근육을 키우고, 지방을 태우고, 두뇌 능력을 향상시키는 수면 스위치

과학자들은 뇌가 수면과 성장 호르몬의 균형을 어떻게 조절하는지 밝혀내 근육 성장, 신진대사, 심지어 인지 기능에까지 영향을 미치는 순환 고리를 밝혀냈습니다. 이는 수면 및 신경 질환 치료에 큰 영향을 미칠 것입니다. 출처: Shutterstock

모든 보디빌더들이 알다시피, 깊고 편안한 수면은 성장 호르몬 수치를 높여 튼튼한 근육과 뼈를 만들고 지방을 연소시킵니다. 그리고 모든 십 대들이 알아야 할 것처럼, 충분한 수면을 통해 충분한 성장 호르몬이 생성되지 않으면 키 성장 잠재력을 최대한 발휘할 수 없습니다.

하지만 수면 부족, 특히 비REM 수면이라고 불리는 초기의 깊은 수면 단계가 성장 호르몬 수치를 낮추는 이유는 아직까지 밝혀지지 않았습니다.

캘리포니아 대학교 버클리의 연구진은 Cell 저널의 최신호에 발표한 연구에서 수면 중 성장 호르몬 분비를 제어하는 ​​뇌 회로를 분석하고, 성장 호르몬 수치를 정밀하게 균형 있게 유지하는 뇌의 새로운 피드백 메커니즘을 보고했습니다.

이 연구 결과는 수면과 호르몬 조절이 어떻게 상호작용하는지 이해하는 데 도움이 되는 지도를 제공합니다. 이 새로운 피드백 메커니즘은 당뇨병과 같은 대사 질환과 관련된 수면 장애 환자뿐 아니라 파킨슨병이나 알츠하이머병과 같은 퇴행성 질환 환자를 치료하는 데 새로운 길을 열어줄 수 있습니다.

"사람들은 성장 호르몬 분비가 수면과 밀접한 관련이 있다는 것을 알고 있지만, 수면 중 혈액을 채취하여 성장 호르몬 수치를 확인했을 때만 가능합니다."라고 UC 버클리 신경과학과와 헬렌 윌스 신경과학 연구소의 박사후 연구원인 신루 딩(Xinlu Ding)은 말했습니다. "우리는 실제로 쥐의 신경 활동을 직접 기록하여 무슨 일이 일어나고 있는지 확인하고 있습니다. 향후 다양한 치료법 개발을 위한 기본 회로를 제공하고 있습니다."

성장 호르몬은 포도당과 지방 대사를 조절하기 때문에 수면이 부족하면 비만, 당뇨병, 심혈관 질환의 위험이 더 심해질 수 있습니다.

수면-각성 주기

수면-각성 주기 동안 성장 호르몬 분비를 조절하는 뉴런, 즉 성장 호르몬 방출 호르몬(GHRH) 뉴런과 두 가지 유형의 소마토스타틴 뉴런은 모든 포유류에 보존되어 있는 고대 뇌의 중추인 시상하부 깊숙이 자리 잡고 있습니다. 성장 호르몬이 분비되면 각성, 주의력, 인지, 그리고 새로운 것을 추구하는 능력에 관여하는 뇌간 영역인 청반점 뉴런의 활성이 증가합니다. 청반점 뉴런의 조절 장애는 수많은 정신 질환 및 신경 질환과 관련이 있습니다.

UC 버클리 박사후연구원이자 연구 공동 저자인 다니엘 실버먼은 "성장 호르몬 분비 신경 회로를 이해하면 궁극적으로 수면의 질을 개선하거나 정상적인 성장 호르몬 균형을 회복하는 새로운 호르몬 치료법 개발에 도움이 될 수 있습니다."라고 말했습니다. "특정 세포 유형을 표적으로 삼는 실험적 유전자 치료법도 있습니다. 이 회로는 이전에는 논의되지 않았던 청반점의 흥분성을 조절하는 새로운 방법이 될 수 있습니다."

신경과학 및 분자세포생물학 교수인 양 단(Yang Dan) 연구실에서 연구진은 생쥐의 뇌에 전극을 삽입하고 시상하부의 뉴런을 빛으로 자극한 후 활동 변화를 측정하여 신경내분비 회로를 탐구했습니다. 생쥐는 낮과 밤에 걸쳐 한 번에 몇 분씩 짧은 시간 동안 잠을 자기 때문에 수면-각성 주기 동안 성장 호르몬의 변화를 연구할 수 있는 많은 기회를 제공합니다.

최첨단 회로 추적을 이용하여 연구팀은 뇌에서 성장 호르몬 분비를 조절하는 두 가지 작은 펩타이드 호르몬, 즉 분비를 촉진하는 GHRH와 분비를 억제하는 소마토스타틴이 REM 수면과 비REM 수면에서 서로 다르게 작용한다는 것을 발견했습니다. 소마토스타틴과 GHRH는 REM 수면 동안 성장 호르몬을 증가시키기 위해 급증하지만, 비REM 수면 동안에는 성장 호르몬을 증가시키기 위해 소마토스타틴이 감소하고 GHRH가 약간만 증가합니다.

분비된 성장 호르몬은 청반점 활동을 조절하여 항상성 있는 음양 효과를 만들어내는 피드백 메커니즘을 제공합니다. 새로운 연구에 따르면, 수면 중에는 성장 호르몬이 서서히 축적되어 청반점을 자극하고 각성을 촉진합니다. 그러나 올해 초 발표된 실버먼의 연구에서 나타났듯이, 청반점이 과도하게 흥분되면 역설적으로 졸음을 촉진합니다.

실버먼은 "이는 수면과 성장 호르몬이 긴밀하게 균형 잡힌 시스템을 형성한다는 것을 시사합니다. 수면이 부족하면 성장 호르몬 분비가 감소하고, 성장 호르몬이 너무 많으면 뇌가 깨어 있는 상태로 유도될 수 있습니다."라고 말했습니다. "수면은 성장 호르몬 분비를 촉진하고, 성장 호르몬은 다시 각성을 조절합니다. 이러한 균형은 성장, 회복, 그리고 신진대사 건강에 필수적입니다."

성장 호르몬은 각성 상태 동안 전반적인 뇌 각성을 관장하는 청반점을 통해 어느 정도 작용하므로, 적절한 균형은 주의와 사고에 더 광범위한 영향을 미칠 수 있습니다.

딩 박사는 "성장 호르몬은 근육과 뼈를 키우고 지방 조직을 줄이는 데 도움이 될 뿐만 아니라 인지적 이점도 있어 깨어났을 때 전반적인 각성 수준을 높이는 데 도움이 될 수 있습니다."라고 말했습니다.

이 연구는 하워드 휴즈 의학 연구소(HHMI)의 연구자 자격으로 댄을 지원했던 하워드 휴즈 의학 연구소(HHMI)와 피보탈 라이프 사이언스(Pivotal Life Sciences)의 총장석 기금의 지원을 받았습니다. 댄은 피보탈 라이프 사이언스 신경과학 총장석에 있습니다. 이 논문의 다른 공동 저자로는 UC 버클리의 펭 종(Peng Zhong), 빙 리(Bing Li), 천얀 마(Chenyan Ma), 리후이 루(Lihui Lu), 그레이스 장(Grace Jiang), 제 장(Zhe Zhang), 샤오린 황(Xiaolin Huang), 쉰 투(Xun Tu), 지위 멜리사 티안(Zhiyu Melissa Tian)과 스탠퍼드 대학교의 황푸지운(Fuu-Jiun Hwang)과 준 딩(Jun Ding)이 있습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/09/250908175446.htm