이는 신체 내부 생체시계라 불리는 ‘일주기 리듬(circadian rhythm)’에 의한 현상이라는 새로운 연구결과가 나왔다. 천식 증상을 악화시키는 요인들은 많지만, 독립적으로 밤에 반응하는 몸의 생체리듬에 의해 폐기능이 저하되면서 천식 환자의 증상이 더 심화된다는 얘기다.
미국 브리검 앤 위민스 병원(Brigham and Women’s Hospital)과 오리곤보건과학대학(Oregon Health & Science University) 연구진은 운동, 기온, 자세, 수면환경 등 천식에 영향을 미친다고 알려진 행동적, 환경적 요인과 무관하게 생체 시계, 즉 일주기 시스템에 의한 고유 리듬이 얼마나 증상 심각도에 기여하는지 연구에 착수했다.
일주기 리듬은 낮에는 활동하고 밤에는 잠이 드는 약 24시간 주기의 생체리듬을 말한다. 생체리듬은 뇌의 중심인 시신경교차상핵과 전체 몸의 시계(clocks)로 구성되는데, 이는 신체 기능을 조정하고, 매일의 신체 환경 및 행동 요구를 예측하는 데 중요하다. 이러한 일정한 리듬에 의해 체온과 호르몬 수치 등 몸의 기능이 낮과 밤, 아침과 저녁 등에 따라 다르게 나타난다.
-일주기 리듬은 낮과 밤 24시간 주기의 생체리듬
이번 연구는 스테로이드를 사용하지 않는 천식 환자 17명을 대상으로 3주 이상에 걸쳐 두 개의 실험 프로토콜(규칙) 환경에서 이뤄졌다.
첫 번째 프로토콜은 38시간 동안 진행된 ‘일정한 루틴(constant routine)’ 실험이었다. 이는 환경적, 행동적 변화를 주지 않고 천식 중증도의 생체 리듬성을 추정하기 위해 설계됐다. 참가자들은 어두운 조명에서 2시간마다 동일한 열량의 간식을 먹으며 일정한 자세로 깨어있는 상태를 유지했다.
두 번째 프로토콜은 196시간 동안 진행된 ‘강제적 부조화(forced desynchrony)’ 실험이었다. 똑같이 어두운 조명에서 진행됐으며, 생체리듬을 걸쳐 모든 행동을 고르게 계획하고 28시간동안 수면및 기상 주기를 동일하게 7회 반복하도록 했다. 이렇게 함으로써 천식 중증도에 미치는 일주기 리듬의 독립적인 영향과 행동이 미치는 영향을 정량화할 수 있도록 했다.
두가지 프로토콜로 실험이 진행되는 동안 연구진은 참가자의 폐 기능, 천식 증상, 기관지 확장제 사용을 지속적으로 평가했다.
연구를 이끈 스티븐 A. 쉐 박사에 따르면, 일반적으로 천식이 가장 심한 사람이 밤에 생체리듬에 인한 폐 기능 저하가 가장 크게 나타났다. 수면 등 행동요인으로 인한 변화도 가장 컸다. 낮보다 밤에 증상으로 인한 기관지 확장제 흡입기 사용이 4배 더 잦은 것으로 나타났다. 즉, 밤에 달라지는 생체리듬은 폐기능에 영향을 미치고, 이로 인해 천식환자의 증상을 더 악화시킨다는 것.
공동 연구자인 프랭크 A.J.L. 쉬어 박사는 “이번 연구는 수면을 포함해 다른 행동적, 환경적 요인으로부터 일주기 시스템의 영향을 세심하게 분리한 첫 번째 연구 중 하나”라고 설명했다.
연구진에 따르면 천식 중증도에 영향을 미치는 매커니즘에 대한 이해는 천식을 연구하고 치료하는 데 중요한 의의를 갖는다. 이 연구결과는 국립과학원회보(The Proceedings of the National Academy of Sciences) 최근호에 발표됐다.