운동과 회복을 위한 메틸렌 블루: 실제로 무엇을 측정했는가

2022년 3월, 한 엘리트 마라톤 선수가 메틸렌 블루 로젠지에 대한 협찬 홍보 게시물을 올렸다. 그는 이 제품이 "집중력, 지구력, 수면 개선에 도움이 될 수 있다"고 말하며 고강도 훈련 전에 사용한다고 밝혔다. 같은 주, 전국 단위 언론에 인용된 의사들은 이보다 넓은 유행을 인플루언서들이 어항 세정제를 섭취하는 현상으로 묘사했다. 어느 쪽도 달리기를 하는 사람이 실제로 궁금해하는 질문에는 답하지 못한다.

사람에게 메틸렌 블루를 투여하고 얼마나 멀리, 얼마나 빨리 달렸는지, 또는 얼마나 잘 회복했는지를 측정한 적이 있는가? 이 글을 위해 검색했지만 운동 수행 능력이나 회복을 결과 지표로 삼은 인체 대조연구는 단 한 건도 찾지 못했다. 인용 문헌을 따라가면 동물 세 종, 여러 실험실 시료, 그리고 메틸렌 블루가 아닌 화합물 하나가 나온다.

지구력, 회복, 작용 기전은 서로 다른 주장이다

지표는 수행 능력과 반대 방향으로 변할 수도 있고, 수행 능력이 전혀 달라지지 않아도 변할 수 있다. 이는 사소한 기술적 문제가 아니다. 메틸렌 블루와 운동에 관해 가장 많이 인용되는 연구에서 나타난 양상이 바로 이것이다.

개 연구에는 다른 염료가 사용되었다

메틸렌 블루와 운동에 관해 가장 자주 인용되는 논문은 Imai와 동료들의 1986년 의식이 있는 개 대상 트레드밀 연구다. 이 연구는 운동 중 심박출량 증가가 조직의 산화환원 상태에 의존하는지를 시험했으며, 연구 방법에 "뉴 메틸렌 블루 4 mg/kg 3,7-bis(ethylamino)-2,8-dimethylphenazothonium chloride, Eastman Kodak Company"로 기술된 물질을 사용했다. 뉴 메틸렌 블루는 별개의 티아진 염료다. 메틸렌 블루에 디메틸아미노기 두 개가 있는 자리에 에틸아미노기 두 개가 있으며, 망상적혈구 염색제로 가장 잘 알려져 있다. 이 물질로 얻은 결과는 메틸렌 블루로 얻은 결과가 아니다.

그럼에도 이 연구는 중요하다. 지표와 생리적 반응이 서로 별개로 변할 수 있음을 가장 명확하게 보여주기 때문이다. 개들은 경사도 6퍼센트에서 먼저 2.5 mph, 이어서 5.0 mph로 각각 20분씩 두 단계에 걸쳐 달렸다. 두 군 모두에서 운동으로 심박출량이 두 배가 되었고 전신 산소 소비량은 세 배에서 네 배로 증가했다. 생리식염수군의 동맥혈 젖산 대 피루브산 비율은 6.0에서 9.97로 상승했다. 처치군에서는 상승하지 않았다.

어떤 기능적 측정치에서도 군 간 차이는 없었다. 심박수, 동맥압, 좌심실 수축력, 혈장 카테콜아민은 두 군에서 동일하게 증가했으며, 심박출량과 전신 산소 소비량의 관계도 통계적으로 구별되지 않았다. 저자들은 이 비율의 변화가 "경도에서 중등도 운동 중 발생하는 순환계 자극과 인과적으로 관련되지 않는다"고 결론 내렸다.

이 비율의 의미는 겉보기보다 제한적이다. 피루브산이 리터당 0.14에서 0.38 mmol로 증가했기 때문에 비율이 낮아졌으며, 젖산도 리터당 1.05에서 2.85 mmol로 증가했다. 휴식 상태에서 염료를 투여받은 개에서는 산소 소비량이 약간 증가하고 동맥혈 pH가 상승했으며 이산화탄소는 감소했다. 저자들은 이러한 변화를 미토콘드리아 탈결합제인 2,4-디니트로페놀의 변화와 "유사하다"고 표현했다. 속도는 실험 계획에 따라 고정되어 있었으므로 어떤 개도 탈진할 때까지 달리지 않았다.

