[시사뉴스 정춘옥 기자] 광치료 요법이 주목받고 있다. 빛이 생리적 작용에 관여한다는 사실은 2000년대 초반 인간의 망막에서 제3의 광수용세포가 발견된 이후 꾸준히 연구됐다. 최근에는 피부, 불면증, 두통을 비롯해 암, 치매, 비만까지 확대되고 있다. 빛을 이용한 치료법은 기존 약물치료보다 적은 양의 약물로도 높은 치료 효과를 볼 수 있고 부작용이 적다는 장점이 있다.
녹색 파장, 망막 세포 회복
빛은 직접적으로 눈 건강에 영향을 미친다. 한국해양대 최철영 교수 연구팀은 최근 녹색 파장의 빛을 이용해 어류의 손상된 망막 세포를 회복 재생시키는 실험을 통해 ‘녹색이 눈의 피로를 감소시켜 준다’는 속설을 증명했다.
최 교수팀은 최근 빛 공해로 인해 다양하고 강렬한 빛에 망막이 노출되면서 불가피하게 망막의 손상이 발생되고 있는 것과는 반대로 녹색 빛 파장은 어류의 망막에서 세포의 사멸을 억제시킴과 동시에 손상된 망막세포의 회복과 재생에 효과적이라는 연구결과를 얻었다.
실제 1.5W/㎡ 세기의 녹색 파장의 빛에 4주 동안 노출시킨 금붕어 망막에서 는 타 광원에서 사육한 개체에 비해 스트레스 반응 물질인 활성산소의 농도가 무려 57% 감소했고, 사멸된 세포의 양 또한 현저하게 줄어든 것으로 확인됐다.
반면 같은 세기의 청색 파장의 빛에 4주 동안 노출시킨 금붕어 망막에서는 형광등에서 사육한 개체에 비해 스트레스 반응 물질인 활성산소의 농도가 약 46% 증가했고, 사멸된 세포의 양도 증가했다. 흔히 스마트폰에서 방출되는 청색 파장의 빛은 인간의 망막에 부정적인 영향을 미치고, 녹색 파장의 빛은 사람에게 컬러테라피에 활용될 정도로 생물체에 긍정적인 영향을 미친다고 알려져 있다. 다양한 LED 파장의 빛을 해양생물에 적용한 이번 연구결과는 녹색이 눈의 피로를 감소시켜 준다는 기존 속설을 증명한 것이다.
푸른빛, 멜라토닌 분비 억제
반대로 청색광의 이런 속성을 이용해서 신체 리듬 조절에 활용할 수 있다. 제3의 광수용세포는 빛의 파란색 영역에 가장 민감해 이를 통해 각성 등 여러 생리적 현상이 발생할 뿐 아니라 뇌파, 멜라토닌 분비, 심전도 등에도 영향을 미친다.
KAIST 산업디자인학과 석현정 최경아 교수는 높은 색의 온도를 갖는 청백색의 푸른빛이 아침 잠을 깨우는 데 효과적이라는 사실을 밝혀냈다. 연구팀은 푸른빛이 저녁에는 숙면에 방해될 수 있지만 때와 장소에 따라서는 이로운 빛으로 활용할 수 있다는 사실을 검증하는 연구에 집중했다.
KAIST 학생 15명을 대상으로 빛 실험을 진행했고 호르몬과 타액 변화 등의 생리적 지표와 설문조사를 통한 주관적 지표를 관찰했다. 그 결과 빛의 색 변화에 따라 감성 등을 나타낸 주관적 지표와 멜라토닌 분비에 변화가 일어나는 것을 확인하고 오전에 쬐는 청백색 빛이 인체를 잠에서 깨워 생체리듬을 조절하는 데 긍정적인 영향을 미친다는 사실을 밝혀냈다.
