세계보건기구(WHO)는 ‘비만’을 사회적 질병으로 규정하고 있다. 미국을 비롯한 서구 사회에서는 비만으로 인한 사회적 비용 증가가 심각한 수준이다. 이런 상황에서 국내 연구진이 전 세계 10억 명에 달하는 비만 환자에게 단비 같은 연구 결과를 내놨다. 기초과학연구원(IBS) 인지 및 사회성 연구단은 뇌 속 별 모양의 비신경세포인 별세포에서 지방 대사 조절 원리를 발견하고 이를 활용해 개발한 신약 물질이 식사량 조절 없이 체중 감량이 가능하다는 것을 확인했다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 메타볼리즘’ 9월 1일자에 실렸다. 배고픔과 체내 에너지 균형은 뇌 측시상하부에서 관장한다. 시상하부 신경세포들이 지방 조직과 연결돼 지방 대사에 관여한다고 알려졌지만 정확한 지방 대사 조절 기전은 밝혀지지 않았다. 연구팀은 측시상하부에서 억제성 신경물질 가바(GABA)의 수용체를 특이적으로 발현하는 신경세포 군집인 가브라5(GABRA5)를 발견했다. 실제로 비만한 생쥐에게서 가브라5 신경세포의 주기적 발화가 현저하게 줄어든다는 것을 확인했다. 이에 생쥐에게 가브라5 신경 세포의 활성을 억제하면 지방 조직의 에너지 사용이 줄어들면서 지방이 축적돼 체중이 늘었다. 연구팀은 측시상하부의 별세포가 가브라5 신경세포의 활성을 조절하는 핵심이라는 점을 새로 발견했다. 별세포 수와 크기가 증가한 반응성 별세포는 가바를 다량 생성해 가브라5 신경세포를 억제해 비만을 유발한다는 것을 발견했다. 결국 반응성 별세포 발현을 억제하면 가바 분비가 줄고 가브라5 신경세포가 활성화돼 지방 조직의 열 발생을 촉진하는 것도 확인했다. 반응성 별세포 조절만으로도 식사량 조절 없이 체중 감소가 가능하다는 것을 밝혀냈다. 연구팀은 이 원리를 바탕으로 개발한 신약 후보 물질인 ‘KDS2010’을 비만 생쥐에게 투여하는 실험을 한 결과 식사량 조절 없이도 지방 축적을 억제하고 체중을 감소시킨다는 것도 확인했다. 연구를 이끈 이창준 IBS 단장은 “기존 비만 치료제는 식욕 조절 관련 신경세포에 집중했지만 이번 연구는 비신경세포인 별세포에 주목했다는 점에서 차이를 보인다”라면서 “이번에 개발한 약물이 식욕 억제 없이 효과적으로 비만을 치료할 수 있을 것으로 기대한다”라고 말했다. 반대로 가브라5 신경세포가 활성화되면 체중이 줄어들었다.

영국 케임브리지대와 옥스퍼드대, 미국 필라델피아 아동병원, 펜실베이니아대 공동연구팀은 과체중이거나 비만인 사람은 식욕 조절에 관여하는 중뇌 시상하부 크기가 표준치 체중을 가진 사람과 다르다고 16일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘신경 영상학 : 임상’ 지난 8월 8일자에 실렸다. 세계보건기구(WHO)에 따르면 전 세계적으로 19억명 이상이 과체중이나 비만인 것으로 추정되고 있다. 연구팀은 20~30대 남녀 1351명을 대상으로 자기공명영상(MRI)으로 찍은 시상하부 부피와 체질량 지수(BMI)를 비교 분석했다. 분석 결과 과체중이거나 비만인 사람은 시상하부 전체 부피가 정상인 사람보다 훨씬 크다는 사실을 확인했다. 시상하부 부피 차이는 허기와 포만감의 균형을 맞추기 위해 호르몬을 분비, 식욕을 조절하는 시상하부 하위 영역에서 뚜렷하게 나타났다.

세계적으로 드문 희귀병인 치명적 가족성 불면증(FFI, Fatal Familial Insomnia)이 유독 스페인에서 집중적으로 발생하고 있다고 현지 언론이 보도했다.  의학계에 따르면 치명적 가족성 불면증은 프리온(Prion) 단백질이 변형돼 뇌의 시상하부에 영향을 미치면서 발병하는 질환으로 걸리면 단 1초도 깊은 잠을 자지 못한다. 환자는 발작, 실어증, 환각 증상 등이 이어지면서 잠을 이루지 못해 고통을 겪다 결국 사망한다. 스페인 일간 방과르디아는 “전 세계에서 발생하는 치명적 가족성 불면증의 70%가 스페인에서 발생하고 있다”며 최근 이같이 전했다. 이미 38명 사망자가 보고된 알라바, 나바라, 라시에라 델 세구라 등 3개 지역에서 특히 치명적 가족성 불면증은 집중적으로 발생하고 있었다.  의학계는 집중 발생의 원인을 분석했지만 이렇다 할 결론을 내지 못했다고 한다.  라시에라 델 세구라에 사는 주민 안토니오 라멜라스(71)은 평생 가족과 친지 37명이 치명적 가족성 불면증에 걸려 사망하는 걸 지켜봐야 했다. 그는 최근 42살 아들을 잃었다. 이번에도 사인은 치명적 가족성 불면증이었다,  엔지니어로 세 자녀의 아버지이기도 했던 그의 아들은 치명적 가족성 불면증 진단을 받은 지 18개월 만에 세상을 떠났다. 라멜라스는 “사망하기 전 아들은 (물을 마시기 위해) 컵을 입에 가져가지도 못할 정도로 최악의 상태였다”고 말했다.  치명적 가족성 불면증은 유전율이 50%에 달하는 희귀병이다. 라멜라스는 “아내에게 치명적 가족성 불면증을 유발할 수 있는 DNA가 있었는데 다행히 아내에겐 발병하지 않았지만 아들은 병에 걸려 결국 일찍 세상을 떠났다”고 말했다.  그는 “이제 걱정은 네덜란드에 살고 있는 3명의 손자”라며 “DNA를 물려받은 손자들에게 이 몹쓸 병이 발병할까봐 겁이 난다”고 했다.  라멜라스는 “치명적 가족성 불면증에 걸린 후 아들에겐 우울증이 나타났고 이어 하반신, 상반신 신경에 차례로 문제가 나타나 정상적인 생활이 불가능해졌다”고 말했다.  치명적 가족성 불면증은 이탈리아의 신경과의사 이그나치오 로이터가 지난 1985년 최초로 학계 보고했다. 그는 부인과 처남을 치명적 가족성 불면증으로 잃은 후 이 질병을 연구했다.  현지 언론은 “질병이 발견된 지 40년이 되어가지만 DNA를 통해 대물림된다는 사실과 증상, 손상 신경부위 등이 밝혀졌을 뿐 치료법은 나오지 않아 치명적 가족성 불면증에 걸린 환자는 사실상 100% 사망하고 있다”고 전했다.  사진=치명적 가족성 불면증으로 아들을 잃은 라멜라스가 TV에 출연해 인터뷰를 하고 있다. (출처=TV 캡처)

