금년에 대학생이 된 송모(20) 양. 친구들은 미팅이다, 동아리 모임이다 하며 새내기로서의 즐거움을 한껏 누리고 있지만 본인은 다른 사람들과 만날 수 있는 기회를 애써 피하고 있다. 송모 양은 고도 비만 환자다. 그동안 다이어트도 해 보았지만 부모가 모두 비만이라 부모에게 물려받은 유전자 때문에 어쩔 수 없는 체질이라며 체념해 버리곤 했다.

‘비만 유전자’를 물려 받은 사람들은 운동을 해도 소용이 없다고 여기는 경향이 많이 있는데 이는 잘못된 생각이다. 비만 유전자를 가진 사람 중 움직이기 싫어하는 사람은 그렇지 않은 사람보다 비만해질 확률이 30% 높다는 것이 얼마 전 발표된 영국 ‘의학연구심의회’의 연구 결과로 밝혀진 적이 있다.

운동으로 DNA 변화돼

대부분의 사람들이 부모에게서 물려받은 DNA는 변하지 않는다고 생각한다. 하지만 그렇지 않다. 몇 분 정도의 격렬한 운동만으로도 몸 안의 DNA에는 즉시 변화가 생긴다. 인간 근육 내의 근본적인 유전자 코드는 운동으로 변화하지 않지만 근육 내의 DNA는 외부의 영향으로 화학적이고도 구조적으로 변경될 수 있는 것이다.

과학전문지 ‘ScienceDaily'의 온라인 판은 최근 기사에서 스웨덴의 캐롤린스카(Karolinska) 연구소가 운동을 할 경우 유전자 구성 자체가 변화되지는 않지만 DNA 물질이 구조적, 화학적으로 변화되는 것을 밝혀냈다고 보도했다.

연구진은 성인 남녀들을 20분 동안 헬스 기구로 운동하게 한 뒤 운동 전과 후 근육에 일어나는 DNA의 변화 여부를 살폈다. 그 결과, 운동 후 근육 세포에 있는 DNA들에 화학적 변화가 일어나면서 이들 DNA의 발현율이 높아진 것으로 나타났다.

운동 후 발생되는 DNA의 탈 메틸화

또한 격렬한 운동 후의 골격근에서 취한 DNA를 분석해 보니 운동 전보다 운동 후 DNA 내 ‘메틸 군(methyl groups)’이 더 적은 것으로 나타났는데 이런 메틸 군의 변화는 근육이 운동에 적응하는 데 중요한 유전자를 활성화시킬 때 필요한 DNA에서 발생한다.

이에 대해 캐롤린스카 연구팀은 “운동이 당과 지방 대사를 증가시키는 것을 포함, 근육 내 변화를 유발한다는 것은 이미 잘 알려져 있는 사실이었지만, 이번 연구 결과 메틸화 변화가 맨 먼저 발생되는 것으로 확인됐다"라고 밝혔다.

현재 상태에서는 운동이 어떤 메커니즘으로 특정 DNA를 탈 메틸화를 시키는지는 밝혀지지 않았다. 하지만, 적어도 운동을 통해서 분비되는 호르몬과 신경전달물질 등은 외부의 다른 영향에 의해 발생되지는 않는 것으로 나타났다.

카페인이 운동 후의 효과를 나타내

이 같은 DNA들의 변화는 운동 직후에 시작되는 것으로 보이는데, 운동을 하게 되면 근육의 힘과 지구력을 강화하는 쪽으로 세포들의 프로그램을 바꾸는 것으로 판단된다. 이와 관련하여 연구 프로젝트의 책임자인 줄린 지에라스 (Juleen Zierath) 박사는 “근육은 쓰지 않으면 사라지게 되는데, 운동을 하면 DNA에 변화가 일어나서 근육을 새로 만들고 강화하게 된다”고 말했다.

또한 지에라스 박사는 “운동은 약이기 때문에 우리들의 근육은 실제로 변경 가능하다”면서 “건강을 위해 조깅과 같은 운동을 하면서 우리들의 DNA를 바꿀 수 있다. 하지만 운동을 좋아하지 않는 사람들을 위해 이와 동일한 효과를 갖는 약물을 개발하는 방법이 있을는지도 모른다”고 말했다.

지에라스 박사의 말과 관련해, 이번 연구에서는 재미있는 현상이 발견됐다. 실험실 접시에 있는 들쥐의 배양 근육세포에 별도의 물리적인 신축을 가하지 않고 약물인 카페인만 첨가했는데도 마치 운동을 했을 때와 동일한 효과가 나타나는 것으로 밝혀진 것.

이는 카페인이 세포 내의 칼슘 수준을 높여서 운동한 것과 비슷한 효과를 내는 것이라고 연구팀은 설명했는데, 이에 대해 지에라드 박사는 “카페인은 운동 시 근육의 수축을 흉내 내고 있다”면서 “하지만, 운동 대신 커피를 마시는 것을 추천하지는 않는다”고 강조했다.