멜라토닌과 세로토닌

1. 멜라토닌 (melatonin)

1953년 예일대학교의 에어런 B. 러너가 다른 연구원들과 함께 발견했다. 멜라토닌은 사람, 그 밖의 포유류·조류·파충류·양서류 등에서 생성된다. 그러나 인체 내에서는 극소량이 존재한다.

 

두 뇌 깊숙이 위치한 내분비기관 송과선에서 분비되는 세로토닌 계열 호르몬으로 생체 리듬을 주관한다. 멜라토닌이 주목받기 시작한 것은, 80년대 초 미국 매사추세츠 공과대학 연구진이 불면증 환자에게 멜라토닌의 탁월한 수면 작용을 보고하면서 부터이다.

 

최근 분자생물학의 발달로 그 동안 감춰져 왔던 노화방지, 면역력 증가 기능이 입증되었다.

 

이 멜라토닌의 분비는 망막에 도달하는 빛의 양에 반비례하여 어두워지면 분비량이 증가된다. 멜라토닌은 세포의 산소 대사 과정에서 불가피하게 생기는 유해 산소의 작용을 억제하여 노화방지와 면역력을 증가시킨다. 10대 초기에 가장 많이 분비되며 그 후 점차 감소하여 60세 이상 고령에서는 거의 분비되지 않는다.

 

멜라토닌은 전에는 양서류의 피부를 표백시키는 작용을 한다고 알려져 왔으나 포유동물에서의 작용은 1970, 1980년대에 이르러서야 비로소 밝혀졌는데, 수면주기와 사춘기 동안 성적 성숙을 유도하는 호르몬 변화를 조절한다.

 

멜라토닌의 생성은 나이와 시간에 따라 변한다. 즉 멜라토닌은 밤에 훨씬 많이 생성되고 낮에는 덜 생성된다. 멜라토닌은 7세 이하의 어린이에게서 훨씬 더 많이 만들어지고 성인기에는 적게 만들어진다. 성기관을 발달시키는 루테오트로핀과 같은 성호르몬은 멜라토닌 수치가 낮아진 후에 나타나므로 멜라토닌은 어린이가 성적으로 성숙하는 것을 방해한다. 이러한 가설은 송과선 암을 가진 어린이는 멜라토닌의 생성이 저해되어 비정상적으로 빠르게 성적 성숙을 한다는 사실에 의해 뒷받침된다.

 

멜라토닌은 또한 수면주기를 조절하는 데 중요한 역할을 한다. 실험대상자에게 멜라토닌을 주사하면 즉시 잠이 든다는 사실로부터, 일몰과 함께 멜라토닌 생성이 증가하면서 사람이 졸린다는 기본적인 잠의 메커니즘이 제시되었다. 새벽이 되면 송과선은 멜라토닌 생성을 중단하므로 잠이 깨고 정신을 차리게 된다. 청소년기에는 멜라토닌이 많이 생성되기 때문에 성인보다 더 오래 잠을 자려는 경향이 있다.

 

멜라토닌은 겨울의 긴 밤에 더 많은 양이 생산되며, 여름에는 소량만이 생산되므로 인간을 제외한 포유동물에서 번식 및 짝짓기가 이루어지도록 하는 역할을 한다. 종족 번식을 조절하는 생물학적 시계의 역할을 하는 멜라토닌의 생성에 의해 동물은 봄 같은 적당한 계절을 찾아 번식과 짝짓기를 한다.

 

2. 세로토닌(serotonin)

세로토닌(영어: serotonin, 5-Hydroxytryptamine (5-HT))은 모노아민 신경전달 물질의 하나이다. 생화학적으로 트립토판에서 유도되는 세로토닌은 주로 인간을 포함한 동물의 위장관, 혈소판, 중추신경계에서 볼 수 있다. 세로토닌은 행복을 느끼는 데에 기여한다고 일반적으로 생각되고 있다.

