산소 없이 18분 견디는, ‘슈퍼파워’ 가진 포유류 발견

대부분의 포유류 동물은 산소가 없는 환경에서 1분을 넘기기 어렵다. 특히 물이 아닌 육지에 사는 동물들에게 산소는 그 어떤 것보다 필수적인 생존 요소다.

하지만 최근 해외 연구진이 산소가 전혀 없는 환경에서도 무려 18분을 견디는 동물을 찾아냈다고 밝혀 학계의 관심이 쏠리고 있다.

놀라운 생존력을 가진 이 동물은 벌거숭이두더지쥐(naked mole rat)다. 갓 태어난 쥐처럼 분홍빛 피부와 떴는지 감았는지 잘 구분이 되지 않는 눈, 8㎝의 짧은 몸통과 짧은 다리 등 외모 때문에 ‘세계에서 가장 못생긴 동물’이라는 수식어를 가지고 있기도 하다. 아프리카에 주로 서식하며 수명은 약 30년으로 일반 쥐에 비해 10배 더 오래 사는 것으로 알려져 있다.

미국 시카고 일리노이주립대학 연구진은 실험실에서 벌거숭이두더지쥐를 대상으로 실험을 실시했다. 산소가 아예 없는 상자와 산소 농도가 5%인 상자 안에 가두고 지켜본 결과, 무산소 상태에서는 18분, 저산소 상태에서는 5시간까지 생존한 것을 확인했다. 일반적으로 쥐과 동물은 산소가 없는 환경에서 20초 이상을 버티지 못했다.

무산소 상자에 들어간 벌거숭이두더지쥐의 몸에서 관찰된 첫 번째 반응은 심작 박동이 느려지는 것이었다. 1분당 200회였던 심장박동수가 50회로 뚝 떨어진 것. 18분이 지난 뒤 갑작스럽게 의식을 잃는 증상이 나타났지만 다시 산소를 공급하자 부작용 없이 완전히 회복되는 모습을 보였다.

또 다른 반응은 혈당 및 단백질의 변화였다. 산소가 결핍된 상황에 놓이자 벌거숭이두더지쥐 체내에서 ‘GLUT5’ 단백질 수치가 높아지는 것을 확인했다. 이 단백질은 세포 속에 과당을 가두는 역할을 한다. 산소가 없어지면서 에너지 생성이 어려워지면, GLUT5를 이용해 세포 안에 과당을 많이 저장하고, 이를 에너지로 이용했다.

연구를 이끈 토마스 파크 일리노이주립대학 교수는 "평상시에 에너지원으로 사용하던 포도당 대신 위 과정을 통해 체내에 과당을 축적한다"면서 "이렇게 축적한 과당을 이용해 뇌와 심장 등 생존과 직접적인 관계가 있는 조직에 에너지를 공급하는 것이 무산소 상태에서도 장시간 생존하는 비결"이라고 설명했다.

연구진은 이 동물이 산소가 없어지는 응급 상황에서 기존의 에너지 공급 방식을 전환하는 대체 방법을 가지고 있으며, 이를 연구하면 폐손상 등으로 산소공급이 중단됐을 때 뇌와 심장의 손상을 최대한 막을 수 있는 방법을 찾는데 도움이 될 것이라고 기대했다.

자세한 연구결과는 세계적인 과학저널 ‘사이언스 최신호에 실렸다.

송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr