시계를 미워하기는 쉽다. 그들의 끊임없는 전진은 우리를 깨우고 지각을 부끄럽게 만든다. 시계는 모든 즐거운 순간이 삶 자체처럼 덧없이 지나간다는 사실을 끊임없이 상기시킨다. 하지만 우리가 모든 시간 측정 장치를 모아 땅속 깊이 묻는다 해도, 우리는 결코 시계에서 벗어날 수 없다. 왜냐하면 우리 자신이 시계이기 때문이다.
우리는 특정 시간에 배가 고프고, 오후의 침체감이 현실이며, 새벽 4시까지 파티를 하면 이후 8시간을 자기가 어렵다는 사실을 알기 위해 일주기 리듬의 세부 사항을 이해할 필요는 없다. 우리의 생체 시계는 숙취에 대한 동정심이 없다. 하지만 이 포괄적인 일일 주기를 더 잘 이해하는 것은 우리의 동물적 본성을 진정으로 아는 것이다.
우리 대부분은 하루에 16~17시간 동안 깨어 있으며, 그 동안 생물학적으로 끊임없이 변화한다. 서리 대학교 시간생물학 교수인 데브라 스킨에 따르면, 매분마다 "우리 몸은 다르다"고 한다. 그녀는 단순히 우리의 화학적 구성, 신체 기능, 에너지 수준뿐만 아니라 동기 부여, 행동, 기분, 경계심까지 언급하고 있다. "모든 시간대에 우리는 상승하거나 하강하는 리듬을 가지고 있습니다. 어떤 것은 정점에 있고, 어떤 것은 중간 지점에 있습니다. 이것은 역동적인 시스템입니다."
우리 중 일부는 아침형 종달새이고 다른 일부는 밤올빼미인데, 이는 우리의 내부 시계가 고유하기 때문이다. 스킨은 이러한 다양한 시간형(크로노타입)이 정상적인 유전적 변이라고 말한다. 어떤 사람들은 조금 빠르게, 다른 사람들은 조금 느리게 작동한다. 방치하면 더 앞서가거나 뒤처질 것이다.
"시간이 지나면 지구상의 삶과 완전히 동기화되지 않을 것입니다."라고 그녀는 말한다. "따라서 빛과 어둠의 역할은 매일 시계를 24시간으로 재설정하는 데 중요합니다." 빛-어둠 주기는 "모든 동물이 반응하도록 진화한 가장 강력하고 일관된 신호"이다. 이것이 우리가 밤에 너무 많은 인공 조명의 부정적인 영향을 점점 더 인식하게 되는 이유이다. 그것은 철새와 바다거북 새끼들에게 그렇듯이 우리 시스템을 혼란스럽게 한다.
우리 모두가 동일한 24시간 빛 주기에 의해 다소간 통제되지만, 우리의 다른 시간형은 우리 중 일부가 다른 사람들보다 일찍 또는 늦게 일어나고 자는 것을 선호한다는 것을 의미한다. 스킨의 팀은 밤올빼미가 규칙적인 기상 시간, 취침 시간, 아침 식사, 점심 시간을 엄격히 준수함으로써 자신의 생체 시계를 2시간 앞당기도록 훈련하더라도, 그 훈련을 중단하면 내부 시계에 따라 "늦은 유형으로 되돌아갈 수 있다"는 사실을 발견했다.
일주기 시계는 생존을 보장하도록 설계되었다. 이를 위해서는 앞으로 일어날 일을 예측해야 한다. 그것은 당신이 깨어나는 것에 반응하지 않는다. 그것은 비밀리에 당신의 몸이 깨어나기 한두 시간 전에 준비하도록 해왔다. 스킨은 "시상하부의 마스터 시계에 의해 직접 구동되는 코르티솔 호르몬이 상승하기 시작하므로, 당신이 깨어날 때쯤이면 거의 정점에 이릅니다."라고 말한다. "그리고 코르티솔이 필요합니다. 왜냐하면 그것은 포도당 공급원을 제공하고 일어나 세상을 마주할 용기를 주기 때문입니다."
