사과 껍질에 들어 있는 천연물질 우르솔산이 뇌 염증으로 저하된 학습·기억 능력을 개선했다는 국내 연구 결과가 발표됐다. 연구진은 우르솔산이 뇌의 과도한 면역 반응과 산화 손상을 줄이고, 신경세포 사이의 연결과 에너지 생산 구조를 보호하는 현상을 확인했다. 우르솔산이 기억력에 영향을 주는 구체적인 원리를 살펴본다.
사과 껍질 속 우르솔산, 뇌 염증으로 떨어진 기억력 개선 가능성 확인
사과 껍질에 들어 있는 우르솔산이 뇌 건강과 관련해 주목받고 있다. 우르솔산은 식물에 자연적으로 존재하는 펜타사이클릭 트리테르페노이드 계열의 화합물로, 사과와 배의 껍질을 비롯해 로즈메리와 타임 등 일부 허브에도 포함돼 있다. 이 성분은 항염증과 항산화 작용을 나타낼 가능성이 알려져 있으며, 최근에는 신경세포 보호와 인지기능 개선에 관한 연구도 진행되고 있다. 한국기초과학지원연구원 권희석·최가영 박사 연구팀은 뇌 염증으로 학습·기억 능력이 저하된 생쥐에게 우르솔산을 투여하고 뇌 조직과 행동 변화를 분석했다.
연구 결과는 2026년 9월 국제학술지 파이토메디신에 온라인 게재됐으며, 한국기초과학지원연구원은 같은 해 10월 29일 주요 성과를 발표했다. 연구진은 생쥐에게 염증을 유발하는 물질인 지질다당류를 투여해 뇌 염증과 인지기능 저하를 유도했다. 이후 우르솔산을 투여한 집단에서 특정 위치를 기억하는 능력과 새로운 물체를 구별하는 능력이 개선되는 현상을 관찰했다. 특히 기억 형성에 중요한 뇌 부위인 해마에서 염증 반응과 산화 손상이 감소한 것으로 나타났다. 연구진은 행동 변화뿐 아니라 신경세포의 연결 구조와 에너지 생산 기관의 형태까지 분석해 우르솔산의 작용을 확인했다. 이번 연구는 우르솔산이 뇌 염증과 관련된 인지기능 저하를 완화할 가능성을 보여준다는 점에서 의미가 있다. 다만 실험은 생쥐를 대상으로 진행됐으며, 사람이 사과 껍질을 먹었을 때 같은 효과가 나타나는지는 아직 확인되지 않았다.
뇌 면역세포의 과도한 활성 억제, 기억력 저하와 연결된 염증 반응 완화
우르솔산이 기억력과 관련해 주목받는 첫 번째 이유는 뇌에서 발생하는 과도한 염증 반응을 줄일 가능성 때문이다. 뇌에는 미세아교세포라고 불리는 면역세포가 존재하며, 이 세포는 손상된 조직과 불필요한 세포 성분을 제거하고 뇌의 정상적인 환경을 유지하는 역할을 한다. 그러나 미세아교세포가 장기간 과도하게 활성화되면 염증 관련 물질이 지나치게 분비돼 주변 신경세포에 부담을 줄 수 있다. 특히 이러한 신경염증은 알츠하이머병을 비롯한 여러 신경퇴행성 질환의 진행 과정과 관련해 연구되고 있다. 염증 반응이 지속되면 신경세포 사이의 신호 전달이 방해받고 학습과 기억에 필요한 뇌 기능이 저하될 수 있다.
이번 연구에서 우르솔산을 투여한 생쥐의 해마에서는 미세아교세포의 과도한 활성화가 감소했다. 또한 염증 반응을 조절하는 핵심 신호체계 가운데 하나인 NF-κB 관련 활성도 억제됐으며, 염증성 물질의 발현이 줄어드는 변화가 확인됐다. NF-κB는 세포가 외부 자극이나 손상에 반응할 때 염증 관련 유전자의 작용을 조절하는 단백질 복합체다. 이 경로가 지나치게 활성화되면 염증 반응이 증폭될 수 있다. 우르솔산은 이러한 과도한 염증 신호를 완화해 신경세포가 기능을 유지하기에 유리한 환경을 만드는 것으로 해석된다. 다만 염증은 정상적인 면역 기능에도 필요하므로 모든 뇌 염증을 무조건 억제하는 것이 좋은 것은 아니다. 이번 연구의 핵심은 우르솔산이 실험적으로 유발된 과도한 염증 반응을 완화했다는 데 있다.
