글루코사민, 치매 진행 위험 25% 높인다? 렘수면 중 뇌 에너지 역설까지

관절 건강 보조제로 널리 쓰이는 글루코사민이 인지기능 저하와 연관될 수 있다는 분석 결과가 나왔습니다. 같은 시기 발표된 또 다른 연구에서는 꿈을 꾸는 렘수면 동안 뇌가 오히려 에너지 부족 상태에 빠진다는 사실이 확인됐습니다. 두 연구는 서로 다른 기관에서 독립적으로 진행된 별개의 발견이지만, 모두 뇌의 에너지·대사 상태가 인지 건강과 밀접하게 얽혀 있다는 점을 보여줍니다.

글루코사민, 경도인지장애를 치매로 앞당길 수 있다

핵심: 글루코사민을 복용한 환자군에서 경도인지장애(MCI)가 치매로 진행할 가능성이 25% 더 높게 나타났습니다.

경도인지장애(MCI)는 일상생활에 큰 지장은 없지만 정상적인 노화보다 기억력·사고력 저하가 뚜렷하게 나타나는 상태를 말합니다. 미국 플로리다대(UF) 연구진은 관절 통증 완화 목적으로 처방전 없이 널리 판매되는 글루코사민이 이런 인지 문제에 영향을 줄 수 있는지 확인하고자 했습니다. 연구팀은 Ramon Sun 박사(UF 첨단공간생체분자연구센터장, McKnight 뇌연구소 혁신부문 부소장)가 이끌었고, Yi Guo 박사, Jiang Bian 박사와 함께 인공지능을 활용해 2012~2024년 UF Health의 비식별 환자 기록을 분석했습니다.

연구팀은 알츠하이머 및 관련 치매(ADRD) 또는 경도인지장애 진단을 받은 환자를 분석 대상으로 삼았습니다. 두 그룹 모두에서 환자의 8%가 글루코사민을 복용한 적이 있다고 보고했으며, 이는 ADRD군 1,896명과 MCI군 2,750명에 해당합니다. 다른 요인을 통제한 결과, 글루코사민 복용은 MCI가 치매로 진행할 가능성을 25% 높이는 것과 연관됐습니다. 여기에 더해 인간 뇌 조직과 알츠하이머 마우스 모델을 이용한 실험에서는 글루코사민이 알츠하이머 뇌에서 나타나는 비정상적인 당 태깅(sugar-tagging) 과정을 강화할 수 있다는 단서도 확인됐습니다. 연구팀은 이 결과가 실제로 해를 끼치는지 확인하려면 임상시험이 필요하다고 설명했습니다. 이 연구는 Nature Metabolism에 게재됐습니다.

이 연구가 인지 저하와 대사 이상의 연결고리를 환자 기록 차원에서 짚었다면, 다음 소식은 정상적인 뇌에서조차 인지 활동이 얼마나 많은 에너지를 요구하는지를 보여줍니다. 즉 뇌의 대사 균형이 무너졌을 때(글루코사민 사례)와, 정상적으로 격렬하게 작동할 때(렘수면 사례) 모두에서 에너지 문제가 핵심 변수로 떠오른 셈입니다.

출처: ScienceDaily 뇌 | 원문 보기 ↗

꿈꾸는 뇌는 왜 지칠까, 렘수면의 에너지 역설

핵심: 렘수면 중 뇌로 들어오는 혈류는 늘어나지만, 신경세포가 곧바로 쓸 수 있는 에너지 분자 ATP는 오히려 줄어드는 역설이 확인됐습니다.

렘(REM, rapid eye movement)수면은 눈동자가 빠르게 움직이며 꿈을 꾸는 것과 가장 밀접하게 연관된 수면 단계로, 몸은 거의 움직이지 않는데 뇌 활동은 깨어 있을 때와 비슷해 '역설수면'이라 불리기도 합니다. 일본 도호쿠대 연구진은 이 단계에서 뇌가 에너지를 어떻게 쓰는지 알아보기 위해 UV 경화 수지로 마우스의 두개골을 투명하게 만들어 자연 수면 중인 뇌를 실시간으로 관찰했습니다. Ko Matsui 도호쿠대 교수 연구팀은 생생한 꿈을 꾼 뒤 피곤함을 느낀 경험에서 착안해, 수면이 겉보기엔 평온해 보여도 뇌는 특히 꿈을 꿀 때 매우 활발하다는 점에 주목했다고 설명했습니다.

연구팀은 광역 형광 이미징으로 뇌 혈액량 변화(에너지 '연료' 공급의 지표)를 추적하는 한편, 신경세포가 직접 사용하는 에너지 분자인 ATP와 포도당 대사를 연결하는 성상교세포의 피루브산 농도도 함께 측정했습니다. 그 결과 렘수면이 시작되기도 전에 뇌 혈류량이 먼저 증가하기 시작했지만, 신경세포의 ATP 수치는 오히려 감소하는 현상이 나타났습니다. 비렘수면에서는 델타파 대역의 강한 신경 활동이 잘 알려져 있는데, 이보다 작은 세타파 대역의 변동이 수 초 뒤의 뇌 혈류량 변화를 예측할 수 있다는 사실도 함께 확인됐습니다. 이 연구는 Communications Biology에 게재됐습니다.

• 렘수면 전부터 뇌 혈류(연료 공급)가 먼저 늘어남
• 정작 신경세포의 즉시 사용 에너지(ATP)는 렘수면 중 감소
• 비렘수면의 세타파 변동이 수 초 뒤 혈류 변화를 예측

출처: ScienceDaily 뇌 | 원문 보기 ↗

이게 나에게 의미하는 것

글루코사민을 관절 건강 목적으로 복용 중이면서 동시에 경도인지장애 진단을 받았거나 가족력이 있다면, 이번 UF 연구 결과를 참고해 담당 의사와 복용 여부를 상담해볼 만합니다. 다만 이번 분석은 인과관계가 아닌 연관성을 보여준 것이므로, 임상시험 결과가 나오기 전까지 스스로 복용을 중단하기보다는 전문의와 논의하는 편이 적절합니다. 수면 연구에 관심이 있거나 만성 피로·꿈과 관련된 문제를 겪고 있다면, 렘수면 중 뇌 에너지가 실제로 소모된다는 이번 마우스 실험 결과가 '꿈을 꾸고 나면 피곤하다'는 경험을 설명하는 단서가 될 수 있습니다.

정리: 오늘의 시사점

UF Health 연구는 글루코사민 복용과 MCI의 치매 진행 사이에서 25%라는 구체적 연관성을 제시했지만, 연구팀 스스로 밝혔듯 실제 인과관계를 확인하려면 임상시험이 필요한 단계입니다. 도호쿠대 연구는 마우스 실험을 통해 렘수면 중 뇌 혈류와 신경세포 에너지(ATP)가 서로 반대 방향으로 움직인다는 구체적 역설을 실시간으로 관찰했습니다. 두 연구는 서로 다른 기관, 다른 방법론으로 진행된 별개의 사건이지만 공통적으로 뇌의 에너지 대사가 인지 건강과 수면의 질을 이해하는 핵심 변수임을 보여줍니다.