d라이브러리

낮과 밤의 리듬의 변화는 우리가 사는 지구와 그 위의 모든 것을 지배한다. 최근 보도된 야간근무상의 문제와 약 심지어는 농업에 관련된 뉴스들은 모두 바로 낮과 밤의 리듬이라는 공통분모를 갖고 있다.

생리적 주기와 유기체들의 행위는 대략 24시간 주기(서케이디언)와 연관돼 있지만 어쩌면 하늘에 태양이 있느냐 없느냐에 더욱 좌우되는지도 모른다. 예를 들어 사막의 캥거루쥐는 보통 야행성이지만 올빼미나 뱀처럼 자신을 공격할 동물들이 눈이 부셔서 못볼만큼 보름달이 뜬 밤에만 나와 활동한다.

물론 달의 주기는 지구에 영향을 미친다(예를 들어 밀물 썰물 등). 필자는 어떤 사람들이 보름달이 뜰 때 괴물로 변할 수 있다는 사실을 믿지는 않지만 가끔씩 상념에 빠지기도 한다. 과학적으로 설명하자면 다른 생물학적 리듬이 존재함을 부정할 수는 없기 때문이다. 가령 유방암 수술이 계획되면 이젠 환자의 월경주기가 파악돼야 한다.

그러나 일반적으로 낮과 밤의 변화는 중요하다. 우선 미국에만도 8백만명에 이르는 야간근로자의 처지를 생각해 보자. 수면과 감정이상 연구소(오레곤주 포틀랜드시에 위치한 오레곤 건강과학대학 소재)의 1992년 10월 보고서 하나에 따르면 야간근로자의 멜라토닌 혈액농도는 수면과 일치하지 않는다. 멜라토닌이란 낮과 밤을 주관하는, 즉 24시간 주기의 생리활동을 통제하는 초키아스마 핵으로, 이제는 잘 알려진 '신체의 주시계'가 자리잡은 뇌의 송과선으로부터 생산되는 일종의 호르몬이다.

세인트루이스시에 있는 디코니스병원의 불면증 연구센터도 역시 야간근로자들은 그들의 몸시계와 근무시간이 일치하기 힘들다는 점을 알아냈다. 야간작업을 할 때마다 4분의 3에 해당하는 근로자들은 졸음을 느끼고 5분의 1은 근무시간중 사실상 잠들어버린다.

따라서 야간근무는 근무자에게 의존하는 사람들 뿐만 아니라 근무자 자신에게도 위험스럽다. 사고는 밤에 유발되기 쉽고 고속도로에서만 야간사고가 일어나는 것이 아니다(옛소련 체르노빌 원자력발전소 사고가 그 예의 하나다). 신체리듬의 동요는 부주의성이라는 문제와 지각의 기능장애 못지않게 통증 내성의 감소 소화불량 심장질환 그리고 우울증 등과 관련돼 있다.

그럼 어떻게 해야할까? 야간근로자들을 실험한 디코니스병원의 연구진은 야간근무를 보다 수월하게 하는 사람들은 하루가 저물어 갈 무렵 더 깨어있고 생기가 도는 '저녁유형'임을 알아냈다. 반면에 일찍 일어나고 싶어하는 아침유형들은 역시 야간근무엔 잘 적응하지 못한다. 이들은 낮에는 잠자기 힘들어 하며 야근중엔 졸음을 느낀다. 따라서 야간근로자를 선정할 땐 일정한 시험과정을 거칠 것을 권장하게 된다.

2년 전 하버드의과대학의 24시간주기와 불면증 연구센터는 야간근로자들이 당면한 일부 문제들을 밤중엔 밝은 빛에 노출시키고 낮에 잠자는 동안엔 어둡게 함으로써 경감시킬 수 있다는 논문을 발표했다.

북쪽에 사는 사람들에게서 발견되는 계절성 질환(SAD)은 북쪽으로 올라갈수록 겨울이면 태양빛을 저게 받게 돼 더욱 악화되는데 이 질환의 치유를 위해선 아침과 저녁에 밝은 불빛아래 있는 것이 추천된다. SAD질환의 경우 겨울이 되면서 어두운 시간이 늘어나면 생체내 시계가 고장나 사람들은 더 많이 먹고 활동이 줄어들고 더욱 움추리게 되며 대부분 우울하게 되는 것이다.

밝은 빛은 초키아스마핵이 망막의 세포들과 연결된 신경위에 놓여있는 까닭에 멜라토닌 생산을 자극시킨다. 초키아스마핵은 시각을 갖지는 않지만 빛의 강도에 반응한다. 동틀녘 이전의 새들의 노래소리는 밤중 어두움에 조그마한 변화를 기록하고 이 정보를 초키아스마핵으로 보내는 망막세포에 의해 자극받아 불리게 되는지도 모른다.

시간생물학을 연구하는 학자들은 환자가 여러가지 약을 하루중 어느 시간에 복용하느냐에 따라 그 반응효과가 달라짐을 발견했는데 특히 항암제의 경우에는 틀린 시간에 복용하면 몸 상태가 훨씬 불편해질 수 있고 생명에 치명적일 수도 있다는 것이다. 코티코스테로이드라는 약은 아침에 복용하면 부작용이 덜하다. 밤에 복용하는 한 봉지 제산제는 낮에 복용하는 것보다 세배의 효과가 있다.

