The effects of glycine on subjective daytime performance in partially sleep-restricted healthy volunteers (2012)

https://doi.org/10.3389/fneur.2012.00061

 

해당 논문은 글리신(glycine)이 부분적으로 수면이 제한된 건강한 성인에게 미치는 영향을 조사한 연구이다. 글리신은 비필수 아미노산으로, 수면의 질을 개선하는 데 효과가 있다는 점에서 주목받고 있다. 이 연구는 수면 제한 상태에서 글리신 섭취가 주간 피로와 졸림을 줄이고 수행 능력을 향상시킬 수 있는지를 분석하였다.

 

주요 내용 요약

• 피로 감소: 글리신을 섭취한 그룹에서 피로가 유의하게 감소했으며, 특히 첫 번째 수면 제한일에 그 효과가 두드러졌다.
• 주간 수행 능력 향상: 글리신을 섭취한 그룹은 반응 속도 테스트(심리운동 경계성 테스트)에서 위약 그룹보다 더 나은 성과를 보였다.
• 수면과 글리신의 관계: 글리신은 체온을 낮추고 말초 혈관을 확장시켜 수면의 질을 높이는 것으로 나타났다. 이는 글리신이 수면 중 체온을 감소시켜 깊은 수면을 유도하기 때문으로 보인다.

 

연구 방법

• 연구 디자인

  • 설계 유형: 무작위 단일 맹검 교차 시험(crossover trial)
  • 시험 기간: 3일간의 수면 제한 기간 후 7-14일 회복 기간을 갖고, 그 후 반대 조건으로 교차하여 시험 진행
  • 피험자 관리: 실험 전후로 생활 습관을 최대한 일정하게 유지하여 외부 변수를 줄임

• 대상자

  • 연령대: 30-61세 사이, 평균 연령 41.4세
  • 참여자 수: 총 10명 중 7명의 데이터가 최종 분석에 사용됨
    • 제외 기준: 1명은 개인적인 사유로 탈락, 나머지 2명은 실험 중 약물 복용으로 인해 데이터에서 제외
  • 건강 상태: 전원이 수면 장애가 없는 일반 성인, 피츠버그 수면의 질 지수(PSQI) 4.7점으로 정상적인 수면 상태
  • 참여 조건
    • 알코올, 비타민 B12, 멜라토닌 금지: 실험 기간 동안 수면에 영향을 미칠 수 있는 물질의 섭취 금지
    • 일정한 생활 패턴 유지: 수면을 제외한 모든 생활 습관을 동일하게 유지

• 수면 제한 조건

  • 수면 제한 설정
    • 3일 연속으로 평소보다 25% 적은 시간만 수면
    • 대상자들의 평소 수면 시간 평균: 7.3시간 → 제한 후 평균 수면 시간: 5.5시간
    • 제한 방법: 취침 시간을 늦추어 수면 시간을 제한하며, 일상 활동 시간 동안 낮잠 금지
  • 글리신 및 위약 섭취
    • 취침 30분 전에 글리신 3g 또는 동일한 맛의 위약 섭취
    • 각 조건에 대해 글리신과 위약을 서로 다른 시험 기간에 제공

• 측정 도구 및 방법

  • 피로 및 졸림 평가
    • 시각 아날로그 척도(VAS) 사용
      • 평가 시간: 오전 10시, 오후 2시, 오후 6시에 주관적인 피로 및 졸림을 평가
      • 피로 척도: 0(활력 넘침)에서 100(극심한 피로)까지, 숫자로 표현된 피로 수준 기록
      • 졸림 척도: 0(완전히 깨어 있음)에서 100(매우 졸림)까지, 숫자로 표현된 졸음 수준 기록
  • 피로 설문조사
    • Jikakusho Shirabe 설문지 사용
      • 설문 내용: 25개 항목으로 구성, 5개의 주요 요인(졸림, 불안정감, 불안감, 국소적 통증, 안구 피로) 포함
      • 평가 방식: 각 항목에 대해 1점(전혀 해당 없음)에서 5점(매우 해당)까지 응답
  • 수행 능력 테스트
    • 상용 성능 테스트 프로그램(Performance Test Program) 사용
      • 단순 반응 테스트: 화면에 나타나는 기호를 최대한 빠르게 클릭하는 과제(3분)
      • 심리운동 경계성 테스트(Psychomotor Vigilance Test, PVT): 목표 기호와 동일한 기호가 나타나면 반응(4분)
      • 기억 인식 테스트: 숫자나 알파벳이 화면에 나타나면 기억한 목표와 일치 여부를 선택(3분)
      • 수학 덧셈 테스트: 화면에 나타난 두 자리 숫자를 더한 결과 입력(제한 시간 내)