 

뇌 오케스트라의 지휘자

세로토닌 신경은 뇌줄기(brainstem) 가운데 솔기핵(raphe nucleus)이라는 곳에 위치하며 그 수는 수만 개 정도이다. 이는 뇌 전체 신경세포(약 150억 개)에 비해 아주 적은 수이지만 세로토닌은 뇌 전체에 광범위한 영향을 미친다. 하나의 세로토닌이 수많은 신경을 상대로 하는 모습은 오케스트라의 지휘자가 지휘봉을 휘두르며 곡 전체 분위기를 형성하는 것과 비슷하다. 구체적으로 세로토닌은 의식수준이나 건강상태 등에 영향을 미친다.

 

참고로 마음(컨디션, 기분 등을 포함한 개념으로 사용) 상태는

 

도파민 신경: 쾌락의 정열적 움직임, 긍정적인 마음, 성욕과 식욕 등을 관장

노르아드레날린 신경 : 불안, 부정적 마음, 스트레스 반응 등을 관장

세로토닌 신경 : 위의 두 가지 신경을 억제하고 너무 흥분하지도 않고 불안한 감정도 갖지 못하게 평온함을 만듦

 

이 세 가지 신경들이 서로 영향을 주고받으며 형성되는 것이다. 세로토닌 신경이 활성화된 사람은 평상심을 잘 유지할 수 있다는 것을 알 수 있다.

 

대뇌피질에의 영향

각성에는 격렬한 각성과 조용한 각성이 있다. 격렬한 각성은 노르아드레날린 신경이 연출하는 것으로서, 외부로부터의 스트레스 자극과 신체 내부 변화에 반응하여 흥분하고 대뇌피질을 강화시켜 각성수준을 올리는 것이다. 이에 반해 세로토닌이 만들어내는 조용한 각성은 스트레스 자극에는 전혀 반응을 보이지 않고 마치 좌선할 때의 각성상태와 같은 조용한 각성이다.

 

자율 신경에의 영향

각성하면 세로토닌 신경은 낮은 빈도로 규칙적인 임펄스(신경이 정보를 전달할 때 사용하는 전기 신호)를 내보내는데, 이것은 차 엔진의 시동을 걸면 저속으로 규칙적인 회전이 시작되는 것과 같다. 몸을 움직이기 위한 준비상태로 만든다는 것이다. 따라서 아침에 기상과 동시에 세로토닌 신경에서 임펄스가 잘 발생하면 쉽게 일어나 상쾌한 심신 상태를 맞이할 수 있다.

 

근육에의 영향

항중력근(중력 방향에 대항해서 서서 자세를 유지하는 데 필요한 근육 : 목덜미, 척추주변, 하지 근육군 뿐만 아니라 눈꺼풀 안면의 근육군도 포함됨)은 수면 시에는 이완된 상태로 쉬고 있다가 잠에서 깨어남과 동시에 지속적인 수축을 통해 자세나 표정을 만들게 된다.

항중력근을 직접적으로 흥분시키는 것은 척수의 운동신경으로, 세로토닌 신경은 이 운동신경에 자극을 주어 흥분 수준을 올리게 한다. 그렇게 되면 항중력근의 긴장이 높아져 척추 근육이 반듯해져 자세가 좋아지고 얼굴 표정이 팽팽해져 사람이 생기 있어 보인다.

 

감각에의 영향

약간의 통증에도 아픔을 호소하는 사람이 있는데, 이것은 세로토닌 신경에 문제가 있기 때문이다. 세로토닌 신경을 단련시키면 통증을 전달하는 경로를 억제하여 진통효과가 나타난다.

 

정서행동장애 간의 연관성

세로토닌의 분비량이 적어져서 세로토닌 기능이 저하되면 여러 가지 정서․행동장애가 생길 수 있다. 단, 앞으로 언급할 장애들은 몇 가지 상태가 여러 개월 이상 지속적으로 나타나며, 약물이나 의학적 상태 또는 주변 환경에 대한 일시적인 반응이 아니어야 한다.

 

우울장애우울장애란? : 전반적인 슬픈 기분 및 무력감, 무능감, 고립감, 허무감, 죄책감 등을 느끼며 그로 인해 자살충동, 불면증, 체중감소, 식욕과 성욕 감퇴, 일상에서의 즐거움과 흥미 상실 등의 특성이 나타나는 장애이다.

