수면 과학 및 수면 부족

수면 부족은 약한 정도에서 심한 수준까지 많은 건강상의 영향 및 여파를 불러일으킵니다. 2015년 내셔널지오그래픽 영상물 “수면의 과학(Science of Sleep)”은 수면 부족으로 인해 역사상 가장 심각한 환경 재앙을 초래한 3등 항해사 그레고리 커즌스(Gregory Cousins)의 이야기로 시작합니다.

커즌스는 엑손 발데즈 유조선을 좌초시켰을 당시, 지난 48시간 중 6시간밖에 자지 못했던 것으로 드러났습니다. 당시, 유조선 좌초로 인해서 1천 1백만 갤런(약 4,160만 리터)의 원유가 프린스 윌리엄즈 사운드로 흘러 들어갔으며, 이로 인해 23여 종의 야생생물 및 거의 1만3천 마일 (20,921km)이나 되는 해안선의 서식지가 황폐화되었습니다.

실제로, 연구에서는 24시간 동안 6시간 이내의 수면을 취하게 되면 인간의 반응 속도가 느려지며, 인지적 기능이 손상되어 합리적인 결정을 할 수 없는 상태가 된다고 밝히고 있습니다.

2013년 한해 기록만 보더라도 졸음운전으로 인해 7만2천 건의 사고가 있었으며, 이를 통해 800명의 미국인이 사망하고 4만4천 명이 부상을 입었습니다. 이는 운전 중 문자를 보내는 것으로 인한 사망자와 음주 운전 사망자를 합한 것보다 더 높은 수치입니다.

수면 부족은 심각한 사고를 일으키고 생명을 위태롭게 합니다

미국 수면학회에 따르면, 거의 40%의 사람들이 한 달에 한 번, 낮에 무심결에 잠에 든다고 했으며 거의 5%가 운전 중에 꾸벅 졸아본 경험이 있다고 합니다. 대부분 사람들은 잠을 자는 것에 지나치게 인색한데, 그 이유는 “마무리해야 하는 일”이 있다고 느끼기 때문입니다.

하지만, 드러난 증거에 따르면 수면 부족으로 인해 초래되는 결과는 생산성과는 완전히 반대되는 것이라는 사실을 명백히 보여줍니다. 발데즈 석유 유출 및 챌린저 우주 왕복선 참사와 같이, 최악의 결과는 수면 부족으로 인해 생명을 잃게 되는 것입니다.

여론 조사에 따르면, 63%의 사람들이 건강을 유지할 수 있을 정도로 충분히 자지 못하고, 69%는 수면 문제를 빈번하게 겪고 있으며, 22%는 낮에 너무 졸려서 삶의 질에 영향을 받는다고 합니다. 그럼에도 불구하고, 대부분 사람들은 만일 마무리 해야 할 일이 있다면 자신들은 단순히 졸림을 이겨내려고 할 것이라고 응답했습니다.

하지만 건설 노동자, 의사, 비행기 조종사, 혹은 트럭 운전자와 같은 사람들이 일하러 가서 졸음을 “이겨내려” 한다면, 그들 주변에 있는 사람들에게 치명적인 피해를 줄 수 있습니다. 또한, 수면 부족 자체가 여러분의 건강을 위협하며 면역 기능을 파괴하여 질병을 일으키는 가장 빠른 방법 중에 하나라는 것은 말할 필요도 없습니다.

시카고 대학의 수면, 신진대사 및 건강 센터 (Sleep, Metabolism and Health Center at the University of Chicago)의 책임자인 이브 반 코터(Eve Van Cauter)가 진행한 연구에서도 밤에 6시간 미만으로 잠을 자게 되면, 대부분의 만성 질병의 핵심에 있는 인슐린 내성의 위험성이 극도로 증가한다고 밝히고 있습니다.

