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지중해 식단이 건강에 좋다는 것은 잘 알려져 있는 사실이며 관련 근거 자료도 많다. 그렇다면 이제는 보다 세부적인 집단을 대상으로 구체적인 주제에 대한 효과를 살펴볼 필요가 있을 것이다. 저칼로리 지중해 식단과 노년 여성들의 뼈 건강을 표적으로 한 연구 결과가 최근 <JAMA 네트워크 오픈(JAMA Network Open)>에 게재됐다.

 

노년 여성의 골밀도 손실 표적 연구

스페인 카탈루냐에 위치한 로비라 이 비르길라 대학교 연구진은 지중해 식단의 영향을 평가하기 위한 스페인의 대규모 프로젝트 ‘프리디메드 플러스(PREDIMED-Plus) 컨소시엄’과의 협력을 통해 연구를 진행했다. 

연구 내용은 지중해 식단에서 전체적인 칼로리를 줄인 이른바 ‘저칼로리 지중해 식단’에 적정 수준의 신체활동을 결합해 3년간 지속했을 때의 효과를 확인하는 것이다. 특히 이 연구는 ‘대사 증후군을 가지고 있는 노년’을 대상으로 했으며, 이러한 습관 개선이 ‘골밀도 손실 완화에 도움이 되는지’를 확인하고자 진행됐다. 사실상 대상과 주제가 명확한 ‘표적 연구’라 할 수 있다.

연구팀은 PREDIMED-Plus에서 실시했던 무작위 임상시험으로부터 대상자를 선정했다. 스페인 내 23개 기관에서 실시된 3년간의 다기관 시험이었다. 여기서 골밀도 변화를 명확하게 측정하기 위해, ‘이중 에너지 X선 측정법(DEXA)’을 이용할 수 있는 기관들에서 대상자를 선정했다.

또한, 보다 명확한 결과 측정을 위해 연구팀은 일부 노년 여성들에게는 똑같이 지중해 식단을 유지하되 칼로리 제한을 두지 않았다. 즉, ‘저칼로리 지중해 식단 섭취 그룹’과 ‘제한 없는 지중해 식단 섭취 그룹’으로 나눈 것이다. 연구의 핵심 결과를 요약하자면, 저칼로리 지중해 식단을 실시한 그룹의 노년 여성들은 확실히 요추(척추 허리 부분)에 보호 효과가 뚜렷하게 나타났다. 

 

골다공증 위험과 저칼로리+운동 병행 필요성

골다공증은 중년 이후 여성들이 특히 주의해야 할 질환으로 꼽힌다. 여성들은 중년 이후 호르몬의 급격한 변화로 남성에 비해 골밀도 감소가 두드러지는 경향이 있다. 게다가 노화가 진행되면서 골강도와 골밀도가 감소하기 때문에, 골다공증성 골절에 더욱 유의해야 한다. 

게다가 전 세계적으로 고령화 및 비만율 증가가 나타나고 있는 것 또한 위험 요인이다. 연구팀에 따르면 비만으로 인한 질환을 예방하기 위해 적절한 체중 감량이 권장되는 것이 위험을 증가시킬 수 있다고 지적했다. 고령자의 경우 체중 감량 과정에서 골밀도 감소가 가속화되는 경우가 많다는 이유에서다.

연구팀은 이전에 진행됐던 연구들을 검토하면서, 단순히 저칼로리 지중해 식단만을 적용했을 때 뼈 손실이 가속화될 수 있다는 점을 발견했다. 이에 뼈 건강을 유지하면서 건강하게 체중을 감량하기 위해 운동을 병행해야 한다는 점을 강조했다.

즉, 이번 연구의 핵심은 지중해 식단을 선택하더라도 개인의 상태에 따라 고려해야 할 추가사항이 있다는 점을 지적한다. 지중해 식단은 대체로 건강한 식이요법으로 여겨지지만, 골밀도 감소를 우려해야 하는 경우라면, 전체적인 칼로리를 줄이는 ‘저칼로리 지중해 식단’을 지향하는 것이 도움이 된다는 설명이다.

