캘리포니아대학 샌프란시스코 캠퍼스 연구진에 따르면 운동이 두뇌에 미치는 이점은 GPLD1이라는 간 단백질에서 얻을 수 있다.

운동은 신체는 물론 정신에도 긍정적인 영향을 미친다. 우울증과 불안증 해소에 큰 역할을 하며 스트레스를 완화하고 수면의 질을 높인다.

해부학과의 알라나 호로위츠와 동료 연구진은 운동에 반응해 생성되는 효소인 GPLD1에 대해 면밀히 연구했다. 단백질은 분자가위의 일종으로, 세포 외부의 다른 단백질을 절단하고 단백질을 방출해 또 다른 생물학적인 작업을 수행한다. 연구진은 “단백질의 생물학적인 기능을 표적으로 삼으면 운동이 뇌에 미치는 긍정적인 영향을 모방할 수 있을 것”이라고 말했다.

노화한 쥐를 대상으로 실험한 결과 GPLD1은 운동 후에 증가해 쥐의 인지기능을 향상시켰다.

연구진은 이 연구 결과를 바탕으로 7주 동안 규칙적으로 운동한 노화한 쥐의 혈액을 채취한 다음 혈액샘플을 운동을 하지 않은 노화한 쥐에게 투여했다. 4주 동안 꾸준히 실험을 진행한 결과, 운동하지 않은 쥐도 학습 능력이 크게 향상됐다. 연구진이 쥐들의 뇌를 조사하자 기억, 감정, 동기 부여, 학습 등에서 중요한 역할을 하는 뇌 부위인 해마에서 새로운 뉴런의 생성이 증가한 것이 발견됐다.

연구진은 운동한 쥐와 운동을 하지 않은 쥐의 혈액에서 서로 다른 가용성 단백질을 측정했고 총 30개 후보군을 확인했다. 이중 다수는 대사 조절 기능과 관련이 있었고 19개는 간에서 얻을 수 있는 단백질이었다. 그중 두 가지인 PON1과 GPLD1이 신체의 신진대사 과정에서 중요한 역할을 하는 것으로 나타났다. 연구진은 GPLD1 단백질에 집중했다.

GPLD1은 운동한 쥐의 혈액 순환을 높였다. GPLD1 수치는 쥐의 인지능력 향상과도 관련이 있었다. 사람의 혈액으로 실험을 진행한 결과, 더 활발하고 건강한 노년층의 혈액에서 덜 활발한 노년층보다 더 많은 GPLD1 단백질이 발견됐다.

간은 GPLD1 단백질을 통해 신체활동에 반응하고 오래된 뇌에 젊어지라고 지시한다. 간에서 생성된 GPLD1 효소는 혈액 뇌 장벽을 통과하지 않는다. 혈액 뇌 장벽은 중추신경계 미세혈관의 특징인데, 선택적 투과성을 갖고 있어 특정한 물질만 뇌로 전달될 수 있도록 막는다.

연구진은 GPLD1이 신체의 혈액 응고 및 염증 등을 감소시키는 경로를 통해 뇌에 영향을 미친다고 판단했다. 혈액 응고 및 염증 상승은 연령과 관련된 인지능력 쇠퇴 및 치매 등과 연관이 있다.

한편 알츠하이머 및 기타 치매의 전 세계 유병률은 인구 10만 명 당 604.86명이다.