같은 양의 운동이라도 아침에 하는 운동은 오후 늦게 하는 운동에 비해 대사효과가 다른 것으로 동물 대상의 새로운 연구 결과 밝혀졌다. 건강한 실험실 쥐를 작은 트레드밀에서 뛰게 한 이 연구는 쥐들이 아침 일찍 뛰었는지, 저녁에 뛰었는지에 따라 몸 전체에 걸쳐 분자와 유전자의 수와 활동에 있어서 수백가지 다른 지도를 제작했다.

이러한 변화의 대부분은 지방연소 및 동물대사의 다른 측면과 관련이 있고, 시간이 지남에 따라 질병의 위험과 웰빙에 상당한 영향을 미칠 수 있다. 그리고 이 연구는 설치류를 대상으로 했지만, 일하기 전에 운동하는 것이 더 나은지 또는 퇴근 후 운동이 더 좋은지 궁금해 하는 우리 모두에게 관련이 있을 수 있다.

누구나 알고 있듯이 우리 인체의 내부 작용과 거의 모든 생물체의 작용은 잘 조직되고 널리 퍼져있는 24시간 주기 리듬을 따른다. 동물과 사람에 대한 최근 연구에 따르면 우리 몸의 거의 모든 세포에는 대부분의 생물학적 작업을 지시하기 위한 전신 타이밍 시스템을 조정하는 분자시계가 포함되어있다. 이러한 내부 시계 덕분에 우리의 체온, 혈당, 혈압, 배고픔, 심박수, 호르몬 수치, 졸음, 세포 분열, 에너지 소비 및 기타 많은 과정이 하루 종일 반복되는 패턴으로 올라가고 느려진다.

이러한 내부 리듬은 예측 가능하지만 변하기도 잘한다. 연구 결과에 따르면 우리의 내부 시계는 인체 내부와 외부의 복잡한 신호를 기반으로 스스로를 재조정할 수 있다. 특히 빛과 어둠에 반응하지만 수면 습관과 식사 시간에도 마찬가지로 영향을 받는다.

최근 연구에 따르면 우리가 운동하는 시간은 내부 시계도 조정한다. 쥐를 대상으로 한 과거 연구에서 다른 시간대에 달리는 것은 동물의 체온, 심장 기능 및 일일 에너지 소비에 영향을 미쳤고 일주기 리듬 및 노화와 관련된 유전자의 활동을 변경했다.

그러나 사람에 대한 결과에서는 일관성이 없었다. 예를 들어 체중 감량을 위한 운동 프로그램에 참여한 남성들에 대한 2019년 소규모 연구에서 아침에 운동한 사람들은 오후에 운동하는 사람들보다 더 많은 파운드를 뺐다.

그러나 2020년 연구에서 주 3회 운동을 시작한 제2형 당뇨병 고위험군 남성은 오전보다 오후에 운동을 하면 인슐린 감수성과 혈당 조절이 더 잘 발달했다. 그 결과는 2019년의 결과와 유사했다. 즉, 아침에 가장 먼저 강렬한 운동을 한 제2형 당뇨병 남성은 운동 후 혈당 수치가 예상치 못하게 바람직하지 않은 급증을 보인 반면, 오후에 같은 양의 운동을 했을 때는 혈당에서 개선을 보였다.

하지만 이러한 연구들은 건강과 일주기 결과를 보여주는 분자 변화를 조사하기 위해 충분히 모험하지 않았는데, 이는 한 연구와 다음 연구에서의 일부 불일치를 설명하는 데 도움이 될 수 있다. 일반적으로 쥐를 대상으로 미시적 수준에서 운동이 미치는 영향을 조사한 실험은 혈액이나 근육과 같은 단일 조직에 집중하는 경향이 있었다.

그러나 신체활동, 신진대사 및 시간생물학을 연구하는 과학자들은 운동 타이밍의 영향이 신체의 다른 많은 부분으로 확장되고, 여러 세포와 기관 사이의 복잡한 상호작용을 포함할 것이라는 사실에 대해 의심했다.

그래서 이번 달 셀 메타볼리즘(Cell Metabolism)의 표지 기사로 발표된 새로운 연구에서 국제 연구자 컨소시엄은 하루 중 다른 시간에 운동하는 동안 발생하는 신진대사와 관련된 분자 변화를 정량화하기로 결정했다. 건강한 수컷 생쥐를 사용하여 일부는 이른 아침에 한 시간 동안 적당히 조깅하도록 했고, 다른 쥐들은 저녁에 같은 양으로 달리게 했다. 또 다른 그룹의 쥐들은 같은 시간 동안 바퀴가 잠긴 상태여서 앉아있는 대조군으로 사용되었다.