쥐의 수영 연구와 투여량

동물의 수행 능력에 관한 가장 뚜렷한 결과는 Frontiers in Behavioral Neuroscience에 실린 Peng과 동료들의 2025년 실험이다. 쥐들은 꼬리에 체중의 3퍼센트에 해당하는 무게를 매달고 10일 연속으로 매일 밤 최소 두 시간씩, 점수화된 탈진 종료 기준에 도달할 때까지 수영했다. 매번 운동이 끝난 뒤 한 군에는 메틸렌 블루를 비강으로 투여했고, 다른 군에는 같은 방식으로 생리식염수를 투여했다. 처치받은 쥐들은 탈진 기준에 도달하기 전까지 더 오래 수영했고, 다음 날 개방장 검사에서 더 많이 움직였으며, 불안 유사 행동이 적었다. 해마와 선조체에서는 신경세포 소실, 수초 손상, 미토콘드리아 분절도 더 적었다.

이 연구를 소개할 때 투여량은 흔히 빠진다. 1퍼센트 용액은 10 mg/mL다. 각 콧구멍에 10마이크로리터씩 투여했으므로 총량은 약 20마이크로리터, 즉 매회 쥐 한 마리당 0.2 mg이었다. 비강 투여는 후각 및 삼차신경 경로를 통해 뇌에 도달하도록 선택한 방식이다. 저자들은 이 연구가 "뇌와 혈장에서 산화 반응, 염증 또는 호르몬 수치를 측정하지 않았다"고 밝혔다. 이들이 권고한 다음 단계는 "운동 전 MB 보충의 종합적인 영향"을 연구하는 것이다.

달리기를 하는 사람이 시험해 보고 싶어 할 내용은 바로 그것이다. 이 실험에서는 손상을 제한하기 위해 운동이 끝난 뒤 화합물을 투여했다. 탈진한 쥐 모델에서 다음 날 더 오래 수영했다는 것은 회복에 관한 결과이지, 훈련된 사람이 운동 전에 투여했을 때의 결과가 아니다.

"지구력"이라는 표현은 어디에서 나왔는가

지구력 향상을 보여준 것으로 흔히 소개되는 생쥐 연구는 Neuroscience Research에 실린 Gureev와 동료들의 2016년 연구다. 생쥐들은 60일 동안 하루 15 mg/kg의 메틸렌 블루가 포함된 물을 마셨다. 여기서 "신체 지구력"은 줄 또는 수평 막대를 이용하는 검사로, 악력, 운동 협응, 균형을 함께 점수화한 것이다. 처치받지 않은 중년 생쥐의 점수는 1.17이었고, 처치받은 생쥐는 성체 수준에 가까운 2.23이었다. 성체 생쥐에서는 어떤 항목도 개선되지 않았다.

휴식 시 산소 소비량은 약 15퍼센트 증가했다. 뇌 미토콘드리아의 과산화수소 생성량은 단백질 1밀리그램당 분당 94.9에서 176.7 pmol로 증가했다. 미토콘드리아 DNA는 2.3배 증가했다. 이는 노화하는 동물에서 미토콘드리아 교체가 증가하고, 이를 유도하는 산화 신호 전달이 나타났다는 뜻이다. 건강한 운동선수가 더 빨라질 것이라는 입증은 아니다.

세포 실험과 그 한계

Louters와 동료들은 2005년 메틸렌 블루가 L929 섬유아세포에서 GLUT1을 통한 포도당 수송을 활성화하며, 50마이크로몰 농도에서 최대 800퍼센트까지 증가시킨다고 보고했다. 2008년 후속 연구에서는 메틸-베타-사이클로덱스트린이 메틸렌 블루에 직접 결합해 이 효과를 차단한다는 사실을 보여주었다. 이는 세포주에 관한 결과이며, 골격근에서는 입증된 적이 없다.

