지구성 운동은 인지 능력을 개선시키는데 긍정적은 영향을 미치며, 알츠하이머 주 병변인 A\(\beta\)-42 감소와 BDNF,GLUT-1과 HSP-70 단백질의 발현 증가와 관련이 있음을 확인했다. 따라서 알츠하이머 질환의 예방 및 지연의 전략적인 방법으로 활용할 수 있음을 알 수 있다.
<p>알츠하이머 환자의 뇌세포는 에너지 대사 관련 효소들(싸이토크롬 c 산화효소, 피르브산 탈수소효소)의 활성도의 감소와 비정상적인 APP 대사에 의해 생성된 A\(\beta\)-42 단백질 침적에 의해 인슐린의 인슐린 수용체에 대한 결합력이 감소하여 비정상적인 인슐린 신호전달이 유발되어 대뇌의 글루코스 활용능력이 급격하게 감소한다. 특히 해마 부위에 A\(\beta\)-42단백질 침적 뿐만 아니라 GLLT-1 단백질 발현량이 현저하게 감소되어 있다.</p><p>이 연구에서도 Tg 비교집단이 non-Tg 비교집단에 비해 GLUT-1 단백질의 발현량이 감소된 것으로 나타났으며 이러한 감소에 대한 기전은 명확하게 알려져 있지 않지만 Hooijmans 등와 Xie 등이 제시한 것처럼 뇌의 A\(\beta\)-42 단백질 침적, 뇌 모세혈관 밀도 감소 및 비정상적인 인슐린 신호전달 시스템에 의해 발생한 것으로 볼 수 있다. 이러한 GLUT-1 단백질 감소는 인지 능력 감소에도 영향을 미친다. 반면 지구성 운동 수행에 의해 non-Tg와 Tg집단 모두 GLUT-1 단백질 발현량이 증가하였는데 특히 Tg 운동집단의 경우 Tg비교집단에 비해 증가한 것으로 나타났다. 이러한 결과는 뇌의 A\(\beta\)-42단백질 발현량 감소와 함께 인슐린의 민감도가 개선되어 효율적인 인슐린 신호전달이 유발되어 대뇌의 글루코스 활용 능력이 개선되어 나타난 현상으로 볼 수 있는데 이 연구에 제시된 혈청 인슐린과 글루코스 수준의 감소가 그 결과를 뒷받침해 주고 있다.</p><p>알츠하이머 질환의 주병변인 A\(\beta\)-42 단백질의 침적을 억제하는데 있어 중요한 역할을 하는 샤페론들 중 하나인 HSP-70은 A\(\beta\)-42의 침적을 프로티아좀(proteasome)의 의존적 방법에 의해 분해시키는 것으로 알려셔 있어 이 단백질의 발현 감소는 알츠하이머 질환과 관련이 있는 신경세포사멸을 초래한다. 반면 장기간 지구성 운동에 의해서는 운동에 대한 적응 결과로 HSP-70의 발현량이 증가되어 열이나 혹은 다른 조직의 손상으로부터 세포를 보호한다고 보고되고 있다.</p><p>이 연구에서 HSP-70 단백질의 발현량은 non-Tg 비교집단에 비해 Tg 비교집단이 낮은 것으로 나타나 알츠하이머 질환일 경우 HSP-70 단백질군의 발현량이 감소되어있다는 Yoo 등의 결과와 일치하는 것으로 나타났다. 이와 같이 Tg 비교집단이 non-Tg 비교집단에 비해 HSP-70 단백질 발현량이 낮은 이유는 A\(\beta\)-42 의 침적으로 인해 분자 샤페론들(HSP-70, HSC 71, GRP-75, 78)의 비정상적인 단백질 입체구조의 변화가 발생하여 나타난 현상으로 분자 샤페론으로서 세포 보호 작용이 감소됨을 의미한다. 반면 non-Tg 와 Tg 운동집단의 경우 16주간 운동 후 뇌에서 HSP-70의 발현량이 현저하게 증가하였는데 이러한 결과는 반복적인 운동 수행의 적응 결과로 나타난 현상으로 Tg의 경우 알츠하이머 질환으로 인한 세포사멸로부터 뇌세포를 보호한다는 것으로 의미한다. 즉 규칙적인 지구성이 단백질들의 잘못 접힘(misfolding)과 응집 현상을 억제함으로써 신경세포의 보호효과가 있음을 추론할 수 있다. 그러나 이러한 결과를 보다 확실하게 규명하기 위해서는 세포사멸과 항산화효소 관련 단백질들과 비교 분석하는 후속 연구가 필요하다.</p><p>결론적으로 지구성 운동은 APPsw 알츠하이머 질환 모델 생쥐의 인지 능력을 개선시키는데 긍정적인 영향을 미친 것으로 나타났으며 이러한 인지능력의 개선은 알츠하이머 질환의 주 병변인 뇌의 A\(\beta\)-42 감소뿐만 아니라 BDNF,GLUT-1과 HSP-70 단백질의 발현 증가와 관련이 있음을 확인하였다. 따라서 지구성 운동은 약물 처치 이외에 알츠하이머 질환을 예방하거나 지연시킬 수 있는 전략적인 방법으로 활용할 수 있음을 알 수 있다.</p>