앞선 글 ‘운동화 신은 뇌: 뇌를 젊어지게 하는 놀라운 운동의 비밀’에서는 운동과 뇌의 기적 같은 상관관계에 대해 소개드렸습니다. 이 글에서는 뇌 유래 신경성장인자(BDNF), 세로토닌, 도파민, 엔돌핀과 같은 신경전달물질의 분비를 촉진하는 운동의 뇌 활성화 효과와 매커니즘, 그리고 구체적인 운동 예시에 대해 살펴보겠습니다.
운동은 단순히 신체 건강을 증진시키는 것에 그치지 않고, 뇌의 기능과 정신 건강에도 긍정적인 영향을 미칩니다. 다양한 신경전달물질의 분비를 촉진하는 운동은 기분 개선, 스트레스 완화, 기억력 및 학습 능력 향상, 그리고 신경 세포의 생존과 성장을 돕는 중요한 역할을 합니다.
뇌 유래 신경성장인자(BDNF)
BDNF의 역할
운동이 뇌에 미치는 긍정적인 영향 중 하나는 뇌 유래 신경성장인자(BDNF, Brain-Derived Neurotrophic Factor)의 분비를 촉진하는 것입니다. BDNF는 신경 세포의 생존, 성장, 유지 및 시냅스 가소성에 중요한 역할을 하는 단백질로, 규칙적인 신체 활동, 특히 유산소 운동(예: 달리기, 사이클링)은 BDNF의 분비를 촉진하여 신경 세포의 건강을 유지하고, 새로운 신경 경로를 형성하는 뇌 건강에 매우 중요합니다. BDNF는 특히 해마와 같은 뇌의 특정 영역에서 활발하게 발현되고, 학습과 기억 능력을 향상시키는 데 기여합니다. 또한 BDNF는 손상된 신경세포의 회복을 도와 뇌 손상 후 기능회복을 촉진하며, 노년층에서 신경 퇴행성 질환을 예방하는 데 도움이 됩니다.
BDNF의 분비를 촉진하는 운동
BDNF는 중등도에서 고강도의 운동을 규칙적으로 수행하면 그 분비를 특히 많이 촉진하는 것으로 알려져 있습니다. 이는 운동 강도가 높을수록 뇌에 더 많은 긍정적인 변화를 가져올 수 있음을 시사합니다. 또한 장기간 지속적인 운동은 BDNF 수치를 안정적으로 유지하고, 더 높은 수준으로 증가시킵니다. 이는 일시적인 운동보다 규칙적인 운동 습관이 학습과 기억력을 개선하고, 뇌 손상 후 회복을 돕는 등 뇌 건강에 더 큰 이점을 제공한다는 것을 의미합니다.
중등도 운동의 예시
빠르게 걷기 : 시속 4~6㎞로 30~60분간 주 5회 이상
자전거 타기 : 시속 12~16㎞로 30~60분간 주 3~5회
수영 : 자유영, 평영 등 30~60분간 주 3~5회
댄스 : 에어로빅, 줌바 등 45~60분간 주 3~5회
고강도 운동의 예시
달리기 : 시속 8㎞이상으로 20~40분간 주 3~4회
스피닝 : 높은 저항과 빠른 속도로 페달 밟기 30~45분간 주 3~4회
고강도 인터벌 트레이닝(HIIT) : 20~30분간 주 3~4회
고강도 서킷 트레이닝 : 다양한 운동(스쿼트, 푸쉬업, 버피 등)으로 구성된 서킷을 반복 30~40분간 주 3~4회
크로스핏 : 역도, 유산소 운동, 체조 등을 조합한 고강도 운동 프로그램 20~40분간 주 3~4회
특히 이중에서 저는 스킹, 보딩, MTB, 트레일 러닝, 노르딕 워킹 등의 산악스포츠를 추천드립니다. 이 마운틴 스포츠들은 운동인 줄 모르고, 운동이라고는 생각하지 못하고 놀면서 즐기는 고강도 인터벌 트레이닝(HIIT) 운동입니다. 이 마운틴 스포츠는 자연과 함께 산속에서 이루어져 신체적인 효과뿐만 아니라 정신적, 정서적 효과까지 얻는 특징이 있습니다.
세로토닌과 도파민
운동은 세로토닌과 도파민 같은 신경전달물질의 분비를 촉진합니다. 세로토닌은 기분을 좋게 하고 우울증을 완화하는 데 도움을 주며, 도파민은 동기부여와 즐거움을 담당합니다. 이 두 물질의 증가로 인해 운동 후 기분이 좋아지고 스트레스가 줄어들고, 동기부여와 집중력을 향상시키는 등 다양한 정신건강상의 이점을 얻을 수 있습니다.
이러한 신경전달물질의 분비 증가는 운동이 뇌와 정신 건강에 미치는 긍정적인 영향을 잘 설명해 줍니다. 규칙적인 유산소 운동과 고강도 운동은 세로토닌과 도파민 수치를 적절하게 조절함으로써 정신 건강을 유지하고 향상시키는 데 중요한 역할을 합니다.
