오랫동안 앉아서 일한 당신, 움직여라!


스탠딩 워크(standing work)가 붐이다. 말 그대로 ‘앉아서’ 하던 일을 ‘서서’하는 것인데 학교와 회사를 중심으로 높낮이를 조절하는 책상을 도입하는 등 관심이 높아지고 있다. 오랜 시간 앉아서 작업하는 환경이 건강에 악영향을 미치고 집중력 향상에도 도움이 되지 않는다는 연구결과가 꾸준히 나온 게 이유다. 

■ 장시간 의자 생활, 당뇨와 비만, 거북목 부른다 

연구결과에 따르면 앉아서 일하는 시간이 길어질수록 우리 몸속에서는 인슐린과 효소의 작용이 약화된다. 인슐린은 이자(췌장)에서 분비되는 호르몬으로 혈액 속의 포도당의 양을 일정하게 유지시킨다. 혈중 당이 높아지면 혈액 속의 포도당을 세포로 보내고 간에 글리코겐의 형태로 저장한다. 인슐린은 근육을 활발하게 움직일 때 효과적으로 활동한다. 따라서 오랜 시간 앉은 자세를 유지하면 인슐린이 제대로 작용하지 않으면서 혈당 수치가 증가하게 된다. 악순환으로 고혈당 상태가 지속되면 우리 뇌는 혈당 수치를 조절하기 위해 다시 인슐린 분비를 촉진시켜 체내 인슐린 과다 상태를 만든다. 이는 당뇨와 고지혈증의 원인으로 작용할 수 있는데, 국제 당뇨병 학술지 ‘당뇨병학’(Diabetologia, 2012)을 보면 앉아서 보내는 시간이 많은 사람들이 그렇지 않은 사람에 비해 발병 위험이 당뇨병은 1.12배, 심혈관 질환은 1.47배 높아지고 사망 위험률도 0.49배 높아지는 것으로 나타났다. 

영국의 공영방송 BBC도 뉴스를 통해 장시간 앉아 작업하는 환경이 체내 효소의 활동을 떨어뜨리는데, 그 중에서도 지방을 분해하는 효소인 리파아제의 활동을 감소시키는 것으로 나타났다고 전했다. 앉아서 일하는 시간이 길수록 비만할 위험성이 높아지고 특히 복부 비만을 유발한다는 것이다.국내 연구 결과에서도 오랜 시간 앉아 일하는 직업 중 하나인 버스 운전사와 사무직 중년 남성의 건강 상태를 비교한 결과, 과체중을 비롯해 허리가 30인치 이상인 복부 비만의 비율이 버스 기사가 더 높은 것으로 나타났다. 

척추 질환과 거북목도 유발할 수 있다. 앉는 자세는 대부분 하중을 허리로 집중시켜 척추에 무리를 준다. 또 장시간 앉아 일하다 보면 자신도 모르게 자세가 경직되고 팔과 다리, 목 등이 뻣뻣해지며 자연스레 다리를 꼬거나 비스듬히 앉게 되고 이 자세는 척추측만증과 같은 척추 질환의 원인이 되기도 한다. 또 오랜 시간 모니터를 바라보다 보면 무의식적으로 머리를 앞으로 빼면서 거북목증후군이 생기기도 한다. 

■ 허리 통증과 하지정맥류는 장시간 서서 일한 탓 

그렇다고 서서 일하는 것이 능사는 아니다. 누구라도 한 시간 동안 꼼짝없이 서 있다 보면 어느새 허리가 뻐근하다고 느낀다. 계속 서서 일하는 서비스직 종사자들이 허리 통증을 호소하는 이유다. 또 오래 서 있으면 다리 정맥으로 피가 쏠리면서 다리가 붓는다. 빈도가 잦아지면 하지정맥류가 생기기도 한다. 

오랜 시간 앉았을 때 나타나는 증상과 같이 장시간 서 있으면 허리와 목, 어깨가 뻣뻣해지면서 몸이 경직된다. 무게 중심이 허리로 집중되면서 척추를 둘러싸고 있는 근육이 딱딱해져 주변의 뼈와 신경 조직에 부담을 준다. 자연히 혈액순환에도 이상이 생겨 허리와 척추 주변에 통증이 생기기도 한다. 