또한, 연구팀이 강조한 것처럼, 적절한 운동의 병행이 무엇보다 중요하다. 단순히 저칼로리 지중해 식단만 실행할 경우 오히려 뼈 손실을 더욱 가속화할 수 있다는 점을 기억해야 한다.

 

중년이라 부르는 나이대가 되면서부터 몸 곳곳에서 ‘삐걱거린다’라는 느낌을 받기 시작한다. 단순히 기분 탓이 아니라, 실제로 그렇게 되고 있을 가능성이 높다. 특히 뼈 세포(골세포)의 노화가 그렇다. 노화와 스트레스로 인해 뼈 세포가 손상되면 기계적 신호를 감지하는 능력이 손상돼 궁극적으로 뼈가 약해진다는 것이다.

 

노화된 뼈 세포의 증가

뼈 세포는 흔히 골형성 또는 뼈 리모델링 등으로 불리는 과정을 조절한다. 뼈 조직에 가해지는 물리적인 힘을 감지하고, 이에 따라 낡은 뼈 조직을 분해하고 새로운 뼈 조직을 만들 시점을 조절하는 방식이다.

이때 흔히 ‘노화 세포’라 불리는 것들이 문제가 된다. 노화된 뼈 세포는 더 이상 복제와 분열을 하지 않지만, 그렇다고 죽지는 않은 채 남아있는 세포를 말한다. 신체 다른 조직의 노화 세포와 마찬가지로, 세포의 정상적인 기능을 수행하지 않으면서 염증성 물질을 분비하는 손상된 세포다. 

노화된 뼈 세포가 많아지면 리모델링이 둔해지면서 뼈 밀도가 감소한다. 이는 골다공증과 같은 뼈 질환 위험을 높인다. 해당 부위의 뼈 조직은 점점 탄성을 잃어 경직된 구조를 갖게 되며 점차 취약해진다.

 

‘물리적 힘’에 의한 뼈 노화

미국 텍사스 대학 오스틴 캠퍼스 연구팀에 따르면, 노화된 뼈 세포는 ‘노화 관련 분비 표현형(Senescence-Associated Secretory Phenotype, SASP)’이라 불리는 분비 패턴을 보인다. 이는 염증성 물질과 단백질 분해 효소 등이 포함돼 주변 세포와 조직에 염증과 손상을 유발하는 독성 혼합물이다.

연구팀은 기계적 신호를 활용해 노화된 뼈 세포를 회복시키거나 선택적으로 제거하는 방법을 탐구하고 있다. 기존에는 세포의 유전 정보와 관련된 변화를 측정하는 방식이 주를 이뤘지만, 연구팀은 물리적 힘(압력이나 장력 등)을 통해 세포가 제대로 반응하는지를 측정하는 이른바 ‘생체역학적 마커’에 초점을 맞추고 있다.

 

뼈 노화에 관한 지식 확장

연구팀은 뼈의 노화에 관련된 지식이 향상됨으로써 골밀도 감소 및 골다공증에 더 잘 대응할 수 있을 거라고 기대하고 있다. 세계적으로 인구 고령화가 이루어지는 국가가 많고, 앞으로도 더 심화될 가능성이 높다. 그만큼 뼈 약화의 정확한 메커니즘을 이해하는 것이 점점 더 중요해진다는 것이 연구팀의 입장이다.

연구팀은 이번 연구 결과를 <작고 노화된 세포(Small and Aging Cell)>에 게재했다. 한편, 물리적인 힘 외에도 다양한 스트레스 요인이 뼈 세포에 어떤 영향을 미치는지, 어떻게 노화된 뼈 세포를 만드는지를 지속적으로 살필 계획이다. 한편, 각각의 스트레스 요인에 대한 잠재적 치료법은 무엇이 있는지를 조사하는 방향으로 연구를 확대해가려 하고 있다. 

 

미세먼지를 비롯한 대기오염 요소는 모든 사람에게 경보를 울린다. 특히, 암을 극복한 사람들은 대기오염 노출에 더욱 주의해야할 것으로 보인다. 암 생존자가 대기오염에 노출될 경우, 골다공증 발병 위험이 더 높다는 연구 결과가 나왔기 때문이다.

