[심플 운동] 스트레스 공식의 발견
스트레스 반응이 지속되면 우리는 병에 걸린다.
생물학적 스트레스는
‘신체에 관련된 모든 변화 요구에 대한 신체의 불특정 반응’이다.
– 한스 셀리에(Hans Selye, 1907~1982, 오스트리아 출생의 캐나다 내분비학자)
1946년 한 학회지 논문에서 처음으로 스트레스라는 용어를 인간의 심리에 적용한 셀리에의 업적은 ‘위험에 대처하는 신체 반응과 연관된 생리적 시스템을 발견한 것'이다. 셀리에는 쥐를 이용해 실험하던 중 의도치 않게 스트레스가 신체 변화를 일으킨다는 것을 알게 됐다(스트레스를 겪은 쥐를 부검했더니 스트레스 호르몬을 만드는 부신은 커져 있었고, 흉선은 작아져 있었으면 위에는 궤양이 있었다).
또한 모든 종류의 (서로 관련이 없고 심지어 반대되는) 자극들이 일련의 동일한 반응을 일으킨다는 것도 발견했다. 이는 우리 몸에 다양한 위협에 대응하는 데 도움을 주는 일관되고 잘 조직된 메커니즘이 있다는 증거였다.
스트레스를 공식화하다
생리적 시스템을 발견한 셀리에는 다음과 같이 공식화한다. 광범위한 ‘스트레스 원인(Stressor)’과 상관없이 우리 몸에서 놀랍도록 비슷한 반응이 나타나는 현상을 ‘일반적 적응 증후군(General Adaptation Syndrome, GAS)’으로 정의했다(현재는 GAS를 '스트레스 반응'으로 부른다).
우리가 받는 스트레스는 그 정도나 지속 기간 등에 따라 반응이 달라지며 이런 스트레스 반응은 ①경고 반응(Alarm), ②저항(Resistance), ③탈진(Exhaustion, 소진)이라는 생리적 세 단계를 거치며, 하루에도 몇 번식 반복될 수 있다고 했다. 이는 셀리에의 첫 번째 이론으로 우리가 스트레스에 지속적으로 노출됐을 때, 적응 과정에 대한 유용한 개념이다.[1] 두 번째는 ‘스트레스 반응(Stress Response)이 너무 오랫동안 지속되면 병이 난다는 것'이다.
일반적 적응 증후군에서 ‘일반적(General)’의 의미는 스트레스로 인해 특이적 반응이 아닌 일반적 반응이 나타난다는 것이다. ‘적응(Adaptation)’이란 내분비호르몬 시스템인 '시상하부-뇌하수체-부신 축(Hypothalamic-Pituitary-Adrenal axis, HPA axis)’과 ‘자율신경계(Autonomic Nervous System, ANS)’의 중추 및 말초 부분을 포함하는 정교한 생리적 메커니즘을 말한다.
‘증후군(Syndrome)’이라 붙인 이유는 스트레스에 대한 적응 반응의 결과가 한 가지만 있는 것이 아니라, 여러 형태의 신체 증상을 경험하기 때문이다. 참고로 시상하부-뇌하수체-부신(HPA) 축과 자율신경계(ANS)의 지속적 변화로 인해 발생하는 생물학적 변화는 다양한 생리적 기능에 영향을 준다. 대표적 증상이 바로 대사적으로 가장 위험한 유형의 지방축적인 내장 비만을 포함하는 ‘대사증후군(Metabolic Syndrome)’[2]이다.
내분비 시스템 중에서 HAP축은 스트레스 반응 생체 시스템이다. [이미지 출처: 구글]초원에서 사자와 맞닥뜨린 급성 스트레스 상황에서 스트레스 반응 시스템은 행동 적응과 생리적 적응을 통해 항상성을 회복시킴으로써 개인의 생존 확률을 높인다. ‘행동 적응(Behavioural Adaptation)’은 각성ㆍ명료함ㆍ인지능력의 증가와 배고픔ㆍ음식섭취ㆍ성적 행동의 억제를 포함한다. ‘생리적 적응(Physiological Adaptation)’은 호흡수ㆍ혈압ㆍ맥박수ㆍ심혈관계의 긴장도ㆍ포도당신합성 그리고 지방분해 등의 증가를 통한 에너지의 ‘적응적 재지정(Adaptive Redirection)’을 동반한다.[3] 이러한 반응은 신체를 항상성 과부하 상태로 이끌지만, 사자와 맞닥뜨린 상황을 해결하거나 회피하는 반응(싸움-도망)을 통해 회복된다.