■ 중요한 건 자세와 스트레칭 시간 

중요한 것은 앉고 서고가 아니다. 시간과 자세의 문제다. 서서 작업 할 때는 어깨와 골반이 일직선이 되게 한 후, 배에 힘을 주고 다리를 적당히 벌린 상태에서 발끝을 약간 바깥쪽으로 향하게 한다. 체중은 발뒤꿈치에 싣고 턱은 안으로 당기며 엉덩이를 당겨 올리는 느낌이다. 자세 유지를 위해서는 발 받침대를 아래에 두고 두 발을 번갈아 올려두는 것도 도움이 된다. 

서 있는 것 역시 시간이 길어지면 앉았을 때 다리를 꼬는 것처럼 한 쪽 다리에만 체중을 싣고 팔꿈치를 책상에 기댈 때가 있다. 문제는 반복될 경우 골반과 척추가 틀어지거나 좌골 신경이 눌리면서 허리 통증이 나타날 수 있다는 것. 따라서 서 있을 때도 자세가 무엇보다 중요하다. 

앉아서 작업 시간이 길어질 때는 피곤하더라도 일단 일어서자. 일어나는 것만으로도 앉아있을 때보다 체내 움직임이 활발해지고 혈액순환도 촉진된다. 또 앉은 자세를 유지하면서 눌렸던 척추와 어깨 신경, 목의 긴장도 풀 수 있다. 

앉아 있을 때는 턱을 당기고 허리를 편 상태에서 엉덩이를 최대한 안쪽으로 끌어다 두고 등을 기대어 앉는 것이 좋다. 이 때 무릎의 각도가 90도가 되도록 엉덩이 받침과 등받이 높이를 조절한다. 운전할 때는 등받이를 약 100도 정도로 유지하면 된다. 

무엇보다 앉으나 서나 한 자세를 장시간 유지하기보다 1~2시간에 한 번씩 자세를 바꿔 스트레칭을 하는 것이 가장 좋다. 스트레칭은 목과 허리 근육 등 몸 구석구석의 근육을 늘려준다는 느낌으로 하고 가벼운 산책도 도움이 된다. 

무엇이든 과한 것은 독이 된다. 늦은 시간까지 학원에 매여 있는 학생과 야근에 시달리는 직장인에게는 앉아서 장시간 일하나, 서서 일하나 몸에 무리가 같은 것은 매한가지다. 산책과 스트레칭 등 중간 중간 몸의 피로를 풀어주는 것도 좋지만 가장 좋은 방법은 두 자세 모두 장시간 유지시킬 필요 없는 환경을 만드는 것이다. 

글 : 이화영 과학칼럼니스트 

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“활성산소(Free Radical)는 노화나 질병을 유발하는 역기능만 하는 게 아닙니다. 세포가 살아가는 데 필요한 신호를 작동시키는 순기능도 있거든요. 그래서 건강한 사람이 항산화제를 지나치게 많이 먹으면 활성산소를 제거해 순기능을 약화시키기 때문에 부작용이 있을 수 있다는 학자들이 많이 있습니다.”

2010년 2월 말, 이화여대 이서구 교수팀이 활성산소에 대한 새로운 내용을 발표했다. 노화와 암, 당뇨병, 심장병 등의 주범으로 알려진 활성산소가 세포의 성장을 촉진하는 데 꼭 필요하다는 내용이다. 산소 없이 하루도 살 수 없는 사람이 몸속에 생긴 활성산소에 공격당한다니 어떻게 된 일일까? 또 이것이 어떻게 세포의 성장을 돕는다는 것일까? 차근차근 살펴보기로 하자.

사람이 들이마신 산소는 세포 속으로 움직여 탄수화물과 지방을 산화, 즉 태워서 분해시키는 데 사용된다. 이렇게 음식 속의 탄수화물과 지방을 산화시켜야 우리에게 필요한 에너지로 사용할 수 있기 때문이다. 그런데 산소가 우리에게 에너지만 주는 것은 아니다. 산소는 우리 몸에서 음식물을 연소시키는 과정 중에 활성산소이라는 유해성 산소를 만든다.

보통 정상적인 산소는 우리 몸속에서 약 100초 이상 머무르지만 불안정한 활성산소는 순식간에 생겼다가 없어진다. 이렇게 잠깐 존재하면서도 반응성이 매우 강해 우리 몸을 공격해 망가뜨린다.

활성산소의 종류는 초과산화수소이온, 과산화수소, 하이드록시 라디칼, 싱클레트 옥시전 등 총 4가지다. 이 가운데 ‘물 분자’에 추가로 ‘산소 원자’ 하나를 달고 있는 형태를 지닌 과산화수소는 반응성이 뛰어나다. 늘 혹과 같은 산소 원자를 상대방에게 건네고 자신은 안정된 물 분자 형태를 취하려는 욕망을 지니고 있기 때문이다.

