12주간 자전거 운동했더니…"뇌 노폐물 배출 흐름 증가"

호주 빅토리아대 등 연구진, 동물·인간 대상 연구 종합
12주간 자전거 운동한 성인, 뇌 노폐물 배출 경로 흐름 증가
사람 대상 연구는 초기 단계…정확한 측정법과 운동 기준 마련 필요

운동이 뇌 속 노폐물 배출을 도울 수 있다는 연구 결과가 나왔다｜출처: 클립아트코리아

규칙적인 운동이 뇌 속 노폐물 배출을 돕는 '글림프계(glymphatic system)' 기능을 개선해 뇌 건강 유지에 도움을 줄 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 호주 빅토리아대학교 제임스 브로치 연구원 등 공동 연구진은 동물과 사람을 대상으로 운동과 글림프계의 관계를 살펴본 기존 연구들을 종합했다.

글림프계는 뇌척수액과 뇌 조직 사이의 액체가 순환하면서 신경세포 활동 과정에서 생긴 노폐물의 배출을 돕는 것으로 추정되는 뇌 전반의 통로다. 주로 수면 중 활발하게 작동하며, 노화나 알츠하이머병과 같은 신경퇴행성 질환이 진행되면 구조와 기능이 저하되는 것으로 보고됐다.

연구진이 검토한 기존 연구에 따르면 늙은 생쥐에서는 글림프계로 액체가 들어오고 빠져나가는 기능이 최대 90% 감소했다. 수면의 질 저하와 뇌척수액 생성 감소, 동맥 탄력성 저하, 물 통로 단백질인 아쿠아포린-4의 위치 변화 등이 이러한 기능 저하와 관련된 요인으로 제시됐다. 글림프계 흐름이 원활하지 않으면 아밀로이드 베타와 타우 같은 단백질이 뇌에 축적되고, 축적된 단백질이 다시 글림프계 흐름을 방해하는 악순환으로 이어질 수 있다.

동물 연구에서는 꾸준한 유산소 운동이 글림프계 기능을 개선할 수 있다는 결과가 관찰됐다. 생후 14~16개월 된 생쥐가 6주 동안 자발적으로 쳇바퀴를 달리자 뇌 조직과 혈관 주변 공간에서 글림프계의 유입과 배출이 개선됐다. 아쿠아포린-4의 발현과 배열이 개선됐으며, 아밀로이드 베타 축적 감소와 공간 인지 능력 향상도 함께 나타났다.

다만 운동 효과는 알츠하이머병의 진행 정도에 따라 달랐다. 알츠하이머병 생쥐 모델을 2개월간 운동시킨 연구에서는 5개월 된 생쥐의 글림프계 기능은 개선됐지만, 병리가 더 진행된 9개월 된 생쥐에서는 개선 효과가 나타나지 않았다. 연구진은 이러한 결과가 글림프계 기능을 보존하기 위한 조기 운동과 예방적 접근의 중요성을 보여준다고 설명했다.

사람을 대상으로 한 연구에서도 긍정적인 변화가 관찰됐다. 19~70세의 건강한 성인 16명이 한 번에 30분씩 주 3회, 12주간 저강도 자전거 운동을 하자 글림프계 유입 지표와 뇌막 림프관의 크기 및 흐름이 증가했다. 반면 한 차례 운동한 직후에는 이러한 변화가 나타나지 않아, 일시적인 운동보다 꾸준한 운동으로 생기는 신체 적응이 글림프계에 영향을 줄 수 있는 것으로 분석됐다.

연구진은 운동이 혈압과 동맥 경직도를 낮추고 뇌혈관 건강과 수면의 질을 개선하는 등의 변화를 통해 글림프계 기능에 영향을 줄 수 있다고 설명했다. 신경 염증 감소와 아쿠아포린-4의 양 및 배열 변화도 가능한 작용 경로로 제시됐다. 다만 이러한 기전은 특히 사람에게서 직접 확인된 근거가 부족해 추가 연구가 필요하다.

논문 교신저자인 제임스 브로치 호주 빅토리아대학교 운동처방연구소 연구원은 "새롭게 축적된 근거는 운동이 글림프계 기능을 조절할 수 있으며, 운동의 뇌 보호 효과를 설명하는 잠재적 기전을 제공한다는 점을 보여준다"라고 밝혔다. 이어 "글림프계 기능을 조절하는 것으로 알려진 요인과 운동에 따른 생리적 적응이 서로 맞물린다는 점은 신체활동과 글림프계의 온전성, 뇌 회복력을 연결하는 기전적 틀을 제공한다"고 설명했다.

연구진은 사람의 글림프계 기능을 정확히 측정할 수 있는 임상적으로 검증된 비침습적 영상검사법을 개발해야 한다고 강조했다. 아울러 글림프계 기능을 개선하는 데 적합한 운동의 종류와 강도, 시간 및 빈도를 확인하는 연구가 필요하다고 밝혔다.

이번 연구 결과(Exercise as a regulator of glymphatic function: 운동에 의한 글림파틱 기능 조절)는 2026년 8월 학술지 '트렌즈 인 뉴로사이언스(Trends in Neurosciences)'에 게재됐다. 

이진경 기자 hidoceditor@mcircle.biz