만약 이러한 회복이 일어나지 않는 만성 스트레스 상황, 즉 스트레스 반응이 장기화하면 항상성 과부하로 이어지고 결국 몸과 마음은 병에 걸린다. 왜 그럴까? 우리가 물려받은 스트레스 반응 시스템은 드넓은 초원을 누비던 원시 조상들이 겪어야 했던 신체적 위협 상황에서 생존하기 위한 급성 스트레스에 반응하도록 설계되고 진화를 통해 최적화된 것이지, 문명이 발달한 현대 생활의 정신적 만성 스트레스에 반응하도록 최적화된 게 아니기 때문이다. 바로, 이 간극으로 인해 우리 조상들이 경험하지 못한 신체적ㆍ정신적 질환을 겪는 것이다(예를 들면 우리 조상들은 더위로 인해 온열병에 걸려 사망하는 사례가 많았겠지만, 에어컨의 발명으로 그런 사례는 일부 야외 현장을 제외하면 줄어들었다. 그러나 우리 조상이 경험하지 못한 냉방병[4]에 걸리는 사례는 늘어났다).
생리적 시스템 관점에서 그리스의 내분비학자인 아이로나스 카이런(Ironass Kyron)은 스트레스를 “내부 혹은 외부의 해로운 영향으로 인해 항상성이 위협받거나 부조화인 상태이며, 위협받은 신체 구성요소를 재건하기 위해 복잡한 생리적 및 행동적 반응을 모두 동원하여 대응하는 상태”라고 정의했다. 스트레스 공식을 발견한 셀리에가 죽기 전인 1990년에 자신이 스트레스를 잘못된 용어로 대중화시켰음을 인정했다. 그는 ‘STRESS’를 어떤 과정의 결과로 보았는데, 이보다 더 적합한 표현은 공학적 용어인 ‘STRAIN(압력, 긴장)’[5]이 될 수 있다고 밝혔다(결국 인문학 표현인 삶의 압력과 긴장이 스트레스 의미에 더 부합한다고 할 수 있다).
따라서 과정의 시작을 별도로 볼 필요가 있고 과정의 원인 혹은 촉발 원인은 구분하는 것이 현재의 일반적 흐름이다. 간혹 스트레스의 의미를 넓게 적용해서 각 개체를 위협하는 환경적인 원인을 지칭할 때 사용하기도 하지만 이런 경우에는 ‘STRESSOR(스트레스 원인)’으로 지칭하는 것이 더 적절하다.
스트레스 반응(일반적 적응 증후군) 그래프 [이미지 출처: 구글]이 스트레스 반응(일반적 적응 증후군) 그래프는 트레이닝 원리에도 똑같이 적용된다. 왜냐하면 “운동은 우리 몸에 가하는 ‘스트레스’로 인체 항상성을 유지하는 인체조절 체계에 도전하는 것이다. 유지하는 인체조절 체계에 도전하는 것이다.”[6] 과한 운동을 장기간 지속해 몸과 마음에 문제가 발생하는 것을 ‘과훈련증후군(Overtraining)’이라 하며, 이를 완벽하게 설명하는 이론이 바로 셀리에의 ‘일반적 적응 증후군(스트레스 반응)’이다. 과훈련증후군을 예방하고 트레이닝 효과를 최적화하는 것이 바로 주기화 원리(Periodization Principle)이며, 이는 일상생활에도 적용할 수 있다.
경고 반응과 저항 그리고 만성 스트레스
입시문제ㆍ취업실패ㆍ장시간 출퇴근ㆍ과도한 업무ㆍ직장내 괴롭힘ㆍ학교와 군대폭력ㆍ갑질문화ㆍ경제문제ㆍ결혼ㆍ출산ㆍ육아ㆍ가정불화ㆍ이별과 사별ㆍ질 낮은 음식ㆍ사회 양극화ㆍ전쟁ㆍ원전오염수 배출ㆍ기후변화…
무엇이든 처음 스트레스 원인을 접하게 되면 몸은 첫 번째 ‘경고 반응 단계’에 돌입한다. 캐넌의 주장처럼 우리 몸의 에너지를 극대화하기 위해 교감신경계가 활성화되면서 신체적 반응이 나타나는 단계다. 이 단계는 스트레스에 즉각적인 반응을 일으켜 ‘분노(혹은 각성) 호르몬’으로 불리는 아드레날린(Adrenaline)[7]을 교감신경의 말단에서 방출한다.
이는 인체 시스템의 생존 전략으로 아드레날린과 코르티솔 같은 스트레스 호르몬이 증가하기 시작해 근육 긴장과 혈압 상승ㆍ통증 무감각과 소화기능 저하 등의 증상이 나타난다. 생존에 필수인 경고 반응이 대부분 지속되진 않지만, 스트레스에 노출되는 기간이 길어지면 경고 반응이 꺼지지 않는 저항 단계로 넘어가게 된다.
