How do strong muscles keep your brain healthy?

강한 근육이 뇌를 건강하게 만든다

뇌와 근육은 ‘분자 언어’로 활발하게 소통한다. 운동으로 근육을 단련시키면 뇌도 더 건강해질 수 있다.

우리는 근육이 우리의 지적 능력과 별개로 존재한다고 생각하는 일이 많았다. 아니면 심지어 근육이 지적 능력과 대립하며 거기서 자원을 빼앗는다고 생각하기도 했다. 그러나 실제로 우리 뇌와 근육은 서로 끊임없이 소통하며 전기화학적 신호를 주고받는다. 실질적으로 평생 우리의 뇌 건강은 근육을 계속해서 움직이는 것에 달려있다.

골격근은 우리 몸을 움직이는 데 사용하는 근육이며 인체에서 가장 큰 기관이다. 골격근은 또한 내분비조직이기도 하다. 다시 말해서 골격근은 인체의 다른 부분으로 가서 명령을 전달하는 ‘신호전달 분자(signaling molecule)’를 내보낸다. 이렇게 골격근에서 분비되어 뇌를 비롯한 다른 조직에 메시지를 전달하는 단백질 분자를 ‘마이오카인(myokine)’이라고 부른다.

마이오카인은 근육이 수축하거나 새로운 세포를 만드는 등의 대사 활동을 할 때 혈류로 분비된다. 마이오카인은 뇌에 도달하면 그곳에서도 생리반응과 대사반응을 조절한다. 따라서 마이오카인에는 인지, 기분, 감정적인 행동에 영향을 미치는 능력이 있다. 운동을 하면 과학자들이 뇌와 근육 간의 ‘교차 대화(cross talk)’라고 부르는 상호작용을 더 자극하게 되며 마이오카인 메신저는 뇌에서 어떤 유익한 반응들을 결정하는 데 도움을 준다. 그러한 반응에는 학습과 기억력을 증진시키는 새로운 뉴런 형성과 시냅스 가소성 증가 등이 있다.

따라서 강한 근육은 뇌 기능을 건강하게 유지하는 데 필수적이다.

젊은 근육에서는 운동을 조금만 하더라도 근육이 성장하도록 지시하는 분자 과정이 촉발된다. 근육 섬유는 긴장과 압박으로 손상을 입은 후 함께 융합하고 크기와 질량이 커지면서 스스로 회복한다. 근육은 그렇게 작은 문제가 생길 때마다 재생되고 회춘하고 재성장하며 살아남으면서 더 강해진다. 그러다가 우리가 나이를 먹으면 운동에 의해 전달되는 신호가 훨씬 약해진다. 그로 인해 나이가 많을수록 근육량을 늘리고 유지하기가 훨씬 어렵다. 하지만 불가능한 것은 아니다. 나이가 많아도 근육량을 늘리는 것이 가능하며 그렇게 근육을 관리하는 것은 뇌를 지탱하는 데 매우 중요하다.

고강도 운동이 아니라 적당한 운동만 해도 노인의 학습과 기억력에 중요한 뇌 영역의 신진대사를 증진시킬 수 있다. 게다가 뇌 자체는 운동에 매우 신체적인 방식으로 반응하는 것으로 밝혀졌다. 노년이 되면 학습과 기억에서 중요한 역할을 하는 뇌 구조인 해마(hippocampus)가 수축한다. 이로 인해 치매 위험이 커질 수 있다. 그러나 운동 훈련은 노년에도 해마의 크기를 키우면서 노화 관련 손실을 막고 공간 기억력을 향상시키는 것으로 나타났다.

이뿐만 아니라 특정 마이오카인이 성별에 따라 달라지는 신경보호 특성을 가지고 있는 것으로 보이는 강력한 증거도 있다. 예를 들어 마이오카인 아이리신(myokine irisin)은 에스트로겐 수치에 영향을 받는데, 폐경 후 여성은 신경 질환에 훨씬 취약하다. 이는 아이리신이 노화와 관련된 신체 기능 저하로부터 뉴런을 보호하는 데 중요한 역할을 한다는 것을 보여준다.

연구에 따르면 이미 뇌 질환이나 손상이 있는 사람들에게도 신체 활동과 운동 능력이 향상되면 인지 능력이 개선되는 것으로 나타났다. 노화로 인한 근감소증(sarcopenia)이 있는 사람들은 인지 저하를 겪을 가능성이 더 크다. 골격근량과 기능이 상실되면 뇌가 기능장애와 질병에 더 취약해진다는 것을 보여주는 증거도 점점 늘어나고 있다. 따라서 운동을 하면 특히 노인들의 기억력, 처리 속도, 실행 기능을 향상시킬 수 있다. (운동은 또한 어린이의 인지 능력도 향상시킨다.)

근육과 뇌 사이에는 활발한 분자 언어가 오가고 있다. 운동은 우리가 이 언어에 유창해질 수 있게 도와준다. 심지어 노년기에도. (By Bonnie Tsui)

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