과도한 운동이 인지기능에 미치는 영향 규명
신경염증·뇌 에너지 대사 연결하는 ‘MCT4’ 주목

삼육대 화학생명과학과 김미경 교수가 한국과학기술단체총연합회(이하 과총)가 주관하는 ‘제36회 과학기술우수논문상’을 수상했다. 과도한 운동이 인지기능을 저하시키는 분자생물학적 기전을 규명한 연구 성과를 인정받았다.

이 상은 국내 과학기술 분야 최고 권위의 학술상으로, 창의적이고 우수한 연구 성과를 발표한 과학기술인을 발굴·포상하기 위해 1991년 제정했다. 각 학회가 전년도 국내 학술지에 발표된 논문 가운데 자체 심사를 거쳐 최대 2편을 추천하면, 과총이 별도 심사를 통해 최종 수상자를 선정한다.

김 교수는 한국유전학회의 추천을 받아 수상자로 선정됐다. 수상 논문은 ‘과도한 운동으로 유발되는 인지기능 저하에서 해마 MCT4의 핵심 조절 역할: 신경염증의 관여(Hippocampal MCT4 as a key regulator in excessive exercise-induced cognitive impairment: involvement of neuroinflammation)’이다. 지난해 한국유전학회가 발행하는 SCIE 등재 국제학술지 ‘Genes & Genomics’에 게재됐다.

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 보고되고 있다.

김 교수 연구팀은 이러한 현상에 주목해 운동 강도가 뇌 기능에 미치는 영향을 분석했다. 실험동물에 서로 다른 강도의 운동을 실시한 뒤 기억력과 학습능력을 평가한 결과, 높은 강도의 운동을 한 집단에서 인지기능이 저하되고 기억을 담당하는 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, 이러한 에너지 공급은 정상적인 기억과 학습에 중요하다.

연구 결과, 과도한 운동을 한 실험동물에서는 MCT4의 유전자 발현이 감소했다. 반면 항염증제를 투여한 실험동물에서는 저하됐던 인지기능이 개선되고 MCT4 발현도 회복되는 것으로 나타났다. 이는 과도한 운동으로 유발된 신경염증과 뇌 에너지 대사의 변화가 인지기능 저하에 밀접하게 연관돼 있음을 시사한다.

김 교수는 “기존 연구들이 주로 과도한 운동에 따른 산화스트레스나 신경영양인자 변화에 주목했다면, 이번 연구는 신경염증과 뇌 에너지 대사를 연결하는 MCT4의 역할에 주목했다는 점에서 차별성이 있다”며 “항염증제 투여를 통해 인지기능과 MCT4 발현이 함께 회복되는 것을 확인함으로써 새로운 분자적 기전을 제시했다”고 설명했다.

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

이번 연구는 삼육대의 2024년 교내 연구비 지원을 받아 수행됐다. 김 교수는 “학교의 연구 지원과 참여 학생 및 연구진의 노력이 좋은 결실로 이어졌다는 점에서 더욱 의미가 크다”며 “앞으로도 뇌 기능과 인지장애의 분자적 기전을 밝히는 연구를 지속해 기초연구의 성과가 인간의 건강과 삶의 질 향상에 기여할 수 있도록 노력하겠다”고 밝혔다.

하홍준 hahj@syu.ac.kr

[논문 정보]
– 논문명: Hippocampal MCT4 as a key regulator in excessive exercise-induced cognitive impairment: involvement of neuroinflammation
– 저자: 이민영(삼육대 융합과학과·의명신경과학연구소, 공동 제1저자), Nicole Bon Campomayor(삼육대 융합과학과·의명신경과학연구소, 공동 제1저자), 김희진(삼육대 의명신경과학연구소), 김미경(삼육대 의명신경과학연구소·화학생명과학과, 교신저자)
– 게재 저널: Genes & Genomics (SCIE)
– DOI: https://doi.org/10.1007/s13258-025-01642-x

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