맨체스터 대학교 생물학적 타이밍 센터의 소장인 로버트 루카스는 하루 동안 행동의 근본적인 변화는 "몸의 여러 다른 측면에 걸친 조정을 포함해야 합니다. 예를 들어, 하루 중 배가 고프고 큰 식사를 기대할 가능성이 있는 시간이 있다고 가정해 봅시다. 그것은 당신 뇌의 동기 부여 변화이지만, 음식이 도착할 것이라고 예측하기 위해 소화 시스템과 간의 조정된 변화도 필요합니다."
시간을 추적하고 필요한 모든 것이 적시에 일어나도록 보장하는 것은 당신의 생물학적 시계이다. 루카스는 만약 당신이 일상을 계속 바꾼다면 "이 조정이 무너집니다."라고 말한다. 상황이 엉망이 될 수 있고, 당신 몸의 사건 예측 능력이 잘 작동하지 않을 수 있다. 시계가 바뀔 때조차 우리는 사소한 정도로 이를 경험할 수 있지만, 시차 증후군에서는 확실히 그렇다. 서리 대학교의 스킨 팀은 자정에 식사를 하면 정오에 식사할 때와 같은 방식으로 음식이 대사되지 않아 혈액 내 트리글리세리드(지방) 수치가 더 높아진다는 사실을 발견했다.
경계심을 유지하는 전체 시스템도 작동하고 있으며, 우리가 깨어 있는 시간이 길수록 이를 유지하는 전투는 더 어려워진다. 스킨은 "비록 당신이 밤에 잘 잤더라도, 모래시계처럼 깨어 있는 시간을 계산하는 무언가가 있습니다. 당신의 수면 압력은 하루 종일 쌓입니다."라고 말한다. 하지만 하루가 너무 길기 때문에, 우리는 마지막 시간을 안전하게 넘기기 위해 추가적인 부스트가 필요하다. 그래서 오후 늦게나 저녁 초반에 우리는 에너지와 인지 기능에서 두 번째 정점을 경험한다. 스킨은 "그것이 경계심에 대한 우리의 일주기 리듬입니다."라고 말하며, 당신이 취침 시간까지 깨어 있도록 돕는다고 설명한다.
만약 빛이 우리의 마스터 시계를 조절한다면, 일광 시간의 계절적 변동이 우리의 행동을 바꾸지 않을까? 스킨은 "새벽과 황혼이 변할 때, 시스템에 약간의 유연성이 있습니다. 양과 사슴 같은 동물들은 계절에 따라 생식 능력, 피부색, 체중을 변화시킵니다. 우리가 여전히 답을 찾으려 노력하는 큰 질문은 인간이 얼마나 계절적인가입니다?"라고 말한다. 그녀는 연구하기 까다롭다고 말하는데, 왜냐하면 "우리는 환경을 너무 많이 바꿔서, 조명과 난방이 켜져 있기 때문에 우리 몸은 밖이 어두운 겨울이라는 것을 모릅니다. 그래서 우리는 계절성을 가질 능력이 있다고 생각하지만, 우리가 세상을 바꾼 방식 때문에 이를 감지하기 어렵습니다."
생물학자들이 몸을 더 전체적으로 이해할수록, 우리 생체 시계의 진정한 복잡성에 대한 흥미로운 단서들이 더 많이 나타난다. 예를 들어, 장내 미생물 군집은 자체 일주기 리듬을 가지고 있다. 그들의 일상은 우리가 식사 후 소화를 돕고 영양분을 추출하며 세로토닌과 같은 신경전달물질을 만드는 등의 작업을 수행할 때 우리의 일상과 상호작용한다. 심지어 우리 세포 내 에너지원인 미토콘드리아도 자체 일주기 리듬을 가지고 있다고 유니버시티 칼리지 런던(UCL)의 연구자들은 말한다.
