▲ 인지 저하 중재 시술이 가장 효과적으로 작용하는 특정 연령대가 있다는 연구 결과가 나왔다. (사진=DB)

 

[mdtoday=최재백 기자] 인지 저하 중재 시술(Intervention)이 가장 효과적으로 작용하는 특정 연령대가 있는 것으로 나타났다.

인지 저하 중재 시술이 가장 효과적으로 작용하는 특정 연령대가 있다는 연구 결과가 학술지 ‘PNAS’에 실렸다.

최근 연구팀은 영국 바이오뱅크(UK Biobank)와 메이요 클리닉 노화 연구(Mayo Clinic Study of Aging)를 포함한 4가지 데이터베이스로부터 1만9000명 이상의 참여자들에 대한 신경-영상 자료를 분석했다.

연구팀은 서로 다른 뇌 영역들이 특정 기능을 수행하기 위해 서로 정보를 전달하는 뇌 네트워크가 나이에 따라 어떻게 변화하는지 조사했다.

뇌 네트워크는 뇌 내 혈류를 측정하는 기능자기공명영상(fMRI)과 신경세포, 즉 뉴런의 활동을 측정하는 뇌파(EEG) 검사로 관찰할 수 있다.

연구원들은 뇌 네트워크가 불안정해지면 시간이 지남에 따라 네트워크 내 정보 전달 패턴 일관성이 저하된다고 설명했다.

그들에 따르면, 안정된 연결이 유지되지 않으면 네트워크가 서로 다른 배치 상태 사이를 오가는데, 에너지를 더 많이 소모하는 상태에서 에너지가 적게 요구되는 상태로 전환되는 ‘보상적인 전략’을 취하게 된다.

그러나 이러한 보상적 전략은 에너지원이 제한적일 때는 뇌가 에너지를 보존하는 데 도움이 될 수 있지만, 인지 기능에 영향을 미칠 수 있다.

연구팀은 뇌 네트워크가 나이에 따라 비선형적인 경과로 퇴화하며, 그 과정에서 나타나는 전환점(Transition point)이 명확했다고 전했다.

예를 들어 그들은 뇌 네트워크가 최초로 퇴화하는 시점은 약 44세이며, 약 67세에 가장 빠른 퇴화 속도를 보이고, 90세 이후로 수렴한다고 설명했다.

그들은 세포의 에너지 수요와 공급 사이의 균형, 즉 항상성을 조절하는 생리학적 시스템이 조절 능력을 상실하면 시스템에 스트레스가 가해지고, 이는 불균형을 더 심하게 만드는 악순환에 빠진다고 말했다.

그러므로 만성 질환들이 대개 퇴행성, 즉 시간이 지나면서 더 악화되는 것이고, 특정 시점이 지나면 생리학적 시스템이 너무 교란되어 최초의 문제 원인을 고친다고 해도 치료가 되지 않는 것이다.

연구팀은 40대에 관찰된 뇌 네트워크 퇴화의 주요 기전은 ‘에너지원에 대한 접근 감소’이지만, 점차 다양한 퇴행성 효과들이 합쳐져 60대에 이르러 퇴화 속도가 가속되어 되돌리기 어려운 단계에 봉착한다고 주장했다.

그들은 뇌 신경세포를 하나의 번화 도시에 비유했다.

각 건물이 적절히 기능하기 위해서는 전력이 안정적으로 공급되어야 한다. 일시적인 정전이 발생하면 도시가 어둠에 빠지지만, 전력이 복구되기만 하면 지속적인 피해 없이 일상으로 회복할 수 있다.

하지만 심각한 정전이 오래 지속되면, 초기에는 비상용 발전기가 필수 서비스를 운영할 만큼 작동하지만, 결국 백업 에너지도 바닥나면 사회 기반 시설들이 하나둘 붕괴할 것이다. 전력을 다시 복구할 때쯤이면 구조적인 피해가 심각해 단순히 전기가 돌아온 것만으로는 문제가 해결되지 않는 것이다.

이처럼 연구팀은 질병 또는 피해가 경할 때 치료하는 것이 중요하다고 강조했다. 나아가 그들은 뇌 네트워크 노화의 일차적 원동력은 ‘신경 단위의 인슐린 저항성’이라고 덧붙였다.

신경세포의 인슐린 저항성은 알츠하이머병의 위험 요인인 APOE 단백질과 인슐린-의존적 글루코스 수송체 GLUT4에 의한 것이다.

한편 신경세포 케톤 수송체인 MCT2가 뇌 네트워크 노화에 맞서 보호 작용을 할 수 있다.

연구원들은 신경세포가 에너지원으로 글루코스와 케톤을 사용할 수 있는데, 대부분의 뇌 신경세포는 일차적으로 GLUT3를 통해 글루코스를 사용하고, 특정 뇌 영역에서만 GLUT4가 분포하여 인슐린에 반응해서 글루코스를 사용한다고 설명했다.

신경세포가 인슐린에 저항성이 생기면 글루코스를 연료로 사용하지 못하므로 ‘백업’ 연료로 케톤을 사용하는데, MCT2는 뇌 내 신경세포로 케톤을 수송하는 일차 수송체이다. 즉 글루코스 사용이 제한될 때 신경세포는 MCT2를 통해 효율적으로 케톤을 흡수하여 뇌가 대체 연료로서 케톤을 잘 사용할 수 있도록 한다.

한편 키토 식사가 노화로부터 뇌를 보호하냐는 질문에 대해 전문가들은 글루코스 대사에 이상이 생겼을 때 케톤증(Ketosis)이 신경세포에 대체 에너지를 공급함으로써 인지 저하를 막는 데 도움이 될 수 있다고 평가했다.

그들은 추가 연구를 통해 키토 식사를 일관되게 지속할 수 있는지, 그리고 인지 기능에 있어 장기적인 보호 효과를 제공할 수 있는지 조사해야 한다고 전했다.

이번 연구는 인지 저하 예방을 위해 조기 중재 시술의 중요성을 강조할 뿐만 아니라, 인지 저하를 유발하는 기전이 무엇이고 효과적인 중재 시술을 위한 치료 시점이 언제인지를 설명해준다.

연구 결과는 중년기의 키토 식사가 미래 인지 저하를 예방하는 데 효과적인 전략이 될 수 있다는 가설을 뒷받침한다.

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