트레이닝 불필요!? 화제의 L-BAIBA 물질이 근육 증강에 새로운 가능성을 가져오다

트레이닝 불필요!? 화제의 L-BAIBA 물질이 근육 증강에 새로운 가능성을 가져오다

"훈련 계획에 좌우되지 않는 근육 증강"이라는 제목의 정체

근육을 키우려면 적절한 부하, 충분한 단백질, 휴식, 그리고 지속이 필요하다――. 이 상식을 뒤흔드는 연구가 주목을 받고 있다. 주인공은 "L-β-아미노이소부티르산", 약칭 L-BAIBA로 불리는 작은 대사물질이다.

보도에서는 "훈련과 독립적으로 근육을 증강", "운동하지 않고도 근육을 강하게 할 가능성"이라는 자극적인 표현이 나열된다. 그러나 처음에 결론을 말하자면, 이번 성과는 '근력 훈련 불필요'를 증명한 것이 아니다. 연구의 중심은 쥐와 배양 세포이며, 인간에 대해 확인된 것은 L-BAIBA의 혈중 농도가 운동으로 인해 상승한다는 것, 그리고 유산소 능력과의 관련성이다. 인간이 L-BAIBA를 섭취하면 근육이 증가하고, 근력이 올라가고, 질병이 개선된다는 임상적 인과관계는 아직 입증되지 않았다.

그럼에도 불구하고, 이 연구가 중요한 이유는 운동에 의한 자극이 근육 내부에서 어떻게 '적응'으로 변환되고, 더 나아가 다른 근섬유나 장기로 전달되는지에 대한 오랜 질문에 구체적인 분자 경로를 제시했기 때문이다.


근육은 명령을 받을 뿐만 아니라 신호를 발한다

과거에는 골격근이 신경으로부터 명령을 받아 수축하고, 몸을 움직이기 위한 조직이라고 생각되었다. 현재는 근육 자체가 다양한 물질을 방출하고, 지방, 간, 뼈, 혈관 등으로 정보를 보내는 '분비 기관'이기도 하다는 것이 밝혀졌다.

단백질성 신호는 일반적으로 마이오카인이라고 불린다. 한편, L-BAIBA와 같은 저분자 대사물질은 대사물을 의미하는 "메타볼라이트"와 신호 물질을 결합하여 메타보카인으로 표현된다. L-BAIBA는 필수 아미노산인 발린이 근세포의 미토콘드리아 내에서 분해되는 과정에서 생성되며, 근수축에 따라 방출된다.

BAIBA에는 거울에 비친 것처럼 입체 구조가 다른 D형과 L형이 있다. 이번 연구에서는 근육에 대한 주요 작용을 담당하는 것이 L형임이 밝혀졌다. 이름이 거의 같더라도, 생체 내에서의 생성 방식이나 작용은 동일하지 않다. 시판 제품이나 과거 연구를 평가할 때는 "BAIBA"로 하나로 묶지 말고, 어느 형을, 어떤 양으로, 어떤 대상에 사용했는지를 볼 필요가 있다.


쥐에서 확인된 세 가지 변화

연구팀은 먼저, 젊은 수컷 쥐의 음용수에 BAIBA를 첨가하여 6주간 투여했다. 용량은 하루당 체중 1킬로그램당 100밀리그램이다. 그 결과, 가자미근 등의 근육량이 증가하고, 근섬유의 직경이나 개수에도 변화가 보였다. 특히, 피로에 강한 타입 I 섬유나 타입 IIa 섬유와 관련된 변화가 확인되었다.

두 번째는 근육의 '엔진'인 미토콘드리아다. BAIBA를 투여한 쥐에서는 산소 소비와 에너지 소비가 증가하고, 근육 내의 미토콘드리아 수와 호흡 기능도 높아졌다. 단순히 외형적인 근육이 커지는 것뿐만 아니라, 에너지를 만들면서 오래 일하는 방향으로 근육의 성질이 변한 것이다.

세 번째는 실제 운동 능력이다. BAIBA 투여군은 쳇바퀴를 더 빠르고 오래 달리며, 추출된 가자미근의 수축력과 피로 내성도 높았다. 운동과 BAIBA를 결합한 군에서는 운동만 한 군보다 주행 거리나 근수축 기능이 개선된 항목이 있어, L-BAIBA가 운동에 대한 적응을 보조할 가능성이 제시되었다.

또한, D형과 L형을 별도로 투여하는 실험에서는 근육량, 근섬유 구성, 미토콘드리아 기능, 주행 능력의 개선이 주로 L형에서 발생했다. 반대로, 근육 내에서 L-BAIBA를 만드는 효소 ABAT의 작용을 억제하면, 훈련 후 운동 능력 향상이 약화되었다. 즉, L-BAIBA는 단순히 운동 후에 증가하는 '표지'가 아니라, 적어도 쥐에서는 적응을 성립시키는 한 원인으로 생각된다.


