운동 후 항산화제: 근육에 자유 라디칼이 필요한 이유
9월 말, 코펜하겐 대학교가 이끈 연구팀이 Nature Aging 저널에 논문 한 편을 발표했습니다. 아마 들어 보신 적이 없을 지방에 관한 논문입니다. 이름은 카디오리핀입니다. 근육 세포막 지방의 2%도 되지 않지만, 모든 미토콘드리아의 내막에 자리 잡고 있습니다. 미토콘드리아는 음식과 산소를 움직임으로 바꾸는 작은 엔진입니다. 논문에 따르면 노화한 근육에는 이 지방이 더 적습니다.
이번 주에 나온 기사들은 메커니즘에 주목했습니다. 노화한 근육이 스스로를 지키려고 힘의 일부를 내려놓을 수 있다는 것입니다. 좋은 이야기입니다. 하지만 제가 계속 생각하게 되는 부분은 논문 끝부분의 작은 실험입니다. 연구진은 이미 근육이 버거워하던 생쥐에게 항산화제를 주었습니다. 근육은 나아지지 않고 오히려 나빠졌습니다.
힘든 운동 뒤에 "회복을 돕겠다"며 비타민 C 정제를 먹어 본 적이 있다면, 이 결과는 바로 여러분의 이야기입니다. 과학이 이런 말을 한 것도 처음은 아닙니다. 그리고 이 이야기의 정직한 버전은 영양제 진열대보다도, 그에 대한 반발보다도 더 흥미롭습니다.
곤란한 결과가 나온 생쥐 연구
이 연구는 Fabian Finger, Zachary Gerhart-Hines와 동료들의 작업으로, 이미 알려진 수수께끼에서 출발했습니다. 근육은 나이가 들수록 미토콘드리아의 기능이 떨어집니다. 그런데 노화한 근육은 동시에 지근 섬유, 즉 미토콘드리아가 가장 풍부한 유형 쪽으로 옮겨 갑니다. 파워를 내는 섬유가 먼저 줄고, 지구력 섬유의 비중이 커지는 것입니다.
그 이유를 알아보려고 연구팀은 어린 생쥐의 근육에서 카디오리핀 생성을 꺼 버렸습니다. 그러자 젊은 근육이 늙은 근육처럼 보이기 시작했습니다. 지근 섬유 쪽으로 옮겨 가고, 위축되었으며, 생쥐는 일찍 죽었습니다. 이 신호는 ERRγ라는 단백질을 거쳐 미토콘드리아에서 세포핵으로 전달되었고, 그 일부는 활성산소종이 실어 날랐습니다. 우리 중 많은 사람이 아직도 자유 라디칼이라고 부르는 분자들입니다.
근육은 이 분자들을 메시지로 쓰고 있었습니다. 포도당의 경로를 바꿔 자체 항산화 방어를 쌓아 올렸습니다. 그래서 연구진이 8주 동안 마시는 물에 항산화제인 N-아세틸시스테인을 넣었을 때, 아무것도 구해 내지 못했습니다. 연구진의 표현을 빌리면, 오히려 카디오리핀 소실의 영향을 더 악화시켰습니다. 생쥐가 다시 카디오리핀을 만들 수 있게 하자 근육이 재건되기 시작했고 조기 사망도 멈췄습니다.
더 나아가기 전에 두 가지를 짚어 두겠습니다. 이 생쥐들은 자연적으로 늙은 생쥐가 아니라, 유전자 하나를 끈 어린 생쥐였습니다. 또 항산화제 실험의 각 그룹은 몇 마리에 불과할 만큼 작았습니다. 이 논문은 항산화제가 여러분의 근육에 무엇을 하는지 알려 주지 않습니다. 다만 거의 20년 동안 인체 시험에서 이어져 온 논쟁에 목소리 하나를 더할 뿐입니다.
자유 라디칼은 손상만이 아니라 메시지입니다
노화에 대한 대중적인 이미지는 녹입니다. 산소가 타오르고 불꽃이 튀며, 그 불꽃이 닿는 모든 것을 서서히 망가뜨립니다. 이 이야기에서 항산화제는 소방대이고, 많을수록 언제나 좋습니다.
