용인신문 | 최근 치매와 알츠하이머병 예방을 위해 "운동이 최고의 약"이라는 말이 상식처럼 받아들여지고 있다. 하지만 왜 운동이 뇌를 보호하는지는 오랫동안 풀리지 않은 수수께끼였다.

국내 연구진이 그 해답을 분자 수준에서 처음으로 규명했다. 운동이 단순히 혈액순환을 좋게 하거나 스트레스를 줄이는 데 그치는 것이 아니라, 노화한 뇌세포 안에 쌓인 '노화 스위치'를 제거해 뇌를 젊은 상태로 되돌리는 작동 원리를 밝혀낸 것이다.

서울대 수의과대학 한호재 교수 연구팀은 운동 과정에서 근육에서 분비되는 생리활성 물질인 '아펠린-13(Apelin-13)'이 뇌 신경세포의 노화를 억제하는 핵심 역할을 한다는 사실을 확인했다고 밝혔다. 연구 결과는 세계 최고 권위 학술지 네이처(Nature)에 게재됐다.

연구팀이 주목한 것은 운동 자체가 아니라 운동 후 몸에서 만들어지는 신호물질이었다.

운동을 하면 근육에서는 '마이오카인(Myokine)'이라는 다양한 생리활성 물질이 분비된다. 이 가운데 아펠린-13은 뇌 신경세포 내부의 자가포식(Autophagy) 시스템을 다시 작동시키는 역할을 하는 것으로 나타났다.

자가포식은 세포 안에서 망가진 단백질이나 노폐물을 분해해 제거하는 일종의 '세포 청소 시스템'이다. 나이가 들면 이 기능이 떨어지면서 각종 노화 단백질이 축적되고 세포 기능도 급격히 저하된다.

연구팀은 특히 뇌 노화 과정에서 GATA4라는 단백질이 비정상적으로 쌓이는 현상을 확인했다.

GATA4는 노화한 세포가 주변 세포까지 늙게 만드는 염증성 신호물질(SASP)을 대량 분비하도록 만드는 일종의 '노화 증폭기' 역할을 한다. 한 번 시작된 노화가 주변 신경세포로 연쇄적으로 퍼져 나가는 이유도 여기에 있었다.

하지만 운동 후 분비된 아펠린-13은 멈춰 있던 자가포식 시스템을 다시 가동해 GATA4를 제거했고, 결과적으로 노화 신호의 확산 자체를 차단했다.

다시 말해 운동은 단순히 뇌 기능을 일시적으로 높이는 것이 아니라, 노화를 일으키는 분자 자체를 없애 뇌세포를 보호하는 역할을 한다는 사실이 처음으로 확인된 것이다.

이번 연구가 특히 주목받는 이유는 치매 치료 전략 자체를 바꿀 가능성을 제시했기 때문이다.

현재 개발 중인 많은 노화 치료제는 이미 늙은 세포를 제거하는 '세놀리틱(Senolytic)' 방식에 집중돼 있다. 그러나 뇌는 손상된 신경세포가 거의 재생되지 않아 노화 세포를 무조건 제거하면 오히려 기능 저하를 초래할 위험이 있다는 지적이 꾸준히 제기돼 왔다.

연구팀은 이번 연구에서 노화 세포를 죽이지 않고 기능만 정상으로 회복시키는 '세노모픽(Senomorphic)' 접근법을 제시했다. 자가포식과 리소좀 기능을 회복시켜 신경세포를 다시 건강하게 만드는 방식이다.

실제로 동물실험과 인간 줄기세포 모델에서도 인지 기능 개선과 노화 억제 효과를 확인했으며, 관련 기술은 특허도 출원했다.

연구팀은 이번 성과가 알츠하이머병과 같은 퇴행성 뇌질환 예방은 물론, 고령자나 중증 환자처럼 충분한 운동이 어려운 사람에게도 운동 효과를 약물로 구현하는 '운동 모방 치료제(Exercise-mimetics)' 개발의 중요한 기반이 될 것으로 기대하고 있다.

운동의 효과는 오래전부터 알려져 있었지만, 이번 연구는 그 효과가 어디에서 시작되고 어떻게 뇌를 보호하는지를 분자 수준에서 입증했다는 점에서 의미가 크다. "운동하면 머리가 좋아진다"는 경험적 사실이 이제는 과학적 메커니즘으로 설명되는 시대가 열린 셈이다.