[생활과학] 치매 걸릴 확률 현저히 낮추려면 덜 앉고, 더 움직여라

[생활과학]  치매 걸릴 확률 현저히 낮추려면 덜 앉고, 더 움직여라

 

 

당신은 지금 앉아 계신가요? 그렇다면 당장 일어나서 몸을 움직이세요. 운동을 하면 몸이 건강해지고 기분이 좋아지며 뇌건강에 긍정적인 효과를 나타낸다는 사실은 잘 알려졌다. 활발한 신체 활동은 당연히 치매에 걸릴 확률도 낮아지게한다. 운동의 이와 같은 구체적인 효과들이 과연 어떻게 일어날까?
 
앉아서 무엇을 한다면 휴식 수준보다 에너지 소비를 실질적으로 증가시키지 않는다. 앉아 있는 것이 오래면 인지 저하 가능성을 높일까? 로스앤젤레스 남캘리포니아 대학의 David Raichlen과 동료들에 따르면 답은 '그렇다'이다. 9월 12일 JAMA에 발표된 논문에 연구자들은 49,841명의 사람들 중 하루 15시간 동안 활동하지 않은 그룹이 하루 평균 9시간 앉아 있는 그룹에 비해 7년 동안 치매 위험이 3배 증가했다고 보고했다 [그림 1].

"하루 종일 앉아 있으면 뇌를 포함한 신체의 거의 모든 생물학적 시스템이 악화된다."라고 오덴세에 있는 남부 덴마크 대학의 Borja del Pozo Cruz가 말한다. 이번 연구는 운동이 뇌에 도움이 된다는 것을 당연히 암시한다. 시카고 러시 대학교의 Kumar Rajan은 “노년기의 신체적, 인지적 건강을 위해서는 가능한 한 많이 움직이고 신체 활동에 참여하는 것이 매우 중요하다.”라고 말한다.


이전 연구에서 Raichlen과 다른 연구자들은 TV 시청과 같이 특별히 앉아서 생활하는 행동이 향후 치매의 위험을 높인다는 사실을 보고했다(Raichlen et al., 2022; Bakrania et al., 2018). 하지만 자신의 활동을 추적하기 위해 가속도계를 착용한 거의 1,300명의 여성을 대상으로 캘리포니아 대학교 샌디에이고 라호야 캠퍼스의 Steve Nguyen이 주도한 최근 연구에서는 그러한 연관성이 보고되지 않았다(Nguyen et al., 2023). 왜 이렇게 결과가 다른가?

신체 활동 데이터를 수집하여 자가 보고를 넘어서는 대규모 데이터 기반 연구를 수행하기 위해 제1저자인 Raichlen은 인지적으로 정상적인 영국 Biobank 참가자 60세 이상 49,841명의 가속도계 및 임상 데이터를 분석했다. 54%는 여성이었고 97%는 백인이었다. 참가자들은 3일에서 일주일 동안 하루 24시간 손목에 활동 추적기를 착용한 후 평균 7년 동안 추적 관찰하여 누가 여러 원인의 치매에 걸렸는지 확인했다. 414명이 치매에 걸렸다.

과학자들은 이전에 개발된 기계 학습 알고리즘을 사용하여 사람들이 앉아 있거나 활동적인 시기를 해독했다. 그들은 웨어러블 카메라를 착용하고 시간 일기를 기록한 152명의 영국 Biobank 참가자로부터 얻은 주석이 달린 가속도계 데이터를 기반으로 30초 동안의 착용을 활성 상태인지 여부를 식별하도록 알고리즘을 훈련했다(Walmsley et al., 2021).

JAMA에 발표된 새로운 연구에 따르면 사람들은 하루 평균 약 9시간 동안 앉아 있는 것으로 나타났다. 하루 12시간 앉아 있으면 치매 위험이 63% 증가하고, 15시간 앉아 있으면 치매 위험이 무려 3.2배나 높아진다.

시드니 뉴사우스웨일스 대학의 헨리 브로데이티(Henry Brodaty)는 “연구의 규모, 평균 추적 기간, 일반적인 인구통계학적 요인에 대해 공변하는 주의 깊은 통계 분석을 통해 이번 발견이 상당히 합리적이다”라고 Nguyen은 동의했다. “앉아 있는 행동이 많을수록 심혈관 질환의 위험이 높아지며, 이는 치매 위험도 높아진다.”라고 그는 말했다. 이 연구에서는 소파에서 벗어나 예리한 정신을 유지하는 데 도움이 되며 점점 더 많은 증거가 추가되고 있음을 시사한다(2022년 9월 뉴스).

그러면 운동이 정확히 어떻게 뇌를 보호할 수 있을까? 이 질문에 대해 매사추세츠 종합병원의 최세훈(Se Hoon Choi)이 이끄는 연구자들은 뇌 아밀로이드 침착의 영향으로부터 보호하는 것을 가리키는 분자 메커니즘을 제시했다. 9월 8일자 Neuron에 발표된 논문에서 과학자들은 운동 유발 호르몬인 아이리신(Irisin)이 성상교세포(astrocytes)의 인테그린(integrin) 수용체에 결합하여 시험관 내에서 가용성 Aβ를 감소시켜 Aβ를 자르는 효소인 네프릴리신(neprilysin)의 방출을 촉진한다고 보고했다.

