정용환 기자
선진국을 중심으로 저출산 고령화가 진행되는 가운데 고령자의 치매 주요 원인이 되고 있는 알츠하이머병 조기 발견이 중요한 과제가 되고 있다. 새로운 연구에서는 뇌 활동이나 호흡 패턴이 알츠하이머병 징후로 활용될 가능성이 제시됐다.
뇌가 제대로 기능하려면 산소가 필수적이며 뇌 속 산소가 부족하면 뇌 기능에 다양한 장애가 발생한다. 이번에 영국 랭커스터 대학이 주도하는 연구팀은 신체가 뇌에 산소를 공급하는 방법이 알츠하이머병 등 신경퇴행성 질환에 영향을 미치고 있는 게 아닐까라는 가설을 세웠다.
연구팀은 알츠하이머병은 뇌가 혈관(혈관계)을 통해 적절하게 영양을 공급받지 못한 결과라고 가정할 수 있다고 주장하고 있다. 또 혈관계와 뇌는 뇌가 충분한 에너지를 받을 수 있도록 협력하고 있다며 실제로 뇌는 체중 2%밖에 되지 않음에도 불구하고 전체 에너지 소비량 20%를 필요로 한다고 말했다. 연구팀은 알츠하이머병 환자 19명과 알츠하이머병이 아닌 피험자 20명을 대상으로 뇌세포를 통해 신경세포에 연결된 혈관계로 구성된 신경혈관 유닛(neurovascular unit) 기능을 평가하는 실험을 실시했다.
실험에서는 두피에 부착한 장치를 이용해 뇌의 전기적 활동과 산소화를 측정하는 동시에 심전도를 이용해 심박수를 측정하고 또 피험자 가슴에 감은 벨트로 호흡을 측정했다. 이런 데이터를 종합해 호흡이나 심장 움직임, 뇌의 산소화나 전기적 활동 등 생리학적 리듬이 얼마나 잘 협조하고 있는지 알 수 있다.
실험 결과 알츠하이머병 환자와 그렇지 않은 피험자 사이에 혈관계와 관련된 신경세포나 신경세포 발화에 따른 혈중 산소 농도 변동에 차이가 있음이 밝혀졌다. 알츠하이머병 환자 뇌에서는 혈류와 뇌 활동의 동기화가 현저하게 교란되어 있음이 확인됐다.
또 알츠하이머병 환자는 그렇지 않은 피험자보다도 안정 시 호흡이 많았고 일반 피험자는 호흡 횟수가 매분 13회였던 것에 비해 알츠하이머병 환자는 매분 17회였다. 이는 알츠하이머병 환자 뇌에서 아밀로이드β 제거나 ATP 생성이 지체되어 혈관과 신경조직 연결이 바뀐 게 원인일 가능성이 있다고 한다.
이번 연구 결과는 신경혈관 유닛 기능이 무너져 산소 흐름이나 유해물질 제거 능력이 저하된 게 알츠하이머병을 유발하고 있을 가능성을 시사하고 있다. 또 이번 실험에서 사용된 전기센서나 광학센서를 이용한 접근법은 저렴하고 신속하며 알츠하이머병 조기 발견에 도움이 될지도 모른다는 기대도 모이고 있다.
연구팀은 전혀 예상하지 못했던 일이지만 안정 시 호흡 빈도가 알츠하이머병 피험자에서 유의하게 높은 것도 검출됐다며 이는 흥미로운 발견이며 알츠하이머병 연구에 완전히 새로운 세계를 열어주는 획기적인 것이라며 이는 아마도, 뇌 내 염증을 반영하고 있을 가능성이 높다고 보이며 일단 발견하면 아마 치료가 가능하고 향후 알츠하이머병의 심각한 상태를 방지할 수 있게 될지도 모른다고 말했다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.
이원영 기자
이석원 기자