 

골다공증 발병 위험 요인 규명

국립암센터는 최근 대기오염 노출과 골다공증 위험에 관한 연구 결과를 확인해 공개했다. 이 연구는 한국인 암 생존자 2,245명과 건강인 6,732명을 대상으로 한 것으로, 암을 극복한 생존자들이 대기오염에 노출될 경우 골다공증 발병 위험이 더 높다는 결과가 나왔다. 이번 연구는 예방의학 분야의 대표 저널인 <예방의학(Preventive Medicine)>에 게재됐다.

골다공증은 뼈와 관련된 대표적인 질환이다. 뼈의 밀도가 줄어들고 구조가 약해지는 질환으로, 그 본질은 호르몬 변화, 영양 및 대사 이상, 그리고 노화에 따른 퇴행이다. 뼈 자체가 약해지기 때문에, 작은 충격에도 골절이 발생할 수 있다는 위험이 있다. 

특히 노인들의 경우 일상적인 넘어짐으로도 골절이 발생할 수 있다. 만약 척추나 고관절, 손목이나 발목 골절이 발생할 경우 통증은 물론 심각한 일상생활 지장을 일으키며, 때때로 생명과 직결되기도 한다. 실제로 골다공증과 관련된 합병증 및 사망률은 전 세계적으로 증가하는 추세다. 

이 때문에 골다공증 발병 위험과 관련된 요인, 그리고 조절할 수 있는 위험인자는 무엇이 있는지를 밝혀내고자 하는 움직임이 있어왔다. 이는 공중보건 및 예방적 측면에서 중요성이 높은 일이다. 

대기오염을 비롯한 환경적 요인이 골다공증 발생과 관련이 있다는 연구는 기존에도 진행돼 왔다. 하지만 연구 참여자들의 인종, 성별, 기저질환 유무 등에 따라 결과가 상이하게 나온 탓에, 대기오염에 따른 건강 취약집단의 설정과 맞춤형 예방 및 관리지침 등을 마련하는데 어려움이 있었다.

 

암 생존자의 골다공증 발병 위험

암을 극복해낸 암 생존자들은 치료 후 골소실 및 골밀도 감소가 진행되는 경우가 많다. 암 치료에 사용되는 방법들이 뼈 건강에 부정적 영향을 미치는 경우가 많기 때문이다. 예를 들어, 방사선 치료는 뼈 구조와 밀도를 직접 손상시킬 수 있고, 호르몬 요법을 사용하는 암종의 경우, 호르몬 수치 변화로 뼈 밀도에 영향을 줄 수 있다. 

치료 중 부작용으로 뼈 건강에 필요한 영양소 섭취가 부족해질 수도 있고, 치료로 인해 신체활동을 원활히 하기가 어려우므로, 뼈 강도와 밀도가 감소하기 쉽다. 이러한 이유들로 인해 암 생존자들은 골다공증 발병 위험이 매우 높은 취약집단으로 분류된다. 

국립암센터와 성균관대학교 의과대학 연구팀은 장기간의 대기오염 노출이 암 생존자의 골다공증 발병 위험을 더욱 증가시킬 것이라는 가설을 세웠다. 그리고 이를 바탕으로 세계 최초로 공동 연구를 수행했다. 

연구팀은 골다공증과 관련된 조사가 수행된 국민건강영양조사 제4기(2007~2009), 그리고 제6기~8기(2015~2021) 자료 및 연계된 대기오염 데이터를 활용했다. 암 생존자 2,245명과 건강인 6,732명을 대상으로 하여, 각 집단에서 대기오염으로 인한 골다공증 발병 위험도가 다른지 분석했다. 

 

암 생존자, 미세먼지 특히 주의

연구 결과, 건강한 사람들에게서는 대기오염과 골다공증 사이의 연관성이 뚜렷하게 관찰되지 않았다. 하지만 암 생존자의 경우 미세먼지에 장기간 노출될 경우, 골다공증 발병 위험이 높아진다는 결과가 나왔다. 

