나이가 들면서 근력이 떨어지고 허약해지는 이유는 세포 속 에너지 공장인 미토콘드리아 기능이 약해지기 때문이며, 규칙적 운동으로 이를 개선해 근육 기능을 회복할 수 있다는 연구 결과가 나왔다.

 스페인 발렌시아대 마리아 카르멘 고메스-카브레라 교수팀은 31일 미국 국립과학원회보(PNAS)에서 생쥐 실험과 인간 근육 생체검사를 통해 노화와 운동, 미토콘드리아 기능 간 관계를 분석, 이런 연관성을 확인했다고 밝혔다.

 연구팀은 연구 결과 노화 관련 허약과 근육 기능 저하는 미토콘드리아 기능 이상과 관련이 있고 규칙적인 신체활동은 골격근 미토콘드리아의 손상을 되돌리는 데 도움이 되는 것으로 나타났다며 이는 운동이 근육 기능 유지와 건강한 노화에 치료 효과가 있음을 시사한다고 말했다.

 이들은 이 연구에서 생쥐 실험과 인간 근육 세포 생체 검사를 결합, 노화로 근력이 떨어지고 몸이 허약해지는 이유가 미토콘드리아 기능 이상 때문인지, 그리고 운동의 건강 효과가 미토콘드리아에 변화를 일으키기 때문인지 조사했다.

 먼저 노화한 생쥐를 대상으로 10주 동안 고강도 복합 운동 프로그램을 적용한 다음 근력과 지구려, 운동 능력 등을 측정하고, 근육을 떼어내 미토콘드리아의 양, 효율, 효소 활성, 산화 스트레스 등을 정밀 분석했다.

 그 결과 운동을 한 생쥐는 달리기 시간, 악력, 지구력 등 모든 기능 지표가 개선되고 허약 비율은 감소했으며 근육은 증가했다. 또 운동을 한 생쥐의 미토콘드리아는 에너지 생성 능력과 효소 활성, 산소 이용 능력이 전반적으로 향상됐고 산화 스트레스는 줄어들었다.

 하지만 유전자를 조작해 미토콘드리아 기능을 떨어뜨린 생쥐는 같은 실험에서 운동해도 근력이나 지구력이 향상되지 않았고, 미토콘드리아 기능도 개선되지 않았다.

 연구팀은 이 결과는 운동이 단순히 근육을 키우는 게 아니라 미토콘드리아 손상을 되돌림으로써 세포 내부의 에너지 생산 시스템 자체를 개선한다는 것을 보여준다고 설명했다.

 이어 17~99세 남녀 30명을 대상으로 근육 조직을 채취해 분석한 결과, 신체 기능이 좋은 노인은 미토콘드리아 기능이 높고 에너지 대사 능력이 뛰어난 반면, 신체 기능이 떨어진 같은 연령대 노인은 미토콘드리아 기능이 저하되고 산화 손상이 심한 것으로 나타났다.

 또 신체 활동 수준이 높을수록 미토콘드리아 기능과 근육 수행 능력이 함께 향상되는 경향이 뚜렷하게 나타났다.

 연구팀은 "노화에 따른 근육 기능 저하와 허약은 미토콘드리아 기능 이상에 크게 의존한다"며 "이 연구 결과는 운동이 골격근 미토콘드리아의 구조와 기능, 효소 체계를 재구성해 이런 변화를 되돌릴 수 있음을 보여준다"고 말했다.

 이어 "미토콘드리아는 노화 과정에서도 여전히 적응 능력(가소성)을 유지하고 있어 이를 활용하면 운동을 통해 근육 기능을 보존하고 건강한 노화를 촉진할 수 있다"며 "이는 운동이 노화로 인한 근육 약화를 되돌리는 치료적 수단이 될 수 있음을 시사한다"고 덧붙였다.

 ◆ 출처 : PNAS, Maria Carmen Gomez-Cabrera et al., 'Mitochondrial remodeling in skeletal muscle underlies exercise-induced reversal of age-associated functional decline in mice and humans', https://doi.org/10.1073/pnas.2508286123