사냥을 위해 나섰다가 저 수풀 너머에 사자가 있음을 발견하고 경계 태세로 돌입했다. 사자와 눈이 마주치고 경고 반응은 최고조에 이른다. 눈이 마주친 그 짧은 시간이 마치 영원히 시간이 멈춘 것처럼 느껴진다. 온몸의 털이 곤두서고, 침은 마르고, 내 몸의 온 신경은 오직 하나에 초점이 맞춰진다. 죽거나 살거나 둘 중 하나뿐이다. 다행히 배가 불렀던 사자는 자신의 무리로 돌아가고, 몸의 경고 반응도 꺼지며 긴장이 풀리며 안도의 한숨이 나온다. 손에 땀이 흥건하다.
그런데 문제는 사자가 무리로 돌아가지 않고 계속 나를 먹잇감으로 노려보고 서로 대치한 상황이다. 경고 반응은 지속되고 잡아 먹히거나 죽기 살기로 싸워 팔 하나 내어주고 운 좋게 살아나거나, 아니면 그 상황에서 가까스로 도망쳐 나오거나이다. 월남전 참전 용사인 나의 아버지는 전투 중에 옆구리 관통상을 입었지만, 한창 전투 중일 때는 관통상을 입은 줄 몰랐다고 했다. 전투가 끝나고 나서야 피로 물든 옆구리에 통증이 밀려왔고 그제야 위생병을 불렀다고 했다.
▶ 경고 반응의 증상들[8]: 두근거림(빈맥증 혹은 불규칙한 심장박동)ㆍ얕고 빠른 호흡ㆍ근육긴장(특히 목ㆍ어깨ㆍ허리)ㆍ구강건조ㆍ오심ㆍ불안ㆍ어지러움ㆍ발한
두 번째 ‘저항 단계’는 우리 몸이 스트레스에 저항하고 원래 단계로 돌아가려는 단계, 즉 항상성을 회복하려는 단계이다. 이 단계에서 사람들은 스트레스 원인이 촉발한 스트레스 반응을 극복하고 항상성 회복을 위한 생존 전략을 실행함과 동시에 '스트레스 원인에 대한 해결책'을 찾는다. 이런 해결책은 적절하거나 적절하지 않을 수도 있는데, 사람들은 장기적이고 근본적인 문제 해결보다 당장 불편한 상황을 피하는 단기적 방법을 선호하는 경향이 있다.
불행하게도 대부분 단기 해결책은 쉽지만 적절하지 않은 미봉책에 불과한데, 대체로 근본적인 문제 해결 능력을 감소시키는 이차적인 문제점을 불러오기 때문이다(대증요법이라 불리는 현대의학의 한계점이 바로 근본적인 원인을 해결하지 않고 증상만 해결하는 환원주의적 방식에 매몰돼, 병을 만성화하거나 다른 부작용을 불러오는 것과 같은 맥락이다).
저항 단계가 길어지면 만성 스트레스가 된다
우리 몸이 내부적으로 항상성 회복을 위해 치열하게 싸우는 저항 단계가 길어지면, ‘만성 스트레스 단계’에 진입했다고 표현할 수 있다. 스트레스 원인이 해결되지 않으면 자원이 고갈될 때까지 에너지가 계속 소비되는데, 지속 기간은 스트레스 원인의 심각성 정도와 해결 능력ㆍ유전자ㆍ후천적 환경 학습과 생활습관에 따른 우리 몸의 적응 능력에 달려 있다.
어쨌든 스트레스 반응이 만성화되면서 문제는 점점 심각한 방향으로 흘러가는데, 이 단계의 경우 뇌의 ①시상하부에서 ‘부신피질 자극호르몬 방출호르몬(Corticotropin Releasing Hormone, CRH)’ 분비가 계속 증가하게 되고, ②뇌하수체는 ‘부신피질 자극호르몬(Adrenocorticotropic Hormone, ACTH)’가 혈류에 방출해서 CRH에 반응하고, 이것이 ③부신에 신호를 보내서 우리가 ‘코르티솔(Cortisol)’이라 부르는 스트레스 호르몬인 글루코코티코이드(Glucocorticoids) 분비가 지속해 증가한다.[9]
부신에서 분비되는 코르티솔은 대표적인 스트레스 호르몬이다. [이미지 출처: 구글]이런 호르몬의 연쇄작용은 몇 분 안에 일어나며, 스트레스 반응이 시작됨에 따라 되먹임 고리(Feedback Loop, 순환 회로)처럼 작용해 ①시상하부가 CRF 분비 -> ②뇌하수체가 ACTH 분비 -> ③부신이 코르티솔 분비를 반복하게 된다. 일단 스트레스 원인이 해결되면 스트레스 반응 시스템 작동은 멈추고 항상성이 회복된다. 만성 스트레스의 심각성은 시상하부가 코르티솔에 무감각하게 되고, 뇌하수체가 부신에 계속 코르티솔을 분비하라는 신호를 멈추도록 할 수 없게 만든다는 것이다. 스트레스 반응 시스템이 멈춰야 하는데 계속 작동하니 항상성 과부하가 걸리게 된다.