우울장애 세로토닌 : 우울장애를 갖고 있는 사람은 뉴런과 뉴런 사이에 신경전달물질의 활성도가 떨어져서 세로토닌의 수치가 낮게 나타난다. 따라서 웃음치료나 선택적 세로토닌 흡수 억제제의 한 종류인 '플루옥세틴(fluoxetine, 프로작)'이라는 약의 처방 등의 방법이 널리 쓰이고 있다

 

세로토닌(serotonin)은 뇌의 시상하부에서 분비되는 신경전달물질 중 하나로 온 몸에 사랑과 행복을 전달하는 연락병이다. 햇빛을 많이 쬐고 밝게 웃으며 행복하고 유쾌하게 살면 세로토닌이 증가하고, 세로토닌이 증가하면 식욕이 억제된다고 한다. 다만 지나친 양의 세로토닌이 분비되면 성욕이 감소하는 부작용이 있다.

 

스트레스와 불안은 세로토닌의 감소를 야기하고, 세로토닌의 감소는 우울증과 비만, 수면 장애를 부른다. 이때는 트립토판(세로토닌의 분비를 촉진시키는 아미노산의 일종)이 풍부한 돼지고기, 양고기, 우유, 바나나, 생선, 초콜릿을 섭취하는 것이 도움이 된다.

 

오메가-3와 세로토닌의 관계 <똑똑한 지방>의 저자이며, 노스웨스턴 대학교의 응용 생화학과 임상 영양학 객원 교수인 마이클 A. 슈미트 박사는 저서에서 이렇게 말했다.

 

“ 어떤 필수 지방산은 뇌의 활성화에 영향을 미치기 때문에, 그것을 섭취하면 인간 자체가 변한다.” 한편 필수 지방산은 뇌에서 생성되지 않기 때문에 식사로 섭취해야만 한다. 인간은 필수 지방산이 함유되어 있는 식품에 의존해 진화되어 왔는데 현대의 서구식 식단에는 필수 지방산이 부족한 편이다. 지방산의 종류와 양은 어린이의 학습 장애나 행동장애에서 성인의 신경분열증, 우울증, 양극성 우울증에 이르기까지 수많은 정신병과 신경성 질환에 중요한 역할을 한다. 임시 연구들을 보면 필수 지방산을 균형 있게 섭취하지 않으면 폭력, 공격적 행위, 자살 등의 행위를 한다는 것을 알 수 있다.” 1998년 9월 국립건강연구소(NIH)는 철저한 임상테스트를 하기 위해, 정신장애에서 오메가3 필수 지방산의 역할에 관한 강습회를 후원하였다. 연구자들은 오메가3 지방산을 섭취하면 정신분열증과 조울증이 완화된다는 사실을 보여주는 자료를 제시했다. 국립건강연구소의 조셉 R.히블린 박사는, 오메가-3가 뇌의 세로토닌 수치를 조절하여 우울증 치료에 효과가 있다는 것을 확인했다. 그는 식단에 오메가-3 지방산을 첨가하자 환자 14명중 12명이 우울증이나 조울증에서 벗어났다고 했다. 다른 약을 복용한 16명의 환자 중 6명만 치료된 것에 비하면 그 수는 퍽 많다고 볼 수 있다. 하지만 박사들은 환자들은 복용중인 약을 계속 먹어야 하며 이러한 지방산을 섭취하기 전에는 의사와 꼭 상의를 해야 한다고 경고 했다. 오메가-3 지방산은 세로토닌이 기능을 발휘하는데 어떤 영향을 미치는가?

