영양학

근육성장억제의 주범? 마이오스타틴은 무엇인가? 8

운동을 하고 근육량 발달을 추구하는 사람이라면 마이오스태틴 or 마이오스타틴(Myostatin)이라 불리는 물질에 대해서 들어본 적 있을 것이다. 인터넷에서는 과도하게 근육이 발달된 동물들의 사진을 보이며 이 물질에 대한 이름을 자주 언급한다. 그리고 "마이오스타틴은 근육 발달을 저해해서 이 호르몬 분비가 많으면 근육 성장이 억제된다"라는 말이 수식어처럼 따라다닌다.

운동을 처음 접하거나 운동에 대해서 정확한 이해를 하지 못한 사람들은 저런 말들에 현혹되기 쉽다. 마이오스타틴에 대한 연구는 현재도 계속 진행중이고 아직까지 마이오스타틴이 단독적으로 근육 발달을 조절할 수 있는지에 대한 확답은 나오지 않은 상태이다. 그렇다면 마이오스타틴은 어떤 물질이길래 이렇게 많은 사람들이 이 물질에 대해서 관심을 가지는 것일까?

체내에는 전환성장인자(Transforming Growth Factor : TGF) 그룹이 존재하는데, 마이오스타틴은 성장분화인자(Growth Differentiation Factor : GDF)의 하나로서 근육 성장과 분화를 감소시키는 물질이다. 310개의 아미노산으로 구성된 펩타이드 호르몬(인슐린 유사)인데, 아미노산으로 구성된 마이오스타틴은 다른 아미노산들처럼 N-말단과 C-말단을 가진다. N-말단은 프로펩타이드이며 C-말단은 활성펩타이드로서 N-말단의 프로펩타이드는 마이오스타틴의 강력한 억제제로 작용한다. 보디빌더의 마이오스타틴 프로펩타이드 농도가 일반인들에 비해 높음은 이를 증명한다.

마이오스타틴은 자가분비(Autocrine : 필요로하는 기관에서 스스로 생산에서 사용하는 시스템)/근거리분비(Paracrine : 인근 조직에 영향을 주기위해 분비되어 작용하는 시스템)를 통해서 주요 영향을 발휘하며 과도한 마이오스타틴의 생산은 순환계로 퍼져나가서 작용하게 된다. 다른 TGF 계열들처럼 마이오스타틴은 다양한 단백질들의 복합작용에 의해 조절된다.   

마이오스타틴을 억제하면 근육량과 근력을 증가시킬수 있으며 운동선수에게서 퍼포먼스를 강화할 수 있다는 가설은 충분히 설득력있다. 하지만 마이오스타틴 단독의 작용으로 볼 수는 없다는 것이 아직까지 학계의 의견이다. 실제로 마이오스타틴의 역할이 과도한 근육 증가로 인해 발생하는 관절의 부하를 감소시키기 위함이라는 학설도 이를 뒷받침하고 있다.

근육의 증가가 제한이 없어서 인간의 골격근이 과도하게 증가하고 이에 따라 근력이 증가한다면 근육이 수축할 때 발생하는 장력을 관절이 받아낼 수 없을 것이다. 예를 들어 상완삼두근 근력과 상완이두근 근육량/근력에 어마어마한 차이가 있다면 익스텐션 동작에서 상완이두가 상완삼두의 수축력을 견제하지 못해 팔이 뒤로 꺾이는 현상이 발생할 것이다.

보디빌더들에게서 마이오스타틴 농도가 낮게 나오는 경우가 많은데 실제로 근육량을 증가시키기 위한 근력 트레이닝은 마이오스타틴을 조절할 수 있다는 결과를 보이고 있다. 동물실험을 통해 근력 운동은 근육내 마이오스타틴 mRNA 및 단백질 발현을 억제했는데, 이를 토대로 9주간 레그익스텐션을 시행한 건강한 성인에게서 근육 내 마이오스타틴 mRNA의 37% 감소가 보고되었다. 

관련 동물실험들을 보면 마이오스타틴을 유전자를 결손시킨 쥐는 아닌 쥐들에 비해 3배 이상 근육량이 많았고 기능적인 부분들도 눈에 띄게 개선되었음을 보여주었다. 임상실험에서는 운동선수 엄마에 의해 출산된 남자 아기가 더 많은 근육량을 가졌는데, 검사해본 결과 마이오스타틴 기능상실변이를 가졌고 이로 인해 마이오스타틴 체내 농도가 측정되지 않을 정도로 낮았다. 

마이오스타틴의 체내 농도는 여러가지 여건에 의해 변하기 때문에 정확한 범위를 알 수 없었지만, 한 연구에서 건강한 젊은 남성에게서 마이오스타틴의 혈중 농도는 12.3±3.6ng/ml로 나이와 반비례 관계를 가진다는 발표를 하였다(참고자료 정도로 사용할 수 있을듯). 그 외에도 BMI, 체지방량, 허리둘레와도 관계를 가지는데, 혈장 내 농도는 건강 상태보다는 근육 성장과 관련된 임상적인 상태들에 의해 결정됨이 보고되었다.

마이오스타틴은 골격근 뿐만 아니라 심근이나 내장근에도 발현된다. 아직까지 3가지 근육 계열에서 마이오스타틴이 발현되는 수준에 대해서 정확하게 알수 없지만, 같은 논리대로라면 심근에서 마이오스타틴의 억제는 심근비대를 유발하고 이는 생명 위협이 될 수 있다. 보디빌더의 Bubble Gut처럼 마이오스타틴 억제에 의한 내장근의 비대는 상상하기 싫은 결과로 나타날 것이다.

실제로 성장호르몬(Growth Hormone) 사용에 따라 성장호르몬 체내작용의 간접인자인 IGF-1(Insulin like growth factor-1)의 혈중 농도가 증가하게 되고 이런 결과는 N 프로펩타이드 주사처럼 마이오스타틴을 감소시키는 결과물을 보임도 입증되었다. 테스토스테론과 마이오스타틴의 상관성에 대한 연구는 아직 불분명하나 일부 연구에서 테스토스테론은 마이오스타틴에 영향을 주지 않는다는 결과를 보이고 있다.

골격근에서만 마이오스타틴 유전자의 조작을 통해 골격근 성장을 유도한다는 가설과 이를 이미 올림피아 보디빌더가 적용하고 있다는 소문이 나돌고 있으며 도핑검사의 부재로 올림픽 도핑에서도 사용되고 있다는 주장이 있지만, 마이오스타틴을 억제하는 식품, 영양소, 물질에 대한 연구는 아직까지 진행중이고 더 지켜봐야할 필요가 있다. 

MONSTERZYM SPORTS SCIENCE TEAM 

글 작성 : 이호욱

Reference 

1. Effect of testosterone on insulin like growth factor-1, androgen receptor, and myostatin....

2. Tendons of myostatin-deficient mice are small....

3. Regulation of skeletal muscle mass in mice by a new TGF-β superfamily...

4. Myostatin mutation associated with gross muscle hypertrophy in a child....

5. Measurement of myostatin concentration in human serum : circulating concentration in...

6. Serum reference value of two potential doping candidates....