아이리신(Irisin)이 무엇인가 짚고 넘어가자. 그리스 메신저 여신 'Iris'의 이름을 따서 명명된 아이리신은 운동할 때 근육에서 만들어지고 분비되는 '마이오카인(Myokine)'의 일종이다. 아이리신은 2012년 하버드의대 다나파버암연구소 Spiegelman에 의해 최초 보고되었다. 운동시 근육에서 단시간 내 생성되는 FNDC5 (fibronectin type III domain containing 5)가 쪼개져 혈중에 방출하는 호르몬으로 알려졌다.


새로운 논문에서 Spiegelman와 Choi는 Aβ 엔도펩티다제 네프릴리신(neprilysin)과 아이리신 호르몬이 관련되어 있다고 밝혔는데, 둘 다 아밀로이드증이 있는 마우스 모델에서 운동 후 뇌에서 증가한다(Maesako et al., 2012; Moore et al., 2016). 아이리신은 시냅스 및 기억력 결핍으로부터 쥐를 보호했다.

아이리신과 네프릴리신이 상호작용하는지 확인하기 위해 제1저자인 김은희와 동료들은 이전에 개발했던 APP Swedish, APP London 및 프레세닐린1 ΔE9 돌연변이를 보유한 인간 뉴런, 성상교세포, 희소돌기아교세포의 3차원 공동 배양을 사용했다. 이들 배양물은 다량의 Aβ와 과인산화된 타우를 생성한다. 3.5주령의 3차원 배양물을 아이리신으로 10일 동안 처리한 후 Kim은 영양 장애성 신경돌기가 더 적고, 배지에서 Aβ40, Aβ42 및 포스포타우(p-Tau)가 더 적게 측정되었으며, 용해성 네프릴리신이 2배나 많이 검출되었다고 보고한다.

임상에서 사용되는 혈관 확장제인 네프릴리신 억제제 사쿠비트릴(sacubitril)과 함께 치료하면 가용성 Aβ42 수준이 증가하여 이 효소가 아이리신의 아밀로이드 저하 능력에 중요하다는 것을 시사한다. 사쿠비트릴은 심부전 약물인 엔트레스토(Entresto)의 성분이며 환자의 혈장 Aβ42/40 비율을 변화시키는 것으로 나타났다.

성상교세포는 네프릴리신을 만들기 때문에 아이리신이 성상교세포가 효소를 내보내도록 유도할 수 있을까? 실제로 Kim이 인간 iPSC 유래 성상교세포에 아이리신을 적용하여 이러한 질문을 테스트했을 때 네프릴리신이 방출되었다. Kim은 3차원 배양에서 뼈와 지방 세포의 홍채 수용체인 인테그린 β5를 높게 발현하는 성상교세포를 발견했는데, 이는 호르몬이 이러한 뇌 세포에도 작용하는 방식일 수 있음을 시사한다(Kim et al., 2018).

배양에서 아이리신은 이 인테그린 수용체를 활성화시켰는데, 이는 하류 신호 전달 단백질의 인산화 증가로 입증된다. 억제제로 치료하거나 유전자를 녹아웃시켜 인테그린 β5를 차단하면 이리신이 가용성 Aβ42를 낮추고 네프릴리신 발현을 높이는 것을 방지할 수 있다.

저자에게 이러한 결과는 아이리신이 성상교세포의 인테그린 수용체와 결합하여 성상교세포를 교반하여 네프릴리신을 방출하고 Aβ를 분해한다는 것을 의미한다(그림2 참조). "이 아름다운 연구는 알츠하이머 실험 모델에서 아이리신의 신경 보호 메커니즘에 대한 통찰력을 더해준다."라고 캐나다 온타리오 주 퀸스 대학교의 Fernanda De Felice가 평가한다.


그림 2. 운동으로 Aβ 감소유도, 운동 호르몬인 Irisin(녹색 원)은 성상교세포의 인테그린 수용체 αV 및 β5에 결합하여 Aβ를 분해하는 네프릴리신(secNEP)의 분비로 정점에 이르는 신호 전달 계통을 촉발한다. Kim, et al., Neuron, 2023
아이리신이 발견된 이후 지난 십년간 논문에 보고된 결과에 따르면 아이리신의 혜택으로는 인슐린 저항성 개선 및 지방분해 촉진, 조골세포 분열 촉진, 신경세포 재생 증진 등 매우 다양하다. 흥미로운 것은 아이리신이 지구력 운동(endurance exercise)을 할 때 분비되어 파킨슨병 및 알츠하이머병 환자의 인지 기능을 개선하는 데 도움이 된다. 유전적으로 아이리신을 결손 시키는 경우 운동 및 노화, 알츠하이머병의 인지기능까지도 손상시키는 것으로 관찰된다. 이런 알츠하이머병 마우스 모델을 사용한 연구에서도 아이리신의 혜택은 비교적 명확하게 드러난다.

당신은 지금 앉아 계신가요? 그렇다면 지금 당장 일어나서 몸을 움직여 아이리신을 분비하세요. 

 

 

 

출처 : 히트뉴스(http://www.hitnews.co.kr)

 

 

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