유산소 운동 10주, 심장 신경망을 좌우 다르게 바꾼다

영국 브리스틀대, 쥐 실험으로 심장 자율신경절의 비대칭 신경가소성 첫 확인

유산소 운동이 심장 근육 강화뿐만 아니라 심장 박동을 조절하는 신경망 자체를 좌우 비대칭으로 재구성한다는 연구 결과가 나왔다. (AI 생성 이미지)

유산소 운동이 심장 근육을 강화하는 것을 넘어, 심장 박동을 조절하는 신경망 자체를 좌우 반대 방향으로 재구성한다는 연구 결과가 나왔다.

영국 브리스틀대 연구진이 주도하고 국제학술지 Autonomic Neuroscience에 발표한 연구는 10주간 트레드밀 운동을 마친 쥐에서 오른쪽 성상신경절의 신경세포 수가 왼쪽보다 약 4배 많아졌으며, 이 같은 비대칭은 운동하지 않은 쥐에서는 나타나지 않았다고 밝혔다.

오른쪽 신경세포 수가 운동하지 않은 쥐에 비해 4배가량 늘어난 반면, 왼쪽 신경세포는 크기가 거의 두 배로 커졌다. 동시에 오른쪽 신경세포는 오히려 크기가 약간 줄어들었다. 수와 크기가 좌우에서 정반대로 움직인 셈이다.

성상신경절은 목 아래와 가슴 위쪽에 좌우 한 쌍씩 위치한 신경 다발이다. 이 신경 허브는 스트레스나 신체 활동 중 심박수를 높이는 신호를 보내 심장 박동과 혈압을 조절한다. 자율신경계의 일부로, 의식적 통제 없이 심장·호흡·소화 기능을 자동으로 관리한다.

연구진은 10주간 중등도 강도의 트레드밀 운동을 마친 어린 성체 쥐의 좌우 성상신경절을 대상으로, 설계 기반 입체해석학(stereology)과 3차원 정량 분석 기법을 써서 운동과 관련한 뚜렷한 측면 특이적 신경세포 재형성을 확인했다.

연구를 이끈 브리스틀대 수의해부학 교수는 "이번 발견은 심장을 운영하는 신체 '자동조종' 시스템에 숨겨져 있던 좌우 패턴을 가리킨다"고 말했다. 그는 성상신경절을 심장의 '조광 스위치'에 빗대며, 규칙적인 중등도 운동이 그 스위치를 좌우 각각 다른 방식으로 재형성한다고 설명했다.

오른쪽 성상신경절은 주로 동방결절에 연결되어 심박수(변시성)에 영향을 미치고, 왼쪽 성상신경절은 심실 근육에 더 많이 연결되어 심장 수축력(변력성)에 관여한다는 점에서, 좌우의 구조적 변화가 기능적으로도 서로 다른 의미를 가질 수 있다.

연구진은 이 발견이 심장 치료에 새로운 가능성을 열 수 있다고 봤다. 성상신경절 차단술이나 신경 절제술 같은 시술을 부정맥, 스트레스성 심근병증(일명 '상심 증후군'), 난치성 협심증 치료에 적용할 때 어느 쪽을 표적으로 삼아야 효과가 큰지 판단하는 데 도움이 될 수 있다는 것이다.

연구에는 영국 유니버시티칼리지런던(UCL), 브라질 상파울루대, 연방 상파울루대 연구진이 함께 참여했다.

다만 이번 연구는 쥐를 대상으로 한 동물 실험이다. 중등도 유산소 운동이 심장을 조절하는 신경의 측면 특이적 재형성을 유발한다는 사실을 확인했지만, 이 결과가 사람에게도 동일하게 나타나는지는 아직 밝혀지지 않았다. 연구진은 이번 발견이 부정맥과 협심증 치료를 보다 정밀하게 다듬는 데 실마리를 제공할 수 있다고 봤다.

연구를 한 교수는 "좌우 차이를 이해하면 심장 리듬 장애와 협심증 치료를 개인화하는 데 도움이 될 수 있다"며 "다음 단계는 이 구조적 변화가 기능에 어떻게 반영되는지, 그리고 더 큰 동물과 사람에서도 비슷한 패턴이 나타나는지 확인하는 것"이라고 밝혔다.