운동이 인지기능을 향상시킬 수 있다는 것은 그 동안 수많은 연구들을 통해 입증되어 왔으나 관련된 메커니즘은 아직 불확실한 상황이었다. 그런 와중에 이번에 Cell Metabolism 저널에 발표된 연구 결과는 달리기 등의 운동이 학습과 기억 능력을 어떻게 향상시키는지를 새롭게 밝혀내려 한 첫 시도라고 볼 수 있다.

이번 연구의 선임연구원이자 미국 국립보건원(National Institutes of Health, NIH) 내의 국립노화협회(National Institute on Aging, NIA) 소속 신경학자인 Henriette van Praag와 연구진들은, 쥐 실험을 통해서 달리기 등이 cathepsin B라고 하는 단백질의 수치를 증가시킨다는 것을 밝혀내었다. 이 단백질은 뇌세포 성장을 촉진하고 쥐의 길 찾기 능력 등 기억력을 향상시키는 역할을 수행하는 것으로 알려져 있으며, 이에 따라 근육세포에서 분비되어 뇌로 운반되는 수많은 단백질들 중 cathepsin B의 역할에 초점을 맞추어 실험이 진행되었다.

실험실 결과 상으로, 근육세포들을 운동효과를 내는 다양한 물질에 노출시켜 보았을 때 cathepsin B가 가장 많이 분비되는 단백질임을 알 수 있었으며, 이 단백질을 뇌세포에 적용시키자 이들이 뇌세포 발달과 성장, 즉 neurogenesis에 관여하는 분자들의 생산을 촉진시킨다는 것까지 확인할 수 있었다.

동물실험으로 넘어가서, 쥐를 두 그룹으로 나누어 한 그룹은 운동과 무관하게 cathepsin B를 생산할 수 없는 쥐들로, 다른 그룹은 정상적으로 단백질을 생산해내는 쥐들로 모아놓고 1주일간 매일매일 Morris water maze 테스트도 진행하였다. 이는 양쪽 그룹의 쥐 모두에게 작은 수영장 안에 있는 플랫폼의 위치를 얼마나 잘 찾아낼 수 있는지를 알아보는 것이었다.

정상 쥐들은 회로를 몇 일간 돌아다니자 플랫폼의 위치를 바로 익혔으나 cathepsin B를 생산해 낼 수 없는 쥐들은 이를 기억해 내지 못하였다.

연구진들은 cathepsin B가 쥐, 붉은털 원숭이, 인간 이렇게 3개의 종에 한해, 운동으로 인해 혈중 cathepsin B의 농도가 상향 조정된다는 것 또한 밝혀내었다. 4개월 이상 꾸준히 운동하는 인간의 경우 좀 더 복잡한 부분도 더 잘 기억해낸다는 것과, 이러한 결과들이 모두 cathepsin B 농도와 연관되어 있음을 추가 언급하기도 하였다.

연구진들은 이제, 어떻게 cathepsin B가 혈액뇌관문을 통과하는지는 물론, 어떠한 기전으로 단백질이 neurogenesis를 촉진하고 기억력을 향상시키는지를 더 잘 이해할 수 있는 자료를 찾기 위한 연구를 계획하고 있다. 한편, van Praag는 이번 발견이 건강한 생활방식의 중요성도 강조하고 있는 것이라고 밝히면서, 장시간의 운동 요법을 유지하면 유지할수록 인지 능력에 더욱 더 상당한 변화가 있을 수 있다고 말했다.


출처 : Medical News Today