과학기술
최근 과학자들이 여성의 뇌세포 대사기능이 남성보다 더 활발하다는 사실을 밝혀내고 있다.
4일 ‘가디언’, ‘CNN’, ‘CBS’ 등 주요 언론에 따르면 미국 워싱톤 의대 연구팀이 건강한 남녀를 대상으로 출생에서 사망으로 이어지는 전 생애 주기에 걸쳐 ‘뇌세포 대사기능(metabolic brain)’를 비교 분석했다.
그 결과 여성 뇌의 대사 기능이 남성보다 ‘4년’ 더 젊은 상태를 유지하고 있었다. 이는 여성의 뇌 기능이 남성보다 더 활성화돼 있다는 것을 말해주는 것이다. 남녀 대사 기능과 관련 비교분석 결과가 발표된 것은 이번이 처음이다.
남녀 간의 뇌세포 대사작용을 비교 분석한 결과 여성의 뇌세포 대사작용이 남성보다 4년 더 젊은 상태에서 활성화돼 있는 것으로 나타났다. 이번 연구 결과는 향후 남녀 간의 기억력, 학습력, 뇌질환 연구 등에 활용될 계획이다.ⓒ Wikipedia
여성 뇌세포가 포도당‧산소 더 사용해
과학자들은 그동안 여성이 남성보다 정신적으로 더 예민하다는 사실을 주목하고 있었다. 그러나 어떤 이유로 이런 일이 일어나고 있는지 구체적인 설명이 가능한 의학적 결론을 내리지 못하고 있었다.
워싱턴대 의대의 뇌과학자 마커스 라이클(Marcus Raichle) 교수는 “뇌의 대사 기능이 연령에 따라 변화하고 있다는 사실을 알고 있었지만 남녀 간에 어떤 차이가 있는지 그 원인을 밝혀내지 못하고 있었다”고 말했다.
그러나 이번 연구 결과로 여성의 뇌가 대사 작용을 위해 남성보다 더 많은 에너지를 소모하고 있으며, 결과적으로 더 젊은 상태를 유지하고 있다는 사실을 확인할 수 있었다.
라이클 교수는 “이번 연구 결과로 남녀 간의 차이를 구분할 수 있을 뿐만 아니라, 사람의 지적 건강 나이를 측정할 수 있게 됐으며, 향후 뇌질환 치료에 큰 도움을 얻을 수 있게 됐다”고 설명했다.
사람의 신경계는 크게 중추신경계와 말초신경계로 나눈다. 이중 뇌와 척수를 포함한 신경계에서 가장 많은 부위를 차지하는 것이 중추신경계다.
이곳에서는 신경계와 관련된 차별화된 대사 작용을 하고 있다. 포도당과 산소를 원료로 아데노신 삼인산(ATP)을 만들어 신경세포에서의 이온교환, 신경전달물질을 수송한다.
그러나 포도당과 산소가 부족할 경우 뇌세포 기능이 급격히 저하해 뇌 기능 전반에 치명적인 손상이 일어나고 심하면 사망에 이르게 된다. 반면 이 대사 작용이 활발할수록 뇌 기능도 활성화한다.
이번 연구 결과는 뇌세포에서 진행되는 대사작용의 활성도가 남녀 간에 차이를 보이고 있으며, 뇌 기능 등에 영향을 미칠 수 있다는 것을 시사하고 있다.
연구 결과는 4일 ‘미국국립과학원회보(PNAS)’에 게재됐다. 논문 제목은 ‘Persistent metabolic youth in the aging female brain’이다. 이번 연구에는 121명의 남성, 82명의 여성 등 203명이 자원봉사자 형태로 참여했다.
남녀간 기억‧학습력, 뇌질환 차이 주목
워싱톤대 연구진은 뇌 안의 대사 작용을 들여다볼 수 있는 양전자방출단층촬영술(positron emission tomography)을 활용해 이들 뇌세포 안에서 포도당과 산소가 얼마나 많이 소모되고 있는지 정밀 측정을 시도해왔다.
자원봉사자들 연령에 따라 뇌세포 대사 작용을 분석한 결과 이전에 알지 못했던 새로운 사실들을 밝혀낼 수 있었다.
