이제 나와 장기들의 연주가 생체시계를 뜻한다는 걸 알겠지? 나는 24시간을 정확히 맞춰 장기들을 지휘해. 어떻게 이게 가능한지 알려줄게.

스스로 리듬 만들고 빛을 통해 조절한다

우리 몸의 생체시계는 중앙시계와 말초 시계로 나뉘어요. 중앙시계는 뇌 속의 시교차상핵에, 말초 시계는 간·심장·위 등 우리 몸의 모든 장기와 세포에 있는 생체시계예요. 시교차상핵은 눈 바로 뒤에서 시신경이 교차하는 지점 위에 있는 쌀알만 한 조직으로, 마치 오케스트라의 지휘자처럼 말초 시계들에 신호를 보내 우리 몸의 생체 리듬을 조절해요.

생체시계가 약 24시간 주기를 갖는 건 우리 몸의 거의 모든 세포가 공통으로 가진 시계 유전자 때문이에요. 세포에서 시계 유전자가 작동하면 시계 단백질이 만들어져요. 시간이 지나 시계 단백질이 많아지면, 자신을 만드는 시계 유전자의 활동을 방해하죠. 멈췄던 시계 유전자는 시계 단백질이 모두 분해된 후 다시 작동을 시작해요. 이 과정은 하루보다 12분 정도 긴 약 24.2시간마다 반복됩니다.

이렇게 시계 유전자의 활동 주기가 하루 24시간과 딱 맞지 않아서, 아무런 조정이 없으면 생체시계는 매일 조금씩 뒤로 밀리게 돼요. 그래서 뇌 속 중앙시계는 빛을 이용해 실제 시간에 맞게 생체시계를 조정합니다. 아침에 햇빛이 눈으로 들어오면 그 정보가 시교차상핵에 전달돼요. 시교차상핵은 몸 속 생체시계들에 신호를 주어 호르몬과 장기들의 기능을 조절하죠. 예를 들어 잠을 부르는 호르몬인 멜라토닌의 분비는 아침에 줄어들어요. 아침 햇빛을 처음 본 후 약 15시간 뒤 다시 멜라토닌 분비가 시작되죠. 몸을 깨우는 호르몬인 코르티솔의 분비는 아침에 늘어나고 밤에 줄어요.

근육은 낮 동안 운동 능력이 가장 높았다가 밤에는 회복 시간을 가져요. 위장에서 장운동과 소화 효소 분비는 낮에 활발하고 밤에는 느려져요. 체온, 혈압, 심박수, 침의 분비량 등 다양한 몸의 기능이 생체시계의 리듬을 따라 변화하죠.

중앙시계와 말초 시계 사이, 생체시계와 실제 시간 사이가 조화로울 때 건강한 생활을 할 수 있어요. 수면이 불규칙해지면 이 조화가 깨지죠. 밤늦은 식사나 운동 등도 말초 시계를 중앙시계의 신호와 어긋나게 해서 우리 몸에 혼란을 줍니다.

시계 유전자의 활동

▲GIB

세포 속 시계 유전자는 약 24.2시간 주기로 활동한다.

하루 중 멜라토닌과 코르티솔 변화

▲GIB

잠을 부르는 호르몬인 멜라토닌은 밤에 가장 많이 분비된다.

▲AI 생성 이미지(미드저니, 믹스보드)

밤에 음식을 먹으면 간과 소화기관 등의 말초 시계가 중앙시계의 신호와 달라져 생체 리듬에 혼란이 생긴다.

KAIST 전산학과, 자체 개발 SW전시회 가져