[Chronobiology] 인간의 잠 (3)

멜라토닌 (Melatonin)

 

 

외인성 (Exogenous) 멜라토닌은 적절한 시기에 투여되는 비광성 자이게버로서 일주기 시스템을 단계적으로 전진시키고 단계적으로 지연시킬 수 있다. 인간의 위상 반응 곡선은 늦은 오후나 이른 저녁에 멜라토닌을 투여할 때 멜라토닌 리듬이 저녁의 밝은 빛 노출에서 나타나는 위상 지연과 반대로 위상이 향상됨을 입증하는 것으로 설명되었다. 멜라토닌이 희미한 빛이 시작되기 3시간 전 또는 습관적인 취침 시간 약 5시간 전에 멜라토닌을 투여하면 최대 진전이 발생한다.

 

반면, 아침에 멜라토닌을 투여하면 멜라토닌 발현이 지연되는 것으로 나타났다. 내인성 (endogenous) 멜라토닌이 중단되는 시간 (습관적으로 일어나는 시간 약 2시간 전)에 멜라토닌을 투여하면 멜라토닌 리듬이 지연된다. 따라서, 멜라토닌 단계 반응 곡선은 가벼운 단계 반응과 180도 위상차가 있으며, 멜라토닌 생성 단계는 이른 저녁 투여 시 진행되고 이른 아침 투여 시 단계 지연이 발생한다는 점에 유의해야 한다.

 

운동 (Physical exercise)

 

일주기 시스템의 비광성 (Nonphotic) 동반은 중등도에서 고강도 운동의 적절한 시간에 단일 시합 (1 ~ 3시간)을 통해 입증되었다. 멜라토닌 분비가 시작되기 전, 주관적인 늦은 낮 동안의 운동은 멜라토닌 리듬의 위상 전진을 일으키는 것으로 나타났지만, 대부분의 주관적인 밤 동안의 운동은 위상 지연을 생성한다.

 

수면-각성 주기

 

매우 어두운 조명 조건에서 수행된 최근 두 가지 연구에서는 수면 자체가 인간의 약한 시대정신일 수 있음을 발견했다. 약 1.5 lux의 희미한 조명 하에서 최대 55일 동안 대상을 연구했을 때 활동-휴식 주기가 하루 24시간까지 동반하기에 충분하다는 것을 입증했다. 거의 어둠 (0.2 lux 미만)에서 식사 및 자세와 같은 행동 요인을 일정하게 유지하면서 매일 수면 시간을 20분씩 앞당겼다. 고정된 수면의 조절 조건에 비해 핵심 체온 최소값과 희미한 빛 멜라토닌 개시가 진행되었다. 그러나 효과 크기는 작거나 중간 정도였다. 따라서, 수면 시간을 바꾸는 것만으로는 빛에 대한 노출의 변화와 일치하지 않는다면 일주기 시간에 거의 영향을 미치지 않는다.

 

일주기 리듬 수면 장애

 

생체 시계 구성 요소 간의 관계 교란은 일부 수면 장애 (지연 및 진행된 수면 단계 증후군)에서 만성적으로 경험할 수 있으며, 시차증 및 교대 근무에서 일시적으로 발생할 수 있다. 주요 수면 에피소드에 최적이 아닌 일주기 시간에 수면을 시도하면 그 결과 잠들기가 어렵거나 이른 아침에 깨어날 수 있다. 이러한 일주기 리듬 수면 장애는 모두 총 수면 시간을 감소시켜 주의력과 전반적인 웰빙을 손상시킬 수 있다. 적절한 시기에 밝은 빛을 사용하여 내인성 생체 박동기의 재동반을 통해 이러한 증상을 완화할 수 있다.

