"러너스 하이"와 뇌내 물질 엔돌핀

Brain Meditation

Apr 4. 2025

지난번에는 "동요하지 않는" 행복 호르몬 "엔돌핀"에 대해 설명했습니다(*1). 엔돌핀(Endorphin)은 뇌 내에서 생성되는 모르핀 유사 물질로 "뇌내 마약", "내인성 오피오이드"라고도 불립니다. 이 물질은 "희열"이나 "고양감"과 같은 정신 상태와도 관련이 있다고 알려져 있습니다.

"희열(Euphoria)"을 설명할 때 이해하기 쉬운 예 중 하나가 "러너스 하이(Runner's High)"라는 현상입니다. 이는 마라톤 선수 등 장거리를 달리는 상태에서, 일반적으로는 "계속 달리는" 육체를 혹사하는 상황에서는 "달리는 동안 고통을 계속 견디고 있다"고 생각할 수 있습니다. 그러나 어떤 조건에 도달하면 "육체적인 고통을 느끼지 않게 된다", "몸이 가볍게 느껴진다", "달리는 것이 쾌감으로 느껴진다", "달리는 것을 멈추고 싶지 않다고 느낀다"와 같이 정신 상태가 변화합니다.

혹시 같은 감각을 경험한 적이 있는 사람도 있을지 모릅니다. 저도 학생 시절에는 동아리 활동 연습으로 장거리 달리기를 매일 했던 적이 있었는데, 어느 때는 몸이 가벼워지고, 계속 달리고 싶은 느낌을 경험했습니다. 이번에는 이 러너스 하이와 엔돌핀의 관계를 조사한 연구를 살펴보고자 합니다.

이번에 소개하는 연구는 "The runner's high: opioidergic mechanisms in the human brain(러너스 하이: 인간 뇌의 오피오이드성 메커니즘, *2)"이라는 제목으로 2008년에 발표된 독일의 연구입니다.

연구 참가자

연구 대상이 된 것은 평균 연령 36.9세(33~40세)의 10명의 남성 마라톤 러너로, 모두 약물 사용 등이 없는 건강한 성인으로 "러너스 하이 경험이 있는 사람"이 선택되었습니다. 연구 참가자는 안전하게 연구가 수행될 수 있도록 평소부터 트레이닝을 하고 있는 것이 조건이었으며, 실제로 주당 평균 8.6시간의 트레이닝, 8명이 풀 마라톤 경험자, 나머지 2명도 하프 마라톤 경험자였습니다.

검사 방법

검사는 뇌내 물질 엔돌핀을 조사하기 위한 PET 검사(*3, *4)와 정신 상태를 조사하는 설문(*5)이 시행되었습니다. 검사 방법은 러너스 하이 상태를 쉽게 비교하기 위해 먼저 "24시간 이상 스포츠를 하지 않은 안정 상태"에서 뇌의 PET 스캔과 심리 앙케이트를 실시합니다. 그리고 약 4주 후에 "20km 정도의 달리기 연습을 마치고 30분 후"에 뇌의 PET 스캔과 심리 앙케이트를 실시했습니다. 물론 참가자는 이때만 달리기를 하는 것이 아니라, 평소부터 달리기를 하고 있었으며, 첫 번째 측정 시에만 달리기 연습을 하지 않은 상태에서 검사를 받았습니다.

뇌 PET 스캔 측정 원리

엔돌핀(β-Endorphin)은 세포 표면에 있는 μ(뮤)-오피오이드 수용체(μ-Opioid receptor)와 결합함으로써 효과를 발휘합니다. 이 연구에서는 엔돌핀과 같은 방식으로 오피오이드 수용체와 결합하는 [18F]FDPN(tracer 6-O-(2-[18F]fluoroethyl)-6-O-desmethyldiprenorphine)이라는 물질이 표지 물질(트레이서)로 사용되었습니다(Figure 2A).

이 [18F]FDPN이라는 트레이서는 뇌 세포의 표면에 있는 오피오이드 수용체와 결합하여 PET 스캔에서 볼 수 있는 신호를 발생합니다(*3, *4). 뇌내 물질인 엔돌핀이 적을 때(Figure 2B), 세포 표면에는 비어 있는 오피오이드 수용체가 많기 때문에, 이 트레이서가 수용체에 많이 결합하여 PET 스캔에서 신호가 강해집니다.

