오하이오 주립대학교에서 세포 배양을 통해 실시한 연구에 따르면 오메가-3 지방산 DHA는 세포 수준에서 지방으로 인한 염증을 감소시켜 건강에 해로운 식단의 유해한 영향으로부터 뇌를 보호할 수 있는 것으로 나타났습니다. 노화된 쥐의 뇌 조직을 사용한 또 다른 실험에서는 고지방식이가 특정 뇌 세포가 세포 신호를 과도하게 사용하여 새로운 기억 생성을 방해할 수 있음을 시사합니다.

노화된 쥐에 대한 이전 연구에서 같은 실험실에서는 가공된 성분이 많이 함유된 식단이 뇌에 강한 염증 반응과 기억 상실의 행동 발현을 유발했으며 DHA를 보충하면 이러한 문제를 예방할 수 있다는 사실을 발견했습니다.

"이 논문의 멋진 점은 처음으로 이러한 것들을 세포 유형별로 구별하기 시작할 수 있다는 것입니다."라고 오하이오 주립대학교 행동의학 연구소 연구원이자 의과대학 정신의학과 행동 건강 및 신경과학 부교수인 수석 저자인 Ruth Barrientos가 말했습니다. "우리 연구실과 다른 연구실에서는 해마의 전반적인 조직을 관찰하고 고지방식에 대한 뇌의 기억 반응을 관찰합니다. 그러나 우리는 항상 어떤 세포 유형이 이러한 포화 지방산에 의해 어느 정도 영향을 받는지 궁금했고, 이를 확인하려고 시도한 것은 이번이 처음입니다."

이 연구는 최근 Frontiers in Cellular Neuroscience 저널에 게재되었습니다.

이번 연구에서 연구진은 소교세포, 염증을 촉진하는 뇌 세포, 학습과 기억에 중요한 해마 뉴런에 초점을 맞췄습니다. 그들은 불멸의 세포, 즉 동물 조직에서 채취한 세포의 사본을 사용하여 지속적으로 분열하고 실험실 자극에만 반응하도록 수정했습니다. 즉, 동일한 유형의 일차 세포와 정확히 동일하게 행동하지 않을 수 있습니다.

연구진은 이러한 모델 미세아교세포와 뉴런을 라드, 쇼트닝, 육류 및 유제품과 같은 고지방 식품에서 발견되는 가장 풍부한 포화 지방산인 팔미트산에 노출시켜 팔미트산이 세포 내 유전자 활성화와 에너지 생산의 주요 대사 역할을 하는 세포 내 구조인 미토콘드리아의 기능에 어떻게 영향을 미치는지 확인했습니다.

결과는 팔미트산이 소교세포와 뉴런의 염증 증가와 관련된 유전자 발현의 변화를 촉발했지만, 소교세포에서는 더 넓은 범위의 염증 유전자가 영향을 받았다는 것을 보여주었습니다. 생선과 기타 해산물에서 발견되고 보충제 형태로도 제공되는 두 가지 오메가-3 지방산 중 하나인 DHA로 이러한 세포를 전처리하면 두 세포 유형 모두에서 염증 증가에 대한 강력한 보호 효과가 나타났습니다.

"이전 연구에서는 DHA가 뇌를 보호하는 효과가 있고 팔미트산이 뇌 세포에 해롭다는 사실이 밝혀졌지만, DHA가 이러한 소교세포에서 팔미트산의 영향으로부터 어떻게 직접적으로 보호하는지를 살펴본 것은 이번이 처음입니다"라고 Barrientos 연구실의 연구 과학자이자 연구의 제1저자인 Michael Butler가 말했습니다.

그러나 미토콘드리아의 경우 DHA는 팔미트산에 노출된 후 기능 손실을 예방하지 못합니다. 이 경우 DHA의 보호 효과는 포화 지방이 유발하는 대사 결함보다는 염증 유발 반응과 관련된 유전자 발현에 대한 효과로 제한될 수 있습니다.

또 다른 일련의 실험에서 연구자들은 시냅스 가지치기(synaptic pruning)라고 불리는 또 다른 소교세포 기능을 살펴봄으로써 포화 지방이 많은 식단이 나이든 쥐의 뇌 신호에 어떤 영향을 미치는지 조사했습니다. Microglia는 뉴런 사이의 신호를 모니터링하고 과도한 시냅스 가시(축색돌기와 수상돌기 사이의 연결 지점)를 조금씩 먹어치워 이상적인 수준의 의사소통을 유지합니다.

소교세포는 3일 동안 고지방식이나 일반 음식을 먹은 동물의 시냅스 전 및 후 물질을 포함하는 마우스 뇌 조직에 노출되었습니다. 소교세포는 일반 식단을 섭취한 쥐보다 더 빠른 속도로 고지방 식단을 먹은 나이든 쥐의 시냅스를 먹었습니다. 이는 고지방 식단이 이러한 시냅스에 어느 정도 영향을 미쳐 소교세포가 더 높은 속도로 시냅스를 먹게 했음을 시사합니다.

버틀러는 "우리가 해야 할 가지치기나 다듬기에 관해 이야기할 때 그것은 '골디락스'와 같다. 너무 많지도 적지도 않은 최상의 모양이어야 한다"고 말했다. "이 미세아교세포가 너무 일찍 너무 많이 먹으면 이러한 가시가 다시 자라서 새로운 연결을 만드는 능력을 압도하여 기억이 통합되거나 안정화될 수 없습니다."

여기에서 연구자들은 시냅스 가지치기 및 미토콘드리아 기능과 관련된 연구 결과를 확장하고 젊고 오래된 동물의 일차 뇌 세포에 팔미트산과 DHA가 미치는 영향을 조사할 계획입니다.