September 17,2019

여성 뇌가 남성보다 ‘4년’ 더 젊어

뇌세포 대사 작용 분석, 건강나이 예측에 성공

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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 비교분석한 결과 여성의 뇌세포 대사작용이 남성보다 4년 더 활성화돼 ⓒWikipedia

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.

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