운동 후 약 1시간 후부터 연구진은 각 동물의 근육, 간, 심장, 시상하부, 백색 지방, 갈색 지방 및 혈액에서 샘플을 반복적으로 채취하고 정교한 기계를 사용하여 에너지 사용과 관련된 조직의 거의 모든 분자를 식별하고 열거했다. 또한 신진대사와 관련된 유전자의 활동 마커를 확인했고, 그런 다음 세포들 사이와 쥐 그룹들 사이의 합계를 표로 작성했다.

그랬더니 흥미로운 패턴이 나타났다. 쥐는 야행성이므로 우리와는 반대로 저녁에 일어나 활동하고 아침에는 잘 준비를 한다. 쥐가 활동시간에 조깅을 할 때 연구진은 운동 후 분자 수가 증가했거나 감소한 양을 계산했는데, 이는 취침시간에 가까울 때 운동하거나 혹은 전혀 운동하지 않는 쥐에서 나타나는 수준과 달랐다.

게다가 이러한 변화 중 일부는 신체의 다른 부분에서 거의 동일하게 발생하여 연구진은 다양한 인체 장기와 조직이 사실상 서로 통신하고 있음을 알 수 있었다. 예를 들어, 쥐들의 근육과 간은 아침에 달리면 많은 분자 변화가 있었지만 잠자리에 들기 직전에 조깅할 때는 거의 변하지 않았다.

스웨덴 스톡홀름에 있는 카롤린스카 연구소의 임상 통합 생리학과 교수이자 새 연구를 감독한 코펜하겐 대학의 기초대사 연구를 위한 노보 노르디스크 재단 센터의 디렉터인 줄린 지어라스는 운동의 시간대가 동물 신체에서 미치는 영향의 수준이 얼마나 큰지 알게 되어 매우 놀라웠다고 말했다.

전반적으로 쥐들에게 있어서 아침 운동과 저녁 시간 운동 간의 분자 프로필 차이는 이른 운동을 촉진하기 위해 혈당보다 지방에 더 많이 의존한다는 신호를 보내는 경향이 있다. 저녁에 달릴 때는 반대 현상이 발생했다. 이러한 패턴이 사람들에게도 사실이라면 아침 운동이 체지방 감소에 더 많은 기여를 하는 반면 늦은 시간 운동은 혈당 조절에 더 좋을 수 있다.

그러나 쥐는 사람이 아니며 그 분자 패턴이 우리에게도 같은지 여부는 아직 모른다. 지어라스 박사는 연구진이 사람들을 대상으로 한 비교 가능한 실험을 하고 있다고 말했다.

이 연구는 또한 범위를 제한하여 수컷 생쥐에서 적당한 유산소운동의 단일 세션을 조사했다. 아침이나 저녁에 하는 다른 종류의 운동이 쥐나 사람의 내부작용에 어떤 영향을 미치는지는 보여주지 않는다. 또한 우리가 무엇을 먹는 지나 하루 중 먹는 시간, 아침형인지 저녁형인지의 크로노타입이 이러한 효과에 영향을 미치는지, 또는 여성의 경우는 어떠한지를 알려주지 않는다.

그러나 이러한 한계에도 불구하고 “이 연구는 매우 중요한 연구”라고 이 연구에 참여하지 않은 미네소타 대학의 의학 및 내분비학 교수 닥터 리사 차우는 말했다. 이것은 하루 중 어느 때든지 운동의 힘을 강조하고 있다.

또한 추가 연구가 이 결과를 기반으로 함에 따라 특정한 건강 목표를 달성하기 위해 운동시간대를 더 잘 맞출 수 있음을 시사한다. 예를 들어 저녁에 자전거를 타거나 달리기를 하는 것이 아침에 빠르게 걷기나 수영하는 것보다 당뇨병을 더 효과적으로 예방할 수 있는지 후속 연구를 통해 알 수 있게 될 것이다. 그러나 현재로서는 사람들이 운동하기에 가장 좋은 시간은 언제든 운동할 수 있는 때라고 차우 박사는 말했다.

<Gretchen Reynolds>