PGC-1α에서 L-BAIBA, PPARδ로――적응을 전달하는 경로

연구팀이 제시한 중심 경로는 "PGC-1α―L-BAIBA―PPARδ"이다.

운동에 의해 근육이 반복적으로 수축하면, 근세포 내에서 PGC-1α라는 조절 인자가 활성화된다. PGC-1α는 미토콘드리아의 형성, 지방산의 이용, 당의 흡수, 근섬유 타입의 변화 등에 관여한다. 이어서 L-BAIBA의 생성·방출이 촉진되고, 그 신호가 같은 근세포나 인근의 근세포에 작용한다. 쥐에서는 PPARδ가, 인간 유래 근세포에서는 세포 표면의 수용체 MRGPRD가 이 반응에 필요하다는 것이 밝혀졌다.

이 메커니즘은, 훈련한 쪽과 반대의 팔다리에서도 근력이나 기능이 높아질 수 있는 "교차 교육 효과"의 일부를 설명할 가능성도 있다. 운동한 근육이 방출한 물질이 혈류나 국소 환경을 통해, 직접 운동하지 않은 근육에도 영향을 미친다는 생각이다. 다만, 연구자 자신도 L-BAIBA만으로 모든 것을 설명할 수 있다고는 하지 않으며, 다른 미확인 신호가 관여할 여지를 남기고 있다.


2형 당뇨병으로 약해진 근육을 보호할 수 있을까

이번 연구에서, 의료적으로 가장 큰 의미를 가지는 것은, 비만·2형 당뇨병 모델의 쥐에서의 결과일지도 모른다. 2형 당뇨병에서는 혈당뿐만 아니라, 근육량이나 근력의 저하, 미토콘드리아 기능의 장애, 쉽게 피로해지는 현상이 발생할 수 있다. 운동은 병상 관리에 유효하지만, 근력 저하나 피로가 심한 사람에게 "운동하세요"라는 조언을 실행하는 것 자체가 어렵다.

고지방 식단으로 비만과 당 대사 이상을 일으킨 쥐에 BAIBA를 투여하면, 근육량, 미토콘드리아 호흡, 수축력, 피로 내성의 일부가 개선되었다. 여기서 기대되는 것은, 건강한 사람이 운동을 생략하기 위한 약물보다는, 당뇨병, 노화에 따른 근감소증, 만성 심부전, 암 악액질, 장기 입원 후 등, 충분히 움직일 수 없는 사람의 근기능을 지원하는 치료이다.

근육을 조금이라도 유지할 수 있다면, 일어서기, 걷기, 넘어짐을 피하기, 재활을 계속하는 등의 일상 기능에 큰 차이가 난다. 장래에 L-BAIBA를 이용한 치료가 성립한다고 해도, 목표는 운동의 완전한 대체가 아니라, 운동이나 재활을 시작할 수 있는 신체 조건을 갖추는 '다리 역할'이 될 가능성이 높다.


사람에게서 밝혀진 것, 아직 모르는 것

사람에 관한 데이터는 두 가지가 있다. 첫 번째 시험에서는 60명이 최대 산소 섭취량을 측정하고, 그 후 최대 능력의 60%로 45분간 트레드밀 운동을 수행했다. D-BAIBA와 L-BAIBA는 모두 운동 직후에 상승했다. 안정 시의 L-BAIBA 농도와 최대 산소 섭취량에는 통계적 상관관계가 있었지만, 상관계수는 약 0.25로, 관계가 강하다고는 할 수 없다.

두 번째 시험에서는 33명이 10주간의 자전거 에르고미터에 의한 유산소 훈련을 수행하여, L-BAIBA 농도가 상승했다. 여기서도 시작 시의 L-BAIBA와 유산소 능력에 상관이 보였다. 한편, D형은 장기 훈련 후에 유의한 증가를 보이지 않았다.

중요한 것은, 사람의 시험에서는 L-BAIBA를 약이나 보충제로 투여하지 않았다는 점이다. "잘 움직이는 사람일수록 L-BAIBA가 높다", "운동하면 L-BAIBA가 증가한다"는 것과 "L-BAIBA를 마시면 운동 능력이 올라간다"는 것은 별개의 주장이다. 인과관계를 확인하려면, 용량, 흡수, 체내 동태, 안전성, 약물 상호작용을 조사한 후, 무작위 비교 시험이 필요하다.