활성산소와 산화 손상 감소, 뇌세포를 보호하는 항산화 작용
우르솔산의 두 번째 특징은 산화 스트레스와 관련된 신경세포 손상을 줄이는 작용이다. 뇌는 신체에서 에너지를 많이 사용하는 기관으로, 산소를 이용해 에너지를 만드는 과정에서 활성산소가 발생한다. 활성산소는 정상적인 세포 활동에서도 생성되지만, 지나치게 많아지면 세포막과 단백질, 유전물질 등에 손상을 줄 수 있다. 이러한 상태를 산화 스트레스라고 하며, 노화와 신경세포 기능 저하에 영향을 미치는 요인 가운데 하나로 알려져 있다. 특히 뇌세포는 지방 성분이 풍부한 세포막을 가지고 있어 산화 손상의 영향을 받을 수 있다.
산화 스트레스가 심해지면 신경세포 사이의 신호 전달이 불안정해지고 세포 내부의 에너지 대사에도 문제가 발생할 수 있다. 이번 연구에서는 뇌 염증을 유도한 생쥐의 해마에서 산화 손상 관련 지표가 증가하는 현상이 관찰됐다. 그러나 우르솔산을 투여한 집단에서는 이러한 산화 손상이 감소했으며, 활성산소에 대응하는 항산화 효소의 활성도 회복됐다. 항산화 효소는 체내에서 생성되는 활성산소를 적절하게 처리하고 세포의 정상적인 기능을 유지하는 데 중요한 역할을 한다. 우르솔산은 이러한 항산화 방어 체계를 뒷받침함으로써 신경세포의 손상을 줄였을 가능성이 있다. 특히 연구진은 우르솔산 투여량에 따라 일부 보호 효과의 정도가 달라지는 현상도 확인했다. 다만 동물실험에서 확인된 항산화 효과를 사람이 사과를 먹었을 때의 기억력 개선 효과와 동일하게 해석할 수는 없다.
해마의 시냅스 기능 회복, 학습과 기억을 돕는 신호전달 체계
기억력은 뇌세포가 단순히 살아 있는 것만으로 유지되는 것이 아니라 신경세포 사이의 연결이 정상적으로 작동해야 형성된다. 신경세포끼리 정보를 주고받는 연결 부위를 시냅스라고 하며, 새로운 경험을 학습하거나 기억을 저장하는 과정에서 시냅스의 기능이 변화한다. 특히 해마는 새로운 기억을 형성하고 공간 정보를 학습하는 데 중요한 역할을 하는 뇌 부위다. 해마의 신경세포 사이에서 신호 전달 효율이 장기간 강화되는 현상은 장기강화라고 불리며, 학습과 기억의 중요한 세포 수준 기전으로 알려져 있다. 뇌에 과도한 염증이 발생하면 이러한 신호 전달 기능이 저하되고 시냅스의 구조에도 변화가 나타날 수 있다. 이번 연구에서는 우르솔산을 투여한 생쥐에서 학습과 기억에 필요한 시냅스 기능이 개선되는 현상이 확인됐다.
특히 연구진은 BDNF-TrkB-CREB라는 신호전달 경로가 회복되는 변화에 주목했다. BDNF는 뇌유래신경영양인자로, 신경세포의 생존과 성장, 시냅스 가소성에 관여하는 단백질이다. TrkB는 BDNF의 신호를 전달하는 수용체이며, CREB는 기억 형성과 관련된 유전자 발현을 조절하는 단백질이다. 우르솔산을 투여한 집단에서는 염증으로 약화됐던 이러한 신호전달 체계가 회복되는 양상이 관찰됐다. 전자현미경 분석에서도 신경세포 사이의 시냅스 구조가 상대적으로 잘 보존된 것으로 나타났다. 이는 우르솔산이 단순히 염증 수치를 낮추는 데 그치지 않고 학습과 기억의 기반이 되는 신경세포 연결 기능에도 영향을 줄 수 있음을 보여준다. 다만 이러한 변화는 동물의 뇌 조직에서 확인된 결과이며, 사람의 기억력이 실제로 향상되는지는 별도의 임상시험이 필요하다.
