식이변화와 운동이 비만 쥐 해마의 시냅스 가소성 유전자 발현과 인지기능에 미치는 영향

국문 초록 (Abstract)

뇌기능과 관련한 연구에서 규칙적인 운동은 neurogenesis를 자극하고 뇌손상을 예방하며, 학습과 정신적 기능을 강화하는 동시에, 세포 성장의 주조절자로서 긍정적인 역할을 수행함으로써(Wirth 등, 2003), 비만으로 인한 대사적 증후군과 같은 신체적 불균형을 치료․예방하는 것은 물론 인지적(cognitive) 차원에서의 긍정적인 효과도 있는 것으로 알려져 있다(Cotman & Engesser-Cesar, 2002). 더욱 놀라운 것은 운동이 기억과 인지를 강화하고, 뇌의 상해에 따른 기능적 회복력을 가속화하며, 정신적 퇴화를 더디게 한다는 것이다. BDNF의 시냅스 가소성과 인지기능과의 관계를 고려하면, 운동으로 유발되는 해마에서의 BDNF 증가는 인지기능을 강화시킨다고 볼 수 있다. 그러나, 운동으로 유발되는 학습과 기억력 강화는 운동 중 해마의 BDNF 증가에 의한 것인지 아닌 것인지에 대한 의문은 여전히 남는다. 규칙적인 운동으로 유발되는 norepinephrine 증가는 신경세포의 재생을 촉진하는데, 특히 배양된 해마 신경세포 내 BDNF 발현을 강화시켰다(Chen 등, 2006)고 보고되었으며, 쥐를 대상으로 한 실험에서는 3일간 달리기 운동 후 BDNF mRNA 발현이 증가하였다고(Neeper 등, 1996) 밝혔다. 식이와 관련하여서는 고지방 식이, 그리고 당분 식이는 해마에서 BDNF 발현의 감소를 동반함으로써, 학습과 기억력을 손상 시킬 수 있다고 하였다(Molteni 등, 2004). 최근 BDNF는 neuron의 결합성과 활동에 의존하는 뇌의 가소성 등 주요 매개자로 주목 받고 있으며, 유전적으로 비만한 동물 모델들의 음식섭취와 글루코스 항상성을 조절하는 것으로 알려져 있다(Wang 등, 2010). BDNF의 수용체인 TrkB의 감소 또한 유전적으로 비만한 동물 모델에서 비만으로의 발달에 연관성이 있다고 밝혀졌다(Yu 등, 2009).
그럼으로 본 연구는 고지방 식이를 통한 비만으로 인한 neurogenesis 메커니즘의 변화를 알아보고, 규칙적인 유산소 운동과 식이변화를 통해 시냅스 가소성과 인지기능의 효과를 생화학적 차원에서 규명하는데 목적이 있다.