나이가 들면서 "아, 이름이 생각나지 않네" "열쇠를 어디 뒀더라"라는 말을 자주 하게 된다. 지금까지는 뇌의 자연스러운 노화 현상으로 여겨져 왔지만, 실제 원인은 다른 곳에 있을 수 있다는 연구 결과가 발표됐다.
미국 펜실베니아대 연구진이 노화로 인한 기억력 저하의 원인을 뇌가 아닌 '장'에서 찾아냈다.
최근 연구팀은 장내 미생물 변화가 염증을 일으키고, 장과 뇌를 연결하는 미주신경 기능을 떨어뜨려 인지능력 감퇴를 유발한다는 메커니즘을 규명했다. 이 연구는 국제학술지 '네이처(Nature)'에 게재됐다.
인간의 뇌는 시각, 청각, 후각 등 외부 감각뿐만 아니라 몸 안 장기들의 상태를 파악하는 '내감각' 능력도 보유하고 있다. 미주신경은 이러한 내감각의 핵심 경로로, 장·심장·폐 등과 뇌를 직접 이어주는 중요한 신경이다.
연구진은 쥐를 대상으로 한 실험에서 나이가 들수록 미주신경을 통한 장-뇌 간 신호 전달이 약화되고, 동시에 기억력도 저하된다는 점을 확인했다. 흥미롭게도 약물을 사용해 노령 쥐의 장 감각신경세포를 자극하자 미주신경이 재활성화되면서 인지기능이 젊은 시절 수준까지 회복됐다.
미주신경 기능 저하의 주범으로는 장내 미생물 변화가 지목됐다. 실험에서 노령 쥐의 장내 미생물을 젊은 쥐에게 이식한 결과, 젊은 쥐의 기억력이 노령 쥐 수준으로 급격히 떨어졌다. 반면 항생제로 장내 미생물을 억제하면 기억력이 다시 개선됐다.
연구팀은 기억력 저하를 일으키는 핵심 세균으로 '파라박테로이데스 골드스테이니(Parabacteroides goldsteinii)'를 특정했다.
이 세균이 생성하는 특정 중쇄지방산(MCFA)이 장내 면역세포를 자극해 염증반응을 유발하고, 이것이 미주신경 기능을 손상시켜 기억을 담당하는 해마까지 영향을 미친다는 과정을 밝혀냈다.
이번 연구의 핵심 성과는 인지기능 개선 방법을 제시했다는 점이다. 연구진은 특정 세균만 제거하는 '박테리오파지' 바이러스를 활용해 원인균을 없애고 지방산 농도를 낮춰 기억력을 되살리는 데 성공했다.
더욱 실용적인 치료법도 확인됐다. 비만치료제 '오젬픽'과 비슷한 약물(GLP-1 작용제)을 노령 쥐에게 투여해 미주신경을 직접 자극한 결과, 노화로 인한 기억력 감퇴가 현저히 개선됐다. 이는 접근이 어려운 뇌 대신 상대적으로 조작이 용이한 장내 환경 개선이나 미주신경 자극만으로도 노화 관련 기억력 저하를 역전시킬 수 있음을 시사한다.
현재 이 연구는 동물실험 단계로 인간 적용을 위한 추가 임상연구가 필요하다. 하지만 간질이나 뇌졸중 환자 치료에 사용되는 미주신경 자극술을 받은 환자들에서 인지기능 향상이 보고된 사례가 있어, 인간에게도 적용 가능성이 높다는 것이 연구팀의 판단이다.