반대로 뇌내 물질인 엔돌핀이 많아지면(Figure 2C), 오피오이드 수용체의 대부분이 엔돌핀과 결합하기 때문에, [18F]FDPN은 조금밖에 결합할 수 없어 PET 신호는 약해집니다. 이 검사에서는 "PET 신호가 약해진 장소=엔돌핀이 많이 결합하고 있다"라는 것이 나타납니다.

정신 상태의 조사

감정이나 기분은 객관적 평가가 어려우므로 이전과 같이 VAS(visual analogue scale)의 일종인 VAMS(visual analogue mood scale)라는 "0~10 사이의 임의의 위치에서 점수를 표시하는 척도"로 평가되었습니다(Figure 3). 평가 항목은 "슬픔(sadness)", "긴장(tension)", "공포(fear)", "분노(anger)", "혼란(confusion)", "피로(fatigue)", "행복(happiness)", "활력(energy)", "다행감(euphoria)"이라는 8가지 항목이 설정되었으며, 이 역시 안정 시와 달리기 후 30분 시점에서 참가자에 의해 답변되었습니다.

결과: 운동 전후의 기분 변화

먼저 연구 참가자인 러너들이 실제로 러너스 하이를 일으키는지, 또 그 외의 감정 변화가 없는지에 대해 분석되었습니다. 안정 시의 기분과 달리기 30분 후의 기분을 비교한 그래프가 Figure 4입니다.

조사된 8가지 항목 중 유의한 차이가 있었던 것은 "행복도(happiness)"와 "희열(euphoria)" 두 가지였습니다(Figure 4 빨간 테두리). 행복도(happiness)는 원래 높았지만, 달리기 후에 더욱 증가하고 있습니다. 그리고 희열(euphoria)에 관해서는 그래프를 봐도 2배 정도로 크게 증가하고 있는 것을 알 수 있습니다. 행복도(happiness)는 "행복/충만함"이라는 평소부터 느끼는 기분으로 생각되지만, 다행감(euphoria)은 "밀려오는 환희/웃음/도취감"처럼 평소의 행복을 넘어선 넘쳐나는 감각으로 생각됩니다(*6).

그리고 그래프를 봐도 알 수 있듯이, "공포(fear)", "혼란(confusion)", "슬픔(sadness)"과 같은 부정적인 감정은 유의하지는 않지만 감소하는 것을 알 수 있습니다. 또한, 20km나 달린 후임에도 "피로(fatigue)"는 거의 증가하지 않거나, 오히려 감소하는 것처럼 보입니다. 역시 "러너스 하이에서는 피로도 느끼지 않는다"는 것이 사실인 것 같습니다.

결과: 뇌내 엔돌핀의 변화

Figure 5 상단에 [18F]FDPN PET 스캔 이미지의 일부를 보여줍니다. 이 이미지는 "안정 시와 달리기 후의 PET 이미지를 비교하여 신호가 감소한 부분(즉, 엔돌핀이 작용한 부위: Figure 2 참조)"이 빨간색으로 강조되어 있습니다. 이를 보면 뇌의 다양한 부위에서 엔돌핀과 수용체가 분포하고 있는 것을 알 수 있습니다. 특히 안와전두피질(OFC: orbitofrontal cortex), 전대상피질(ACC: anterior cingulate cortex), 섬피질(INS: insula)이라는 영역에서 현저했습니다.

그리고 Figure 5 하단의 이미지는 "[18F]FDPN PET 신호와 다행감 점수의 역상관이 나타난 부위"를 시각화한 것입니다. 이 곳에서 "희열(euphoria)" 점수와 PET 신호의 감소(엔돌핀의 활성)가 상관관계가 있다는 것이 나타났습니다(Figure 6). 이러한 뇌의 부위가 다행감에 직접 관여하는지 여부는 아직 단정할 수 없지만, 향후 연구의 발전으로 이어질 것으로 생각됩니다.

이 연구의 요약

- 러너스 하이라는 현상은 객관적으로 볼 때 존재한다

- 마라톤 선수들은 달리기 후에 다행감이 유의하게 증가한다

- 러너스 하이에서는 피로감은 오히려 감소 경향이었다

- 엔돌핀은 뇌의 광범위한 부위에 작용하고 있었다

- 다행감과 엔돌핀 활성이 상관관계가 있는 부위가 관찰되었다

이러한 결과를 종합적으로 볼 때, "지속적인 운동과 다행감(러너스 하이)과 뇌내 엔돌핀에는 밀접한 관계가 있다"라고 말할 수 있을 것 같습니다.

