달리기는 뇌에서 어떤 정크푸드가 망가지는지 고친다

새로운 연구에 따르면 운동은 특정 장과 호르몬 메커니즘을 통해 서구식 식단의 기분 저하 효과를 상쇄하는 것으로 나타났습니다. 출처: Shutterstock

이본 놀런 교수가 이끄는 유니버시티 칼리지 코크의 연구진은 운동이 서구식 카페테리아 식단의 유해한 행동적 영향을 어떻게 상쇄하는지 설명하는 구체적인 대사 과정을 밝혀냈습니다. 10월 21일 동료 심사 학술지인 ' 뇌 의학(Brain Medicine) '에 게재된 이 연구는 자발적 달리기가 지방과 당분이 많은 식단으로 인해 유발되는 우울증 유사 행동을 줄일 수 있음을 보여줍니다. 이러한 변화에는 순환 호르몬과 장에서 생성되는 대사산물이 모두 관여하는 것으로 보입니다. 이 발견은 초가공 식품이 흔한 시대에 운동과 같은 생활 습관을 정신 건강에 어떻게 활용할 수 있는지에 대한 귀중한 통찰력을 제공합니다.

연구를 위해 연구팀은 7주 반 동안 표준 사료 또는 고지방, 고당분 식품으로 구성된 순환식 카페테리아 사료를 섭취한 성인 수컷 쥐들을 연구했습니다. 각 그룹의 쥐 절반에게는 쳇바퀴를 제공했습니다. 이러한 환경을 통해 연구진은 식단의 질과 신체 활동이 뇌와 행동에 미치는 개별적인 영향과 복합적인 영향을 구분할 수 있었습니다.

운동과 기분을 연결하는 새로운 메커니즘

연구 결과에 따르면, 자발적인 달리기는 쥐가 건강에 해로운 음식을 섭취했을 때에도 항우울제와 같은 효과를 나타냈으며, 이는 규칙적인 신체 활동이 서양식 음식을 먹는 사람에게도 도움이 될 수 있음을 시사합니다.

놀란 교수와 동료들은 포괄적인 대사체학적 접근법을 사용하여 동물의 맹장 내용물을 조사한 결과, 카페테리아 식단이 장 대사에 심각한 변화를 초래한다는 것을 발견했습니다. 비활동성 쥐에서 분석된 175가지 대사산물 중 100가지가 유의미한 영향을 받았습니다. 운동은 이 중 일부에 영향을 미쳐 균형을 부분적으로 회복시켰습니다. 기분 조절에 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 세 가지 대사산물인 안세린, 인돌-3-카르복실레이트, 디옥시이노신은 카페테리아 식단으로 감소했지만, 운동으로 회복되었습니다.

학습, 기억, 그리고 감정 반응을 평가하는 행동 검사를 통해 추가적인 통찰력을 얻었습니다. 카페테리아 식단만으로는 공간 학습이나 인지 기억을 크게 저해하지 않았지만, 운동은 탐색 능력을 약간 향상시켰습니다. 연구진은 또한 식단의 종류와 관계없이 운동으로 인한 경미한 항불안 효과를 발견했습니다.

맹장 내용물이란 무엇입니까?

맹장 내용물 이란 대장 의 시작 부분에 위치한 주머니인 맹장 내부에 있는 물질을 말합니다. 쥐와 같은 동물의 경우, 이 부위에는 음식을 분해하고 대사산물이라고 불리는 다양한 화합물을 생성하는 장내 미생물이 풍부합니다. 과학자들은 식단, 운동 또는 약물 복용이 장 건강과 신진대사에 어떤 영향을 미치는지 이해하기 위해 종종 맹장 내용물을 분석합니다.

다이어트-운동 관계의 호르몬 경로

혈액 샘플 분석 결과, 행동 결과를 반영하는 강력한 호르몬 변화가 나타났습니다. 카페테리아 식단을 섭취한 무활동 쥐는 인슐린과 렙틴 수치가 급격히 높았지만, 운동을 한 쥐에서는 이러한 수치가 유의미하게 감소했습니다. 이 연구의 제1저자인 민케 노타 박사에 따르면, 이러한 호르몬 재균형은 운동이 열악한 식단의 행동적 영향으로부터 어떻게 보호하는지 설명하는 데 도움이 될 수 있습니다.

연구팀은 또한 신진대사를 조절하는 다른 호르몬과 관련된 식단과 운동 간의 복잡한 상호작용을 확인했습니다. 일반 사료를 섭취한 동물에서 운동은 글루카곤 유사 펩타이드 1(GLP-1) 수치를 증가시켰지만, 카페테리아 식단을 섭취한 동물에서는 이러한 반응이 약화되었습니다. 반면, 운동은 카페테리아 식단을 섭취한 쥐에서만 펩타이드 YY(PYY) 수치를 증가시켰는데, 이는 식단의 질이 낮을 때 보상 호르몬 기전이 신진대사를 안정시키는 데 도움이 된다는 것을 시사합니다.