미토콘드리아 손상 완화, 뇌세포의 에너지 생산 구조까지 보호
이번 연구에서 특히 주목할 부분은 우르솔산이 신경세포 내부의 미토콘드리아 형태에도 영향을 미쳤다는 점이다. 미토콘드리아는 세포가 활동하는 데 필요한 에너지를 생산하는 기관으로, 흔히 세포의 발전소라고 불린다. 뇌세포는 신경전달물질을 분비하고 전기적 신호를 유지하는 과정에서 많은 에너지를 사용하기 때문에 미토콘드리아의 정상적인 기능이 중요하다. 특히 학습과 기억에 필요한 시냅스 활동도 안정적인 에너지 공급에 의존한다. 그러나 염증과 산화 스트레스가 증가하면 미토콘드리아의 구조와 기능에 변화가 발생할 수 있다. 이번 연구에서 뇌 염증을 유도한 생쥐의 해마에서는 미토콘드리아가 잘게 나뉘거나 가느다란 연결부를 사이에 두고 구슬처럼 이어지는 비정상적인 형태가 관찰됐다.
이러한 구조적 변화는 미토콘드리아가 스트레스 상황에 놓였을 때 나타날 수 있는 현상으로 알려져 있다. 연구진은 투과전자현미경과 연속절편 기반 3차원 재구성 기술을 활용해 미토콘드리아의 미세한 형태 변화를 분석했다. 그 결과 우르솔산을 투여한 생쥐에서는 미토콘드리아의 과도한 분절과 비정상적인 연결 형태가 감소한 것으로 나타났다. 이는 우르솔산이 뇌세포 내부의 에너지 생산 기관을 구조적으로 보호하는 데 관여할 가능성을 보여준다. 특히 신경세포의 에너지 공급과 시냅스 기능은 밀접하게 연결돼 있어 미토콘드리아의 정상적인 상태를 유지하는 것이 중요하다. 다만 이번 결과는 미토콘드리아의 형태와 관련된 실험적 관찰이며, 사과 껍질을 섭취하면 사람의 뇌 에너지 생산량이 증가한다는 의미는 아니다.
사과는 껍질째 먹는 것이 좋을까, 우르솔산 섭취 시 알아야 할 점
사과 껍질에는 우르솔산 외에도 케르세틴과 여러 폴리페놀, 식이섬유 등이 포함돼 있다. 특히 케르세틴은 플라보노이드 계열의 식물성 성분으로, 항산화 작용과 세포 신호전달 과정에 영향을 줄 가능성이 연구되고 있다. 2021년 국제학술지 스템 셀 리포츠에 발표된 연구에서는 사과에 포함된 일부 식물성 화합물이 생쥐의 해마 신경세포 생성과 관련된 과정에 영향을 미칠 수 있다는 결과가 제시됐다. 이러한 연구들은 사과에 포함된 다양한 성분이 뇌 건강과 관련해 연구할 가치가 있음을 보여준다. 다만 우르솔산을 이용한 이번 실험은 사과 껍질 자체를 먹이는 방식으로 진행되지 않았다. 연구진은 뇌 염증을 유도한 생쥐에게 체중 1kg당 50mg 또는 100mg의 우르솔산을 복강 내 주사로 투여했다.
따라서 일반적인 식사로 사과 껍질을 섭취했을 때 우르솔산이 얼마나 흡수되고 뇌에 어느 정도 도달하는지는 별도로 확인해야 한다. 또한 사과 품종과 재배 조건, 껍질의 상태에 따라 우르솔산 함량도 달라질 수 있다. 사과를 껍질째 먹으면 껍질에 포함된 식이섬유와 여러 식물성 영양소를 함께 섭취할 수 있다는 장점이 있다. 특히 식이섬유는 장의 정상적인 기능과 포만감 유지에 도움이 된다. 사과를 껍질째 섭취할 때는 흐르는 물에 표면을 충분히 씻어 이물질을 제거하는 것이 좋다. 그러나 기억력을 높이기 위해 사과 껍질을 지나치게 많이 먹거나 우르솔산 보충제를 임의로 고용량 섭취하는 것은 권장되지 않는다. 현재로서는 사과를 다양한 과일과 채소 가운데 하나로 꾸준히 섭취하는 것이 합리적인 방법이다.
한눈에 보는 핵심 정리
뇌 염증 완화: 우르솔산은 생쥐 실험에서 미세아교세포의 과도한 활성과 염증 관련 신호를 줄였다.
항산화 작용: 해마의 산화 손상을 감소시키고 항산화 효소의 활성을 회복시키는 효과가 관찰됐다.
기억 기능 개선: 학습·기억에 관여하는 BDNF-TrkB-CREB 신호와 시냅스 기능이 개선됐다.
뇌세포 구조 보호: 신경세포 연결 부위와 미토콘드리아의 구조적 손상을 완화하는 결과가 확인됐다.
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