서  울  대  사  람  들

퇴행성 뇌질환, 꾸준한 운동으로 관리한다 우리의 뇌는 청소 시스템을 갖고 있다. 글림파틱 시스템(glymphatic system)* 과 뇌수막 림프관(meningeal lymphatic vessels)**이다. 글림파틱 시스템은 뇌척수액이 혈관 주위 채널을 통해 뇌 간질액과 교환되며 뇌의 노폐물을 씻어낸다. 경로를 따라 이동한 노폐물은 뇌수막 림프관을 통해 림프절로 배출된다. 최근에는 글림파틱 기능이 저하되면 독성 단백질이 쌓여 알츠하이머병, 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌질환이 가속화될 수 있다는 연구가 보고되면서 글림파틱 시스템과 뇌수막 림프관 활성화가 뇌 건강 관리의 중요한 단서로 떠올랐다. 병원에서 치매를 포함한 퇴행성 뇌질환이나 인지기능 저하 예방을 위해 규칙적인 운동을 권장하는 것도 같은 맥락이다. 하지만 운동이 어떤 경로로 뇌 건강에 도움이 되는지 충분히 밝혀지지 않았다.
첨단융합학부 최승홍 교수, 체육교육과 김유겸 교수, 바이오 및 뇌공학과 박성홍 교수 공동연구팀은 실험을 통해 규칙적인 운동이 뇌의 청소 경로를 실제로 활성화할 수 있는지 확인하고자 했다. 연구진은 19세 이상 건강한 성인을 두 그룹으로 나눴다. 한 그룹은 단 한 번의 중강도 실내자전거 운동을, 다른 그룹은 12주 동안 주 3회, 매회 30분씩 점진적으로 운동 강도를 높이며 실내자전거를 타도록 했다. 각 그룹의 운동 전후에는 정맥 내 조영증강 T1 맵핑(dynamic T1 mapping), black-blood T1-weighted 영상, IR-ALADDIN 기법 등을 동원해 글림파틱 시스템 흐름, 뇌수막 림프관 크기와 흐름을 측정했다.
그 결과, 장기 운동 그룹에서는 조가비핵(putamen)을 포함한 뇌 기저핵 부위의 글림파틱 유입 흐름이 뚜렷하게 증가하고 뇌수막 림프관의 크기와 흐름이 운동하기 전보다 뚜렷하게 향상되었다. 혈액에서도 변화가 관찰됐다. 혈장 단백질 분석 결과, 장기 운동 후 염증성 단백질(S100A8A9, DEFA1A3, PSMA3)은 감소하고 효과적 면역 반응을 유도하는 단백질 (J-chain)이 증가한 것이다. 반면 단발성 운동 그룹에서는 큰 변화가 없었다.
운동이 뇌의 청소 체계를 활성화하고 뇌 노화를 늦추며 염증을 완화한다는 사실이 과학적으로 증명된 것이다. 최승홍 교수는 “운동이 뇌 건강을 향상하는 방식을 밝힌 중요한 연구 결과”라며 “연구에 사용한 글림파틱 시스템과 뇌수막 림프 흐름 MRI 기법은 실시간 뇌 건강 평가에도 도움이 될 수 있다”라고 말했다.

•   *글림파틱 시스템(glymphatic system): 신경교세포가 주도하여 뇌 조직 내 혈관 주위 공간을 따라 뇌척수액과 간질액을 교환하며 노폐물을 제거하는 청소 시스템이다.
• **뇌수막 림프관(meningeal lymphatic vessels): 뇌를 감싸는 막(뇌수막)에 있는 림프관. 뇌척수액과 노폐물을 림프절로 배출하는 역할을 한다.

- 『네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications, IF 14.7)』 게재 -