주의 환기: "갑작스러운 과도한 운동에 주의"

여기까지 읽으면, 바로 운동하고 싶어지거나, 내일부터 해보고 싶다고 생각하는 사람도 있을 것입니다. 그러나 서두르지 말고 잘 준비를 한 후 시작해야 한다는 것이 아래에 소개하는 연구에서 알 수 있을 것입니다.

부주의하게 마라톤을 실시하는 위험에 대해 알아야 할 연구가 있습니다: "Myocardial injury and ventricular dysfunction related to training levels among nonelite participants in the Boston marathon(보스턴 마라톤의 비엘리트 참가자의 훈련 수준과 관련된 심근 손상과 심실 기능 부전, *8)". 이 연구에서는 "풀 마라톤 참가자에서의 평소 훈련량과 심근 손상의 관련성"을 조사하고 있습니다.

Figure 7의 그래프에서는 가로축에 연습량, 세로축에 심근 손상의 바이오마커인 심근 트로포닌 T(cTnT)의 양을 나타내고 있는데, 빨간 테두리로 둘러싸인 "트레이닝량이 가장 적은 그룹"이 심근 손상의 정도가 뛰어나게 높다는 것을 그래프에서도 알 수 있습니다. 이 데이터나 다른 연구에서도 "평소 충분히 훈련을 하지 않는 사람이 풀 마라톤 완주 등 가혹한 운동을 하면 심장 리스크가 높다"라는 것이 나타나고 있으므로 주의합시다(*7, *8, *9).

그러나 적절한 운동 습관은 건강에 좋다

다만, 예전부터 말해왔듯이 "운동 습관은 건강·장수를 가져온다"라는 것은 틀림없습니다. Figure 8은 적절한 운동이 "심장 사망률·전체 사망률"에 어떤 영향을 미치는지에 대한 표입니다(*10, *11).

이를 보면 "적절한 운동 습관을 도입함으로써 전체 사망률이 27% 감소한다" "운동 습관으로 심장 사망 위험이 31% 감소한다"라는 것이 나타나고 있습니다. 게다가 이 결과는 코크란 라이브러리라는 의학계에서는 "최상급의 증거"로 인식되고 있는 데이터베이스에서 얻어진 것이므로 거의 틀림없는 데이터라고 할 수 있습니다(*12, *13).

적절한 운동법

지금까지의 연구를 정리하면 지속적인 운동은 좋은 효과를 가져오지만, 방법을 잘못하면 오히려 역효과가 된다는 것입니다. 좋은 효과를 얻기 위해서는 적절한 방법으로 운동에 임할 필요가 있을 것 같습니다.

운동 시 주의점 요약

갑자기 시작하지 않는다

건강검진 등으로 자신의 상태를 파악해둔다

적절한 장비/의복으로 시작한다

스트레칭을 철저히 한다

갑자기 전력을 다하지 않는다

우선은 가벼운 준비 운동부터 시작한다

갑자기 과격한 운동을 하지 않는다

무리하지 않고 적절한 범위에서 운동을 한다

근육통이 생길 것을 계산에 넣는다

갑자기 시작하거나 중단하지 않는다

가벼운 부하라도 지속하는 것이 좋다

수분/영양 보충/적절한 휴식을 취한다

이것들이 지켜진다면 건강 장수로 이어지는 적절한 운동이 가능할 것입니다.

결론

이번에는 "러너스 하이와 엔돌핀"에 관한 연구를 소개했습니다. "무리하지 않는 범위에서 지속적인 운동을 한다"는 것으로 "뇌내 엔돌핀 방출이 증가한다"는 것을 알았습니다. 그리고 "뇌내 엔돌핀의 증가"가 "다행감, 희열을 증진시키는" 것에 관여하는 것 같습니다. 또한 "피로감이나 공포감과 같은 고통도 느끼기 어려워진다"라는 데이터도 나타나고 있었습니다.

"행복 호르몬: 엔돌핀"은 오랜 시간 달리는 육체적 부하나 피로조차도 "행복감·다행감"으로 바꿔버리는 마법의 호르몬 같습니다. 이 엔돌핀을 늘리는 한 가지 방법이 마라톤과 같은 "적절한 부하의 지속적인 운동"이라는 것을 알았습니다. 엔돌핀을 늘림으로써 "행복감을 높이고, 고통이나 피로를 느끼지 않고, 감정적으로 안정된" 정신 변화도 초래되는 것 같습니다. 이 육체와 뇌내 물질 엔돌핀의 관계를 잘 이해하고, 잘 호르몬을 늘림으로써 마음과 신체의 균형을 건전하게 정리해 나갑시다.

