[바이오토픽] 마우스의 하루 주기를 25.5시간으로 늘린 야간조명 의학약학 양병찬 (2016-07-15 09:34) 인공광선에 노출된 설치류는 하루가 24시간에서 25.5시간으로 바뀌고, 근육과 뼈가 약화된 것으로 밝혀졌다. 그러나 인간에게 미치는 악영향은 아직 불확실하다. ? Wikipedia 엘리아너 뤼카선은 네덜란드 레이던 대학교 메디컬센터에서 오후 6시부터 야근을 시작한다. 그런데 그녀 자신의 연구결과에 의하면, 이 같은 스케줄은 그녀의 건강에 문제를 야기할 수 있다고 한다. 그녀는 이렇게 말한다. "어처구니없다. 병원에서 야근하는 내가 '이 일은 건강에 해롭다'고 나발을 불다니. 그러나 이 일은 필요한 일이니 어쩌겠는가." 레이던 대학교의 신경과학자인 엘리아너 뤼카선과 요하나 메이여르는 7월 14일 《Current Biology》에 기고한 논문에서(참고 1), "마우스에게 밝은 빛을 계속 쬐이면 조기노화(premature ageing)를 초래하며, 생체시계를 교란하여(참고 2) 일련의 건강문제를 야기한다"고 보고했다. 지속적인 빛에 노출된 마우스는 골밀도 감소, 골격근 약화, 염증을 경험했는데, 이렇게 약화된 마우스의 건강을 회복하는 방법은 간단했다고 한다. 그건 '전등을 끄는 것'이었다. 이번 연구결과는 예비적이지만, "인공광선이 범람하는 도시에 사는 사람들(참고 3)도 이와 비슷한 건강문제를 경험할 것(참고 4)"임을 시사한다. "우리는 흡연과 설탕이 건강에 해롭다는 것을 알고 있지만, 빛은 이슈가 됐던 적이 없었다. 문제가 되는 것은 '빛과 어둠의 비율'이다"라고 메이여르는 말했다. 1. 교란된 패턴 동물과 인간을 대상으로 실시된 많은 선행연구에서, 인공광선 노출과 건강문제 간의 관련성이 제시되었다(참고 5). 역학분석에서는, 야간교대를 하는 근로자들에게서 유방암(참고 6), 대사증후군(참고 7), 골다공증(참고 8, 9) 위험이 증가한다고 보고되었다. 야간에 밝은 빛에 노출되는 사람들은 심혈관질환 위험이 증가하고, 종종 수면부족을 경험하는 것으로 알려져 있다. 그러나 광선노출과 건강문제 간의 직접적인 관련성을 밝혀내기는 어려웠다. 메이여르가 이끄는 연구진은 이 관련성을 탐구하기 위해, 먼저 마우스의 뇌(그중에서도 생체시계를 제어하는 부분)에 전극을 이식한 다음 신경활성을 측정했다. 그리고는 이 마우스들을 밝은 빛이 비치는 우리 속에서 24주 동안 사육했다. 마우스들은 둥지를 지을 수 있는 침구류를 제공받았고, 자유롭게 움직일 수 있었으며, 잘 때는 눈을 감을 수 있었다. 그러나 잠을 자는 마우스는 빛을 완전히 피할 수가 없어서, 깨어 있는 동안과 비교할 때 1/7 수준에 해당하는 빛에 노출되었다. 전반적으로, 마우스들은 전형적인 명암주기(light?dark cycle)에서 노출되는 빛보다 많은 빛에 노출되었다. 그 결과, 마우스의 신경활성 패턴은 변했다. 그리하여 뇌의 페이스메이커 영역에 있는 세포들은 불규칙한 리듬을 보이게 되었다. 이러한 동기화 상실(loss of synchronization)은 '노화하는 뇌에서 일어나는 일'을 반영하는 것이었다. 마우스의 하루는 25.5시간으로 바뀌었고, 골밀도가 감소했으며, 근육이 약화(앞다리의 쥐는 힘으로 측정)되었다. 그러나 연구진이 마우스에게 어둠을 돌려주자, 마우스의 뉴런은 정상리듬을 회복하고, 하루가 24시간으로 돌아왔다. 2. 밝은 빛, 큰 영향 "이번 연구는 혁신적 접근방법을 이용하여 마우스의 생체리듬을 연구했다"라고 코네티컷 의대의 리처드 스티븐스 박사(역학)는 말했다. "그러나 이번 연구결과가 인간에게 적용될 수 있을지는 미지수다. 왜냐하면 연구진이 마우스에게 쬐인 밝은 빛은 (인간이 실제 생활에서 경험하는 명암주기보다) 극적(劇的)이었으며, 심지어 극단적인 상황보다도 더했기 때문이다." "다음 번 실험은 '12시간 동안 빛, 6시간 동안 희미한 빛, 6시간 동안 어둠'과 같은 방식으로 수행되어야 한다. 