운동이 몸을 강하게 만드는 진짜 이유는 근육 자체 변화보다 운동이 끝난 후에도 쉬지 않고 작동하는 뇌세포에 있다는 연구 결과가 나왔다. 운동을 마친 직후 뇌세포가 지속적으로 보내는 잔여 신호가 없으면 아무리 열심히 운동을 해도 신체 지구력이 전혀 늘지 않는다는 분석이다.
미국 펜실베이니아대 J. 니콜라스 베틀리 교수팀은 최근 운동을 반복하면 더 멀리, 더 빠르게 달릴 수 있도록 뇌 신경 회로 자체가 바뀐다는 연구 결과를 국제 학술지 '뉴런(Neuron)'에 발표했다.
연구팀은 실험실 생쥐를 대상으로 쳇바퀴 달리기 운동을 시킨 후 뇌 변화를 관찰했다. 그 결과 운동을 마친 생쥐 뇌에서 특정 신경 세포들의 활동이 눈에 띄게 증가했다. 가장 두드러진 변화가 나타난 곳은 체내 에너지 관리와 체중, 혈당 조절을 담당하는 뇌 부위인 시상하부 복내측핵이었다. 연구팀이 이 부위 안 스테로이드 생성 인자-1(SF1) 신경 세포를 추적한 결과 해당 세포는 생쥐가 달릴 때는 물론 운동이 끝난 후에도 최소 1시간 동안 계속해서 신호를 보내며 활성 상태를 유지했다. 몸의 움직임은 멈췄지만 뇌세포는 잔업을 이어간 셈이다.
매일 쳇바퀴 운동을 2주 동안 수행한 생쥐는 지치지 않고 더 먼 거리를 더 빠르게 달릴 정도로 지구력이 향상됐다. 뇌 스캔 결과에서도 훈련 전보다 더 많은 수의 SF1 뇌세포가 활성화됐고 세포 활동 수준 역시 연구 초기보다 훨씬 강력해진 점이 확인됐다. 운동을 지속할수록 뇌세포 자체가 단련된다는 뜻이다. 연구팀은 SF1 뇌세포가 지구력 발달에 미치는 영향을 검증하기 위해 이 세포 신호 전달을 차단하는 실험을 진행했다. 세포 활동이 차단된 생쥐는 운동 효율이 급격히 떨어져 훨씬 빨리 피로를 느꼈고 2주간 훈련을 해도 지구력이 전혀 좋아지지 않았다.
특히 주목할 점은 운동 중에는 세포가 정상 작동하더라도 운동이 끝난 직후에만 세포 활동을 차단해도 지구력 향상 효과가 사라졌다는 사실이다. 이는 운동하는 순간뿐만 아니라 운동 종료 후 발생하는 뇌 잔여 신호가 신체를 운동에 적응하도록 만드는 핵심 요인임을 의미한다.
정확한 생물학적 기전은 아직 연구 중이다. 다만 연구팀은 운동 종료 후 SF1 뇌세포가 지속적으로 활동하면서 체내에 저장된 포도당을 더 효율적으로 쓰도록 유도하고 신체 회복을 돕는 것으로 분석했다. 이 과정을 거쳐 근육과 폐, 심장이 높아진 운동 강도에 빠르게 적응하게 된다는 설명이다.
다만 이번 연구는 사람이 아닌 생쥐를 대상으로 진행된 기초 동물 실험이라는 점에서 한계가 존재한다. 동물의 활성화된 뇌 신경 기전이 인간에게도 동일하게 적용돼 유의미한 지구력 향상으로 이어지는지를 확인하려면 향후 추가적인 임상 연구가 필요할 것으로 보인다. 연구팀은 이번 연구 결과가 향후 노인 신체 활동 유지와 뇌졸중 또는 부상 환자 재활을 돕는 치료법 개발로 이어질 수 있으며 운동선수 기량 향상과 회복 시간 단축에도 기여할 수 있을 것으로 전망했다.
미국 펜실베이니아대 J. 니콜라스 베틀리 교수팀은 최근 운동을 반복하면 더 멀리, 더 빠르게 달릴 수 있도록 뇌 신경 회로 자체가 바뀐다는 연구 결과를 국제 학술지 '뉴런(Neuron)'에 발표했다.
연구팀은 실험실 생쥐를 대상으로 쳇바퀴 달리기 운동을 시킨 후 뇌 변화를 관찰했다. 그 결과 운동을 마친 생쥐 뇌에서 특정 신경 세포들의 활동이 눈에 띄게 증가했다. 가장 두드러진 변화가 나타난 곳은 체내 에너지 관리와 체중, 혈당 조절을 담당하는 뇌 부위인 시상하부 복내측핵이었다. 연구팀이 이 부위 안 스테로이드 생성 인자-1(SF1) 신경 세포를 추적한 결과 해당 세포는 생쥐가 달릴 때는 물론 운동이 끝난 후에도 최소 1시간 동안 계속해서 신호를 보내며 활성 상태를 유지했다. 몸의 움직임은 멈췄지만 뇌세포는 잔업을 이어간 셈이다.
매일 쳇바퀴 운동을 2주 동안 수행한 생쥐는 지치지 않고 더 먼 거리를 더 빠르게 달릴 정도로 지구력이 향상됐다. 뇌 스캔 결과에서도 훈련 전보다 더 많은 수의 SF1 뇌세포가 활성화됐고 세포 활동 수준 역시 연구 초기보다 훨씬 강력해진 점이 확인됐다. 운동을 지속할수록 뇌세포 자체가 단련된다는 뜻이다. 연구팀은 SF1 뇌세포가 지구력 발달에 미치는 영향을 검증하기 위해 이 세포 신호 전달을 차단하는 실험을 진행했다. 세포 활동이 차단된 생쥐는 운동 효율이 급격히 떨어져 훨씬 빨리 피로를 느꼈고 2주간 훈련을 해도 지구력이 전혀 좋아지지 않았다.
특히 주목할 점은 운동 중에는 세포가 정상 작동하더라도 운동이 끝난 직후에만 세포 활동을 차단해도 지구력 향상 효과가 사라졌다는 사실이다. 이는 운동하는 순간뿐만 아니라 운동 종료 후 발생하는 뇌 잔여 신호가 신체를 운동에 적응하도록 만드는 핵심 요인임을 의미한다.
정확한 생물학적 기전은 아직 연구 중이다. 다만 연구팀은 운동 종료 후 SF1 뇌세포가 지속적으로 활동하면서 체내에 저장된 포도당을 더 효율적으로 쓰도록 유도하고 신체 회복을 돕는 것으로 분석했다. 이 과정을 거쳐 근육과 폐, 심장이 높아진 운동 강도에 빠르게 적응하게 된다는 설명이다.
다만 이번 연구는 사람이 아닌 생쥐를 대상으로 진행된 기초 동물 실험이라는 점에서 한계가 존재한다. 동물의 활성화된 뇌 신경 기전이 인간에게도 동일하게 적용돼 유의미한 지구력 향상으로 이어지는지를 확인하려면 향후 추가적인 임상 연구가 필요할 것으로 보인다. 연구팀은 이번 연구 결과가 향후 노인 신체 활동 유지와 뇌졸중 또는 부상 환자 재활을 돕는 치료법 개발로 이어질 수 있으며 운동선수 기량 향상과 회복 시간 단축에도 기여할 수 있을 것으로 전망했다.
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