“근육만 강해지는 게 아니었다”…운동이 심장 신경까지 바꾼다

유산소 운동이 심장 근육뿐 아니라 심장 기능을 조절하는 자율신경계 구조에도 영향을 줄 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 연구진은 운동 후 성상신경절의 좌우 신경망에서 서로 다른 변화가 나타났다고 밝혔다. 게티이미지뱅크

운동은 심장 근육을 단련하고 심폐 기능을 향상시키는 것으로 알려져 있다. 그런데 최근 연구에서는 운동이 심장 자체뿐 아니라 심장을 조절하는 신경망 구조까지 변화시킬 수 있다는 사실이 확인됐다.

영국 브리스톨대학교 연구진은 규칙적인 유산소 운동이 심장을 조절하는 성상신경절에 좌우 다른 변화를 일으킨다는 연구 결과를 발표했다. 성상신경절은 목 아래와 가슴 윗부분에 위치한 신경절로 심장 박동과 혈압을 조절하는 자율신경계의 핵심 허브 역할을 한다.

연구 결과는 국제 학술지 ‘오토노믹 뉴로사이언스(Autonomic Neuroscience)’에 게재됐으며, 관련 내용은 13일(현지시간) 과학 전문 매체 사이언스데일리가 소개했다.

연구진은 이번 발견이 향후 부정맥이나 협심증, 상심증후군(Broken-heart syndrome·타코츠보 심근증) 같은 심장질환 치료를 더 정밀하게 발전시키는 단서가 될 수 있다고 평가했다.

● 운동이 바꾼 것은 근육만이 아니었다

이번 연구는 영국 유니버시티칼리지런던(UCL), 브라질 상파울루대학(USP), 상파울루연방대학(UNIFESP) 연구진이 공동으로 수행했다.

연구팀은 심장 기능을 조절하는 성상신경절의 변화를 관찰하기 위해 3차원 영상 분석 기법인 스테레올로지를 활용했다.10주 동안 유산소 운동을 실시한 실험쥐를 분석한 결과, 운동한 쥐에서는 심장을 조절하는 신경망이 좌우에서 서로 다른 방식으로 변화한 것으로 나타났다.

오른쪽 성상신경절에서는 신경세포 수가 크게 증가한 반면, 왼쪽 성상신경절에서는 신경세포 수보다 세포 크기 증가가 두드러졌다. 왼쪽 신경세포는 거의 두 배 가까이 커졌고, 오른쪽 신경세포는 오히려 약간 작아졌다.

연구진은 이러한 결과가 심장을 조절하는 자율신경계가 단순히 좌우 대칭으로 작동하는 것이 아니라 각각 다른 역할과 적응 방식을 가질 가능성을 보여준다고 설명했다.

● 심장의 ‘가속 페달’을 조절하는 신경

연구를 이끈 브리스톨대 수의해부학 교수 아우구스토 코피(Augusto Coppi)는 성상신경절을 심장의 ‘조광기(dimmer switch)’ 또는 ‘가속 페달’에 비유했다.

그는 “이번 발견은 심장을 조절하는 신체의 자동 제어 시스템에 예상하지 못했던 좌우 차이가 존재한다는 사실을 보여준다”며 “규칙적인 중등도 운동이 이러한 조절 장치를 좌우에서 서로 다른 방식으로 변화시킨다는 점을 확인했다”고 설명했다.

이어 “왜 일부 치료가 한쪽 신경에서는 더 효과적이고 다른 쪽에서는 덜 효과적인지 설명하는 단서가 될 수 있다”며 “향후 더 정밀하고 효과적인 치료 전략 개발에 도움이 될 가능성이 있다”고 덧붙였다.

● 부정맥·협심증 치료의 새로운 단서 될까

현재 부정맥이나 협심증, 상심증후군(타코츠보 심근증) 치료에는 심장을 과도하게 자극하는 성상신경절의 활동을 억제하는 치료가 활용된다.

연구진은 운동이 성상신경절 구조를 어떻게 변화시키는지 이해하면 향후 신경차단술이나 신경제거술 같은 치료를 더 정교하게 시행할 수 있을 것으로 기대했다.

특히 왼쪽과 오른쪽 성상신경절이 서로 다른 역할을 한다면 환자의 증상과 질환 특성에 따라 특정 부위를 선택적으로 치료하는 전략도 가능해질 수 있다는 설명이다.

다만 연구진은 이번 연구가 실험쥐를 대상으로 진행된 초기 단계 연구라는 점을 강조했다. 운동으로 인한 신경 구조 변화가 실제 사람의 심장 기능 개선이나 질환 예방으로 이어지는지는 아직 확인되지 않았다.

연구진은 앞으로 이러한 좌우 차이가 다른 동물에서도 나타나는지, 인간에서도 비슷한 변화가 관찰되는지 추가 연구를 진행할 계획이다.

코피 교수는 “심장 박동 이상이나 협심증 치료를 보다 개인 맞춤형으로 발전시키는 데 도움이 될 수 있다”며 “다음 단계는 이러한 구조 변화가 실제 심장 기능과 어떤 관계를 갖는지 확인하는 것”이라고 말했다.

최현정 기자 phoebe@donga.com

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