특히, 여성 암 생존자의 경우, 초미세먼지(PM2.5)와 미세먼지(PM10)의 연평균 농도가 각각 4㎍/㎥, 8㎍/㎥ 증가하면 골다공증의 위험이 각각 1.25배와 1.29배씩 증가하는 것으로 나타났다. 미세먼지로 인한 염증 반응 증가가 암 생존자들의 약화된 뼈 건강을 더욱 저해시키거나, 미세먼지 자체가 호르몬 불균형을 심화시키는 원인이 될 수 있는 것으로 보인다.

이번 연구는 국립암센터 데이터결합팀 황주연 연구원과 성균관대 의대 사회의학교실 김경현 연구원이 공동 1저자로 수행했으며, 암 생존자를 대상으로 대기오염과 골다공증 위험의 연관성을 분석한 최초의 연구라는 점에서 그 의미가 크다.

연구를 이끈 성균관대학교 의과대학 김기주 교수는 "암 생존자는 건강인에 비해 미세먼지로 인한 골다공증 위험이 높으므로, 평소 미세먼지 노출을 최소화하는 생활 습관을 지니려고 노력해야 한다"고 조언했다. 

또한, 연구를 공동으로 이끈 국립암센터 국제암대학원대학교 김현진 교수는 "앞으로도 암 생존자의 치료 이후 건강한 삶을 유지하기 위한 다양한 연구를 지속하여 환자들에게 도움이 될 수 있도록 노력하겠다"라고 말했다.

 

골다공증 및 골밀도 감소는 본래 고령층, 최소 중장년 이상에서 많이 발생하는 것으로 알려져 있다. 이는 여전히 유효한 이야기지만, 최근에는 보다 이른 나이에서도 뼈 건강과 관련된 문제들이 발생하는 사례가 늘어나고 있다.

사실 의외의 현상은 아니다. 운동 부족과 영양 불균형을 겪는 젊은이들의 비율이 적지 않다는 것, 그로 인해 대사 질환이나 심혈관계 질환이 젊은 층에서도 늘어나고 있다는 것은 이미 확인된 바 있다. 그렇다면 뼈 건강 문제라고 해서 예외일 수는 없다는 게 합리적이다.

뼈에 관련해 사람들이 흔히 가지고 있는 오해가 있다. 골절을 겪은 후 회복되면 기존에 비해 뼈가 약해진다고 생각하는 것이다. 심지어 뼈는 한 번 부러지면 회복되지 않는다는 극단적 믿음을 가지고 있는 경우도 있다. 이는 뼈의 재생성 과정에 대한 정보가 충분하지 않기 때문일 것이다.

뼈의 특성과 재생성 원리, 그리고 골다공증과 같은 뼈 건강 관련 질환에 대해 알아보도록 한다.

 

뼈 조직의 특성

뼈는 우리 몸을 지탱하는 축과 같다. 가벼우면서도 높은 강도를 가지고 있기 때문에, 다른 유동성 있는 조직을 지탱해주는 단단한 줄기와도 같다. 이는 뼈 조직이 복잡한 미세 구조로 이루어져 있기 때문에 가능한 일이다.

뼈는 몸의 지지대 역할을 넘어, ‘갑옷’으로서도 기능한다. 뇌, 심장, 폐 등 중요한 장기는 대개 뼈 안쪽에 자리잡고 있기 때문에, 이를 통해 1차적인 보호를 받는 것이다. 또한, 뼈는 칼슘을 비롯한 주요 무기질을 저장해두는 창고로서의 기능도 하고 있다.

또한, 흔히 ‘골수’라 부르는 혈액 세포 생성 조직도 뼈 안에 자리잡고 있으며, 대사 조절에 영향을 미치는 일부 호르몬은 뼈에서 분비되기도 한다.

뼈 하면 떠오르는 단단하고 딱딱한 이미지 때문에 잘 알려져 있지는 않지만, 뼈는 다른 조직에 못지 않게 뛰어난 재생능력을 가지고 있다. 손상이나 골절이 발생해도 스스로 치유되며, 근육처럼 이전보다 더 강해지기도 한다. 이는 뼈의 지속적인 ‘재형성’ 덕분에 가능한 일이다.