인간이 광선에 노출되는 것과 비슷한 방식으로 말이다"라고 스티븐스는 덧붙였다. "이번 연구에서 보고된 마우스의 건강문제는, 생체시계의 교란에만 기인하지는 않는다. 수면불량과 빛은 각각 건강에 영향을 미칠 수 있으므로, 생체시계 변화 한 가지만을 탓해서는 안 된다"라고 하버드 의대의 스티븐 로클리 박사(신경화학)는 말했다. 그러나 이번 연구결과는 병원의 응급실이나 장기치료시설에서 일하는 의료인(자신의 제자인 뤼카선을 포함)과 야근하는 노동자들에게 경종을 울린다는 게 메이여르의 생각이다. 지나 6월에 발표된 「인공광선 오염」에 관한 자료에 의하면, 전세계 인구의 2/3가 야간에 조명에 노출된다고 한다(참고 7). 또한 지난달 미국 의학협회(AMA) 산하 과학 및 공중보건 위원회(Council on Science and Public Health)는 '밝은 인공광선이 암, 당뇨병, 심혈관질환의 발병위험을 증가시킨다'는 근거자료를 인용하며, "밝은 인공광선을 줄이라"고 요구했다(참고 11). 메이여르는 향후 '빛이 면역계에 영향을 미치는 메커니즘'을 연구할 예정이며, 실험용 마우스와 달리 낮에 활동하는 쥐(grass rat)에게도 이번 연구방법을 적용해보고 싶어한다. 생체시계에 대한 그녀의 관심은 여전하다. "뇌에서 생체리듬에 관여하는 부분만큼 많이 연구된 분야는 별로 없다. 그것은 신경과학 연구를 위한 '아름다운 모델'이다. 그러나 그것이 건강에 필수적이라는 사실이 알려지기 시작한 건 불과 5~7년 전부터다"라고 메이여르는 말했다. ※ 참고문헌1. Lucassen, E. A. et al., "Environmental 24-hr Cycles Are Essential for Health", Curr. Biol.  (2016). http://www.cell.com/current-biology/abstract/S0960-9822(16)30497-32. http://www.nature.com/news/a-mouse-s-house-may-ruin-experiments-1.193353. http://www.nature.com/news/city-life-turns-blackbirds-into-early-birds-1.131374. http://www.nature.com/news/2009/090311/full/458142a.html5. Gaston, K. J., Visser, M. E. & HF. Proc. R. Soc. B. 370, 20140133 (2015).6. Stevens, R. G., Brainard, G. C., Blask, D. E., Lockley, S. W. & Motta, M. E. CA Cancer J. Clin. 64, 207?218 (2014).7. Pietroiusti, A. et al. Occup. Environ. Med. 67, 54?57 (2010).8. Quevedo, I. & Zuniga, A. M. J. Clin. Densitom. 13, 467?469 (2010).9. Feskanich, D., Hankinson, S. E. & Schernhammer, E. S. Osteoporosis Int. 20, 537?542 (2009).10. Falchi, F. et al. Sci. Adv. 2, e1600377 (2016); http://www.nature.com/news/2010/100707/full/news.2010.339.html11. http://www.ama-assn.org/ama/pub/news/news/2016/2016-06-14-community-guidance-street-lighting.page ※ 출처: Nature http://www.nature.com/news/bright-light-accelerates-ageing-in-mice-1.20263   http://www.ibric.org/myboard/read.php?Board=news&id=274058&Page=1&SOURCE=6