카페테리아 식단에 반응하여 섬유아세포 성장 인자 21(FGF-21) 수치는 신체 활동과 관계없이 상당히 증가한 반면, 글루카곤 수치는 감소했습니다. 이러한 연구 결과는 식단과 운동이 상호작용하여 신진대사와 뇌 기능에 영향을 미치는 복잡한 호르몬 네트워크를 보여줍니다.

식단-뇌 관계 이해를 위한 의미

아마도 가장 흥미로운 점은, 이 연구에서 카페테리아 식단이 운동으로 유발되는 전형적인 성인 해마 신경발생(새로운 뉴런 형성) 증가를 막았다는 것입니다. 이는 치아이랑의 더블코르틴 양성 세포로 측정되었습니다. 일반적인 사료를 섭취한 동물에서 운동은 감정과 기억을 담당하는 뇌 영역인 해마 전체의 신경발생을 크게 증가시켰습니다. 이 결과는 식단의 질이 세포 수준에서 신체 활동의 이점을 얻는 뇌의 능력을 근본적으로 변화시킬 수 있음을 시사합니다.

연구팀은 특정 대사산물과 행동 결과 간의 연관성을 파악하기 위해 상관관계 분석을 수행했습니다. 아미노아디프산과 5-하이드록시인돌-3-아세트산을 포함한 여러 맹장 대사산물은 인지 기능 저하와 부정적인 연관성을 보였습니다. 이러한 상관관계는 실험 조건과는 무관했으며, 이는 장 대사산물 프로파일과 뇌 기능 사이에 근본적인 연관성이 있음을 시사합니다.

후리오 리치니오 교수와 동료들이 함께 기고한 사설은 이러한 연구 결과의 임상적 관련성을 강조하며, "운동은 잘못된 식습관에서 항우울제와 유사한 효과를 나타내는데, 이는 식습관 개선에 어려움을 겪는 사람들에게 좋은 소식"이라고 지적했습니다. 이 사설은 이 연구가 식습관 개선이 어려운 상황에서도 운동이 여전히 유익한 이유를 이해하는 데 생물학적 틀을 제공한다는 점을 강조합니다.

미래 방향 및 임상 번역

이 연구는 생활 습관 개선의 최적 순서에 대한 중요한 의문을 제기합니다. 연구 결과는 운동이 식단의 질과 관계없이 기분 개선에 도움이 될 수 있지만, 신경가소성 효과를 완전히 얻으려면 영양 상태에 대한 주의가 필요할 수 있음을 시사합니다. 이는 실행 가능성과 생물학적 효과를 모두 극대화하는 개선 방안을 설계하는 데 시사점을 제공합니다.

몇 가지 제한점을 고려해야 합니다. 이 연구는 수컷 쥐만을 대상으로 수행되었으며, 식이와 운동에 대한 대사 및 신경원성 반응의 성별 차이는 잘 알려져 있습니다. 또한, 7주간의 개입 기간은 만성 노출로 인해 나타날 수 있는 장기적인 적응을 포착하지 못할 수 있습니다. 암컷 동물, 더 긴 개입 기간, 그리고 용량-반응 설계를 포함하는 향후 연구는 이러한 복잡한 상호작용에 대한 이해를 더욱 심화하는 데 도움이 될 것입니다.

이 연구는 또한 특정 대사산물을 잠재적 치료 표적으로 연구하는 새로운 길을 열어줍니다. 운동이 안세린, 인돌-3-카르복실레이트, 그리고 디옥시이노신 수치에 미치는 보호 효과는 이러한 화합물들이 기분 장애의 바이오마커 또는 치료제로 활용될 수 있음을 시사합니다. 특정 장 대사산물과 행동 지표 간의 강력한 상관관계는 정신 건강 개입의 표적으로 미생물-장-뇌 축에 대한 관심이 높아지고 있음을 뒷받침합니다.

이 동료 심사 연구는 식단, 운동, 그리고 정신 건강을 연결하는 생물학적 기전을 이해하는 데 있어 중요한 진전을 나타내며, 생활 습관 요인들이 분자 및 세포 수준에서 상호작용하여 뇌 기능에 영향을 미치는 방식에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다. 이 연구 결과는 운동이 부적절한 식단 선택 상황에서도 항우울제와 유사한 효과를 제공할 수 있음을 보여줌으로써 대사와 정신 건강의 관계에 대한 기존 패러다임에 도전합니다. 혁신적인 대사체학 접근법과 포괄적인 행동 및 신경생물학적 평가를 결합하여 연구팀은 현대식 식습관과 관련된 정신 건강 문제를 해결하기 위한 근본적인 지식을 발전시킬 뿐만 아니라 실질적인 적용 가능성을 제시하는 데이터를 생성했습니다. 동료 심사 과정을 통한 이러한 연구 결과의 재현성 및 검증은 연구의 신뢰성을 보장하고 향후 연구의 기반으로 자리매김합니다. 이 연구는 최첨단 연구가 기초 과학과 중개 응용 분야 간의 간극을 메울 수 있는 방법을 보여주는 좋은 사례이며, 향후 몇 년 동안 기분 장애로 어려움을 겪는 사람들에게 영향을 미칠 수 있습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/10/251021083638.htm