근육 키우면 루게릭병 예방…운동 신경 성장 촉진

MIT, 근육 운동의 물리적·생화학적 신경계 성장 효과 규명

'3일 서울 시내의 한 실내체육시설에서 시민들이 운동을 하고 있다. 2022.1.3/뉴스1 ⓒ News1 성동훈 기자

(서울=뉴스1) 김승준 기자 = 운동이 건강에 좋은 것은 누구나 알지만 어떻게 좋은지는 여전히 연구가 이뤄지고 있다. 미국 매사추세츠 공과대학(MIT) 연구진은 근육이 늘어나고 줄어드는 운동에 따라 신경이 물리적으로 자극을 받아 성장이 촉진되는 현상을 규명했다.

12일 학술지 '첨단 의료 소재'(Advanced Healthcare Materials)에 근육 수축에 따른 기계적 효과가 신경에 미치는 영향을 살핀 논문이 게재됐다.

근육 운동이 신경계 건강에 미치는 영향은 주로 생화학적 차원에서 연구됐다.

운동을 하면 근육에서 '마이오카인'이 분비된다. 마이오카인은 특정한 물질이 아니라 근육에서 분비되는 다양한 물질을 묶어 부르는 용어다. 대표적인 마이오카인인 인터루킨 식스(IL-6)는 염증 완화와 에너지 대사 조절에 관여하는 것으로 알려졌다.

최근 마이오카인 연구 중에는 '뇌 유래 신경 영양 인자'(BDNF) 관련 연구도 활발하다. BDNF는 이름처럼 신경세포(뉴런)의 유지, 성장, 분화, 재생을 돕는다. 그래서 BDNF를 우울증, 알츠하이머 등 신경질환 치료에 활용할 방법을 찾는 연구도 이뤄지고 있다.

연구팀은 근육에서 만들어진 물질의 신경 성장 효과를 확인하는 실험을 진행하고 추가 실험을 기획했다. 생화학적 신호가 없이 물리적으로만 뉴런에 자극이 가해져도 성장 촉진 현상이 일어나는지 궁금해서다.

연구팀은 쥐의 줄기세포에서 운동 뉴런을 분화시킨 후 뉴런에 물리적 자극이 가도록 조작했다. 쥐의 근육 세포 섬유를 이용해 작은 시트 형태로 만들고 이 위에 뉴런을 위치시켰다. 이후 자극을 가해 뉴런이 앞뒤로 당겨지는 등의 운동이 하루에 30분씩 이뤄지도록 했다.

연구팀은 "뉴런은 근육에 물리적으로 붙어 있기 때문에 근육과 함께 늘어나고 움직인다"며 "기계적 운동을 한 뉴런은 아무 운동이 없었던 뉴런보다 더 길게 성장했다. 이는 운동의 생화학적 효과와 물리적 효과가 모두 똑같이 중요하다는 것을 알려준다"고 설명했다.

연구팀은 이번 연구 결과를 토대로 표적 근육을 자극해 손상된 신경을 성장시키고 치유하고 루게릭병(ALS)과 같은 신경 퇴행성 질환을 앓고 있는 사람들의 운동성을 회복하는 방법을 연구할 계획이다.

seungjun241@news1.kr