 

뼈의 재형성 과정

손상이나 골절을 겪지 않더라도, 뼈는 주기적으로 재형성 과정을 거친다. 뼈 역시 생체조직이므로 당연한 현상이지만, 이 또한 뼈의 이미지 덕분에 잘 알려져 있지 않은 사실이다.

뼈의 재형성 과정을 가리켜 ‘골 형성’ 또는 ‘골 리모델링’이라 이야기한다. 이는 손상되거나 노후된 뼈 조직을 제거하는 ‘파골(Resorption)’과 새로운 뼈 조직을 만드는 ‘조골(Ossification)’로 나뉜다. 파골을 담당하는 세포와 조골을 담당하는 세포가 서로 적절한 균형을 이루기 때문에 정상적인 뼈 조직의 구조가 유지될 수 있는 것이다. 

파골세포는 낡거나 손상된 뼈를 녹이고 흡수하는 역할을 한다. 이 과정이 보통 2~3주 걸린다. 낡은 뼈가 분해돼 사라진 자리에는 조골세포가 새로운 뼈를 만든다. 이 과정에서 뼈의 구조와 강도가 재조정되며, 필요에 따라 뼈 형태가 변할 수도 있다. 대략 3~4개월의 시간이 소요된다.

 

재형성 과정의 불균형, 왜 생기나?

이 대목에서 의문이 들 수 있다. 구체적인 시간은 다소 차이가 있을 수 있지만, 근본적으로 파골은 속도가 빠르고, 조골은 속도가 느린 편이다. 빠르게 부수고 느리게 재형성되는 이 두 과정이 어떻게 균형을 이룰 수 있을까?

실제로 뼈 조직의 파골은 빠르게 이루어져 공간을 먼저 확보하고, 그런 다음 조골 작용이 시작된다. 기존에 들어서 있던 건물을 철거하고 그 자리를 정리한 다음 새로운 건축이 시작되는 것과 같다. 철거와 재건축 시 기존 구조의 안전성을 고려하는 것처럼, 뼈 조직 역시 재형성 과정에서 주변 조직과의 균형을 고려해 이루어진다.

뼈 조직은 손상, 스트레스 반응, 호르몬 등에 의해 파골과 조골을 조절하며 재형성을 진행한다. 철거와 재건축을 보다 넓은 관점에서 바라보며 적절한 시점에 진행하도록 조율하는 것과 유사하다. 

이 과정은 지속적으로 진행되는데, 파골세포의 활동이 증가하며 뼈 조직의 분해가 급속하게 빨라지는 반면, 조골세포의 골형성 속도가 그에 미치지 못하면 문제가 생긴다. 흔히 말하는 골밀도 감소 및 골다공증과 같은 질환이 생기는 것이다.

 

골밀도 감소와 골다공증의 핵심 원리

원인으로는 파골 과정이 정상보다 빨라지거나, 조골 작용이 정상보다 느려지는 경우로 나눠볼 수 있다. 보통은 조골 작용이 느려지는 경우가 더 흔하게 나타난다. 예를 들어, 완경 후 여성의 경우, 에스트로겐 수치가 감소하면서 조골 작용을 둔화시키는 경향이 있어, 중장년 여성에게서 골다공증이 흔하게 나타난다.

이밖에 뼈 형성에 필수인 칼슘과 비타민 D 섭취가 부족한 경우, 운동 부족으로 조골세포 자극이 줄어든 경우에도 뼈 형성에 지장이 생긴다. 운동을 통해 뼈에 적당한 수준의 스트레스를 가해줘야만 조골이 촉진되기 때문이다.

호르몬 변화를 제외한 나머지는 모두 생활습관과 관련된 문제다. 파골이 정상보다 빨라지는 것은 특별한 질환이나 이상이 없는 한 거의 일어나지 않는다. 하지만 조골이 정상보다 느려지는 것은 무척 흔한 일이다. 젊은 사람들이 간과하기 쉽지만, 모든 생활습관은 누적된다. 언젠가 반드시 다가올 중장년 이후의 삶을 생각해둬야 하는 이유다.