작용 기전 자체도 논쟁 중이다

Tretter와 동료들이 2014년에 분리한 기니피그 뇌 미토콘드리아를 연구한 결과, 100나노몰에서 1마이크로몰 농도의 메틸렌 블루는 휴식 시 산소 소비량을 증가시켰고, 복합체 I 또는 복합체 III가 억제되었을 때 막전위와 ATP 생성을 회복시켰으며, 과산화수소 생성을 증가시켰다. 중요한 점은 시험한 "어떤 기질에서도 ADP로 자극한 호흡은 MB의 영향을 받지 않았다"는 것이다. 운동 관련 주장의 근거가 되는 최대 결합 호흡은 증가하지 않았다.

Gureev와 동료들의 2019년 후속 연구에서는 앞서 생쥐 연구 결과를 발표한 같은 연구실이 메틸렌 블루가 생쥐 뇌 미토콘드리아에서 "안티마이신에 의해 억제된 막전위와 호흡을 회복시키지 못한다"는 사실을 발견했다. 또한 전자 수용체는 그보다 더 하류에 있는 것이 아니라 복합체 III의 Qo 부위라고 결론 내렸다. 염료가 막힌 호흡 사슬을 우회해 전자를 전달한다는 단순한 설명은 모든 실험 시료에서 성립하지 않는다.

이러한 결과가 사람에게 효과가 있을 가능성을 배제하는 것은 아니다. 다만 그럴듯한 미토콘드리아 화학 반응을 실제 결과처럼 취급하는, 기전만을 근거로 한 주장에는 기전 자체에도 문제가 있다는 뜻이다.

인체시험이 해결해야 할 두 가지 설계 문제

메틸렌 블루는 눈가림이 어렵다. 소변을 청록색으로 바꾸며, 사람들은 이를 알아차린다. 2017년 양극성 장애 교차시험에서는 이를 직접 밝혔다. "메틸렌 블루가 소변 색을 바꾸므로 전통적인 위약을 사용할 수 없어 이 설계를 선택했다." 이 시험은 약리적으로 비활성인 알약과 비교하는 대신 저용량과 고용량을 비교했다.

운동 연구에서는 이 문제가 거의 어떤 다른 분야보다도 심각하다. 자각 운동 강도와 타임 트라이얼 수행 능력이 기대에 크게 반응하기 때문이다. 참여자의 눈가림이 불가능한 시험은 약물만큼이나 믿음을 측정한 셈이다.

문헌에 기록된 해결책은 있다. 건강한 성인 26명을 대상으로 한 2016년 무작위 배정 영상 연구에서는 동일한 불투명 캡슐에 USP 등급 메틸렌 블루 280 mg, 약 4 mg/kg, 또는 FD&C 청색 2호 식용색소를 넣은 위약을 투여했다. 참여자들에게는 투여 전에 소변을 보되 이후에는 보지 않도록 요청했다. 이는 "소변 착색으로 인해 눈가림이 깨지는 것을 방지하기 위해서"였다.

두 번째 문제는 투여량과 경로다. 경구 투여한 메틸렌 블루는 일부가 소변으로 배설되며, 경구 투여 후 뇌 노출량은 정맥 투여 후의 대략 절반이다. Gureev 연구진도 Peter와 동료들의 약동학 연구를 인용하며 이 점을 언급한다. 쥐의 비강 투여 결과를 캡슐에 그대로 적용할 수는 없다. 발표된 인체 연구의 투여량 범위는 0.5에서 4 mg/kg이며, 2016년 영상 연구는 10 mg/kg를 넘으면 반대 효과가 나타난다고 언급했다.

인체 연구는 다른 것을 측정했다

이 주제를 소개할 때 두 건의 인체 대조실험이 등장하지만, 어느 쪽도 운동을 측정하지 않았다. 2016년 영상 연구에서 지속적 주의력 과제의 반응 시간에는 약물과 시간 간의 유의한 상호작용이 없었다. 위약군은 230에서 220밀리초로, 메틸렌 블루군은 230에서 230밀리초로 나타났으며, P = .43이었다. 건강한 여성 8명을 대상으로 한 2023년 정맥 투여 연구에서는 뇌혈류와 뇌 산소 대사율이 모두 증가하지 않고 감소했다. 에너지와 피로에 관한 근거 가이드에서 두 연구를 모두 다룬다.