운동은 이 이야기를 유지하기 어렵게 만듭니다. 힘든 운동은 가만히 앉아 있을 때보다 훨씬 많은 활성산소종을 한꺼번에 만들어 냅니다. 이 분자들이 손상일 뿐이라면 훈련은 해로워야 합니다. 그렇지 않습니다. 그 이유 중 하나는 이 급증이 신호이기도 하다는 점입니다. 근육에게 스트레스를 받았다고, 그러니 다음번에 대비해 미토콘드리아와 자체 항산화 효소를 더 만들어 두라고 알려 주는 신호입니다.
생물학자들은 이것을 호르메시스라고 부릅니다. 적은 양의 스트레스 요인이 오히려 사람을 전보다 강하게 만드는 현상입니다. 저는 더 쉬운 그림을 좋아합니다. 근육통과 산화 스트레스의 급증은 몸이 메모를 하는 과정입니다. 그 메모를 너무 빨리 닦아 내면 몸이 메시지를 받지 못할 수도 있습니다.
네 편의 연구를 함께 읽기
항산화제가 훈련 효과를 둔화시킨 곳과 그렇지 않은 곳
인체 시험에서 밝혀진 것
2009년, Michael Ristow와 동료들은 건강한 젊은 남성 39명에게 4주 동안 주 5일 훈련을 시켰습니다. 절반은 매일 비타민 C 1,000 mg과 비타민 E 400 IU를, 나머지 절반은 위약을 먹었습니다. 위약 그룹에서는 훈련 덕분에 몸이 인슐린에 더 잘 반응하게 되었고, 근육은 자체 항산화 효소를 더 많이 만들었습니다. 비타민 그룹에서는 두 가지 효과가 모두 나타나지 않았습니다. 논문 제목은 항산화제가 운동의 건강 증진 효과를 막았다고 말했고, 이 논문은 이 분야에서 가장 많이 인용되는 논문 중 하나가 되었습니다.
5년 뒤, Gøran Paulsen과 동료들은 더 긴 시험을 진행했습니다. 성인 54명이 11주 동안 주로 달리기를 하면서 매일 비타민 C 1,000 mg과 비타민 E 235 mg, 또는 위약을 먹었습니다. 비타민은 근육이 새 미토콘드리아를 만드는 데 쓰는 단백질의 증가를 둔화시켰습니다. 하지만 VO₂max와 달리기 수행 능력으로 측정한 체력은 두 그룹에서 비슷하게 향상되었습니다.
이 차이가 중요합니다. 세포는 더 작은 반응을 보였습니다. 하지만 연구가 사용한 검사로 보면, 달리기를 한 사람들은 그렇지 않았습니다.
반발도 지나쳤습니다
여기서 역발상도 스스로 바로잡아야 합니다. 2009년 이후 "항산화제가 운동 효과를 없앤다"는 말이 피트니스의 규칙이 되었습니다. 근거는 한 번도 그렇게 말한 적이 없습니다.
2020년, Tom Clifford와 동료들은 최소 4주간의 감독하 훈련과 함께 비타민 C, 비타민 E 또는 둘 다를 투여한 무작위 시험들을 통합 분석했습니다. 지구력 시험 9건 전체에서 비타민은 VO₂max나 지구력 수행 능력의 향상을 줄이지 않았습니다. 근력 시험 9건 전체에서도 제지방량이나 근력의 향상을 바꾸지 않았습니다.
그래서 서로 모순되는 것처럼 들리는 두 가지 참인 명제가 생깁니다. 고용량 항산화제는 훈련이 만들어 내는 세포 신호를 잠재울 수 있습니다. 그리고 몇 주에서 몇 달 동안 이어진 시험에서, 그렇게 잠잠해진 신호가 체력이나 근력의 저하로 나타나지는 않았습니다. 둘 다 맞을 수 있습니다. 몸에는 메시지를 전달하는 길이 하나 이상 있고, 비용이 있다 하더라도 천천히 쌓이는 것이라면 몇 달은 그것을 보기에 너무 짧을 수 있습니다. 어느 쪽인지는 아직 모릅니다.
근육이 나이 들수록 이것이 더 중요한 이유
새 논문은 중년을 넘긴 사람에게 한 가지 반전을 더합니다. 우리가 근육 노화라고 부르는 것의 일부가 방어일 수 있다는 것입니다. 미토콘드리아가 약해지면 근육은 산화 신호를 이용해 더 느리지만 더 회복력 있는 섬유를 중심으로 스스로를 재건합니다. 그 대가는 파워입니다. 저희는 이전에 나이가 들수록 왜 파워가 근력보다 빨리 떨어지는지 다룬 적이 있는데, 이것이 그 메커니즘의 한 조각일 수 있습니다.