이번 실험에는 높은 색온도(6500K)의 청백색 조명과 낮은 색온도(3500K)의 주백색 조명이 사용됐고 밝기는 500lx로 고정했다. 두가지 조명 환경에 한시간 동안 무작위로 노출된 참가 학생들을 살펴본 결과 청백색 조명이 기상 후 멜라토닌 호르몬의 분비를 억제하는데 더 효과적이란 사실이 확인됐다. 이는 아침에 쐬는 청백색 조명이 주관적 각성도, 분위기와 시각적 편안함을 증진시키는데 효과적이고 인체를 아침 잠에서 깨워 생체리듬을 유지하는 데 긍정적인 영향을 미친다는 의미다.
색온도는 조명의 색을 절대온도를 이용해 표시한 것으로 색온도가 낮을수록 주황빛을 띠며 높을수록 푸른빛을 띤다. 멜라토닌은 수면주기를 조절하는 호르몬으로 늦은 오후 수치가 점진적으로 증가해 수면을 유도하고, 이른 오전에는 수치가 감소해 잠에서 깬다.
이명 치료에도 효과
KAIST는 신소재공학과 박찬범 교수 연구팀과 한국생명공학연구원 바이오나노센터 유권 박사팀은 빛을 이용한 알츠하이머 치료 효과를 입증했다. 빛과 유기분자인 포르피린을 이용해 알츠하이머 증후군의 원인 물질로 알려진 베타-아밀로이드(beta-amyloid)의 응집 과정을 억제하는 데 성공했다.
빛을 이용한 치료는 암 같은 경우 유기 광감응제를 투여하고 빛을 병변 부위에 조사하는 광역학 치료(photodynamic therapy)가 활용되고 있다. 연구팀은 광역학 치료가 알츠하이머병과 같은 퇴행성 뇌 질환에도 적용된다는 사실을 밝혀냈다.
알츠하이머 증후군은 환자의 뇌에서 생성되는 베타-아밀로이드라는 단백질이 응집돼 뇌에 침착하면서 시작된다. 이렇게 형성된 응집체는 뇌세포에 해로운 영향을 주고 손상을 일으켜 치매와 같은 뇌 기능 저하를 일으킨다. 이 과정에서 베타-아밀로이드의 응집 과정을 억제하면 아밀로이드 퇴적물의 형성을 막을 수 있다. 따라서 알츠하이머 증후군을 예방하거나 완화할 수 있다. 연구팀은 생체 친화적 유기 화합물인 포르피린 유도체와 청색 LED 광을 이용해 베타-아밀로이드 응집을 효과적으로 억제했다. 연구팀은 알츠하이머 초파리 모델에서 신경 및 근육 접합부의 손상, 뇌 신경세포의 사멸, 운동성 및 수명 감소 등 알츠하이머 증후군에서 발견되는 증상의 완화를 확인했다.
원인을 알 수 없는 소리가 들리는 이명에도 빛 치료가 효과가 있는 것으로 나타났다. 이명은 실제 외부의 소리 자극이 없는 상태에서 귀가 먹먹하며 ‘웅’ ‘삐’하는 울림이 계속되는 증상이다. 평소 주변의 잡음에 묻혀 잘 인지하지 못하다가 주변이 조용해지면 증상이 시작된다. 이명 환자의 약 90%정도는 난청이 동반되며, 심할 경우 자살 충동 등 극단적인 정신장애가 오기도 한다.
정서적인 불안감은 뇌 속에서 부정적인 조건반사를 강화시켜 이명에 더욱 예민하게 반응하는 악순환이 발생한다. 따라서 원인불명의 이명 치료는 이명 신호에 무감각해지게 만드는 것이다. 바로 색 전구가 이명 신호에 대한 예민한 감각을 둔화시키는 효과가 있는 것이 밝혀졌다. 영국 레스터대 이명 클리닉 연구팀은 이명 환자에게 여러 색 전구가 달려있는 램프를 바라보게 하자 환자의 40%가 이명이 50% 완화됐음을 알아냈다. 연구팀은 뇌의 감각기관이 화려한 빛에 집중하면서 이명 신호 발신을 멈춘 것으로 분석했다.
