치매 예방에 규칙적 운동이 좋다는 것은 요즘 모르는 사람이 없지만 왜 좋은지는 널리 알려지지 않고 있었다. 서울대 연구팀은 장기간 규칙적인 운동이 뇌 노폐물 배출 경로로 주목 받는 글림파틱(glymphatic) 시스템과 뇌막림프관(meningeal lymphatic vessels)의 기능을 모두 강화한다는 사실을 최근 확인했다.
서울대 최승홍 교수(첨단융합학부 디지털헬스케어 주임교수, 의과대학 교수)와 김유겸 교수(사범대 체육교육과), KAIST 박성홍 교수(바이오및뇌공학과) 연구팀은 건강한 성인을 대상으로 장기간 유산소 운동이 뇌의 글림파틱 시스템과 뇌막림프관 기능에 미치는 영향을 정량적으로 측정하고 기전을 설명할 수 있는 생체 단백질 변화를 함께 분석했다.
뇌 글림파틱 시스템은 뇌 혈관 주위 공간을 시작으로 뇌척수액(CSF)과 간질액(ISF) 교환 경로를 통해 노폐물을 청소하듯 뇌 밖으로 내보내는 시스템이며, 이때 뇌척수액 공간으로 배출된 노폐물은 뇌막림프관을 거쳐 림프절로 이동해 최종적으로 배출된다. 글림파틱 시스템과 뇌막림프 기능이 원활하지 않으면 아밀로이드 베타나 타우 단백질 등의 독성 물질이 뇌에 축적돼 알츠하이머병, 파킨슨병 등의 뇌 질환을 유발하기 쉬워진다.
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연구팀은 건강한 성인을 대상으로 12주 동안 주 3회 중강도 유산소 운동(매 회 30분씩 점진적으로 운동 강도 높여 실내자전거 타기)을 진행했을 때 3T MRI 영상기법들을 적용해 글림파틱 시스템과 뇌막림프 흐름을 정량적으로 측정했다. 그 결과 장기 운동 그룹에서만 뇌척수액과 간질액 교환 경로를 통한 글림파틱 흐름이 증가하고 뇌막 림프관의 크기와 흐름 지표 역시 유의미하게 높아지는 현상을 관찰했다.
단발성으로만 운동한 그룹에서는 이러한 개선 효과가 뚜렷하게 나타나지 않았으며, 장기간 꾸준히 운동한 군에서는 혈장 단백질 분석결과 염증성 단백질이 줄고 효과적인 면역 반응과 관련된 인자가 증가한 점은 장기간의 유산소 운동이 뇌 염증을 완화하고 청소 기능을 북돋워주는 기전적 근거로 꼽힌다. 연구진은 이 같은 결과를 통해 장기간 유산소 운동이 뇌 노폐물 제거 경로 활성화에 결정적으로 기여할 수 있다고 해석했다.
이번 결과는 장기간 규칙적 유산소 운동이 치매와 파킨슨병 등 퇴행성 뇌질환의 위험 요소를 줄이는 데 도움을 줄 수 있음을 시사한다. 약물에 의존하지 않고 비교적 안전한 방법으로 뇌 건강을 관리할 수 있다는 가능성을 보여줘 장기 운동 습관화가 향후 인지기능 저하 예방과 개선을 위한 중요한 전략이 될 수 있다.
최승홍 교수는 “우리 연구진은 본 연구를 통해 꾸준한 운동 습관이 뇌 건강을 지키는데 필수적이라는 점을 과학적으로 증명했으며 운동이 어떻게 뇌 건강을 향상 시키는지에 대한 중요한 연구결과를 제시했다”며 “본 연구에 사용된 글림파틱 시스템과 뇌막림프 흐름 MRI 기법을 통해 실시간으로 뇌 건강을 평가하는데 도움을 줄 수 있다”고 말했다. 연구결과는 세계적 권위지인 네이처 커뮤니케이션즈에 지난달 게재됐다.
