"장기간 운동이 뇌 노폐물 배출 돕는다"…서울대·KAIST 공동 연구로 입증

[글로벌대학팀 김선영 기자] 서울대학교와 KAIST 공동 연구팀이 장기간의 규칙적인 운동이 뇌 속 노폐물 배출 경로로 알려진 글림파틱 시스템과 뇌막림프관 기능을 동시에 강화한다는 사실을 과학적으로 입증했다. 연구는 서울대 첨단융합학부 디지털헬스케어 주임교수인 최승홍 교수(의과대학), 사범대학 체육교육과 김유겸 교수, KAIST 바이오및뇌공학과 박성홍 교수 연구팀이 공동 수행했다.

뇌에서 노폐물을 제거하는 주요 경로로 알려진 글림파틱 시스템은 뇌 혈관 주변 공간을 통해 뇌척수액과 간질액이 교환되며, 노폐물을 청소하듯 뇌 밖으로 배출하는 메커니즘이다. 이 배출된 물질은 뇌막림프관을 거쳐 림프절로 이동해 제거된다. 이 시스템이 제대로 작동하지 않으면 아밀로이드 베타나 타우 단백질 같은 독성 물질이 뇌에 축적돼 알츠하이머병, 파킨슨병 등 퇴행성 뇌질환의 위험이 높아진다.

이번 연구는 건강한 성인을 대상으로 주 3회, 12주간 중강도 유산소 운동(실내자전거)을 시행하고, 3T MRI 기법을 활용해 뇌의 글림파틱 및 뇌막림프 흐름을 정량적으로 분석했다. 실험 결과, 장기 운동 그룹에서만 뇌척수액과 간질액 사이의 교환 흐름이 증가했으며, 뇌막림프관의 크기와 흐름 역시 유의미하게 향상된 것으로 나타났다.

이와 함께 혈장 단백질 분석을 통해 운동을 지속한 그룹에서 염증성 단백질이 줄고, 효과적인 면역 반응과 관련된 단백질 지표가 상승한 것이 확인됐다. 단발성 운동 그룹에서는 이 같은 변화가 나타나지 않았다.

연구진은 이러한 결과가 규칙적인 운동이 뇌 내 청소 기능을 활성화시키고 염증 반응을 완화한다는 기전을 보여준다고 설명했다. 이를 통해 약물 외에도 비교적 안전한 방법으로 퇴행성 뇌질환을 예방하고 뇌 건강을 유지할 수 있는 과학적 근거를 제시한 셈이다.

최승홍 교수는 “우리 연구진은 본 연구를 통해 꾸준한 운동 습관이 뇌 건강을 지키는 데 필수적이라는 점을 과학적으로 증명하였다”며 “연구에 사용된 MRI 기반 글림파틱 시스템 및 뇌막림프 흐름 측정 기법은 실시간으로 뇌 건강을 평가하는 데도 기여할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

이번 연구결과는 ‘Long-term physical exercise facilitates putative glymphatic and meningeal lymphatic vessel flow in humans’라는 제목으로 4월 10일 세계적 학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 온라인 게재됐다.

김선영 기자 글로벌대학팀 globalu@beyondpost.co.kr