과 응급 서비스의 24시간 운영에 중요한 역할을 합니다. 이번 연구는 교대 근무자의 일주기 리듬 교란이 건강의 여러 측면을 손상시킨다는 추가적인 증거를 제시합니다.

"일주기 교란이 근육감소증에 어떻게 영향을 미치는지 이해하는 것은 교대근무자의 건강과 웰빙을 개선하기 위한 전략을 개발하는 데 필수적입니다.

"이번 연구 결과는 일주기 생물학을 활용하여 교대근무자의 근육 감소를 예방하는 치료법 개발 가능성을 시사합니다. 특정 생체 시계 단백질을 조절하는 약물을 이용한 전임상 연구가 현재 진행 중입니다. 이는 교대근무자의 노화를 개선할 수 있는 미래 치료법 개발의 토대를 마련합니다."

공동 저자이자 발생 세포 생물학 전문가인 사이먼 휴즈 교수는 이렇게 덧붙였습니다. "이 연구는 작은 물고기 유생처럼 단순한 시스템에서 근육 성장처럼 복잡한 현상을 연구하는 것이 어떻게 우리에게 실질적인 교훈을 줄 수 있는지 보여줍니다. 물론 누군가는 이것이 사람에게서도 사실인지 확인해야 하지만, 적어도 물고기는 우리가 무엇을 살펴봐야 할지 보여줍니다."

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/05/250505170657.htm