그래도 사용해 보기로 결정한다면

자기실험으로 유효성을 입증할 수는 없지만, 스스로를 속이지 않을 만큼 충분히 기록할 수는 있다. 제품과 로트, 투여 경로, 훈련 전 사용 시점, 거리나 부하를 포함한 정확한 운동 내용, 숫자 척도로 기록한 자각 운동 강도, 수면, 카페인과 복용 약물, 다음 날의 근육통, 그리고 48시간 뒤 같은 유형의 운동에서의 수행 능력을 기록하라. 그런 다음 사용하지 않은 상태에서 같은 운동을 반복하라.

한 사람이 변수 하나를 추적하는 것만으로는 약물 효과를 체력, 동기, 날씨, 훈련에서 흔히 발생하는 변동과 분리할 수 없다. 가장 오해를 일으키기 쉬운 부분은 주관적인 경험이다.

메틸렌 블루에는 수행 능력과 무관한 위험도 있다. 모노아민 산화효소 A를 억제하므로 처방 항우울제와 기타 세로토닌성 약물과의 상호작용 문제가 있으며, 용혈성 빈혈 위험 때문에 G6PD 결핍에서는 금기다. 안전성 가이드에서 두 가지를 모두 다루며, 약물 상호작용 가이드는 약물 관련 질문을 계열별로 정리한다. 도핑 방지 규정이 적용되는 대회에 참가한다면 판매업체의 주장을 믿기보다 규정을 확인하라.

위의 모든 연구에서 물질 자체도 변수다

여기에 설명된 모든 투여량은 명확히 지정된 화합물의 측정된 양이었다. 검증되지 않은 판매자의 병에 든 제품은 그렇지 않다. USP 모노그래프 준수 여부는 구매자가 확인할 수 있는 기준이다. 이를 준수하지 않는 물질은 섬유용 등급일 가능성이 높으며, 의약품 규격이 제한하는 수준의 Azure B 같은 유기 불순물, 잔류 용매, 중금속을 포함할 수 있다. USP 표기가 입증하는 것과 입증하지 않는 것에서는 등급을 다루며, 불순물 시험 방법에서는 시험실이 무엇을 검사하는지 다룬다.

제품이 제3자 시험을 거쳤다고 설명하는 판매자의 대부분은 중금속만 검사한 뒤, 그 단일 검사 항목군이 전체 규격을 충족한 것처럼 제시한다. Blupreme는 확인시험, 순도, 유기 불순물, 잔류 용매, 원소 불순물, 강열잔분, 미생물 한도, 세균 내독소를 포함한 전체 USP 규격을 시험한다. 모든 로트는 시험성적서와 함께 출고되며, 이를 올바르게 읽으려면 로트 번호와 시험실을 손에 든 병의 정보와 대조해야 한다.

결론

메틸렌 블루가 지구력, 속도, 근력 또는 회복에 미치는 영향을 측정한 인체 대조연구는 없다. 젖산에 대한 효과의 근거로 인용되는 개 연구는 다른 염료를 사용했으며 수행 능력의 차이를 발견하지 못했다. 쥐의 수영 연구는 운동 후 비강으로 0.2 mg을 투여했다. "지구력"이라는 표현의 근거가 된 생쥐 연구는 노화하는 동물에서 악력과 협응 능력을 검사했으며, 작용 기전은 미토콘드리아 관련 문헌에서 논쟁 중이다.

남아 있는 것은 그럴듯한 작용 기전, 소규모 동물 연구 결과들, 해결책이 문헌에 기록된 연구 설계 문제 하나, 그리고 인체 수행 능력 데이터의 부재다. 인체 유익성 근거 검토에서는 운동 관련 주장을 다른 인체 연구 문헌과 함께 살펴보며, 연구 자료실에서는 각 주장의 근거가 된 연구를 찾아볼 수 있다.

어떤 목표를 위해 훈련하고 있다면, 가장 강력한 근거가 뒷받침하는 변수는 훈련 자체다.