반면 체내 지질대사ㆍ면역기능ㆍ체성분ㆍ골대사에 관여해 내분비계 노화지표 스테로이드 호르몬인 ‘DHEA(Dehydroepiandrosterone)’는 계속 감소한다. 과도한 코르티솔에 만성적으로 노출되면 DHEA의 양이 줄어들면서 근육 감소ㆍ지방 증가 현상이 나타나면서 뼈가 약해지고 인체의 여러 조직에 악영향을 미치게 된다. 또한 밤에 코르티솔 분비량이 줄어들지 않으면 불면증에 시달리게 된다. 참고로 CRH, ACTH, 코르티솔의 분비량은 이른 아침에 높고, 8시경에는 급상승하다가 점차 감소하면서 저녁이 되면 가장 낮아진다. DHEA 분비량은 매일 균형을 맞추기 위해서 코르티솔의 일일 주기에 반대로 움직인다. 코르티솔의 양이 하루 동안 점점 내려가면 DHEA의 분비량은 올라가야 한다.
그리고 여러 연구 결과에서 만성 스트레스가 과식을 유발한다는 과학적인 근거들이 제시된 바 있다. 뇌가 에너지를 가장 많이 사용할 때는 정신적 스트레스를 받았을 때이다. 이 때 뇌는 부족한 에너지를 채우기 위해 가능한 한 빨리 단 음식을 먹게 만드는데, 이는 스트레스 반응을 줄이기 위한 자연스러운 행동이다. 과학이 발달하면서 밝혀진 사실 중 하나는 스트레스를 받으면 (우리 몸이 최종적으로 사용하는 에너지인 ATP를 생산하는) 미토콘드리아는 손상을 입게 되고, 복구가 늦어지는 만큼 에너지 생산 능력이 줄어들면서 에너지가 부족한 상황에 놓이게 된다. 스트레스를 받으면 왜 단 음식이 당기는지 이해할 수 있는 대목이다.
문제는 스트레스가 지속되면 부족한 에너지를 채우기 위해 계속 과식하게 만든다는 것이다. 여기에 더해 스트레스가 장기간 지속되면 코르티솔과 인슐린의 양이 증가하면서 지방 세포들에 가능한 지방을 축적하고 지방이 분해되는 것을 저지하라는 신호를 보내게 된다. 결국 만성 스트레스는 에너지원으로 지방 사용 능력을 저하한다. 코르티솔의 증가는 인슐린에 대한 감수성을 떨어뜨리는 것으로 알려져 있는데, 인슐린 감수성 저하(인슐린 저항성 증가) 현상은 비만ㆍ당뇨ㆍ대사성 증후군의 발생과 밀접한 관련이 있다는 사실은 이미 증명된 바 있다.
그리고 전반적으로 만성 스트레스 초기 단계는 인체의 각 조직이 빨리 파괴되는 특성을 갖는다. 전문가들은 코르티솔이 증가한 만성 스트레스 상황에서는 일부 뇌의 신경조직(특히 해마 부위)에 나쁜 영향을 주면서 최근의 새로운 사건에 대한 기억력이 감퇴하는 문제가 발생한다고 주장한다(저명한 신경 내분비학자이자 영장류학자인《STRESS》의 저자 로버트 섀폴스키(Robert M. Sapolsky)는 세계 최초로 스트레스가 뇌의 해마에 있는 신경세포를 파괴한다는 것을 입증했다).
▶ 저항 단계의 증상들[10]: 피로ㆍ체중증가ㆍ혈당의 불안정ㆍ식욕 증가ㆍ탄수화물에 대한 갈망ㆍ면역 기능 저하
<[심플 운동] 나는 살아 있는 시체! 좀비였다>에서 삶의 압력과 긴장이 임계점에 이르기 전까지, 즉 저항 단계의 막바지에 이를 때까지 별다른 문제가 없는 것처럼 느꼈다고 했다. 미세한 균열이 발생하고 문제가 있음을 알리는 여러 번의 신호가 있었지만, 그 의미를 몰라 대수롭지 않게 여겼다. 그러는 사이 내 몸과 마음은 서서히 파괴되고 일상이 가라앉고 있음을 알아채지 못했다고 했다.