또한, 이번 동물 실험은 유산소 운동에 대한 적응을 중심으로 하고 있다. 보디빌딩적인 근육 비대나 최대 근력, 순간적인 힘에 동일하게 효과가 있는지는 미확정이다. 젊은 쥐에서 보였던 근섬유 수의 증가는, 더 나이든 쥐에서는 재현되지 않았으며, 나이에 따라 작용이 다를 가능성도 제시되고 있다. 근육만이 빠르고 강해진 경우, 건, 인대, 뼈, 신경계가 같은 속도로 적응할 수 있는가라는 문제도 남는다.


SNS에서는 "고령자에 대한 희망"과 "보충제에 대한 경계"가 교차

연구가 보도되자, SNS에서는 이해하기 쉬운 기대가 선행했다. Reddit의 과학 커뮤니티에서는 "빨리 사용하고 싶다", "GLP-1 약물의 근육 버전이 될 것 같다"는 반응이나, 누구나 근골이 울퉁불퉁해지는 미래를 농담 섞인 상상으로 표현하는 게시물이 보였다. 운동하지 않고 근육이 붙는다는 제목이 강한 확산력을 가진 것으로 보인다.

 

한편, 논의가 진행됨에 따라 용도에 대한 견해는 현실적으로 변했다. 특히 두드러진 것은, 고령자의 허약 예방, 부상에서의 회복, 운동 제한이 있는 사람의 재활을 돕는 기술로 기대하는 목소리다. "외형을 위한 근육"이 아니라, 이동 능력이나 자립을 지키기 위한 근육에 가치를 찾는 반응이다.

신중론도 많다. "먼저 쥐가 되어야 한다"는 풍자는 동물 실험과 인간 치료의 거리를 단적으로 나타낸다. 그 외에도, 근육만 강해지면 건이나 인대를 다치지 않을까, 근육량과 실제로 사용할 수 있는 힘이나 운동 기술은 동일하지 않다, 장기적인 부작용은 어떨까, 등의 의문이 제기되었다. 이미 L-BAIBA를 표방하는 보충제가 판매되고 있는 상황에서, 임상적 증거가 부족한 단계에서 자기 사용을 권장하는 광고에 대한 우려도 공유되고 있다.

온라인상의 주목도는 높고, 논문 공개 후 Altmetric 점수는 212에 달하여, 동시기에 추적된 논문의 상위 1%에 들어갔다. 하지만, 그 시점에서 파악된 내역은 뉴스 매체 30, 블로그 2, X 게시물 1로, 점수의 대부분은 보도에 의한 것이었다. 따라서 "SNS에서 널리 지지받았다"고까지는 할 수 없다. 확인할 수 있는 반응은 하나의 게시판 스레드 등에 편중되어 있으며, 여론 조사나 의료 효과의 증거도 아니라는 점에 주의가 필요하다.


"운동 대체 물질"이 아닌 "운동의 메커니즘을 푸는 열쇠"

L-BAIBA 연구의 가치는, 운동을 불필요하게 만든 것이 아니라, 운동이 신체를 변화시키는 과정의 일부를 시각화한 것에 있다. 운동으로 PGC-1α가 활성화되고, 근육이 L-BAIBA를 만들어, 주변의 근세포에 적응을 촉진하고, PPARδ 등을 통해 미토콘드리아나 근섬유의 성질이 변한다. 이 연쇄가 맞다면, 운동 효과는 단순한 물리적 부하의 결과가 아니라, 근육이 발하는 화학적 메시지에 의해 증폭·공유되고 있는 것이다.

다만, 운동은 근육에만 작용하는 것이 아니다. 심폐 기능, 뼈, 건, 혈관, 뇌, 면역, 수면, 기분, 운동 기술까지, 동시에 여러 계를 자극한다. 하나의 분자가 그 전체를 대체할 가능성은 낮다. L-BAIBA가 장래에 약이 된다 하더라도, 그것은 '소파에 앉은 채로 건강해지는 약'보다, 움직이고 싶어도 움직일 수 없는 사람을 지원하는 보조 요법으로 발전하는 것이 현실적이다.

이번 결과는, 근육을 단련하는 지름길의 완성이 아니다. 그러나, 근육이 스스로 만드는 작은 분자가, 강함과 지구력을 획득하는 메커니즘의 한 부분을 담당하고 있음을 보여주었다. 다음에 필요한 것은, 인간에게 투여했을 때의 안전성과 유효성, 대상이 되는 질병이나 연령, 운동과의 최적 조합을 확인하는 것이다. 기대를 가질 가치는 있다. 다만, 보충제의 라벨과 임상 시험의 결과를 혼동하지 않고, '쥐에서 유망'과 '인간에게 사용할 수 있는 치료' 사이에 있는 긴 여정을 잃지 않는 것이, 이 뉴스를 올바르게 읽는 조건이 된다.


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