교대 근무 중 레드라이트(적색광) 노출이 수면 호르몬 멜라토닌에 미치는 영향에는 무엇이 있을까?

교대 근무자의 생체리듬은 쉽게 무너질 수 밖에 없는가?

교대 근무를 하는 사람들은 일반적인 주간 노동자들과는 전혀 다른 리듬 속에 살아간다.
밤에 일하고, 낮에 자야 하는 구조는 인간의 생물학적 설계와 충돌하며 다양한 문제를 일으킨다.
그중에서도 가장 심각한 것은 멜라토닌의 분비 장애다. 멜라토닌은 뇌의 송과선에서 분비되는 수면 유도 호르몬으로, 밤이 되어 어두워지면 자연스럽게 생성되며 졸음을 유도하고 신체를 회복 모드로 전환시킨다.

 

하지만 교대 근무자는 근무 시간에 인공조명 아래에서 오랜 시간을 보내야 하며, 이때 사용되는 대부분의 조명은 청색광(블루라이트) 중심의 LED나 형광등이다. 이 청색광은 멜라토닌 생성을 억제하고, 심지어 단 5분의 노출만으로도 멜라토닌 분비량을 급감시킬 수 있다. 이는 결국 교대 근무자가 퇴근 후 수면을 시도할 때 멜라토닌 수치가 낮아져 깊은 수면에 진입하지 못하거나, 수면 유지가 어려워지는 원인이 된다. 낮에 햇빛이 아닌 강한 조명 아래 노출된 상태로 잠들려고 하면, 뇌는 여전히 ‘낮’으로 인식하게 되고, 이에 따라 멜라토닌 분비는 더욱 억제된다.

즉, 교대 근무자의 수면 장애는 단순한 스트레스나 피로 때문만이 아니라, 조명 환경 자체가 수면 유도 호르몬을 근본적으로 방해하고 있다는 데 문제가 있다. 이 문제를 해결하기 위해 최근 주목받고 있는 것이 바로 ‘레드라이트’, 즉 적색광 노출이다. 적색광은 일반적인 인공조명과는 전혀 다른 파장을 지닌 빛으로, 멜라토닌 분비에 거의 영향을 주지 않거나 오히려 보완적 작용을 한다는 연구가 속속 발표되고 있다.

 

빛의 파장과 멜라토닌의 생리학적 반응 메커니즘이란?

 

사람의 눈은 단순히 사물을 보기 위한 도구가 아니라, 생체 리듬을 조율하는 중요한 센서 역할도 한다. 특히 눈의 망막에는 ‘광수용기’ 외에도 멜라놉신(melanopsin)이라는 단백질이 존재한다. 이 멜라놉신은 청색광, 특히 460~480nm 범위의 파장에 민감하게 반응하여, 이 신호를 뇌의 시교차상핵(SCN)으로 전달한다. 시교차상핵은 우리 몸의 ‘24시간 생체시계’를 조절하는 핵심 중추로, 이곳에서 멜라토닌 분비를 촉진하거나 억제하는 명령이 내려진다.

청색광에 노출되면 이 회로는 즉시 ‘지금은 낮’이라고 인식하게 되며, 멜라토닌 분비를 억제하고 코르티솔 분비를 높이는 반응이 일어난다. 문제는 이 반응이 자연광에만 한정되지 않고, LED 조명, 스마트폰, 모니터, 병원 조명 등 다양한 인공광에서도 동일하게 작동한다는 점이다. 교대 근무자가 근무 중 이런 환경에 장시간 노출되면, 퇴근 후 수면을 시도할 때에도 뇌는 여전히 ‘낮’ 상태에 머물러 있으며, 멜라토닌 분비가 늦어지고 수면 유도가 어려워진다.

반면 적색광은 620~750nm에 해당하는 장파장 빛으로, 멜라놉신 단백질의 반응을 거의 유도하지 않는다.
즉, 적색광은 시교차상핵에 자극을 주지 않으며, 뇌는 이 빛을 ‘수면 방해 자극’으로 인식하지 않는다.
이에 따라 멜라토닌 분비가 억제되지 않고 자연스럽게 유지된다.
일부 연구에서는 적색광 노출이 오히려 멜라토닌 분비 리듬을 정돈시키고, 생체시계를 앞당기거나 지연시키는 기능을 보완할 수 있다는 결과도 나타났다. 이러한 이유로 적색광은 교대 근무자의 수면 환경을 설계할 때, 적극적으로 고려되어야 할 빛의 형태로 떠오르고 있다.