아기(babies)와 유아(young children) 시절에 뇌세포는 ‘호기적 해당(好氣性 解糖, aerobic glycolysis)’이라는 대사과정을 활발하게 수행한다. 호기적 해당이란 포도당이 산소를 통해 탄산가스와 물로 산화하는 대사 과정을 말한다.
청소년(adolescents)과 젊은 성인(young adults)이 되면 이 ‘호기적 해당’ 작용이 줄어들기 시작하고, 나이가 들어가면서 줄어들기 시작해 60세가 되면 매우 낮은 단계에 도달하게 된다.
연구진인 주목한 것은 남녀에 따라 ‘호기적 해당’ 작용이 어떻게 축소되고 있는지 그 비율이다. 양전자방출단층촬영을 통해 분석한 데이터를 컴퓨터 알고리즘을 통해 분석한 결과 그 수치에 따라 남녀 나이를 예측할 수 있었다.
나이를 모르는 상황에서 ‘호기적 해당’ 작용 데이터만 가지고 남성의 나이를 정확히 예측하는데 성공했다.
이어 여성의 대사 작용 분석을 통해 여성의 나이를 정확히 예측할 수 있었고, 남녀 간의 데이터를 비교해 여성의 뇌세포 기능이 남성보다 평균 3.8년 더 젊은 상태에 있다는 사실을 확인할 수 있었다.
연구팀은 이런 결과가 나온 원인을 분석했다. 그리고 남녀 간의 호르몬 차이가 뇌세포 대사 작용의 차이를 보이고 있으며 특히 여성의 폐경기에 이런 현상이 두드러진다는 사실을 확인했다.
라이클 교수는 “여성의 뇌세포가 태어날 때부터 지속적으로 남성과 차이를 보이고 있다”며, “이런 현상이 대자연의 법칙에 따른 것으로 판단하고 있다”고 말했다.
연구팀은 현재 이런 대사 작용의 차이가 뇌의 기억력이나 학습력, 그리고 뇌관련 질환 등에 어떤 영향을 미치고 있는지 등에 대해 분석 중이다.
한편 지난 2014년 4월에는 국제 뇌 과학 프로젝트인 ‘휴먼 커넥톰(Human Connectome)’을 통해 남성은 우뇌 또는 좌뇌의 신경망이 독립적으로 강하게 연결돼 있는 반면 여성은 우뇌와 좌뇌를 연결하는 신경망이 발달돼 있다는 분석 결과가 발표된 바 있다.
우뇌와 좌뇌 중 하나만 사용하면 높은 집중력을, 우뇌와 좌뇌가 협력하면 사회성 등에 유리하다. 이 연구 결과로 여성이 지도를 잘 볼 줄 모르고, 남성은 멀티태스킹에 약하다는 통념이 과학적으로 입증됐다.
이번 워싱톤대 연구 결과는 뇌세포 대사 작용과 관련된 최초의 남녀 비교연구 결과다. 이러한 과학자들의 노력으로 남성과 여성의 사고방식의 차이가 어디에서 기인하는지 그 원인이 더 상세하게 밝혀지고 있는 중이다.
(5239)
- 이강봉 객원기자
- aacc409@naver.com
- 저작권자 2019.02.07 ⓒ ScienceTimes
관련기사
목록 보기전체 댓글 (0)
로그인후 이용 가능합니다.
-
‘ISS 탈퇴 선언’ 러시아, 독자 우주정거장 모형 공개
2024년 이후 국제우주정거장(ISS) 프로젝트 탈퇴를 선언한 러시아가 독자적으로 건설할 우주정거장의 실물 모형을 공개했다고 15일(현지시간) 로이터통신, 영국 일간 가디언 등이 보도했다. 러시아 연방우주공사(로스코스모스)는 이날 모스크바 외곽에서 열린 한 군사 산업 전시회에서 새로운 우주정거장 모형을 선보였다. 러시아 국영매체는 이 모형을 '로스'(Ross)라고 불렀다. 새로운 우주정거장은 2단계로 발사될 예정이다.
