나이 든 골수는 왜 지방을 만들까, 그리고 PEMF 생쥐 연구

뼈가 될까, 지방이 될까

뼈는 한 번 지으면 끝나는 구조물이 아닙니다. 조골세포가 새 뼈를 만들고 파골세포가 오래된 뼈를 녹이는 일이 평생 이어집니다. 새 조골세포의 공급원 중 하나가 골수 속 중간엽 줄기세포인데, 이 세포는 조골세포가 될 수도 있고 지방세포가 될 수도 있습니다. 뼈의 전체 구조는 골격에서 볼 수 있습니다.

2004년 학술지 Aging Cell에 실린 모어먼(Moerman) 등의 연구는 나이 든 골수의 줄기세포가 조골세포 쪽으로 가는 비율은 줄고 지방세포 쪽으로 가는 비율은 늘어난다고 보고했습니다. 뼈 형성을 이끄는 유전자(Runx2 등)의 발현은 줄고, 지방세포 분화를 이끄는 PPAR-γ2는 늘었습니다.

사람에게서도 비슷한 모습이 보입니다. 2001년 덴마크 연구진은 30~100세 건강한 성인 53명과 골다공증 환자 26명의 골반뼈 조직을 분석했습니다. 나이가 많을수록 골수에서 지방이 차지하는 비율이 늘고 해면뼈의 비율은 줄었으며, 두 값은 서로 반비례했습니다. 골다공증 환자는 같은 나이대보다 골수 지방이 더 많았습니다. 다만 이는 상관관계이며, 연구진도 그 기전은 밝혀지지 않았다고 적었습니다.

뼈 속의 감각신경

뼈 안에는 혈관뿐 아니라 신경도 들어 있습니다. 2013년 학술지 Nature에 실린 후쿠다(Fukuda) 등의 생쥐 연구는 신경세포가 만드는 Sema3A(세마포린 3A)라는 단백질이 뼈의 양을 유지하는 데 필요하다는 것을 보였습니다. 신경세포에서만 Sema3A를 없앤 생쥐는 뼈 속 감각신경이 줄고 뼈의 양도 적었습니다. 정상 생쥐에서 감각신경을 없애도 뼈의 양이 줄었습니다.

즉 생쥐에서는 감각신경이 단순히 통증을 전하는 통로가 아니라 뼈를 만드는 과정에 신호를 보내는 역할도 한다는 것입니다.

2025년 PEMF 연구는 무엇을 했나

PEMF(펄스 전자기장)는 짧게 끊어지는 자기장으로 조직 안에 약한 전류를 유도하는 기술입니다. 원리는 PEMF와 전신 진동에서 다룹니다. 2025년 Nature Communications에 실린 왕(Wang) 등의 연구는 생후 4개월(젊은)과 20개월(늙은) 수컷 생쥐에게 8Hz, 3.8mT의 PEMF를 하루 1시간씩 4주 동안 가했습니다.

• 늙은 생쥐에서는 넓적다리뼈 해면뼈의 부피 비율과 뼈 기둥 두께가 늘고, 뼈 형성 지표가 높아졌습니다. 젊은 생쥐에서는 이런 변화가 없었습니다.
• 골수 줄기세포에서 지방 분화 관련 유전자 발현이 줄었고, 뼈를 녹이는 파골세포에는 차이가 없었습니다.
• 유전자 조작으로 감각신경을 없앤 생쥐에서는 PEMF의 뼈 형성 효과가 사라졌습니다.
• PEMF를 받은 감각신경세포는 Sema3A를 더 많이 분비했고, 이 신호가 줄기세포의 Nrp1 수용체에 닿는 경로를 막으면 효과가 사라졌습니다.

정리하면, 이 생쥐 모델에서는 외부의 물리적 자극이 감각신경을 거쳐 줄기세포의 분화 방향과 연결됐다는 것이 핵심입니다.

이 연구가 말하지 않는 것

이 결과를 읽을 때 기억할 한계가 분명합니다. 대상은 수컷 생쥐뿐이었고, 주요 측정은 그룹당 5마리 규모였습니다. 한 가지 주파수와 세기를 4주 동안 시험했고, 젊은 생쥐에서는 변화가 없었습니다. 연구진도 생쥐 모델에서 관찰한 뼈 형성의 정도가 사람과 다를 수 있다고 적었습니다. 여성, 다른 자극 조건, 사람의 골밀도나 골절 위험에 대해서는 이 연구가 답하지 않습니다.

사람을 대상으로 한 PEMF 연구는 주로 잘 붙지 않는 골절에서 이뤄졌습니다. 2011년 코크란 리뷰는 무작위 시험 4건(125명)을 분석해, 전자기장 자극이 도움이 될 가능성은 있지만 근거가 결론을 내리기에 부족하다고 평가했습니다.

뼈 건강이 걱정된다면

• 골다공증이나 골절이 걱정된다면 먼저 골밀도 검사와 진료를 받고, 진단과 치료는 의사와 정합니다.
• 심박조율기, 이식형 제세동기, 인공와우 같은 이식형 전자기기를 쓰고 있다면 PEMF 기기를 사용하기 전에 반드시 의사와 상의합니다.
• 임신 중이거나 치료 중인 질환이 있다면 사용 전에 담당 의사에게 확인합니다.
• PEMF는 진단이나 치료를 대신하지 않습니다.

바히올로지와 Wave Motion

바히올로지의 Wave Motion은 주파수와 세기를 조절하는 PEMF와 저주파 파동·진동을 함께 전달하는 기기로, 바히올로지가 연구·개발하고 (주)휴라이트와 함께 만듭니다. 기기 소개는 네 가지 기술에서 볼 수 있습니다. 이 글은 연구 내용을 설명하며 특정한 효과를 약속하지 않습니다.