임현국 가톨릭대 여의도성모병원 뇌건강센터 정신건강의학과 교수팀(김성환 임상강사)은 다중 뇌영상을 이용해 근육 감소로 인한 인지기능 저하 원인을 세계 최초로 규명했다고 25일 밝혔다.

근감소증(sarcopenia)은 노인 낙상 골절, 걸음걸이 이상 등 일상 기능 저하와 함께 알츠하이머병, 혈관성 치매 등으로 인한 인지기능장애 위험성 증가를 초래하는 것으로 알려져 있다. 

그리나 근감소증이 구체적으로 뇌의 어떤 변화를 줘 인지기능 저하를 유발하는지는 명확히 밝혀진 바가 없다. 즉, 근감소증으로 인한 뇌의 베타 아밀로이드 축적, 혈관성 변화, 뇌 두께 감소 등 복잡한 대뇌 변화와 이로 인한 인지기능장애 유발 기전은 현재까지 규명되지 않았다. 

이에 연구팀은 가톨릭 노화 뇌영상 데이터 베이스(Catholic Aging Brain Imaging Database, CABI)에서 528명의 치매가 없는 환자를 대상으로 근육량과 근육강도, 신체기능 등을 통한 근감소증 점수와 뇌 MRI로 측정한 대뇌 피질 두께, 해마 부피, 백색질변성의 정도, 뇌 아밀로이드-PET에서 측정된 대뇌 아밀로이드의 침착도, 인지기능과의 관계를 분석했다.

생체임피던스 기기로 측정한 근육량, 악력계로 측정한 근력, 앉았다 일어서기 검사로 측정한 근 기능 모두 인지기능 장애와 뚜렷한 상관관계를 보였다. 뇌의 위축 정도, 뇌의 백색질 변성 정도, 뇌 아밀로이드 축적 정도 등은 인지기능장애와 각기 다른 관계를 보였다.

근육량이 적을수록 알츠하이머병의 유발물질인 베타 아밀로이드 단백질의 축적이 많이 나타났다. 근력이 약할수록 측두엽 대뇌피질 두께가 얇아지고 근기능이 떨어질수록 양측 섬엽 두께가 위축되는 현상을 보였다. 

이같은 추세는 부분최소적합 구조방정식 모형(Partial least square strucure equation model, PLS-SEM)을 이용해 나이, 성별, 교육년수, APOE 유전자형, 우울증 점수 등을 통제(제외)했을 때에도 나타났다. 높은 근육량은 알츠하이머병 원인 물질인 아밀베타 아밀로이드 단백질 축적을 억제하고, 높은 근력은 백색질 변성을 막아 뇌 외축 및 인지기능의 저하를 방지하는 효과가 있었다. 좋은 근육 기능은 근육량 및 강도와 달리 직접적으로 뇌 위축 보호 및 인지기능에 긍정적인 효과가 있었다.

이근 연구는 근감소증 진단 요소들이 아밀로이드 축적, 뇌 백색질 변성, 뇌 위축 등 각기 다른 방식으로 뇌에 영향을 미치고, 인지기능 저하를 설명하는 통합적 모델을 제시 및 규명해다는데 의의가 있다. 

김성환 임상강사(제1저자)는 “고령에서도 근육의 양, 강도 및 기능을 유지하는 것이 뇌 퇴행성 변화와 인지기능 저하를 막는 데 중요하다”고 말했다. 

임현국 교수(교신저자)는 “근감소증 관련 신체 상태에 대한 의학적 접근이 치매 발병 위험을 줄이기 위한 새로운 치료 목표가 될 수 있다"고 강조했다.

이번 연구는 국제알츠하이머병학회(The Alzheimer's Association International Conference)에서 발간하는 공식 학술지인 ‘알츠하이머즈 앤 디멘티아’(Alzheimer’s & Dementia, IF 14.0) 2024년 6월호에 게재됐다. 한국콘텐츠진흥원 및 가톨릭대학교 인공지능·뇌과학사업단의 지원을 받아 진행됐다.