-
UNIST “남극 앞바다 기후변화가 열대 비구름 옮겨”
울산과학기술원(UNIST) 연구진이 남극 앞바다의 기후 변화가 태평양 수온과 열대 지역 비구름에 미치는 효과를 규명했다. 16일 UNIST에 따르면 도시환경공학과 강사라 교수 연구팀은 기후 모델(Climate Mode) 실험으로 남극 앞바다의 냉각이 적도 태평양의 수온을 낮춘다는 내용을 입증했다. 특히 남극 앞바다의 온도와 열대강우(비구름) 사이의 상관관계를 명확히 밝혔다. 남극 앞바다가 차가워지면 열대 동태평양의 수온이 낮아지고, 그 영향으로 열대강우가 북쪽으로 이동하는 현상이 나타난다는 것이다.
-
온난화시대 ‘체감온도’ 인체가 겪는 실제 온도 반영 못 해
기온이 같아도 습도가 높으면 더 덥고 불쾌하게 느껴지는데, 상대습도를 반영해 산정하는 체감온도인 '열파 지수'(HI)가 최근 잦아진 극단적인 기온에서 실제 인체가 느끼는 온도를 반영하지 못하고 있다는 연구 결과가 나왔다. 미국 국립기상청(NWS)을 비롯한 많은 나라가 열파 지수를 토대로 여름철 위험 경보를 발령하는데 인체가 느끼는 온도와 많게는 20℉ 이상 차이가 나는 것으로 제시됐다. 버클리 캘리포니아대학에 따르면 이 대학 기후학자 데이비드 롬프스 교수가 이끄는 연구팀은 NWS가 이용해온 기존 열파 지수의 한계를 보완한 연구 결과를 학술지 '환경연구 회보'(Environmental Research Letters)에 발표했다.
-
암세포가 미토콘드리아를 싫어한다고? 진짜 이유 따로 있다
음식물에 들어 있는 글루코스(포도당)는 우리 몸이 필요한 에너지를 만드는 데 쓰인다. 암세포도 자기 복제를 하는 데 엄청난 양의 포도당이 필요하다. 종양이 성장하려면 암세포의 복제에 필요한 여러 가지 합성 작용이 빠르게 이뤄져야 한다. 지금까지 과학자들은 암세포가 포도당을 효율적으로 이용하지 않는다고 생각했다. 암세포가 흡수한 포도당에서 가능한 한 많은 에너지를 뽑아내지 않고 대부분 폐기물로 반출한다고 여겼다.
-
상용 디젤에서 ‘수소’ 생산… KAIST, 개질 촉매 개발
한국과학기술원(KAIST)은 기계공학과 배중면·이강택 교수와 한국에너지기술연구원(KIER) 이찬우 박사 공동 연구팀이 상용 디젤에서 수소를 생산할 수 있는 개질(Reforming) 촉매를 개발했다고 16일 밝혔다. 디젤은 수소 저장 밀도가 높고 운반·저장이 쉬워, 개질을 통한 수소 공급 장치를 트럭 보조전원장치 등 모바일 연료전지 시스템에 적용하려는 연구가 지속돼왔다. 연구팀은 촉매 입자 내부의 금속 나노입자가 표면으로 올라오는 용출 현상을 통해 합금 나노입자를 형성해 촉매 성능을 향상하도록 촉매를 설계했다.
-
적색초거성 ‘베텔게우스’ 표면 일부 날아가는 대폭발 겪어
광도(밝기)가 급격히 떨어졌던 오리온자리의 가장 밝은 α별인 적색초거성 '베텔게우스'가 별의 표면인 광구(光球)의 일부가 대형 폭발로 날아가는 '표면질량분출'(SME)을 겪고 서서히 회복 중이라는 연구 결과가 나왔다. 베텔게우스의 SME는 태양의 바깥 대기에서 플라스마를 대량 방출하는 '코로나질량분출'(CME)의 약 4천억 배에 달하는 관측 사상 전례가 없는 것으로 제시됐다.
-
KAIST “콜레스테롤 치료제 로미타피드, 항암효과도 있어”
한국과학기술원(KAIST)은 생명과학과 김세윤 교수 연구팀이 가족성 고콜레스테롤혈증 체료제인 '로미타피드'가 항암 효과까지 있음을 확인했다고 12일 밝혔다. 연구팀은 인공지능에 기반한 약물 가상 스크리닝 기술을 이용해 이런 성과를 냈다. 기존 약물의 새로운 적응증을 찾는 약물 재창출은 신약 개발에 투입되는 시간과 비용을 크게 줄이지만, 모든 약물을 실험적으로 검증하기에는 시간과 비용이 많이 드는 어려움이 있다.