비만이 뇌의 학습기능이나 기억에 악영향을 미칠 가능성이 있다고 밝혀져

비만이 뇌의 학습기능이나 기억에 악영향을 미칠 가능성이 있다고 밝혀져

과거 수십 년에 걸쳐 비만인 사람은 세계적으로 증가 추세이며, 21세기에는 전 세계에서 약 6억 명 이상의 사람들이 비만인 것으로 알려져 있다. 비만은 뇌졸중이나 제2형 당뇨병과 더불어 심장병이나 암과 같은 질병과 관련된 것으로 알려져 있는데, "비만은 건강뿐만 아니라 뇌의 인지능력에도 악영향을 준다"는 연구결과가 발표되었다. 

프린스턴대학에서 신경과학 교수를 맡고 있는 엘리자베스 골드 등의 연구팀은, 고지방의 식사를 주어 표준 쥐보다 40%나 체중이 많이 나가는 비만이 된 수컷 쥐와, 보통 식사를 주어진 표준 체중의 수컷 쥐를 대상으로 두 그룹을 이용해 실험을 실시했다. 실험에서는 두 그룹의 생쥐에게 각각 미로에서 탈출한다는 문제를 주어 문제의 해결률을 측정했다고 한다. 

Obesity in humans correlates with reduced cognitive function. To investigate the cellular mechanisms underlying this, we used diet-induced obesity in mice and found impaired performance on cognitive tests of hippocampal function. These deficits were accompanied by reduced numbers of dendritic spines, increased microglial activation, and increased synaptic profiles within microglia. Inhibition of microglial activation by transgenic and pharmacological methods prevented cognitive decline and dendritic spine loss in obese mice. Moreover, pharmacological inhibition of the phagocytic activity of microglia was also sufficient to prevent cognitive degradation. This work suggests that microglia may be responsible for obesity-associated cognitive decline and dendritic spine loss.

그 결과 비만 그룹 쥐는 미로에서 탈출할 수 있었던 비율이 낮은 것으로 나타났다. 연구팀은 비만 쥐는 미로 속에 있는 물체의 위치를 기억하는 능력이 떨어져 미로 탈출에 어려움을 겪고 있다고 보고 있다. 

연구팀이 생쥐의 뇌를 조사한 결과 비만 생쥐에서는 신경세포의 수지상돌기에서 튀어나온 수지상돌기 스파인이라는 부위가 감소하는 것으로 나타났다. 수지상돌기 스파인은 뇌의 흥분성 시냅스의 전달에 관련된 중요한 부위이지만 비만인 마우스에서는 학습이나 기억에 관련된 해마에서 수지상돌기 스파인의 감소가 많이 나타났다고 한다. 

'왜 비만이 되면 수지상돌기 스파인이 감소하게 될까?'라는 의문에 대해 연구자들은 면역세포의 일종인 마이크로글리아가 연관됐을 가능성을 생각했다. 마이크로글리아는 신경조직이 염증을 일으키는 등의 손상을 입으면 활성화되어 병변을 복구한다. 하지만 미크로글리아는 비만이 되면 신경세포 부근에서 활발하게 작용하는 성질을 가지고 있어 연구팀은 '이 성질이야말로 수지상돌기 스파인의 수를 감소시키고 있지 않을까'라고 생각했다. 

이에 연구팀은 '미크로글리아의 기능을 저해함으로써 인지기능이 회복되는가?'라는 점을 검증하기 위해 비만 쥐에서 미크로글리아의 기능을 저해했다. 그러자 수지상돌기 스파인이 보호돼 비만 쥐의 인지기능은 개선됐다는 것이다. 

마이크로글리아는 우울증에도 관여하고 있다고 추측되며, 약제 등에 의해 과도한 작용을 억제함으로써 비만으로 인한 인지기능 저하와 정신장애로부터 뇌를 보호할 수 있을 가능성이 있다고 한다. 인간의 경우에도 비만이 인지기능 저하에 관여하고 있는지에 대해서는 아직 밝혀지지 않았지만, 향후 연구를 통해 인간의 비만과 인지기능의 관계와 인지기능을 개선하는 방법이 밝혀질 것으로 보인다. 

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Microglia play an active role in obesity-associated cognitive decline | Journal of Neuroscience
http://www.jneurosci.org/content/early/2018/09/10/JNEUROSCi.0789-18.2018

Obesity Could Affect Learning and Memory, Research Finds
https://www.newsweek.com/obesity-affects-learning-memory-research-1114913

Obesity Could Affect Learning and Memory