 

 

그래프 설명

1. VAS Fatigue Scores on Day 1: 피로 점수를 시간대별(10:00, 14:00, 18:00)로 비교하였다.

2. VAS Sleepiness Scores on Day 1: 졸림 점수를 시간대별(10:00, 14:00, 18:00)로 비교하였다. 글리신 섭취 후 피로 및 졸림 감소 경향을 볼 수 있다.

3. PVT Reaction Time: 심리운동 경계성 테스트(PVT)에서 반응 시간을 Day 1과 Day 3 기준으로 비교한 그래프이다. 글리신 섭취 그룹에서 더 빠른 반응 시간이 나타났다.

 

연구 결과

• 주관적 피로 및 졸림 변화

  • VAS 피로 점수
    • 1일차: 글리신 섭취 그룹에서 피로 점수가 위약 그룹에 비해 유의하게 낮았음 (p = 0.022)
      • 10시 평가: 글리신 그룹의 피로 점수가 평균적으로 33.6점, 위약 그룹은 48.3점
      • 14시 평가: 글리신 그룹의 피로 점수가 평균적으로 35.4점, 위약 그룹은 53.1점
    • 3일차: 두 그룹 간의 피로 점수 차이는 유의미하지 않음
  • VAS 졸림 점수
    • 1일차: 글리신 섭취 그룹에서 졸림 점수가 감소하는 경향이 있었으나 통계적으로 유의하지 않음 (p = 0.098)
      • 10시 평가: 글리신 그룹의 졸림 점수 평균 32.7점, 위약 그룹 48.1점
    • 3일차: 졸림 점수에서 두 그룹 간 유의미한 차이는 발견되지 않음
  • 피로 설문조사 결과
    • 졸림(요인 I), 불안정감(요인 II), 안구 피로(요인 V) 항목에서 글리신 섭취 시 점수가 낮아지는 경향을 보였으나 통계적으로 유의하지 않음

• 성능 테스트 결과

  • 심리운동 경계성 테스트(PVT)
    • 1일차: 글리신 섭취 그룹의 반응 시간이 위약 그룹보다 유의하게 빠름 (p = 0.003)
      • 반응 시간 개선: 글리신 그룹 평균 반응 시간 250ms, 위약 그룹 290ms
    • 3일차: 여전히 글리신 섭취 그룹의 반응 시간이 빠름 (p = 0.05)
      • 반응 시간 개선: 글리신 그룹 평균 반응 시간 245ms, 위약 그룹 275ms
    • 정확도: 정답률에서는 두 그룹 간 차이가 유의미하지 않음
  • 기타 성능 테스트
    • 단순 반응 테스트: 글리신 섭취 후 반응 시간이 약간 개선되었으나 유의미한 차이는 아님
    • 기억 인식 테스트: 글리신 섭취 그룹이 위약 그룹보다 약간 높은 점수를 기록했으나 통계적으로 유의미하지 않음
    • 수학 덧셈 테스트: 반응 시간과 정답률 모두에서 두 그룹 간 유의미한 차이 없음

• 생리적 지표 변화

  • 멜라토닌 농도
    • 혈중 멜라토닌: 글리신 섭취 후에도 혈중 멜라토닌 농도에는 유의미한 변화가 없었음
    • 결과 해석: 글리신은 멜라토닌 수치를 통한 수면 조절보다는 다른 경로로 수면의 질에 영향을 줄 가능성이 있음
  • SCN 내 신경 펩타이드 발현
    • 아르기닌 바소프레신(AVP) 및 혈관작용성 장 펩타이드(VIP) 발현이 글리신 섭취 후 증가
      • 발현 증가량: 글리신 섭취 후 AVP 4.2배, VIP 3.2배 증가
    • 결과 해석: 글리신이 SCN 내 특정 신경 펩타이드의 발현을 조절함으로써 간접적으로 수면과 각성 상태에 영향을 줄 수 있음을 시사

 

연구 결론

이 연구는 글리신이 수면 부족 상태에서 주간 피로를 감소시키고 인지 성능을 개선할 수 있는 효과를 보여준다. 특히, 글리신이 멜라토닌 농도에 직접적인 영향을 주지 않으면서도 특정 신경 펩타이드 발현을 조절하여 수면의 질을 높일 수 있다는 점에서 건강 관리에 유용할 수 있음을 시사한다.

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