“수면의 과학”에서 나오듯, 1980년에 수행된 연구에서 쥐들에게 17일을 줄곧 잠을 못 자게 했더니, 쥐들이 모두 사망했다고 밝히고 있습니다. 이에 대한 두 가지 주요 원인은 면역 파괴 및 패혈증에 있었습니다.

수면 결핍이 심장을 나이 들게 합니다

여러 연구에서는 열악한 수면 상태와 다양한 건강 문제를 연관시켰는데, 이 중에는 심장 노화가 있습니다. 매일 밤 7시간 수면을 취한 사람들은 그들의 실제 나이보다 생물학적 심장 나이가 3.7세 더 많은 것으로 나타났습니다.

정기적으로 6시간에서 8시간 수면을 취한 사람들은 실제 나이보다 생물학적 심장 나이가 4.5세 더 많았으며, 5시간 이하의 시간을 잔 사람들은 5.1세 더 많은 것으로 나타나, 가장 큰 격차를 보였습니다.

미국 질병 통제 예방 센터의 심장병 및 뇌졸중 예방 분과의 선임 과학자이자, 연구의 주요 저자인 퀀헤 양(Quanhe Yang) 연구원은 다음과 같이 언급합니다.

“심장 추정 나이와 실제 나이 사이의 격차가 '초과 심장 나이'입니다. 초과 심장 나이가 많을수록 심장병 발병 확률이 높다는 것을 암시합니다.”

수면의 질은 혈압 및 심장병 발병 위험에도 영향을 미칩니다

최근에 발표된 다른 연구에서는 수면 문제와 심장병 사이의 연관성을 뒷받침해 주고 있습니다. 이 연구에서는 심지어 충분한 양의 수면을 취한다 하더라도 수면의 질이 심장병과 관련이 있는 혈압 및 혈관 염증 위험에 상당한 영향을 미친다고 밝혔습니다.

잠드는 데 시간이 오래 걸리거나 밤중에 한 번 이상 깨는 등, 미미한 수면 장애를 겪는 여성들은 “빨리 잠에 들고 깊숙한 수면에 드는 사람들보다 고혈압을 겪게 될 확률이 더 높다”라고 잡지 Forbes는 보도했습니다. 연구원들은 아래와 같이 말합니다.

"수축기 혈압은 열악한 수면의 질과 직접적인 연관성이 있었으며, 확장기 혈압은 교란 요인 조절 이후, 폐쇄성 수면 무호흡 위험과의 경계선상의 유의성을 나타냈습니다. 열악한 수면의 질은 내피 핵인자 카파 B (endothelial nuclear factor kappa B) 활성화와 연관성이 있었습니다.

불면증 및 긴 수면 발현 잠복기 또한, 내피 핵인자 카파 B 활성화 (NF-kB)와 연관성이 있었습니다.

이러한 발견은 수면 시간이 충분한 여성의 경우에도 지금껏 일반적으로 흔히 간과되어왔던 열악한 수면의 질 및 불면증과 같은 수면 장애로 인해 혈압 및 혈관 염증이 증가할 수 있다는 직접적인 증거를 제공합니다.”

수면의 여러 단계 및 그 중요성

수면은 단 하나의 상태로 이루어진 것이 아닙니다. 건강한 수면은 여러 단계로 구성되어 있으며, 각 단계는 5분에서 15분 정도 지속되며, 모든 단계를 포함한 한 주기는 총 90분에서 120분이 소요됩니다.

하나의 완전한 수면 주기는 가벼운 수면에서 시작하여 점차 깊은 수면으로 진행되고, 다시 깊은 수면에서 가벼운 수면으로 되돌아와, 렘(REM)수면에 들어가게 됩니다. 수면 중에 이러한 단계들을 4회에서 5회 주기를 거치게 되며, 이 주기 순환은 생물학적·심리적 관점에서 매우 중요합니다.

