▲왼쪽부터 김일영, 최철수 교수

의과대학 분자의학교실 김일영 · 최철수 교수 공동연구팀이 특수배합된 9종의 필수아미노산 (체단백질의 핵심성분) 섭취와 근력운동을 병행하였을 때, 근육량 및 근력/근기능 뿐 아니라 심폐지구력을 동시적 향상에 대한 분자기전을 제시한 획기적인 연구결과를 발표했다. 이번 연구는 보건복지부, 한국보건산업진흥원과 한국연구재단의 지원을 통해 수행됐으며 연구결과는 노인의학 및 노인학 분야 상위 5% 학술지인 Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle 10월호판에 게재됐다.

현재 국내 노인인구가 급증하여 1000만명을 돌파하며, 이에 따라 노인성 근감소증(근육질환)에 대한 사회의료비용의 막대한 증가가 불가피하다. 이러한 근감소증은 비단 노인만의 문제가 아니며 다양한 질환, 침상안정, 흡연, 음주, 신체비활동에 노출된 남녀노소 모두에게서 근감소증의 핵심현상인 동화저항성 (운동이나 단백질섭취 등에 따른 근육단백질합성효율감소)이 증가함에 따라 나타난다.

근육량, 근력과 심폐지구력은 신경근계 및 심혈관계와 같은 조직의 건강과 기능적 통합을 나타내기 때문에 기대수명(lifespan)뿐 아니라 건강수명(healthspan)에 대한 가장 훌륭한 예측 변수이며, 건강한 삶과 본질적으로 연관되어 있기 때문에 이를 유지 또는 향상시키는 것이 중요하다. 그러나 아직 근감소증 치료를 위한 안전하고 효과적인 치료제는 부재한 상태이다. 근력운동트레이닝은 근육량과 근력은 증가시키나, 심폐지구력개선에는 도움이 되지 않으며, 반대로 유산소운동트레이닝을 심폐지구력향상에는 도움이 되지만 근육량과 근력향상에 도움이 되지 않는다. 즉, 운동형태에 따른 특이적 적응현상을 나타내며, 둘을 병행하여 수행할 경우,  서로의 효과(근력 또는 심폐지구력 향상)를 상쇄키는 것(간섭효과)이 잘 알려져 있다.

본 연구를 통해 근력운동트레이닝과 균형잡힌 9종 필수아미노산의 병행처치가 기존에 알려진 근력운동트레이닝의 동화반응(근육량및 근력증가)을 1) 근육단백질합성율 증가 및 2) 신경근접합부(NMJ: neuromuscular junction) 안정성 개선을 통해 추가적으로 향상시킴을 확인했다. 이와 더불어 3) 미토콘드리아 단백질 합성률 증가 및 DRP1(미토콘드리아 분열fission 조절) 신호기전 활성을 통한 미토콘드리아 구조의 동적 리모델링을 유도하여 심폐지구력을 동시에 개선하는데 효과가 있음을 입증했다. 4) 이는 결국 기저 포도당 대사를 개선하는 데 도움이 됨을 실험적으로 증명했다.

이를 통해 근력운동트레이닝과 균형잡힌 9종의 필수아미노산 병행처치가 다양한 원인에 의해 유도되는 근감소증에 대해 부작용없이 적용 가능함을 확인하였으며 근감소증 치료에 있어 귀중한 통찰력을 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

김일영 교수는 현재 교내 창업회사인 주) 마이오케어 대표이사를 겸임하고 있다. (주)마이오케어(www.myocare.co.kr)는 국내유일의 대사플럭스기법서비스를 제공하며, 단백질/아미노산 임상영양학 분야의 세계최고 권위자이며 알칸소주립의대 노인의학과 석좌교수인 Robert R. Wolfe 교수와 협업하여 임상연구를 기반으로 만들어진 타겟 효능(근감소증, 지방간, 활력 개선 등)별 특수배합 아미노산기반 근육건강식품 개발 및 판매 회사이다.

논문출처: Jang et al., Free essential amino acid feeding improves endurance during resistance training via DRP1-dependent mitochondrial remodelling, Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle, 2024 Oct;15(5):1651-1663 (https://doi.org/10.1002/jcsm.13519).