이런 활성산소들은 우리 몸의 기본단위인 세포의 세포막을 공격해 원래 세포의 기능을 상실하게 만들고, 세포 내 유전자를 공격해 해당 세포가 재생하지 못하게 막는다. 결국 신호전달체계를 망가뜨리거나 면역력을 떨어트려 당뇨병, 동맥경화, 암 등의 체내 질병으로 이어지는 것이다. 또 세포의 재생을 막기 때문에 노화를 유발하거나 촉진시키는 일도 하는 셈이다.

한 가지 재미있는 사실은 우리 몸이 활성산소를 만들어내 우리 몸을 침투한 세균이나 바이러스를 죽이기도 한다는 점이다. 우리 몸의 TLR4란 단백질이 병원균의 체내 침투를 인식하면 소량의 활성산소가 만들어지고 살균기능을 수행한다.

그러나 살균기능을 위해 생성된 활성산소는 자기 자신의 세포도 공격하므로 자연히 병균침입을 많이 받은 신체 부위는 상처를 입게 된다. 이에 우리 몸은 활성산소가 만들어지면 자동적으로 항산화 효소들이 작동시켜 이를 제거한다. 이런 항산화 효소는 간, 심장, 위, 췌장, 혈액, 뇌 등 모든 부위에 들어있다.

활성산소가 세포가 아닌 유해한 균을 공격한다는 것까지는 쉽게 이해가 된다. 그런데 세포 성장에는 어떻게 관여한다는 것일까?

세포는 뇌, 면역세포, 인슐린 등이 보낸 외부 신호를 받기 위해 세포막 바깥에 수용체를 여러 개 두고 세포막의 좁은 지방 축적 구역에서 신호전달활동을 한다. 이 구역에 1차 신호전달물질이 들어오면, 2차 신호전달물질을 만든 후 다시 대상 단백질로 신호를 보낸다.

이서구 교수팀이 연구한 결과에 따르면 활성산소 중 하나인 과산화수소가 2차 신호전달물질로 사용돼 세포 분열과 성장에 중요한 역할을 하는 단백질에 신호를 전달한다. 세포가 항산화 효소의 일종인 퍼옥시레독신(Prx)을 껐다 켰다 하면서 과산화수소를 세포 안 신호전달물질로 활용하는 것이다. 퍼옥시레독신은 원래 과산화수소를 없애는 효소로 알려져 있다.

이런 일이 어떻게 가능한 것일까. 우선 세포막의 신호 전달 구역에는 다른 항산화 효소는 없고 퍼옥시레독신만 있다. 이 효소는 과산화수소가 신호전달기능을 할 때 1차 신호전달물질의 영향을 받아 항산화 기능을 잃는다. 다시 말해 스위치가 꺼진 상태로 있는 것이다. 그러면 이 구역에 과산화수소가 쌓여 세포의 성장과 분화 신호가 핵까지 전달할 수 있다. 신호전달이 끝나면 퍼옥시레독신의 스위치가 다시 켜지므로 과산화수소를 없애는 기능을 할 수 있게 된다.

이처럼 활성산소는 질병과 노화의 원인만이 아니라 세포 성장과 분화에 도움을 주기도 한다. 또 과산화수소와 퍼옥시레독신처럼 활성산소와 항산화효소가 신호전달하는 과정을 자세히 알게 되면 암이나 당뇨병 등 활성산소 때문에 생겼던 질병들을 치료할 길을 찾을 수 있을지 모른다.

활성산소가 너무 많으면 세포를 죽이는 독성물질이 된다. 하지만 필요한 때와 장소에 필요한 만큼만 생성되면 세포의 성장을 돕고 분화를 촉진하는 좋은 기능을 한다. 활성산소가 하나도 없다면 세포가 자라지 못한다는 이야기이기도 하다. 만약 활성산소를 독성물질로만 규정했다면 이런 내용들은 알려지지 않았을 수도 있다. 모든 가능성을 열어두고 의문을 풀려는 과학자의 노력이 얼마나 중요한 지 다시금 생각하게 된다.