• 1, 2단계 (가벼운 비렘(Non-REM) 수면) — 수면의 초기 단계에서 신체의 생물학적 프로세스는 점차 느려지지만, 뇌는 여전히 활동하며 어떤 기억을 저장하고 버릴 것인지에 대한 취사 선택할 수 있는 기억 수정 과정이 시작됩니다.
• 3, 4단계(깊은 비렘 수면) — 깊은 수면 단계에서는 거의 혼수상태에 가까워지며, 그동안 뇌에서 생리적인 정화 및 해독 작용이 일어납니다. 실제로 이 깊은 수면 단계 동안 뇌세포의 크기가 약 60%만큼 수축합니다. 이로 인해, 세포 간 공간이 더욱 커지며, 뇌척수액의 공간이 확장되어 찌꺼기들을 씻어 내릴 수 있습니다.
• 5단계(렘 수면) — 이 마지막 단계에서 급속 안구 운동, 즉 렘 수면에 들어가게 되며, 이 과정에서 여러분은 꿈을 꾸게 됩니다. 뇌는 각성 상태와 같이 활발한 활동을 하지만, 신체는 마비된 상태로 꿈에서의 상황을 실제로 행동에 옮기는 것을 막아줍니다.

이 모든 과정들이 중요하며 매일 밤 충분한 시간을 가지고 이러한 모든 주기, 특히 깊은 수면 단계를 거치는 것이 중요합니다.

3, 4단계가 생략되거나 방해를 받으면 뇌가 알츠하이머병과 연관된 찌꺼기들로 인해 막히며, 이에 따라 수면 부족은 치매의 심각한 위험 요인이 됩니다. 또한, 1단계에서 4단계를 모두 거침으로써 아침에 깼을 때 상쾌한 기분을 느낄 수 있으며 5단계는 기억력에 중요한 역할을 합니다.

수면 부족은 정신 건강에 큰 타격을 줍니다

장기간 렘수면을 하지 못하게 되면 실제로 깨어 있는 동안에 꿈을 꾸기 시작하여 망상 및 환각의 상태에 이를 수도 있습니다. “수면의 과학”에서, 1963년 랜디 가드너(Randy Garder)라는 젊은 남성의 수면 부족 실험을 감독했던 스탠포드 대학의 정신 의학 및 행동 과학 교수인 윌리엄 데먼(William Dement) 박사가 출연하여 아래와 같이 언급합니다.

"우리는 그가 정신병을 드러낼 것인지의 여부를 확인하기 위해 기다리고 있었습니다.”라고 데먼 박사는 말합니다. 가드너는 무려 264시간 동안 자지 않고 깨어 있었습니다. 이는 1959년, 불면 세계 신기록에 도전했던 디스크자키 피터 프립(Peter Tripp)가201시간 동안 잠을 자지 않고 타임스퀘어에 계속해서 방송을 이어갔던 것보다 63시간 더 긴 기록입니다.

당시, 세 번째 날, 트립에게 환각이 나타나기 시작했습니다. 그는 신발에서 거미들을 보았고 몹시 편집증적 증상을 띠었으며, 사람들이 자신을 독살하려 한다고 확신했습니다. 그는 또한 적대적이고 폭력적으로 되어 갔으며, 당시 그 자리에 있었던 정신과 의사 중 한 명은 그가 “명백한 정신병 환자”였다고 말했습니다.

한편, 가드너의 경우는, 8일 혹은 9일째까지는 상태가 괜찮다고 말했으며, 거의 실험의 끝 무렵까지도 환각 증상을 보이지 않았습니다. 실험이 끝나자마자, 11일의 비수면 이후 처음으로 14시간 수면을 취했으며 종합적인 신체 및 정신 검진이 시행되었습니다. 그 결과, 가드너는 완전히 정상적인 것으로 확인되었습니다.