UCL의 신경과학 교수인 글렌 제프리는 그들의 2019년 논문 미토콘드리아의 하루에서 미토콘드리아가 "이른 아침에 정말 열심히 작동한다"는 것을 보여주었다고 말한다. "그들은 우리가 아직 자고 있을 때 새벽이 다가오고 있다는 것을 압니다." 그때 그들은 에너지를 생성하기 시작하며, "그래서 그들은 당신을 준비시키고 있습니다. 이것은 아마도 우리의 진화적 상태로 거슬러 올라갈 것입니다—이른 아침에 일어날 때, 당신은 정말 취약합니다. 밤새 무언가가 당신을 지켜보고 있었을 수 있습니다. 당신은 일어나고 싶고 매우 기능적이고 싶어 합니다."
제프리는 미토콘드리아가 우리가 아직 규명하지 못한 많은 다른 중요한 신체 작업을 수행할 것이라고 의심하지만, 우리는 그들이 노화와 죽음에 큰 발언권을 가지고 있다는 것을 알고 있으므로, 그들은 상당히 근본적이다. 그들이 생산하는 에너지는 ATP(아데노신 삼인산) 형태로 제공되며, 이는 세포 내에 존재하는 화학 물질이다. ATP는 끊임없이 생산되고 소모된다. 제프리는 "매일 당신 몸무게만큼을 만듭니다."라고 말한다. "이것은 방대한 과정입니다—ATP 없이는 이 세상에서 아무것도 할 수 없습니다." 아침에 ATP가 정점에 도달하기 시작하면, 우리의 신진대사도 그렇다. 제프리는 "당신의 신진대사는 매우 빠른 상태입니다."라고 말한다. "침대에서 기어 나올 때 그렇게 느껴지지 않을 수 있지만, 그렇습니다."
정오쯤 되면 미토콘드리아는 속도를 늦추기 시작하여 더 적은 에너지를 생산하며, 저녁이 되면 훨씬 덜 활동적이다. 제프리는 이것이 저녁 운동 후 근육이 더 아플 수 있는 이유라고 말한다. 밤에 미토콘드리아가 생산한 ATP가 낮을 때, 당신의 몸은 두 번째 방법으로 ATP 에너지를 생산할 수 있다. 하지만 제프리는 그것이 "이 나쁜 경로, 즉 해당과정을 사용합니다. 해당과정..." 이것은 끔찍하게 비효율적이다. 하루 늦게 달리기를 하고 자신을 혹사시켜 근육이 아프게 만드는 것은 해당과정 때문이다. 해당과정은 오래된 포드 코르티나와 같다—움직이게는 하지만 많은 폐기물을 생산한다. "폐기물"이란 그는 염증 유발 물질을 의미한다.
우리의 일주기 리듬처럼, 우리의 미토콘드리아 생체 시계도 햇빛의 지도를 받는다. 제프리는 "그들은 끊임없이 빛을 모니터링합니다."라고 말한다. "매력적인 것은 그들이 서로 소통한다는 것입니다. 그래서 만약 제가 당신 발가락의 미토콘드리아를 방해한다면, 다음날 아침까지 당신 몸 전체의 미토콘드리아는 정확히 무슨 일이 일어났는지 알게 될 것입니다."
제프리는 북극에서 경력을 시작했으며, 동물들이 빛과 어둠에 어떻게 적응하는지 연구했다. 그는 지속적인 어둠의 기간 동안 동료들이 조명을 켤 뿐만 아니라 불을 피우는 것을 즐겼다는 것을 관찰했다. 불은 태양과 같은 파장의 빛을 방출한다.
그는 "미토콘드리아는 배터리처럼 작동합니다."라고 설명한다. "당신은 그들의 전하를 측정할 수 있습니다. 그 전하가 너무 낮아지면, 그들은 세포 사멸을 신호합니다. 충분한 미토콘드리아가 이 신호를 보내면, 유기체는 죽습니다." 햇빛은 이 배터리를 재충전하는 데 도움이 된다.
