두꺼운 솜이불을 덮고 23~24°C로 데워진 방에서 잠든 몸과, 가벼운 이불 한 장만 덮고 18~19°C로 서늘하게 맞춘 방에서 잠든 몸은 같은 7~8시간을 자더라도 전혀 다른 양의 열량을 태운다.
따뜻한 방에서는 몸이 체온을 유지하는 데 별다른 에너지를 쓰지 않지만, 서늘한 방에서는 체온을 지키기 위해 목 뒤와 쇄골 주변에 숨어 있던 갈색지방(BAT)이 깨어나 백색지방을 연료로 끌어다 태우기 시작한다.
땀을 흘리는 운동 없이, 잠을 자는 사이에도 대사가 올라가는 이 현상은 침실 온도 몇 도 차이에서 비롯된다.
갈색지방이 깨어나는 체온의 경계선
미국국립보건원(NIH)의 서늘한 방(19°C) 수면이 인슐린 감수성 및 포도당 대사에 미치는 영향 연구 등을 비롯한 다양한 기초 생리학 연구에서는 이 같은 사실의 원리가 설명돼 있다.
먼저 갈색지방은 일반적인 백색지방과 전혀 다른 방식으로 작동하는 지방 조직이다. 백색지방이 에너지를 저장하는 창고 역할을 한다면, 갈색지방은 미토콘드리아가 밀집돼 있어 지방을 태워 직접 열을 만들어내는 '발열 기관'에 가깝다.
신생아에게 특히 많다가 성인이 되면서 줄어들지만, 목 뒤와 쇄골, 어깨뼈 주변에는 성인에게도 소량의 갈색지방이 남아 있다.
이 조직은 주변 온도가 떨어지면 교감신경계의 자극을 받아 'UCP1'이라는 단백질을 활성화하는데, 이 단백질이 미토콘드리아의 에너지 생성 경로를 열 생산 쪽으로 틀어버린다.
체온이 떨어질 위험을 감지한 몸이 추가로 열을 만들기 위해 지방을 연료로 꺼내 쓰는 셈이다.
연구에 따르면 18~19°C 정도의 서늘한 환경에 몇 주간 반복해서 노출된 성인은 갈색지방의 활성도와 부피가 함께 증가하는 경향을 보였고, 같은 조건에서 하루 동안의 에너지 소비량이 소폭 늘어난 결과도 확인됐다.
반면 실내 온도가 24°C를 넘어서면 교감신경 자극이 거의 발생하지 않아 갈색지방은 다시 휴지 상태로 돌아간다.
성인의 몸에 남아 있는 갈색지방의 양 자체는 많지 않지만, 활성화됐을 때 단위 질량당 발생시키는 열량은 백색지방과 비교할 수 없을 만큼 크기 때문에, 적은 양으로도 전체 대사율에 미치는 영향이 상당하다는 점이 여러 영상의학 연구를 통해 확인됐다.
백색지방도 갈색으로 변한다
더 흥미로운 변화는 원래 에너지를 저장만 하던 백색지방 세포 자체가 성질을 바꾸는 현상이다.
서늘한 환경에 지속적으로 노출되면 피하지방 일부에서 '베이지색 지방(Beige Fat)'으로 불리는 중간 형태의 지방세포가 새로 생겨나는데, 이를 '브라우닝(Browning)' 현상이라 부른다.
베이지색 지방세포는 갈색지방처럼 미토콘드리아를 늘리고 UCP1 단백질을 발현시켜, 원래는 저장만 하던 지방 조직이 열을 방출하는 기능까지 겸하게 된다.
즉 몇 주간 서늘한 수면 환경을 유지하면 몸속 지방세포의 일부가 구조적으로 재편돼, 가만히 있어도 더 많은 열량을 소비하는 체질로 서서히 바뀔 수 있다는 뜻이다.
다만 이 변화는 하루이틀 만에 나타나지 않고, 최소 몇 주 이상 꾸준한 저온 노출이 이어져야 측정 가능한 수준으로 관찰된다는 점에서 즉각적인 체중 감량 효과를 기대하기보다는 장기적인 체질 개선의 관점에서 접근해야 한다.
한 연구에서는 참가자들이 10°C 안팎의 서늘한 환경에 하루 몇 시간씩 2개월간 반복 노출된 뒤 갈색지방의 부피가 눈에 띄게 늘고, 추위에 노출됐을 때 추가로 소비하는 열량 자체도 증가한 것으로 나타났는데, 이는 노출 기간이 길어질수록 몸이 서늘한 환경에 맞춰 대사 시스템을 재조정한다는 사실을 보여준다.
수면 중 인슐린 감수성도 개선
서늘한 수면 환경이 주는 이점은 열량 소비에만 머물지 않는다. 미국국립보건원(NIH) 산하 연구진이 진행한 실험에서는, 참가자들이 한 달간 19°C의 서늘한 방에서 잠을 잔 뒤 인슐린 감수성이 개선되고 혈당을 처리하는 능력이 향상된 결과가 확인됐다.
갈색지방이 활성화되는 과정에서 혈중 포도당을 연료로 함께 끌어다 쓰기 때문에, 체내 혈당 조절에 관여하는 인슐린의 작업 부담이 줄어드는 것으로 설명된다.
같은 수면 시간이라도 침실 온도 설정에 따라 몸속 대사 환경이 전혀 다르게 조성될 수 있다는 점을 보여주는 결과다.
다만 이 효과가 나타난 참가자 대부분은 평소 비교적 따뜻한 환경(24°C 안팎)에서 지내던 사람들이었고, 애초에 서늘한 환경에 익숙한 사람에게는 추가적인 개선 폭이 더 작게 나타났다는 점도 함께 보고됐다.
적정 온도와 과도한 저온의 경계
전문가들이 권하는 수면 적정 온도는 18~19°C로, 이보다 더 낮춘다고 효과가 비례해서 커지는 것은 아니다.
지나치게 낮은 온도는 교감신경을 과도하게 자극해 수면의 질을 떨어뜨리고, 자주 깨거나 얕은 잠을 자게 만들어 오히려 다음 날 대사 전반에 부정적인 영향을 줄 수 있다.
심혈관 질환이 있거나 추위에 민감한 사람, 고령자나 영유아가 있는 가정에서는 무리하게 온도를 낮추기보다 가벼운 이불이나 긴소매 옷차림으로 체온을 조절하면서 서서히 적응해 나가는 것이 안전하다.
처음부터 19°C로 급격히 낮추지 않고 22°C에서 시작해 1~2°C씩 며칠에 걸쳐 낮춰가면 몸이 추위에 적응하는 과정에서 겪는 불편을 줄일 수 있다.
실내 온도를 낮추는 대신 반신욕이나 족욕으로 말초 혈액순환을 먼저 개선해두면, 서늘한 방에서도 체온 저하로 인한 수면 방해를 줄이면서 갈색지방 활성화 효과는 그대로 누릴 수 있다는 조언도 나온다.