글: 과학향기 편집부

※ 과학향기 제247호 ‘원자폭탄보다 무서운 활성산소(2005년 4월 11일자)’에서 일부 내용을 발췌했음을 알려드립니다.
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기원전 1500년 고대 이집트의 에버스 파피루스(Ebers Papyrus)에는 ‘너무나 많은 소변을 보는 병’에 대한 기록이 나온다. 2세기 터키의 의사 아레테우스는 이 병을 ‘뼈와 살이 녹아서 소변으로 나오는 병’이라고 기록했다. 이 병을 현대식으로 바꿔 말하면 당뇨병(糖尿病), 이름대로 ‘당이 섞인 오줌을 누는 병’이다.

현재 우리나라에서 당뇨병 환자는 폭발적으로 증가하고 있다. 국민 10명 중 1명은 당뇨병 환자로 30년 전에 비해 무려 10배나 증가했다. 당뇨병은 한번 걸리면 평생 관리해야 하고 수많은 합병증을 동반하는 탓에 엄청난 비용이 든다. 게다가 우리나라의 당뇨병 사망률은 OECD 국가 중에 최고인 35.3%다. 결코 만만히 볼 질병이 아니란 뜻이다.

정상인은 오줌에 당이 전혀 없다. 당뇨병 환자의 오줌에 당이 많이 섞여 나오는 이유는 혈액에 당이 지나치게 많기 때문이다. 신장이 혈액을 걸러 오줌을 만들 때 혈당(혈액 속에 있는 당)이 거를 수 있는 한계를 초과하면 오줌에 당이 섞여 나온다. 지나치게 높은 혈당, 이것이 당뇨병의 실체다.

원래 우리 몸에는 혈당을 조절하는 장치가 있다. 바로 이자의 베타세포에서 분비되는 호르몬, 인슐린이다. 혈당이 높아지면 인슐린이 분비된다. 인슐린은 세포가 혈액 속에서 포도당을 가져다 에너지원으로 쓰도록 촉진한다. 또 지방세포가 포도당을 산화시켜 지방산을 만들도록 촉진한다. 한마디로 우리 몸의 세포를 자극해 에너지 대사를 활발하게 하도록 하는 역할이다.

혈당을 조절하는 인슐린 대사에 문제가 생기면 당뇨병이 된다. 당뇨병은 그 발생 원인에 따라 1형, 2형, 임신성 당뇨로 나뉜다. 1형 당뇨병은 인슐린을 만드는 베타세포가 파괴돼 발생한다. 바이러스 침투 등으로 면역작용에 이상이 생겨 면역세포가 베타세포를 파괴하기 때문이라고 추정할 뿐 아직 정확한 이유는 모른다. 어릴 때 나타나기 때문에 소아 당뇨병, 혹은 인슐린 의존형 당뇨병으로 부르기도 한다. 우리나라에서 1형 당뇨병의 비율은 1% 미만으로 매우 적다.

2형 당뇨병은 인슐린을 만들기는 하지만 그 양이 부족하거나, 아니면 몸의 세포에 문제가 생겨 평균 농도의 인슐린으로는 반응하지 않을 때 발생한다. 즉 인슐린은 정상적으로 분비되고 있는데 세포가 인슐린의 명령을 받아 혈액에서 당을 흡수하지 않으니 혈당이 떨어지지 않는 경우다. 보통 40살이 넘어 발생하므로 성인 당뇨병, 혹은 인슐린 비의존형 당뇨병으로 부른다. 당뇨병의 95%가 바로 2형이다.

임신성 당뇨병은 전에는 당뇨병이 없었는데 임신과 함께 당뇨병이 생기는 경우다. 임신 중에는 태반에서 여러 호르몬이 분비돼 인슐린 작용을 방해할 수 있다. 임신성 당뇨병에 걸리면 태아가 엄마의 호르몬에 영향을 받아 선천성 기형이 될 수 있으므로 혈당 수치를 평균으로 유지하도록 관리해야 한다. 보통 아이를 낳으면 없어지나 절반 정도는 10년 뒤 2형 당뇨병에 걸릴 가능성이 있다.

당뇨병은 그 자체보다 합병증이 무서운 병이다. 혈당이 정상치보다 높은 상태가 오래 계속되면 어떤 문제가 생길까? 혈당이 높다는 말은 세포가 써야 할 당이 혈액에 있다는 뜻이므로 세포는 에너지 부족에 시달리게 된다. 이때 우리 몸은 당 대신 지방을 분해해 에너지로 쓰려고 하는데 지방을 분해하는 과정에서 ‘케톤체’가 과다하게 생길 수 있다. 케톤체가 쌓이면 우리 몸은 빠르게 산성으로 변해 혼수상태에 빠지거나 사망에 이를 수 있다. 이를 ‘케톤산혈증’이라고 한다. 케톤산혈증은 인슐린이 절대적으로 부족한 1형 당뇨병에서 자주 나타난다.