육체와 감정에 지배되지 않고, 반대로 자신의 의지가 감정과 육체를 컨트롤해 나가면 마음과 신체의 좋은 상태가 유지되고, 어떤 목표라도 달성할 수 있을 것 같습니다.

저자: Takuma Nomiya 노미야 타쿠마, 번역: Minaa Sim 심민아

Profile

Takuma Nomiya

MD, PhD, Meditation/Metaphysics Guide

의학박사, 명상・형이상학 가이드

임상의사로서 20년 이상 다양한 질병과 환자를 접하며 신체적 문제와 동시에 정신적 문제도 다루고 있다. 기초연구와 임상연구로 다수의 영문 연구 논문을 집필. 그 성과는 해외에서도 인정받아 직접 학술 논문을 집필할 뿐만 아니라 해외 의학 학술지로부터 연구 논문의 피어리뷰 의뢰를 받기도 한다. 증거 중심주의에 치우치지 않기 위해 미개척 연구 분야에도 관심을 기울이고 있다. 의료의 미래를 계속 탐구하고 있다.

https://www.researchgate.net/profile/Takuma-Nomiya

Takuma Nomiya

Medical Doctor, Tokyo, Japan - 인용 횟수 1,222번 - Oncology - Biology - Physics - Metaphysics - etc.

https://scholar.google.com/citations?hl=ko&oi=ao&user=DGtJE_kAAAAJ

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https://mmskorea.kr/notice/?bmode=view&idx=159175871

인용문

“ランナーズ・ハイ”と脳内物質エンドルフィン｜NEW LIFE

前回は「動じない」幸せホルモン“エンドルフィン”について解説しました(*1)。エンドルフィン (Endorphin)　は脳内で産生されるモルヒネ様物質で“脳内麻薬”、“内因性オピオイド”とも呼

https://note.com/newlifemagazine/n/n64e4510dff97

인용문헌

*1. '동요하지 않는' 행복 호르몬: "엔돌핀"

https://brunch.co.kr/@newlifekorea/62

https://note.com/newlifemagazine/n/n4ab203a16960

*2. Boecker H, Sprenger T, Spilker ME, et al. (2008). 러너스 하이: 인간 뇌의 오피오이드성 메커니즘. Cerebral cortex, 18(11), 2523-2531.

*3. 양전자 단층법 - Wikipedia. https://ja.wikipedia.org/wiki/포지트론단층법

*4. PET-MRI, Wikipedia. https://en.wikipedia.org/wiki/PET-MRI

*5. Stern RA, Arruda JE, Hooper CR, et al. (1997). 신경학적으로 장애가 있는 환자의 내부 기분 상태를 측정하기 위한 시각적 아날로그 기분 척도: 설명 및 초기 타당성 증거. Aphasiology, 11, 59-71.

*6. 희열(Euphoria) – Wikipedia. https://ja.wikipedia.org/wiki/다행감

*7. Scharhag J, Herrmann M, Urhausen A, et al. 지구력 운동선수에서 장시간의 격렬한 운동 후 N-말단 프로-뇌 나트륨 이뇨 펩티드와 심장 트로포닌의 독립적 상승. Am Heart J 2005;150:1128 – 1134.

*8. Neilan TG, Januzzi JL, Lee-Lewandrowski E, et al. 보스턴 마라톤의 비엘리트 참가자들 사이에서 훈련 수준과 관련된 심근 손상 및 심실 기능 장애. Circulation 2006; 114:2325 – 2333.

*9. Schmermund, A., Voigtländer, T., & Nowak, B. (2008). 마라톤 주자의 위험-활발히 살고, 빨리 달리고, 젊게 죽는가?. European heart journal, 29(15), 1800-1802.

*10. Thompson PD, Buchner D, Pina IL, et al; 미국 심장 협회 임상 심장학 운동, 재활 및 예방 소위원회; 미국 심장 협회 영양, 신체 활동 및 대사 소위원회. 동맥경화성 심혈관 질환의 예방 및 치료에서의 운동 및 신체 활동: 임상 심장학 위원회(운동, 재활 및 예방 소위원회)와 영양, 신체 활동 및 대사 위원회(신체 활동 소위원회)의 성명서. Circulation 2003;107:3109 – 3116.