규칙적인 운동이 뇌 노폐물 배출 경로 강화 효과 입증.
서울대와 KAIST 공동 연구팀이 장기간의 규칙적인 운동이 뇌의 노폐물 배출 경로를 강화한다는 사실을 과학적으로 입증했다. 이번 연구는 운동이 치매 등 퇴행성 뇌질환 예방에 효과적인 이유를 명확히 설명하는 중요한 성과로 평가받고 있다.
최승홍 서울대 첨단융합학부 디지털헬스케어 주임교수와 김유겸 서울대 체육교육과 교수, 박성홍 KAIST 바이오 및 뇌공학과 교수 연구팀은 장기간의 규칙적 운동이 뇌 노폐물 배출 경로인 '글림파틱 시스템'과 '뇌막림프관'의 기능을 모두 강화한다는 사실을 확인했다고 15일 밝혔다.
그동안 의료계에서는 치매를 비롯한 퇴행성 뇌질환이나 인지기능 저하 예방을 위해 규칙적인 운동을 권장해왔지만, 정확히 어떤 기전을 통해 효과가 나타나는지에 대한 명확한 근거는 부족했다. 이번 연구는 이러한 임상적 의문에 대한 구체적인 답을 제시했다는 점에서 의미가 크다.
뇌의 '청소 시스템' 글림파틱과 뇌막림프관 기능 향상.
뇌의 글림파틱 시스템은 뇌 혈관 주위 공간을 통해 뇌척수액과 간질액을 교환하며 노폐물을 뇌 밖으로 배출하는 시스템이다. 이렇게 배출된 노폐물은 뇌막림프관을 거쳐 림프절로 이동해 최종적으로 몸 밖으로 내보내진다. 이 두 시스템이 원활하게 작동하지 않으면 아밀로이드 베타나 타우 단백질 같은 독성 물질이 뇌에 축적되어 알츠하이머병이나 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌질환 발병 위험이 높아진다.
연구팀은 건강한 성인들을 대상으로 12주 동안 주 3회 중강도 유산소 운동(실내자전거)을 실시한 후, 첨단 3T MRI 영상기법을 활용해 글림파틱 시스템과 뇌막림프 흐름의 변화를 정량적으로 측정했다. 그 결과, 장기 운동 그룹에서만 뇌척수액과 간질액 교환을 통한 글림파틱 흐름이 증가하고, 뇌막림프관의 크기와 흐름 지표가 유의미하게 향상되는 것을 확인했다.
"우리 연구진은 본 연구를 통해 꾸준한 운동 습관이 뇌 건강을 지키는 데 필수적이라는 점을 과학적으로 증명했다. 운동이 어떻게 뇌 건강을 향상시키는지에 대한 중요한 연구결과를 제시했다." - 최승홍 서울대 첨단융합학부 디지털헬스케어 주임교수
주목할 점은 단발성으로 운동한 그룹에서는 이러한 개선 효과가 뚜렷하게 나타나지 않았다는 점이다. 이는 뇌 건강 증진을 위해서는 일회성 운동보다 장기간에 걸친 꾸준한 운동 습관이 중요하다는 사실을 보여준다.
운동의 염증 감소 및 면역 반응 개선 효과도 확인.
연구팀은 장기간 꾸준히 운동한 그룹의 혈장 단백질 분석을 통해 추가적인 효과도 확인했다. 분석 결과, 염증성 단백질이 감소하고 효과적인 면역 반응과 관련된 인자가 증가한 것으로 나타났다. 이는 장기간의 유산소 운동이 뇌 염증을 완화하고 청소 기능을 향상시키는 기전적 근거로 해석된다.
운동을 통한 뇌 염증 감소와 면역 반응 개선은 퇴행성 뇌질환 예방에 있어 중요한 요소다. 알츠하이머병과 같은 퇴행성 뇌질환에서는 만성 염증이 질병의 진행을 가속화하는 것으로 알려져 있다. 따라서 규칙적인 운동을 통한 염증 감소 효과는 치매 예방에 있어 또 다른 중요한 메커니즘으로 작용할 수 있다.
최승홍 교수는 "본 연구에 사용된 글림파틱 시스템과 뇌막림프 흐름 MRI 기법을 통해 실시간으로 뇌 건강을 평가하는 데 도움을 줄 수 있다"고 덧붙였다. 이는 앞으로 운동 효과를 객관적으로 측정하고 개인 맞춤형 운동 처방을 개발하는 데 중요한 도구가 될 수 있음을 시사한다.
치매 예방을 위한 '운동 처방'의 과학적 근거 마련.
이번 연구 결과는 장기간 규칙적인 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 보여주어, 장기 운동 습관화가 향후 인지기능 저하 예방과 개선을 위한 중요한 전략이 될 것으로 기대된다.
연구팀의 발견은 특히 고령화 사회에서 치매 예방을 위한 구체적인 가이드라인을 제시할 수 있다는 점에서 의미가 크다. 주 3회, 중강도의 유산소 운동을 12주 이상 꾸준히 수행하는 것이 뇌 건강에 긍정적인 영향을 미친다는 이번 연구 결과는 노인 건강 증진 프로그램 개발에 중요한 과학적 근거를 제공한다.
이 연구 결과는 '장기간의 신체 운동이 인간의 글림파틱 시스템과 뇌막림프관 흐름을 촉진한다(Long-term physical exercise facilitates putative glymphatic and meningeal lymphatic vessel flow in humans)'는 제목으로 세계적 권위지인 네이처 커뮤니케이션즈에 지난 10일 게재됐다. 해당 연구는 국내 연구진이 이끈 뇌 건강 분야의 중요한 성과로, 국제 학계에서도 큰 주목을 받고 있다.