 

수면 위상 지연 증후군 (Delayed sleep phase syndrome)

 

수면 위상 지연 증후군 (DSPS)은 원하는 취침 시간에 잠들기 어렵고 아침에 원하는 시간에 저절로 깨어나지 못하는 증상을 말한다. 예를 들어, DSPS가 있는 개인은 23:00에서 07:00 사이에 자고 싶을 수 있다. 그러나 지연된 일주기 리듬에 따라 수면 시간은 실제로 02:00에서 10:00 사이에 발생할 수 있다. DSPS를 가진 개인은 부적절하게 정해진 수면 기간을 가질 수 있지만 일반적으로 정상적인 수면 구조를 가지며 야간 각성 등을 경험하지 않는다. DSPS의 유병률은 인구의 0.2 ~ 10% 범위이다. 명백히 넓은 유병률 추정 범위는 지연된 수면 기간에 대한 심각도 기준의 변화로 인한 것일 수 있다. 최근 연구에 따르면 DSPS로 진단된 13명의 환자의 습관적 수면 시작 시간은 약 23:45에서 05:15 사이로 다양했다. 따라서, 덜 심각한 DSPS (즉, 수면 기간의 2 ~ 3시간 지연)는 여전히 수면/각성 문제를 일으키지만 인구의 10% 이상이 경험할 수 있다. DSPS의 주요 특징은 긴 수면 시작 시간과 늦은 수면 시작 시간이었다. 예를 들어, 개인이 자정 이전에 잠들려고 한다면 수면 잠복기는 2시간 이상이 될 수 있다. 사회적 또는 업무 약속을 위해 깨어나야 하기 때문에 총 수면 시간이 조기에 중단되는 경우가 많다. 수면 시간이 줄어들면 특히 아침에 주간 졸림, 과민성 및 집중력 저하가 발생하며, 이는 결과적으로 학교 및 직장 생활은 물론 가족 생활에도 영향을 미칠 수 있다. 누적된 수면 부족을 회복하기 위해 늦잠을 자면 (보통 주말에) 일주기 리듬이 더욱 지연되고 DSPS가 악화된다.

 

핵심 체온 리듬이 위상 지연되면 각성 유지 구역도 시계 시간에 따라 지연된다. 예를 들어, 최저 온도가 08:00 ~ 09:00시까지 지연되면 기상 구역은 22:00 ~ 02:00시에 발생하여 원하는 시간에 잠들 수 없게 된다. 수면 시작 불면증 (처음에 잠들기 어려움) 및 DSPS가 있는 개인의 경우 대조군에 비해 중심 체온과 멜라토닌 리듬이 지연되는 것으로 나타났다. 잠들기까지 45분 이상 걸린 자원자들은 대조군보다 심부 체온 표시가 약 2.5시간 늦게 지연되는 것을 발견했다. 또한, 그들은 최저 체온에 더 가깝게 취침 시간을 보낸 대조군과 비교하여 지연된 일주기 리듬의 각성 유지 구역 내에서 잠들려고 시도했다. 또 다른 연구에서는 DSPS를 사용하는 클라이언트가 대조군에 비해 수면 시작 및 오프셋 시간과 일주기 최저 온도가 상당히 지연된 것으로 나타났다. 발병, 선단기 (acrophase, 피크 수준) 및 상쇄의 일주기 멜라토닌 혈장 매개변수도 DSPS가 있는 개인의 경우 최대 4시간까지 위상이 지연되는 것으로 나타났다. 따라서, DSPS가 있는 개인은 정상적인 취침 시간에 잠들 수 있는 능력을 방해하는 전체 일주기 시스템이 상당히 지연되는 것으로 보인다.

 

제한된 양의 연구에서는 DSPS를 가진 개인의 내인성 리듬을 향상시키기 위해 밝은 빛 자극을 사용했다. DSPS를 사용하는 참가자의 멜라토닌 리듬과 수면 시작 시간을 2500 lux의 아침 밝은 빛을 1주일 후에 약 1시간 앞당길 수 있었고 1주일 후에 멜라토닌 리듬을 2.5시간 이상 앞당길 수 있었다 (청색광 1000 lux).

 

외인성 멜라토닌은 DSPS 환자에게 투여되었다. 그러나 다양한 복용량, 시간 및 복용량으로 인해 연구를 비교하기가 어렵다. 그럼에도 불구하고, 저녁 멜라토닌 투여는 단계적 진전, 주간 피로 감소 및 전반적인 수면 개선을 가져왔다. 건강한 성인을 대상으로 한 최근 연구에서는 아침의 밝은 빛 치료에 저녁 멜라토닌을 추가하면 아침의 밝은 빛만 사용하는 것보다 훨씬 더 큰 단계 진행이 발생하며, 이는 저녁 멜라토닌 투여와 아침 빛의 효과가 부가적임을 시사한다.