하지만 당뇨병 합병증은 대부분 몸 전체에서 서서히 나타난다. 높은 혈당은 먼저 눈을 망가뜨린다. 오랜 동안 높은 혈당에 노출된 눈은 망막병증을 일으키고, 백내장, 녹내장에 쉽게 걸린다. 높은 혈당은 신경에도 영향을 미치는데 발바닥이 저릿하다가 아예 감각을 잃는 경우가 생긴다. 발기부전, 요실금 등도 모두 높은 혈당으로 신경이 망가져 생기는 증상이다.

높은 혈당은 혈관도 망가뜨린다. 혈액이 끈적해지면서 미세혈관이 좁아지거나 막힌다. 당뇨병 환자가 발에 염증이 쉽게 생기는 이유다. 중간 크기의 혈관도 좁아지면서 동맥경화를 일으키고 심하면 심근경색과 같은 심장병을 일으킨다. 당뇨병 환자는 상처가 나도 쉽게 아물지 않는다. 세균이 혈액 속에 당 성분을 먹고 강해져서 우리 몸의 면역체계가 이를 퇴치하기 힘들기 때문이다.

당뇨병 치료의 핵심은 혈당을 정상 수치로 조절하는 것이다. 이를 위해 당뇨약을 먹고, 인슐린을 주사하거나, 운동과 식이요법을 병행한다. 수시로 혈당을 점검하고 평생 관리해야 하는 부담이 있지만 관리만 잘 하면 정상인과 조금도 다를 바 없이 생활할 수 있다.

과거에는 운동과 식이요법을 하다가 효과가 없으면 당뇨약을 투여하는 방식이었지만 최근 ‘초기 강력 진압’으로 바뀌고 있다. 또 당뇨약 효과가 없으면 재빨리 다른 종류의 당뇨약으로 바꾸도록 한다. 당뇨약은 인슐린 저항성을 떨어뜨리는 종류와 인슐린 분비를 촉진하는 종류가 있다. 이같이 하는 이유는 가능한 일찍 혈당을 정상으로 만들어 조직의 손상을 줄이는 것이 중요하기 때문이다. 당뇨약은 내성이 없어 일찍 복용해도 문제되지 않는다.

당뇨병의 근본 문제인 이자의 베타세포의 사멸을 해결하기 위한 연구도 계속되고 있다. 이 연구는 특히 1형 당뇨병에 유효하다. 지난 5월 국내 벤처기업 인피트론은 피하지방과 양막조직에서 성체줄기세포를 추출해 이를 베타세포로 분화하는데 성공했다고 발표했다. 연구팀은 베타세포가 파괴된 생쥐에 투여해 60% 이상의 생쥐의 당뇨증상이 회복되는 것을 확인했다. 줄기세포를 이용해 사람의 베타세포를 직접 만들 수 있게 되면 당뇨병 완치도 가능할 것이다.

이와 함께 면역세포가 베타세포에 접근해 파괴하는 것을 막는 기술도 나왔다. 7월 미국 존스 홉킨스대 아라빈드 아레팔리 박사팀은 베타세포를 특수캡슐에 담아 간에 이식했다. 간에 이식한 이유는 간이 인슐린을 온 몸에 보내기 더 좋은 장소이기 때문이다. 특수캡슐의 구멍은 베타세포에서 만든 인슐린이 빠져나올만한 크기였지만, 베타세포를 파괴하는 면역세포가 접근할 수는 없는 크기였다. 이식한 베타세포는 2개월 이상 인슐린을 생산했다.

앞으로 당뇨병에 대해 많은 사실을 알면 번거로운 관리 없이도 당뇨병을 완전히 정복할 날이 올지도 모른다. 하지만 가장 좋은 방법은 당뇨병에 걸리지 않도록 미리 적절한 식생활과 운동으로 관리하는 것이다. 그리고 정기적인 검사로 초기 대처를 잘 해야 한다. 우리나라 당뇨병 환자 사망률이 높은 이유는 30대 환자가 급증하고 있기 때문이니 나이가 적다고 안심할 일도 아니다. (김정훈 과학칼럼니스트)

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