운동이 퇴행성 신경계 질환 및 뇌손상에 미치는 영향

 

비록 운동이 알츠하이머병, 파킨슨병 환자의 병태 현상 자체에 직접적인 치료효과를 가지는가에 대해서는 아직 명확 히 밝혀지지 못한 실정이지만, 이상의 연구 결과들은 적어도 운동이 퇴행성 신경계 질환의 진행을 지연시키고, 뇌손 상의 예방에 공헌한다는 사실을 제시한다.
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과학기술의 발전으로 사회가 점점 더 기계화, 자동화, 정보화 되면서 신체활동 및 운동량은 크게 감소하였고, 이와 같은 운동부족 현상은 심혈관계질환, 당뇨, 비만, 뇌졸중, 골 관절염 등의 주요 원인으로 보고되고 있다. 또한 최근 노령인구의 증가는 알츠하이머병, 파킨슨병과 같은 퇴행성 신경계 질환은 물론, 뇌졸중과 같은 뇌혈관 질환의 발생을 증가시키고 있다.

 

  알츠하이머병은 전 세계적으로 2~3천만명이 앓고 있는 대표적 퇴행성 신경계 질환으로 치료를 위한 연구 활동이 활발히 수행되고 있으나 아직 효과적인 치료방법이 확립되지 못한 상태이며 일시적으로 증상을 완화시키는 수준에 머물고 있다. 알츠하이머병 환자의 뇌는 베타 아밀로이드 (beta-amyloid)라는 단백질이 다량으로 축적되어 플라크 (plaque)를 형성하는 특징적 소견을 보이는데, 이 플라크들은 뇌세포에 독성을 가지고 있어 결국 뇌세포의 사멸에 의해 치매 증상이 나타나는 것으로 알려져 있다. 최근 5년에 걸친 연구에 따르면 규칙적으로 운동에 참여한 노인들의 경우 알츠하이머병에 걸릴 위험성이 60%까지 낮아지는 것으로 나 타났다. 또한 신체활동이 적은 사람들의 경우 위험성이 250%까지 증가하였으며, 알츠하이머병 환자들은 일반적으로 중년기의 신체활동량이 적었던 것으로 보고되고 있다. 알츠하이머병에 대한 운동의 효과는 사람의 알츠하이 머병과 동일한 증상을 나타내도록 유전자를 조작한 동물모 델에서도 확인되었다. 알츠하이머병 생쥐들을 대상으 로 5개월간 달리기운동을 시킨 후 뇌의 아밀로이드 플라크 양을 조사한 결과 운동군에서의 플라크 형성이 대조군에 비 해 약 40% 감소한 것으로 나타났으며, 운동군은 수중미로 찾기에서도 대조군에 비해 현저히 뛰어난 학습능력을 보였 다. 이상의 연구결과들은 규칙적인 운동이 알츠하이머병의 예방을 위한 중요한 행동학적 intervention임을 강조한다.

 

  파킨슨병은 뇌의 신경전달 물질인 도파민(dopamine)의 부족에 의해 나타나는 질환으로 진전, 근육경직, 서동(행동 이 느려짐), 자세의 불안정과 같은 증상을 보인다. 도파민은 뇌의 흑질(substantia nigra)에 있는 신경세포들에서 생성 되며, 흑질 신경세포는 운동 조절에 중요한 역할을 담당하는 기저핵(basal ganglia)의 신경세포들과 연결을 형성한다. 따라서 파킨슨병 환자의 운동장애 증상은 도파민의 부족으로 인해 흑질과 기저핵 사이의 신경전달에 이상이 생겨 나타나는 것으로 생각되고 있다. 최근 연구결과들에 따르면 장기간의 운동 프로그램이 파킨슨병의 운동장애 증상을 지 연시키는 것으로 나타났다. 즉 운동에 참여하지 않은 파킨슨병 환자들은 병의 진행에 따른 근력의 감소를 보였으나, 10주간의 균형성 및 근력운동 프로그램에 참여한 환자들의 경우 대조군보다 높은 근력 및 평형성을 보였다. 또다 른 연구에서도 14주 동안의 운동 프로그램이 파킨슨병 환자의 근력,유연성 및 조정능력의 유지에 기여하는 것으로 확인되었다. 이러한 결과는 파킨슨병의 동물모델을 이용 한 연구에서도 확인되었으며, 이는 운동이 도파민성 신경세 포의 퇴화를 감소시키기 때문인 것으로 알려져 있다. 실제로 운동이 도파민성 신경세포의 성장 및 생존을 돕는 신경성장인자로 알려진 glial cell-derived neurotrophic factor (GDNF)의 발현을 증가시킨다는 사실이 최근 보고 된 바 있다.