 

EPA 와 DHA라고 하는 오메가-3 지방산은 세로토닌의 기능을 바꾸어 주기 때문에 폭력적인 행위, 우울한 행위, 자기 파괴적인 행위를 감소시킬 수 있다. 티로신과 트립토판이 도파민과 세로토닌의 생성을 촉진시킬 수 있듯이, 오메가-3 지방산은 ‘뇌의 신경세포의 자극 전달 부 세포막’을 바꾸어 줌으로써 신경 사이의 신호에 영향을 미친다. 신경전달 물질은 한 신경의 말단 부분에서 분비되어 좁은 공간 속을 흐르고 난 뒤 다른 신경에게 신호를 보낸다. 지방산들은 신경의 말단 부분을 구성하고 있는 주요 구성분자들인 것이다. 신경세포 자극 전달부의 지방산 함량이 수용 체의 형태에 영향을 미친다는 증거가 있다. 지방산이 충분하지 않거나 있어도 그 종류가 잘못된 것이라면 수용 체의 형태가 변할 수 도 있는데, 그 형태가 변하면 도파민과 같은 신경전달 물질을 묶기가 힘들어 진다. 그런데 지방산의 균형이 회복되면 그 형태도 회복된다. 지방산 수준과 비율이 신경전달 물질 수치에 영향을 미친다는 증거들이 있다.

 

햇빛과 건강 - 세로토닌 멜라토닌

햇빛은 '밝다' '따뜻하다'의 일반적인 차원이 아닌 지구상 만물의 생명 유지와 건강에 절대적인 영향력을 갖고 있는 에너지원이라는 생명적 차원에서 이해되어야 한다.

 

특히 어린아이가 있는 집은 반드시 햇빛이 잘 드는 집이어야 한다. 만약 나무가 너무 많아서 창문으로 들어오는 햇빛이 가려지거나, 지하에 집이 있으면 그곳에는 각종 세균과 곰팡이가 잘 번식하므로 기관지염, 폐렴등과 같은 호흡기 질환이 쉽게 발생하기 때문이다.

 

햇빛이 쨍쨍한 날이면 간장, 된장, 고추장 독의 뚜껑을 부지런히 열어두고 옷과 이불을 마당 한가운데 널어 두었던 옛 조상들처럼, 햇빛의 강력한 살균소독 작용을 우리의 생활 속에 잘 이용한다면 많은 질병을 예방하면서 항상 깨끗하게 소독되어 있는 공기 속에서 생활하게 될 것이다.

 

 

우울중과 시차 극복의 명약

밝은 햇빛을 보면 마음도 같이 환해짐을 느낄 수 있듯이 햇빛이 마음에 미치는 영향은 대단히 크다. 이것은 햇빛을 쬘 때 뇌신경 세포 속에서 놀라운 호르몬이 생산되기 시작하기 때문이다. 즉 눈을 통해 햇빛이 들어올 때 마음의 평안과 안정을 가져다주는 세로토닌이라는 호르몬의 생산이 촉진된다. 세로토닌은 암세포를 죽이는 특수한 T-임파구들을 강하게 하기도 하고, 우리의 마음을 기쁘게 해주는 엔돌핀을 배출하는 데 큰 영향력을 발휘하기도 한다. 우울증은 바로 이 세로토닌 치수가 떨어지는 현상인데 햇빛은 세로토닌 생성에 절대적인 조건이다. 따라서 햇빛은 우울증을 제거해 주는 훌륭한 치료제이기도 하다. 식물도 햇빛을 보면 색이 밝아지고 더욱 생생해지는데 하물며 인간의 뇌세포도 마찬가지임을 알아야 한다.

 

햇빛은 심장병도 예방한다.

햇빛은 혈액 속에 너무 많으면 좋지 않은 클레스테롤을 비타민 D로 전화시켜 주는 역할을 한다. 피부 아래에 있는 혈관속의 콜레스테롤은 햇빛을 받으면 피부로 스며 나오면서 비타민D로 변화된다. 이러한 과정을 통해 혈관계 질환의 원인이 되었던 혈중 콜레스테롤이 감소하면서 혈관이 깨끗해지고 부드러워진다. 따라서 혈압이 정상으로 돌아오고 심장병이 예방된다.

 

하루에 15-20분 정도라도 햇빛을 쬘 수만 있으면 우리 몸에는 많은 유익이 온다. 암세포가 죽고, 저항력을 길러주는 T-임파구가 강해지고 혈압과 혈당이 뚝 떨어지게 될 것이다.

 

그러므로 햇빛을 충분히, 그리고 적당히 쬘 수 있도록 하자.