 

레드라이트가 수면 리듬을 회복시키는 생체 반응은?

적색광이 수면 리듬에 긍정적인 영향을 주는 이유는 단순히 멜라토닌 분비에 영향을 주지 않는다는 점에서 그치지 않는다. 실제로 적색광은 자율신경계의 부교감 신경을 자극하고, 뇌파를 안정시키며, 심박수와 호흡을 낮추는 작용을 함께 동반한다. 특히 630~660nm 파장의 적색광은 세포 내 미토콘드리아의 기능을 촉진하여 에너지 대사를 안정화시키는 효과가 있어, 피로 회복과 심리적 안정에도 도움을 준다.

교대 근무자는 일반적으로 뇌가 과도하게 각성된 상태에서 퇴근을 하게 된다. 이 각성 상태는 스마트폰 사용, 조명 노출, 카페인 섭취 등과 맞물려 쉽게 진정되지 않는다. 적색광 노출은 이 각성된 상태를 빠르게 진정시키는 데 중요한 역할을 한다. 특히 퇴근 후 적색광 조명을 20~30분간 노출시키면, 심박수가 낮아지고, EEG(뇌파 검사) 상에서 알파파가 증가하는 양상이 관찰된다. 알파파는 이완 상태에서 나타나는 뇌파로, 수면 전 전두엽 안정화와 관련이 있다.

이러한 반응은 단순한 기분 효과가 아닌, 생리학적 반응으로 확인되었다. 실제로 적색광을 수면 전에 노출시킨 집단은 그렇지 않은 집단보다 수면에 진입하는 시간이 짧았고, 깊은 수면(Non-REM Stage 3)으로 진입하는 비율도 높았다. 또 다른 연구에서는 운동선수를 대상으로 2주간 적색광 노출을 시행했을 때, 수면의 질과 낮 시간대 집중력이 함께 향상되었다는 결과도 보고되었다. 이는 교대 근무자에게 적용했을 때, 단순히 잠을 더 오래 자는 것을 넘어서 더 깊고 회복력 높은 수면을 유도하는 전략이 될 수 있음을 시사한다.

 

교대 근무 환경에서 적색광을 활용하는 실제 방법에 대해서 알아보자.

 

교대 근무자들은 대부분 조명을 자유롭게 선택할 수 없는 환경에서 근무한다. 병원, 공장, 편의점, 물류센터 등은 모두 기본적으로 청색광 기반의 강한 조명을 사용한다. 따라서 적색광을 수면 환경에만 활용하는 방식으로 전략을 수립하는 것이 현실적이다. 특히 퇴근 후 수면 전에 적색광을 노출시키는 것이 가장 핵심적인 활용 방식이다.

적색광 조명은 일반적으로 630~660nm의 파장을 가진 LED 램프 형태로 판매되며, 가격도 저렴하고 설치도 간단하다. 교대 근무자는 퇴근 후 방 안의 일반 조명을 끄고, 적색광만을 켠 상태에서 가벼운 스트레칭이나 샤워, 독서 등을 2030분간 진행하는 방식으로 루틴을 만들 수 있다. 이때 스마트폰이나 TV 시청은 가능한 줄이는 것이 좋다. 또한 적색광은 천장 조명보다는 책상 스탠드 형태나 벽면 반사광 형태로 사용하는 것이 눈의 피로도를 줄이면서도 효과적이다.

실내 적색광 노출 후 침실은 최대한 어둡게 유지하며, 수면 중에는 간접적인 적색 무드등을 사용할 수 있다. 단, 적색광은 낮에도 사용할 수 있는데, 이는 특히 야간 근무를 시작하기 전 ‘서서히 멜라토닌 분비를 억제하지 않고 각성도를 높이는 방식’으로 활용된다. 예를 들어, 야간 근무 직전 준비 시간에 흰색 조명 대신 적색광 조명 하에서 스트레칭을 하거나 식사를 한다면, 교감신경을 무리하게 자극하지 않으면서도 깨어 있는 상태를 유지할 수 있다.

적색광을 일상 속에 적극적으로 도입하는 것은 단순히 수면의 질을 높이는 것을 넘어서, 교대 근무로 인해 왜곡된 생체 리듬을 회복시키는 가장 간편하면서도 과학적인 방법 중 하나로 자리잡고 있다. 무엇보다도 약물에 의존하지 않고, 부작용 없이 체내 호르몬을 자연스럽게 조율할 수 있다는 점에서, 적색광은 교대 근무자에게 매우 유망한 회복 도구로 평가받고 있다.