 

  운동은 또한 뇌졸중, 외상성 뇌손상(trauma) 환자의 재 활치료에 효과를 보이는데, 이러한 환자들의 운동기능 향상 은 규칙적이고 지속적인 운동을 통해 뇌의 운동영역이 확대 되기 때문인 것으로 알려져 있다. 뇌혈관을 막아 포도당과 산소의 공급을 차단한 뇌졸중 동물모델에서도 혈관을 막기 전 운동처치를 받은 동물들은 대조군에 비해 뇌손 상의 정도가 적었을 뿐만아니라 이로 인한 사망률이크게 감소하였다. 또 다른 연구에서는 운동군과 비운동군을 대상으로 좌골신경(sciatic nerve)에 손상을 가한 후 신경세 포의 축삭(axon)이 재생되는 정도를 비교하였다(. 그 결 과 운동이 손상된 신경세포의 축삭 재생을 현저히 증가시키 는 것으로 나타났는데, 이는 운동을 통해 증가된 신경성장 인자가 신경재생을 촉진시키기 때문인 것으로 생각된다.

 

  장기간의 규칙적 운동은 노화에 따른 뇌조직의 소실을 방지하고, 노인의 인지기능을 향상시키며, 퇴행성 신경계 질환 및 뇌손상의 예방에 기여한다.이와같은 운동의 뇌기능 증진 효과는 운동이 신경세포 및 뇌모세혈관의 생성을 촉진하고, 신경성장인자와 신경전달물질의 발현을 조절한다는 최근 연구결과들에 의해 증명되고 있다.  

 

 장노년 인구의 증가로 노인의 건강유지에 대한 관심이 높아지는 시점에서 운동이노화로 인한 뇌의 구조 및 기능적 저하를 방지한다는 연구결과들은 사회적으로도 큰 의미를 가질 뿐만 아니라 퇴행성 신경계 질환의 연구에 새로운 시각을 제공한다. 특히, 퇴행성 뇌질환에 대한 효과적 치료법이 아직 개발되지 못한점을 고려할때 운동참여와 같은 작은생활방식의 변화가 노년 생활의 ‘삶의 질’을 결정한다는 사실은 운동량이 절 대적으로 부족한 현대의 젊은 세대들에게도 시사하는 바가 크다.

 

  노화 방지를 위한 운동은 개인의 목적, 신체적 특성, 취향 등을 고려하여 자신의 체력수준에 맞도록 선택하는 것이 중 요하다. 특히 일상생활 동작에 장애를 동반하는 노인의 경 우개개인의체력조건및질환의유무에따라전문가의처 방을 받아 운동하는 것이 중요하며, 이를 위해 스포츠의학자, 운동처방가, 생활체육지도자 등의 도움을 받는 것이 보다 효과적이고 안전한 방법일 것이다. 너무 갑자기 과도한 운동을 하거나 잘못된 형태로 수행할 경우 염좌, 좌상, 골절, 탈구 등과 같은 운동상해의 가능성이 있고, 지나친 운동은 피로골절, 운동중독의 발생과 같이 오히려 건강에 악영향을 미칠 수 있다는 사실은 올바른 운동강도의 설정이 왜 중요 한가를 제시한다. 일반적인 운동강도의 설정은 자신의 최대 운동강도의 60 ~70% 정도로, 1회에 30분 이상, 주당 3회 이 상의 운동을 수행하는 것이 바람직하며, 운동의 효과는 대 략 8 ~12주 정도가 지나면서 나타나는 것으로 알려져 있다.

 

신경가소성의 측면에서 생각하면 젊은 시기부터 꾸준히 운동을 수행하는 것이 가장 효과적이나, 노년기에 운동을 시작하더라도 뇌기능의 향상을 기대할 수 있으므로 운동을 생활화하는 것이 중요하다. 생활체육 동호회나 운동단체에 가입하여 규칙적으로 운동을 수행하는 것도 좋은 방법이며, 운동을 중도에 그만두면 운동효과가 빠르게 소멸된다는 연구결과도 기억해야 한다. 또한 운동과 병행하여 다양한 학 습경험을 통해 새롭게 생성된 신경세포의 생존율을 높이고, 시냅스 생성을 유도하는 것도 중요하다는 사실을 잊지 말아야 할 것이다.

 

파킨슨 재활훈련 문의 : 010-2605-8255