노인의 근육 증가 가능

수 년간 과학자들은 역도처럼 중력 또는 다른 외력에 저항하는 근육 운동인 저항(근력) 운동 트레이닝이 노화에 따른 근육 감소 및 약화를 극복하는 가장 효과적인 방법 중 하나라고 여겨왔다. 하지만 많은 노인들은 이미 근육 증가를 위한 자극을 위해 충분한 무게를 들어올릴 수 없게 하는 관절염 등으로 고통 받고 있기 때문에, 이러한 웨이트리프팅과 같은 운동 방법으로 많은 이득을 볼 수 없었다. 그리고, 젊은 남성과 여성들은 저항성 운동 이후 몇 시간에 걸쳐 계속해서 유효한 양의 근육 단백질을 생산하는 반면, 노인들은 매우 적은 운동 효과만을 경험하였다.

보디빌더들이 생각하기에 가벼운 무게조차 무겁게 느끼는 노인 남성들에게 근육양을 증가시키기 위한 한 방법으로, 근육 내의 혈류를 적당하고 일시적으로 제한한 채 낮은 수준의 저항성 운동 트레이닝을 시행하는 방법이 적합한지에 대해 갤버스턴(Galveston) 텍사스주립대 의과 대학(UTMB, University of Texas Medical Branch)연구팀은 현재 연구하고 있다. “우리는 낮은 중량을 이용한 저항성 근육 운동이 근육양의 회복을 필요로 하는 노인들에게 획기적인 치료법이 될 수 있다고 생각한다. 이 방법은 수술 후 보유 근육에 비해 충분한 중량을 들 수 없는 환자들 또는 관절염이 있는 사람들이나 무거운 물건을 드는데 문제가 있는 사람들에게 효과적으로 적용될 수 있다.”라고 본 논문의 상급 저자이자 UTMB 물리 치료과 교수인 블레이크 라스머센(Blake Rasmussen)은 말했다. 본 논문은 2010년 5월 미국 생리학회가 발행하는 응용 생리학 저널(Journal of Applied Physiology) 관심 기사에 게재되었다.

UTMB 연구팀은 근육으로부터 혈류를 감소시키는 압박대(inflatable cuff)의 착용 여부에 따라, 평균 나이가 70세인 노인들이 낮은 저항의 레그 익스텐션(leg extension) 운동을 4분간 했을 때 노인들의 대퇴근 변화에 대해 연구하였다. 각 피실험자의 근육 단백질 합성양은 혈류에 투입한 화학물질을 통해 변화를 모니터링 하면서 측정되었다. 각종 생체검사를 통해 근육 생성에 중요한 생화학적 경로를 추적하여 근육 샘플들의 변화를 분석하였다. “우리는 노인들에게 압박대를 인가했을 때, 노인들이 젊은이들이 하는 일반적인 높은 강도의 저항 운동을 했을 때와 유사한 반응을 보이는 것을 관찰하였다. 낮은 강도의 운동이었지만 결과적으로 근육 단백질 합성을 증가시켰고, 운동 후 단백질 합성과 근육 생성을 자극하는 두 개의 세포 경로들을 활성화시켰다.”라고 본 논문의 주저자인 UTMB 대학원생 크리스토퍼 프라이(Christopher Fry)는 말했다.

압박대를 풀었을 때 2형 근섬유 (Type II muscle fibers)를 활성화 시키는 개선된 능력이나 혈류가 근육 내로 갑자기 밀려들어오는 반응 때문이라고 라스머센과 프라이가 추측했음에도 불구하고, 근육에서 혈류가 제한적으로 흐르는 것이 정확하게 어떻게 발생하는지 등의 효과들은 아직 밝혀지지 않고 있다. 그 메커니즘이 무엇이든 간에 “혈류 내에서 흥분된 단백질이 새로운 재활치료 도구가 될 것이라고 기대한다.”라고 라스머센은 말했다. “예를 들면, 무릎 전방십자인대(ACL) 수술 또는 고관절 골절(hip fracture) 수술 후에 이 방법을 이용할 수 있을 것이다.” ACL 수술 후 첫 몇 주 동안, 환자들은 무거운 물건을 들 수 없을 것이다. 대신에, 압박대를 함께 사용하여 아주 가벼운 무게는 들어 올릴 수 있을 것이며, 이것은 무릎 수술 후 흔히 발생하는 근육이 손실되는 것을 방지할 수 있다.

본 연구에는 도교대학의 사토시 후지타(Satoshi Fujita), 타카시 아베(Takashi Abe) 뿐만 아니라 UTMB 대학원생인 에린 글린(Erin Glynn), 마이카 드러몬드(Micah Drummond), 부교수 박사 후 과정 카일 팀머만(Kyle Timmerman), 연구원 사힌 다나니(Shaheen Dhanani), 엘레나 볼피(Elena Volpi) 교수가 참여하였다. 본 연구는 미국 관절염 근골격 피부질환 국립연구소(NIAMS, National Institute of Arthritis and Musculoskeletal and Skin Diseases)와 UTMB 연구소의 변형 과학 치료 연구 센터(UTMB`s Institute for Translational Sciences Clinical Research Center), UTMB 재활치료 과학 연구센터(UTMB’s Rehabilitation Sciences) 및 사토 스포츠 프라자(Sato Sports Plaza )의 지원으로 수행되었다.

1. 출처: ScienceDaily (May 15, 2010)
2. 원문 정보: C. S. Fry, E. L. Glynn, M. J. Drummond, K. L. Timmerman, S. Fujita, T. Abe, S. Dhanani, E. Volpi, B. B. Rasmussen. Blood flow restriction exercise stimulates mTORC1 signaling and muscle protein synthesis in older men. Journal of Applied Physiology, 2010; 108 (5): 1199 DOI: 10.1152/japplphysiol.01266.2009
3. 작성자의 의견: 본 기사는 노인들도 적절한 근육 운동을 통해 소실되는 근육양을 늘릴 수 있다는 반가운 기사이다. 본 기사는 무거운 무게를 무리하게 드는 것이 아니라 가벼운 무게를 적절한 혈류 통제와 함께 시행해야 한다는 방법을 제시하고 있다. 이에 더불어, 캐나다 벤쿠버 종합병원 연구팀의 연구 결과는 노인이 근육 운동을 하였을 때, 치매를 예방할 수 있다는 연구 결과를 내놓았지만, 그 동안 근육 운동의 방법을 잘못 채택하여 역효과를 경험하였던 노인들에게 본 기사는 희소식이 될 것으로 기대된다.
4. 참고자료: 노인 근육운동(muscle exercise) ? 캐나다 벤쿠버 종합병원 연구팀은 65세 이상의 노인 여성이 근육운동을 꾸준히 했을 때 뇌 인지 지능이 좋아진다는 연구 결과를 발표하였다. 노인 여성을 두 그룹으로 나누어 한 그룹은 1주일에 한 두 번씩 한 두 시간 아령이나 기구를 이용한 근육운동을 시키고, 다른 그룹은 가벼운 운동을 하게 하였다. 1년 후 인지능력 테스트 결과 근육운동을 꾸준히 한 그룹은 운동 전보다 12%의 인지 능력이 향상된 반면, 가벼운 운동만을 한 그룹은 오히려 인지 능력이 0.5% 감소한 것으로 나타났다. 연구팀은 노인 여성의 근육운동이 뼈 건강은 물론이며 인지 능력 향상에서 도움이 된다는 사실을 확인하였다.

정보제공 : 한국과학기술정보연구원(KISTI) 해외과학기술동향
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