김미경 교수, 과총 우수논문상…"뇌 건강 위한 운동 강도 연구 기여"

김미경 삼육대 화학생명과학과 교수
'제36회 과학기술우수논문상' 수상
과도한 운동의 인지기능 저하 기전 규명

삼육대학교는 김미경 화학생명과학과 교수가 한국과학기술단체총연합회가 주관하는 '제36회 과학기술우수논문상'을 받았다고 8일 밝혔다.

과도한 운동이 인지기능 저하에 미치는 기전을 규명해 한국과학기술단체총연합회 우수논문상을 수상한 김미경 삼육대 교수. 삼육대학교

이 상은 국내 과학기술 분야 최고 권위의 학술상으로, 1991년 창의적이고 우수한 연구 성과를 발표한 과학기술인을 발굴·포상하고자 제정했다. 각 학회가 전년도 국내 학술지에 발표된 논문 중 최대 2편을 추천하면, 과총이 심사를 통해 수상자를 선정한다. 김 교수는 한국유전학회의 추천을 받았다.

수상 논문은 '과도한 운동으로 유발되는 인지기능 저하에서 해마 MCT4의 핵심 조절 역할: 신경염증의 관여'다. 지난해 4월 한국유전학회가 발행하는 SCIE 등재 국제학술지 '진스 앤드 지노믹스'에 온라인 게재됐다. 삼육대 융합과학과·의명신경과학연구소 이민영·니콜 본 캄포마요르가 공동 제1저자, 김 교수가 교신저자로 참여했다.

이번 논문은 과도한 운동이 인지기능을 저하하는 분자생물학적 기전을 살핀 연구 성과로 평가된다. 일반적으로 운동은 신체 건강뿐 아니라 기억력과 학습능력 등 뇌 기능에도 긍정적인 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 그러나 운동 강도가 지나치게 높아지면 오히려 인지기능에 부정적인 영향을 줄 수 있다는 연구 결과도 보고된다.

김미경 삼육대 교수 연구팀이 규명한 과도한 운동에 따른 뇌 신경세포의 에너지 대사 변화와 신경염증 발생 기전을 나타낸 모식도. 삼육대학교

김 교수 연구팀은 생쥐 실험에서 서로 다른 강도의 운동을 시킨 뒤 기억력과 학습능력을 평가했다. 분석 결과, 고강도의 운동을 한 집단에서 인지기능이 저하되고 기억 형성과 학습에 관여하는 뇌의 해마 부위에서 염증 관련 인자들이 증가하는 것을 확인했다.

특히 연구팀은 뇌세포의 에너지 공급에 관여하는 'MCT4'라는 젖산 수송 단백질에 주목했다. MCT4는 뇌의 신경교세포에서 생성된 젖산이 신경세포로 전달되는 과정에 관여하며, 이런 에너지 공급은 정상적인 기억과 학습에 중요하다.

그러나 과도한 운동을 한 생쥐에게선 MCT4의 유전자 발현이 감소했다. 반면 항염증제(디클로페낙)를 사전 투여한 생쥐에선 저하됐던 인지기능이 개선되고 MCT4 발현도 회복되는 것으로 나타났다. 이는 과도한 운동으로 유발된 신경염증과 뇌 에너지 대사의 변화가 인지기능 저하에 밀접하게 연관돼 있음을 시사한다.

이번 연구는 향후 인지기능 저하의 예방과 개선을 위한 기초연구에 활용될 것으로 기대된다. 뇌 건강을 고려한 적정 운동 강도 연구와 신경염증 관련 인지장애의 치료 표적 발굴에도 기여할 수 있다.

김 교수는 "기존 연구는 주로 과도한 운동에 따른 산화스트레스나 신경영양인자 변화에 주목했다. 이번 연구는 신경염증과 뇌 에너지 대사를 연결하는 MCT4의 역할에 주목했다는 점에서 차별성이 있다"며 "항염증제 투여로 인지기능과 MCT4 발현이 함께 회복되는 것을 확인함으로써 새로운 분자적 기전을 제시했다"고 설명했다.

박호수 기자 lake@asiae.co.kr