세로토닌과 운동; 기분 개선&수면의 질 향상 효과
세로토닌(Serotonin)은 주로 기분 조절, 수면, 식욕, 그리고 사회적 행동에 영향을 미치는 신경전달물질입니다. 운동을 하면 세로토닌의 생성이 촉진되며, 특히 유산소 운동을 하면 세로토닌의 전구체 역할을 하는 트립토판이라는 아미노산의 뇌 내 유입을 증가시킵니다.
이 세로토닌의 수치가 증가하면서 스트레스와 우울증 증상을 완화시키는데, 우리는 기분이 좋아지고 전반적인 행복감이 증가하는 결과로 느끼게 됩니다. 또한 규칙적인 운동은 세로토닌 분비를 조절하여 수면의 질을 개선하는 데 도움을 주며, 이는 더 나은 수면 패턴과 함께 일상 생활에서의 에너지 수준을 높이는 효과가 있습니다.
도파민과 운동; 동기 부여와 보상시스템 강화로 운동습관 형성 효과
도파민(Dopamine)은 보상, 동기 부여, 주의력, 그리고 쾌락을 조절하는 신경전달물질입니다. 운동, 특히 고강도 운동은 뇌 내 도파민 수치를 급격히 증가시키며, 운동 후 ‘러너스 하이(runner’s high)’ 현상을 느끼게 해줍니다.
러너스 하이(Runner’s High)란, 주로 달리기와 같은 고강도 유산소 운동을 할 때 경험할 수 있는 강력한 긍정적 감정 상태로, 이 현상은 극도의 기쁨, 평온함, 그리고 일종의 무아지경 상태를 포함합니다.
운동을 통해 도파민 수치가 증가하면 동기 부여와 집중력이 향상되고, 뇌의 보상 시스템을 자극하여 긍정적인 행동을 강화합니다. 규칙적인 운동은 이 보상 시스템을 활성화하여 운동에 대한 긍정적인 피드백을 제공하고, 지속적인 운동 습관을 형성하는 데 도움을 줍니다. 이는 목표를 달성하는 데 중요한 역할을 하며, 전반적인 생산성과 성취감을 높여줍니다.
엔돌핀
엔돌핀과 뇌 기능; 긍정적인 감정 유도와 통증 완화, 면역기능 강화 효과
엔돌핀(Endorphins)은 ‘천연 진통제’, ‘행복 호르몬’으로 불리는 신경전달물질로, 주로 뇌와 척수에서 분비됩니다. 운동을 통해 분비된 엔돌핀은 코티솔 수치를 낮추어 긍정적인 감정을 유도하여 기분을 좋게 만들어 줍니다. 이는 스트레스와 우울증을 완화하는 데 도움이 됩니다. 또한 엔돌핀은 자연적인 진통제로 작용하여 운동 중 발생하는 통증을 완화하고, 운동 후에도 통증을 줄이는 데 도움을 줍니다.
규칙적인 운동을 통해 엔돌핀 수치가 증가하면 면역 기능이 강화되며, 이는 감염에 대한 저항력을 높이고, 전반적인 건강 상태를 개선하는 데 효과가 있습니다. 그리고 규칙적인 운동 습관을 유지하면 엔돌핀 분비가 지속적으로 이루어져 건강하고 행복한 삶을 영위할 수 있습니다.
엔돌핀 촉진 운동; 유산소 운동과 고강도 인터벌 트레이닝(HIIT), 근력운동
엔돌핀의 분비를 촉진하는 운동은 일반적으로 심박수를 높이고, 지속적인 신체 활동을 요구하는 운동입니다. 먼저 유산소 운동(예: 달리기, 수영, 자전거 타기)을 지속적으로 수행하면 엔돌핀 수치가 증가하여 기분이 개선되고 스트레스가 감소하는 효과가 있습니다.
다음으로 고강도 인터벌 트레이닝(HIIT, High-Intensity Interval Training, 스킹, 보딩, MTB, 트레일 러닝, 노르딕 워킹 등의 산악스포츠, 스프린트, 버피, 점프 스쿼트 등)과 같은 강도 높은 운동은 엔돌핀 분비를 극대화 시켜주는데, 이러한 운동은 짧은 시간 내에 강도 높은 활동과 휴식을 반복하여 엔돌핀 수치를 빠르게 상승시켜줍니다.
또한 무거운 중량을 들거나 반복적인 근육 수축 운동을 통해 스트레스를 받는 근력 운동(Strength Training)도 엔돌핀 분비를 촉진하는 데 효과적입니다.
[이미지 출처 : 교육을 바꾸는 사람들, How Does Neuroplasticity Work? [Infographic]]
지속적인 운동 습관 유지는 신체와 정신 건강에 중요
지금까지 살펴본 바와 같이 운동은 단순한 신체 활동 이상의 의미를 지니며, 뇌 기능과 정신 건강에 있어 필수적인 요소입니다. 규칙적인 유산소 운동과 고강도 운동을 통해 뇌 유래 신경성장인자(BDNF), 세로토닌, 도파민, 엔돌핀 등의 신경전달물질을 효과적으로 분비할 수 있습니다. 이는 학습과 기억력 향상, 기분 개선, 스트레스 감소, 통증 완화 및 면역 기능 강화 등의 다양한 긍정적인 효과를 가져옵니다. 따라서 지속적인 운동 습관을 유지하는 것이 전반적인 신체 및 정신 건강을 위해 매우 중요합니다.