다른 살아있는 생물들도 밤낮의 리듬을 갖고 있다. 우린 낮 거북이들이 태양빛을 쬐기 위해 스스로 통나무 위로 기어나오고 대부분의 올빼미나 박쥐가 밤에 사냥을 함을 알고 있다. 대부분의 식물은 낮엔 산소를 만드느라 광합성기능을 활용한다. 어떤 식물들은 오로지 밤에만 꽃봉우리를 활짝 펴서 박쥐처럼 밤에 날아다니는 생물들을 유인하기도 한다.

이 사례는 이제 마지막으로 필자로 하여금 농업을 언급케 만든다. 코발리스에 있는 오레곤주립대학교의 한 연구팀은 밭을 일군 후 잡초가 자라는 것을 관찰했다. 낮 동안이면 잡초가 무섭도록 자라는데 그 이유는 햇빛의 4분의 1초 조사만으로도 잡초씨에 있는 광선감각기관을 자극시키고 발아를 촉진시키기 때문이다. 쟁기가 흙을 일구고 지나갈 때 잡초는 다시 밑을 일구기 전까지 잠깐 노출되는데 그렇지만 이 잠깐이 충분한 것이다. 그러나 농부들이 밤중에 밭을 일군다면 그 일이 전기불 밑이라 하더라도 절반 정도의 잡초만이 발아를 하는 것이다.

따라서 만약 당신이 잡초와 무관하다 해도 밝고 어두움의 리듬을 잘 살피는 것이 좋을 것이다.
 

Rhythmic alterations of day and night rule our planet and everything on it. Several recent news items-about night-work problems, medicine and even farming-all have in common the day-night rhythm.

The periodic physiology and behavior of organisms are linked to an approximately 24-hour(circadian) cycle, but may be dependent on more than the presence or absence of the sun in the sky. For instance, it's finally been proved that the desert kangaroo rat, normally nocturnal, goes out only at twilight during nights of the full moon, when it would be too visible to predators like owls and snakes.

Certainly the moon's cycle has an effect on Earth(the tides, for instance). While I don't believe that certain human beings turn into monsters at the full moon, I sometimes wonder…but scientifically speaking, there's no denying that there are many other biological rhythms. The monthly menstrual cycle of women now has to be examined when surgery for breast cancer is contemplated.

In general, however, day and night alterations are important. Consider the plight of night workers-up to 8 million of them in the United States alone. According to an October, 1992, report from the Sleep and Mood Disorders Laboratory(at Portland's Oregon Health Sciences University), night workers's blood levels of melatonin are out of sync with sleep. Melatonin is a hormone produced by the pineal gland, seat of the now-famous "master clock," the suprachiasmatic nucleus that regulates day-night, or circadian, physiological activities.

The Deaconess Hospital Sleep Disorders and Research Center, in St.Louis, has also found that night workers seldom if ever get their body clocks in sync with their work hours. Every night on the job, apparently, three-fourths of the people feel sleepy and one-fifth actually do fall asleep during nighttime work hours.

The night shift can, therefore, be dangerous to the workers as well as those who depend on them. More accidents occur at night, and not just on the highways(the Chernobyl catastrophe is an example). Disturbances in body rhythms seem to be associated not only with problems of alertness and cognitive functioning, but with such things as diminished pain tolerance, digestive upsets, more cardiovascular disease and depression.

What to do? When the Deaconess group tested people who work night shifts, they found that those who managed night work better were evening types, who tend to feel more awake and alive as the day wears on. Morning types, who wake up raring to go, do not adapt to night work as well. They have a harder time sleeping during the day and are sleepier on the night job. Testing of prospective night workers is recommended.

Two years ago the Center for Circadian and Sleep Disorders Medicine at Harvard Medical School published a study showing that some of the problems of night workers could be alleviated by exposure to bright light during the night and to darkness during their daytime sleep hours.

Bright lights in the morning and evening are also recommended for SAD-seasonal affective disorder-primarily found in people living in the north, and it's worse the farther north you are, because you get less sunlight in winter. For SAD cases, the increasing dark hours of wintertime upset their biological clocks so that they eat more, become less active, are more withdrawn and usually become depressed.

Bright lights stimulate the production of melatonin because the suprachiasmatic nucleus sits on nerves connected to retinal cells. It doesn't have any vision, but it's responsive to levels of light intensity. The bird song that seems to begin before dawn may be triggered by retinal cells recording tiny changes in the darkness of night and passing the information to the s. nucleus.

Chronobiology researchers study the day-night effects of various medical procedures. It's been discovered that it makes a difference what time of day the patient takes various medicines, especially cancer drugs, some of which can be much more unpleasant, or even lethal, if taken at the wrong time of day. Corticosteroids have fewer side effects when taken in the morning. One dose of antacid at night is worth three during the day.

Other living organisms have day-night rhythms. We all know most owls and bats hunt at night, while in daytime turtles crawl out on logs to sun themselves. Most plants use photosynthesis to manufacture oxygen during the day. Some plants open their flowers only at night, to attract night-flying creatures like bats.

Which brings me to farming, at last. A team from Oregon State University in Corvallis investigated weed growth after plowing. During the day, weeds began growing ferociously, because it apparently takes only one-fourth of a second of sunlight to stimulate the weed seeds' photoreceptors and trigger germination. As the plow goes through the soil, weeds are uncovered briefly before being plowed under again, but that brief time is enough. When farmers plow at night, even under artificial lighting, only half as many weeds germinate.

So perhaps it's best to pay attention to light-dark rhythms, even if you're not a weed!

(C) 1992, Los Angeles Times Syndicate