이것이 맞다면, 산화 신호를 일괄적으로 억누르는 것은 노화한 근육에서도 잘못된 본능입니다. 근육은 손상만 입고 있는 것이 아닙니다. 협상을 하고 있습니다. 그 협상을 잘하려면 자신의 신호를 들을 수 있어야 합니다.
이것은 여전히 생쥐에 기반한 가설입니다. 하지만 인체에서 보이는 그림과 들어맞습니다. 몸은 자체 항산화 시스템을 운영하고, 스트레스에 따라 그 시스템을 조정하며, 잘못된 때에 외부 항산화제가 쏟아져 들어오면 그 조정이 약해질 수 있습니다.
그렇다면 어떻게 할까요
그렇다고 베리 한 그릇을 두려워해야 한다는 뜻은 전혀 아닙니다. 음식에 든 항산화제는 위 시험들의 용량보다 훨씬 적고, 이 연구들 중 일반적인 식단을 시험한 것은 하나도 없습니다. 근거가 실제로 뒷받침하는 것은 다음과 같습니다.
첫째, 근육통과 운동 직후의 화끈거림을 치워 버려야 할 것으로 여기지 마십시오. 그것은 훈련이 작동하는 방식의 일부입니다. 저희는 운동 후 냉수 침수에 대해서도 비슷한 이야기를 했습니다. 냉수 침수 역시 근력 운동에 대한 일부 적응을 둔화시킬 수 있습니다. 모든 회복 도구가 적응을 돕는 것은 아닙니다. 어떤 것은 그저 더 빨리 기분이 나아지게 할 뿐입니다.
둘째, 다른 이유로 고용량 비타민 C나 E를 드신다면, 메타분석 결과로 볼 때 체력 향상이 심각한 위험에 처하지는 않는 것으로 보입니다. 그래도 대비하고 싶다면 간단한 방법은 훈련 전후 몇 시간 동안에는 고용량을 피하는 것입니다. 이는 시험들이 용량을 투여한 방식에 근거한 예방책일 뿐, 검증된 프로토콜이 아닙니다. 비타민 C는 면역 체계의 정상적인 기능에 기여하며, 평소 섭취량에 더해 하루 200 mg을 추가로 섭취하면 격렬한 신체 운동 중 및 운동 후 면역 체계의 정상적인 기능 유지에 기여합니다. 용량과 형태는 비타민 C 임상시험이 보여 주는 것을 정리한 리뷰에서 더 자세히 다룹니다.
셋째, 훈련은 다음 날 아침의 기분이 아니라 몇 주에 걸친 변화로 판단하십시오. 안정 시 심박수가 서서히 낮아지고, 같은 편안한 속도에서 심박수가 더 낮아진다면 적응이 일어나고 있다는 신호입니다. Agen Band 착용 시 이러한 추세를 확인할 수 있습니다. 그중 하나를 읽는 방법은 다음 글에서 설명합니다: 운동 후 심박수 회복.
결론
이번 주의 논문은 생쥐 연구이며, 그렇게 읽어야 합니다. 하지만 20년에 걸친 인체 연구와 같은 방향을 가리킵니다. 우리가 두려워하도록 배운 분자들이 근육이 배우는 방식이기도 하다는 것입니다. 고용량 항산화제는 세포 수준에서 그 배움을 잠재울 수 있습니다. 지금까지의 시험에서는 그렇게 잠잠해진 신호 때문에 체력이나 근력을 잃는다는 결과가 나오지 않았습니다.
쓸모 있는 교훈은 어느 진영보다 차분합니다. 메시지가 전달될 만큼 충분히 힘들게 훈련하고, 진짜 음식을 먹고, 조심하고 싶다면 고용량 보충제는 운동 시간과 떨어뜨리고, 결과는 몇 주에 걸쳐 측정하십시오. 질환이 있거나 약을 복용 중이라면 보충제를 바꾸기 전에 의사와 상담하십시오. 이것이 더 넓은 루틴에 어떻게 들어맞는지는 다음 글부터 시작해 보십시오: 장수 프로토콜을 만드는 방법.
