우리 몸에 새로운 세포가 만들어지려면 영양분이 필요한데,세포 성장 촉진제가 없으면 뇌도 새로운 정보를 습득하지 못한다. 이런 성장 촉진제가 바로 신경세포 성장인자의 역할이다. 이들은 신경세포의 연결고리인 시냅스 근처 저장소에 저장되어 있다가 혈액 순환계로 방출된다.
혈액 순환이 빨라지면 다양한 종류의 호르몬이 도움을 주기 위해 신체 곳곳에서 분비되는데, 인슐린 유사 성장인자, 혈관 내피세포 성장인자, 섬유아세포 성장인자 등이 그렇다. 운동을 하게 되면 이런 인자들이 혈액 뇌장벽을 뚫고 뇌로 들어간다.
혈액 뇌장벽은 세포들이 빽빽하게 들어차 있는 촘촘한 모세혈관으로 박테리아처럼 크기가 큰 입자들이 진입하는 것을 막아주는 역할을 한다. 이런 인자들이 뇌에 들어가 신경세포 성장인자들과 함께 학습을 위한 분자 기전을 가동시키게 된다.
또한 뇌에서 생성되는 세포 분열을 촉진하기도 하는데, 특히 운동을 할 때 그렇다. 이와 같은 인자들의 다양한 역활은 신체와 뇌가 서로 연계되어 있다는 사실을 보여준다. 인슐린 유사 성장인자는 근육 운동으로 더 많은 연료가 필요할 때 분비된다.
포도당은 근육의 주요 에너지원이며, 뇌의 유일한 에너지원이다. 포도당을 세포로 운반하는 일은 인슐린 유사성장인자의 인슐린이 함께 한다. 인슐린 유사성장인자의 역할은 뇌에서 영양공급이 아닌 학습과 관련 있다는 사실이 흥미롭다.
어쩌면 주변에 음식이 있는 위치를 기억하기 위해 그렇게 진화했을 수도 있다. 운동을 하면 신경세포 성장인자가 뇌로 하여금 인슐린 유사 성장인자를 빨리 받아들이도록 도와주는데, 그러면 뉴런이 활성화되어 신호 신경전달물질인 세로토닌과 글루탐산염이 생성된다.
그 결과 더 많은 신경세포 성장인자 수용체들이 생성되어 기억을 저장하기 위한 연결을 두껍게 강화해준다. 신경세포 성장인자들은 특히 장기 기억에 중요한 역할들을 하게 된다. 진화측면에서는 이런 기억들이 가장 원초적인 학습능력이다.
식량을 발견하고. 획득하고, 저장하기 위해 반드시 필요한 역할 능력이다. 즉 학습을 하기 위해서는 연료가 필요한데, 그 연료의 원천이 되는 음식을 찾기 위해 신체에서 생성되는 모든 전달물질은 이런 과정을 계속 유지시켜 환경 적응과 생존을 가능하게 만든다.
새로운 세포에 연료를 공급하기 위해서는 새로운 혈관이 필요하며, 운동을 통해 근육이 수축할 때 주로 그렇듯이 세포 내에 산소가 부족할 때는 혈관 내피세포 성장인자가 신체와 뇌에 새로운 모세혈관들 만들어낸다.
또한 혈관내피세포 성장인자는 운동을 할 때 다른 인자들이 혈액뇌장벽을 투과할 수 있도록 투과성을 변화시키는 극히 중요한 역할을 하는 것으로 추측되고 있다. 신체에서 생성되어 뇌로 들어가는 또 하나의 중요한 물질이 섬유아세포 성장인자이다.
이 또한 인슐린 유사 성장인자나 혈관내피세포 성장인자들처럼 운동을 하면 분비가 촉진되는데, 신경세포의 재생에 필요한 물질이다. 섬유아세포 성장인자는 신체에서는 세포 조직의 성장을 도우며, 뇌에서는 장기 강화 과정에 중요한 역할을 한다.
나이가 들면 이 세 종류 인자와 성장 인자의 생성이 자연스럽게 줄어들면서 신경재생도 함께 줄어든다. 하지만 젊어서도 스트레스를 받거나 우울증에 빠지면 마찬가지의 경우가 생길 수 있지만, 운동을 하면 이런 인자들의 생성을 늘릴 수 있다.
성장하느냐 소멸하느냐는 신체활동의 유무에 달려있으며, 운동을 하면 결과적으로 뇌도 운동을 하게 되고, 학습과 기억은 식량을 찾아 다니는데 사용하던 운동 기능과 함께 진화해왔으며, 운동을 하지 않으면 뇌는 뭔가를 배울 필요를 전혀 느끼지 못하게 된다.
오늘도 흥겹고 건강하고 행복한 금요일 하루 만들어 가시길 빕니다. 이동윤 드림 |
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