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▲ 노화에 따른 뇌의 혈관 변화가 뇌의 심층부에서 가장 크게 나타난다는 연구 결과가 나왔다. (사진=DB)

 

[mdtoday=최재백 기자] 노화에 따른 뇌의 혈관 변화가 뇌의 심층부에서 가장 크게 나타나는 것으로 확인됐다.

노화에 따른 뇌의 혈관 변화가 뇌의 심층부에서 가장 크게 나타난다는 연구 결과가 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 실렸다.

많은 신경 퇴행성 질환의 공통점은 뇌세포, 즉 신경세포의 사멸로부터 유발된다는 점이다. 따라서 기존의 연구는 어떻게 그리고 왜 신경세포가 죽는지를 설명하는 데 초점을 두었다.

하지만 뇌의 혈관계에서 발생하는 변화가 신경세포의 죽음을 유발하는 근본적인 원인일 수 있다는 것이 최근 연구팀의 주장이다.

연구팀은 뇌졸중·죽상경화증·2형 당뇨병 등 혈관에 영향을 미치는 질환들은 모두 혈관성 치매 위험을 높인다는 사실에 주목했다.

그들은 뇌 혈류에 이상이 생기면 신경세포가 적절한 에너지를 공급받지 못하고, 대사 폐기물이 처리되지 않아 뇌세포의 죽음을 초래할 수 있다고 설명했다. 이에 더해, 그들은 신경 퇴행성 질환과 각종 치매에 동반된 신경 손상에 앞서 뇌의 혈관 구조에 변형이 생길 수 있다는 근거가 증가하고 있다고 덧붙였다.

연구팀은 신경 퇴행성 질환의 가장 위험 요인은 결국 나이이므로, 나이가 듦에 따라 혈관이 어떻게 변하는지 이해하는 것이 중요할 것으로 예상했다.

그들은 특정 뇌 영역 내 큰 혈관뿐만 아니라, 뇌 전역에 걸쳐 미세 혈관들까지도 조사했다. 그들은 생쥐의 뇌 내 전체 혈관 구조를 3차원으로 파악한 결과, 노화에 따라 뇌 혈관계에 두드러지는 변화를 몇 가지 포착했다고 설명했다.

예를 들어, 혈관 분지(Branching)와 혈관 길이 밀도(Vascular length density)가 현저히 감소했는데, 혈관 길이 밀도란 혈관이 속해 있는 영역 대비 혈관의 길이를 측정한 것이다. 즉 혈관 길이 밀도가 감소했다는 것은 혈관으로부터 혈액을 공급받지 못하는 조직 면적이 있을 가능성이 크다는 것이다.

또한 뇌의 바깥층에 혈액을 공급하는 표면 세동맥으로부터 분지하여 심층부에 혈액을 공급하는 관통 세동맥이 나이가 들면서 구불구불해졌는데, 이는 혈류 저항성이 증가하여 혈류가 잘 공급되지 못한다는 것을 의미한다.

연구팀은 표면 세동맥보다 관통 세동맥이 더 영향을 받았으므로 뇌의 심층부에 산소 및 영양소가 제대로 공급되지 않을 것이라고 예상했다. 실제로 혈관성 변화가 가장 두드러진 것은 가장 깊은 피질층인 ‘Layer 6’으로 수면 조절에 관여하는 층이었다.

따라서 연구팀은 이번 연구 결과가 나이가 들면서 수면에 문제가 생기는 이유까지 설명할 수 있을 것으로 기대했다.

전문가들은 혈관 분지가 감소하면 뇌 혈류 저항성이 증가하고, 혈관에 가해지는 전단력이 혈관 변형을 초래할 수 있다고 설명했다. 추가로 그들은 나이가 들면서 혈관의 수축 및 이완 능력이 감소할 수 있다고 덧붙였다.

마지막으로 연구팀은 뇌로 전달되는 산소를 측정한 결과, 나이가 들면서 적혈구의 산소-운반 용량이 감소한다는 사실을 발견했다. 적혈구의 산소-운반 용량 감소와 혈관의 길이 및 가지 수 감소가 겹쳐 뇌 조직이 산소를 공급받기 어렵게 변하는 것이다.

특히나 나이 든 뇌세포는 젊은 뇌세포보다 과흥분 상태이므로 더 많은 에너지를 요구하며, 똑같이 산소·에너지가 부족한 상황에서 젊은 뇌는 보상적으로 새로운 혈관 생성을 유도하는 반면, 나이 든 뇌의 보상 반응은 미미하다.

연구팀은 나이가 들면서 발생하는 부정적인 혈관 변화는 뇌의 심층부에서 가장 두드러지며, 이에 대한 보상 반응으로 혈류가 표면으로 쏠림에 따라 심층부는 더욱 취약해진다고 결론지었다.

 

메디컬투데이 최재백 ([email protected])

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