올해 초, 그의 팀은 "만약 제가 당신을 밖으로 데리고 나가 정상적인 햇빛 아래에서, 태양을 향하게 하고, 분광계와 방사계를 등에 대면, 당신 몸을 통과하는 긴 파장의 빛을 측정하여 미토콘드리아 기능을 개선할 수 있다"는 것을 보여주는 논문을 발표했다. 흐린 날에도 햇빛이 없는 것처럼 보일 수 있지만, 제프리는 동의하지 않는다. 사실 그는 "미토콘드리아가 필요로 하는 긴 파장의 빛은 구름에 의해 산란되므로, 흐린 날은 큰 차이를 만들지 않습니다."라고 말한다.
한편, 맨체스터의 루카스 팀은 낮 시간 빛의 중요성과 밖에 나가 노출을 극대화하는 것이 저녁 인공 조명이 우리의 일일 신체 리듬에 미치는 혼란스러운 효과를 상쇄하는 데 도움이 될 수 있는지 탐구하고 있다.
그는 "저녁과 밤에 빛에 노출되면 이러한 생물학적 시계가 방해받을 수 있다는 이해가 있습니다."라고 말한다. "하지만 또 다른 문제는 전기 조명으로 인해 우리가 이제 하루 대부분을 실내에서 보내며, 진화 역사 동안 경험했을 밝은 자연광을 놓치고 있다는 것입니다. 대부분의 사람들에게 낮 시간 빛 노출을 조정하는 것은 저녁과 밤 습관을 바꾸는 것보다 더 관리하기 쉽습니다." 다시 말해, 누군가에게 저녁에 TV나 소셜 미디어를 포기하라고 설득하는 것보다 낮에 밖에서 산책하도록 권장하는 것이 더 쉽다.
모든 것은 일상으로 귀결된다. 루카스는 일상이 매우 개인적이어서 하루 종일의 정확한 생물학적 패턴을 일반화하기 어렵다고 지적한다. "'사람들은 밤에 가장 잘 잔다'고 말하는 순간, 누군가 '사실, 나는 새벽 4시까지 깨어 있는 것을 선호합니다'라고 대답할 것입니다. 상당한 개인차가 있습니다." 그는 자신의 일상이 나이에 따라 변하는 것을 알아차렸다. "지금은 아침 6시면 확실히 깨어 있습니다. 제가 18살 때는 그렇지 않았습니다. 그래서 이러한 리듬은 확실히 유연합니다."
하지만 보편적인 진실은, 루카스는 "모든 사람이 몸의 거의 모든 측면에서 이러한 리듬적 변화를 경험한다"는 것이다. 우리 자신과 조화를 이루기 위해서는 단순히 수면 패턴을 넘어서 몸 전체에서 일어나는 복잡한 변화를 기억하는 것이 도움이 된다. 특정 순간에 우리가 느끼는 것은 표면에 불과하다. 루카스는 "당신은 졸음을 경험할 수 있습니다."라고 설명한다. "하지만 그 아래에서, 당신의 몸은 많은 것들을 준비하고 있습니다. 배가 고프거나, 활기차거나, 다른 충동을 느낄 때도 마찬가지입니다."
자주 묻는 질문
생체 시계 해제하기 자연 리듬과 동기화하기
기본 사항 정의
내 생체 시계란 정확히 무엇인가요?
생체 시계 또는 일주기 리듬은 수면, 에너지, 호르몬 분비 및 기타 필수 기능을 조절하는 몸의 내부 24시간 주기입니다. 몸이 따르려고 하는 내장된 일정과 같습니다.
이것이 수면 일정과 같은 것인가요?
정확히는 아닙니다. 수면 일정은 그 일부입니다. 생체 시계는 졸릴 때뿐만 아니라 하루 종일 소화, 정신 집중, 체온, 기분에도 영향을 미칩니다.
자연 리듬과 동기화한다는 것은 무엇을 의미하나요?
식사, 수면, 작업, 운동과 같은 일상 습관을 생체 시계가 생성하는 에너지와 생물학적 기능의 자연스러운 정점과 하락과 일치시키는 것을 의미합니다.
이점 중요성
왜 생체 시계와 동기화해야 하나요? 저에게 어떤 이점이 있나요?
동기화는 더 나은 수면, 안정된 에너지