《계획이 실패가 되지 않게》의 저자 이소연은 저항 단계의 막바지, 즉 수년간 이어진 직장생활에서의 스트레스로 피곤하고 기력이 없는 증세가 몇 달간 있었다고 했다(나는 그런 전조 증상들조차 없이 어느 날 갑자기 극심한 피로가 찾아왔다). 그러던 어느 날 갑자기 침대 밖으로 한 발짝도 내디 수 없는 극심한 피로 증세로 건강에 문제가 생겼음을 자각하고 피검사를 했지만, 검사 결과는 정상이었고 몸의 병이 아닌 마음의 병인 번아웃임을 받아들여, 휴직계를 내고 몇 개월 집에서 누워만 지냈다고 했다.
저자 이소연과 달리 내가 저항 단계의 막바지에서 신체적으로 아무런 증상을 느끼지 못했던 것은 그나마 운동을 하고 있었기 때문이다. 다만 돌이켜보면 내가 처한 상황에 대해 심적으로 불안과 부담감이 누적되고 있었다. 다시 말해 육체적 과부하 누적된 것이 아닌 심리적 과부하가 누적된 결과였다. 저자 이소연은 업무적 과로와 심리적 과부하가 두 가지가 함께 누적된 결과로 보인다. 결론적으로 일상의 압력과 긴장의 임계점에 도달해 탈진한 것이다.
원문: [심플 운동] STRESS-3A | 스트레스 공식의 발견
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참고 문헌
[1] p5, 대한스트레스학회의《스트레스 과학: 기초에서 임상 적용까지》
[2] 저자 주: 대사증후군이란 한 사람에게 혈압상승ㆍ고혈당ㆍ혈중지질이상ㆍ비만(특히, 복부비만) 등 심뇌혈관질환 및 당뇨병의 위험을 높이는 위험인자가 겹쳐 있는 상태를 가리키며. 대사증후군은 단일한 질병이 아니며, 유전적 소인과 환경적 인자가 더해져 발생하는 포괄적 질병이다. – 참고: 질병관리청
[3] p171, Garry Egger, Andrew Binns, Stephan Rossner의《생활습관 의학: 21세기 생활습관병의 관리》
[4] 저자 주: 냉방병(Air-conditioningitis)은 냉방 중인 사무실이나 집 등에서 오랜 시간 머물 때 나타나는 가벼운 감기, 두통, 근육통, 권태감, 소화불량 같은 임상 증상을 지칭하는 일반적인 용어로 엄밀한 의미의 의학 용어는 아니다. – 참고: 서울아산병원
[5] 저자 주: Strain의 사전적 의미는 명사로 부담ㆍ중압감ㆍ압박감ㆍ압력ㆍ압박ㆍ (근육 등의) 염좌이며, 동사로 (근육 등을) 혹사하다ㆍ무리하게 사용하다ㆍ안간힘을 쓰다ㆍ한계에 이르게 하다 등이다. 공학이나 화학적으로 사용되는 Strain 의미는 물체에 외력이 작용하면 물체는 저항력이 생겨 변형하며, 그 변형의 정도를 말한다. – 참고: 네이버사전&지식백과
[6] <[완벽한 몸만들기] 몸을 망치는 오버트레이닝 – 주기화 원리> 2편 푸샵.com, 2021.10.7
[7] 저자 주: 에피네프린(Epinephrine)이라고도 불린다. 인체에 강력한 영향을 미치는 신경전달물질 중 하나로, 교감신경계를 활성화하여 우리 몸이 갑작스러운 자극 및 위협상황에 반응하기 위한 에너지를 낼 수 있도록 한다. 수술 중 심장이 멈춘 응급상황에서 유용한 약물로 사용하기도 한다.
[8] P6, 대한스트레스학회의《스트레스 과학: 기초에서 임상 적용까지》
[9] P15-16, 리차드 와인스타인의《스트레스 코티솔 그리고 완전한 건강》
[10] P6, 대한스트레스학회의《스트레스 과학: 기초에서 임상 적용까지》
By 푸샵 이종구: <남자들의 몸 만들기, 2004> 저자
·자격사항: 개인/임상/재활 운동사, 미국체력관리학회 공인 퍼스널 트레이너(NSCA-CPT), NSCA-스포츠영양코치, 국가공인 생활스포츠지도사2급, 퍼스널 트레이너2급, 웃음치료사2급, 바디테크닉 수료
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