데먼 박사에 따르면, 가드너의 실험은 연장된 시간의 수면 부족이 정신병을 일으키지는 않는 것으로 판명되었습니다. 한편, 트립의 실험에서는 비록 그가 걷고 이야기하는 등 깨어 있는 상태였지만, 그의 뇌파를 통해 그가 깨어있던 당시 잠에 든 상태였으며, 그가 환각 증상을 가장 심각하게 나타냈던 시기는 렘 수면 주기 상태였다는 것이 밝혀졌습니다. 본질적으로 보자면, 그는 깨어 있는 상태에서 악몽을 꾸고 있었던 것입니다.

게다가, 트립은 실험을 끝내고 24시간 동안 수면을 취한 후에는, 어떠한 정신병 증상도 보이지 않았지만, 많은 사람들은 그의 성격이 영구적으로 악화되었다고 주장했습니다. 그는 더 이상 이전과 같이 활기차지도 않았고 느긋한 성격 또한 사라졌으며, 그를 가장 잘 알고 있었던 사람들은 8일간의 수면 부족이 그의 정신에 장기적인 손상을 입혔다고 주장합니다.

수면 부족의 영향들은 십중팔구 다양한 생물학적, 환경적, 그리고 어쩌면 심지어 유전적 요인에 따라 사람들에게 각기 다른 방식으로 영향을 미칠 것입니다.

유전적 요인, 시차 및 스트레스 물질이 수면에 미치는 영향

수면 부족이 시차로 인해 더욱 악화될 수 있습니다. 비행 피로, 시차 증후군, 혹은 시차증이라고도 알려진 시차는 시간대를 넘어 여행을 함으로써, 신체 내부의 시간이 교란될 때 나타나는 것으로, 낮에 졸리거나, 무기력, 야간 불면증, 짜증, 혼란 및 집중력 약화 등의 증상이 나타납니다.

흥미롭게도, 연구원들은 가족성 진행성 수면 증후군(FASPS)라고 불리는 유전적 수면 장애가 있는 사람들에게서 정상인보다 약 세 시간 더 빠른 생체 시계가 있다는 사실을 발견했습니다. “수면의 과학” 영상에 따르면, 과학자들은 이 유전자와 연관된 단백질을 규명해 내려고 노력하고 있는데, 이는 그 단백질을 통해 “시차를 극복하는 약”을 개발할 수 있을 것으로 기대하고 있기 때문입니다.

또한, "수면의 과학"은 스트레스 물질이 잠에서 깨어날 때의 역할을 설명하는 연구에 대해서도 다루고 있습니다. 연구에서는 여러분이 정해 놓은 기상 시간 약 한 시간 전에 신체는 특정 스트레스 물질을 분비하기 시작할 것이라고 밝히면서, 이러한 현상은 정신적인 기대 혹은 의도만으로도 가능하다고 말합니다.

즉, 스트레스 물질은 일종의 내부 알람 시계와 같은 작용을 함으로써, 여러분이 마음속에 정해 놓은 기상 시간에 깨어날 수 있도록 준비시켜 주는 것입니다.

일반 수면 지침

그렇다면 정신 및 신체 건강을 최적화하기 위한 수면 시간은 몇 시간일까요? 2004년과 2014년 사이에 발표된 300여 이상의 과학적 검토에 따르면, 전문가들은 아래와 같이 추천하고 있습니다. 단, 여러분이 아프거나, 부상을 입었거나, 임신 중이시라면, 아래 권장 시간보다 약간 더 많은 수면을 취해야 함을 유념하십시오.

건강하게 오래 살기 위해서 수면이 우선순위 항목 중 하나가 되어야 한다는 사실에는 전혀 의심의 여지가 없습니다. 이는 많은 사람들에게 밤에 생활하는 올빼미 습관을 버리고 적정한 시간에 잠자리에 드는 것을 의미합니다.

만일 6시에 일어나야 한다면, 여러분이 얼마나 빨리 잠에 들 수 있는지에 따라, 저녁 9시 30분 혹은 10시에 소등해야 할 것입니다.