찬 바람이 불고 추워지면 곰이나 다람쥐, 뱀 등 ‘동면’에 들어가는 동물들이 많다. 동면(冬眠)이라고 하면 많은 사람이 겨우내 잠을 자는 것으로 생각한다. 그렇지만 동면은 잠과는 분명히 다르다. 잠을 잘 때와 동면을 할 때, 그리고 깨어있을 때의 활력 징후에 차이가 있기 때문이다. 이 때문에 많은 과학자는 동면의 비밀을 풀어내고 이를 활용해 질병 치료 등에 응용하려고 시도하고 있다. 이런 상황에서 미국 세인트루이스 워싱턴대 의생명공학과, 세인트루이스 워싱턴대 의대 면역학·병리학과, 영상의학과, 정신의학과, 시애틀 워싱턴대 통증의학과, 신경생물학 및 중독연구센터 공동 연구팀은 초음파를 이용해 동물을 겨울잠 자는 상태와 비슷하게 만드는 데 성공했다고 2일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의학 및 생명과학 분야 국제학술지 ‘네이처 신진대사’ 5월 26일자에 실렸다. 일반적으로 잠을 잘 때나 깨어있을 때 심박수, 호흡수, 체온 등 활력징후는 크게 차이를 보이지 않는다. 그렇지만 동면에 빠진 동물들은 깨어 있을 때와 활력징후는 물론 뇌파는 전혀 다른 양태를 보인다. 연구팀은 동면에 드는 포유류들의 경우 에너지 절약을 위해 신진대사를 늦추고 체온을 낮춘다는 사실에 착안했다. 이런 상태는 중추 신경계에 의해 제어되는 것으로 알려져 있다. 이에 초음파를 이용해 특정 신경세포를 활성화하면 동면과 비슷한 상태를 유도하려고 시도했다.연구팀은 암컷과 수컷 생쥐 12마리의 머리에 초음파를 블루투스 방식으로 전달할 수 있는 장치를 씌운 다음 자유롭게 움직이도록 했다. 이런 상태에서 연구팀은 동면을 유도하는 것으로 알려진 시상하부 전전두엽 부위에 10초간 초음파를 보냈다. 그 결과 뇌에 초음파를 받은 수컷과 암컷 쥐 모두 체온이 평균 3~3.5도가량 떨어지고 심박수가 감소하면서 산소 소비량이 감소하는 것을 확인했다. 10초간 초음파 조사를 하면 2시간 정도 동면 상태에 빠지는 것으로 확인했다. 연구팀은 생쥐들의 체온이 다시 정상을 되찾으면 초음파를 반복적으로 조사하는 장치를 만들어 장착시키고 실험한 결과 최대 24시간 동안 동물들의 신체에 손상이나 불편감 없이 동면 상태를 유도할 수 있다는 것으로 확인했다. 이번 연구를 이끈 홍 첸 세인트루이스 워싱턴대 교수는 “이번 연구 결과를 사람에게 적용하기 위해서는 추가 연구가 필요하다”라면서 “이번 기술로 뇌의 신경 세포를 자극해 일시적으로 체온을 낮추고 신진대사를 늦출 수 있다면 응급 상황이나 급성 중증 질환 환자 치료는 물론 미래에 장거리 우주여행을 할 때 도움이 될 것”이라고 설명했다.

18~19세기 산업화 시대에는 많은 나라가 ‘보이지 않는 손’에 모든 것을 맡기는 자유방임주의 경제를 따랐습니다. 당시 기업가들은 임금이 싼 여성이나 아동을 고용했습니다. 이들은 최악의 작업 환경에서 장시간 노동에 시달렸습니다. 산업화 시대 열악한 노동 환경은 주로 기록으로만 남아있을 뿐 생물학적 증거는 많지 않습니다. 이런 가운데 영국·체코·네덜란드 공동 연구팀은 산업화 시대 강제 노동으로 인해 어린이들이 겪은 건강 문제에 대한 직접적 증거를 찾아냈습니다. 더럼대, 옥스퍼드브룩스대, 요크대, 브라이턴대, 워시번 헤리티지 센터, 체코 마사리크대, 네덜란드 발틱시청각자료협의회(BAAC) 등이 참여한 연구의 결과는 미국공공과학도서관에서 발행한 국제학술지 ‘플로스 원’ 5월 18일자에 실렸습니다. 18~19세기 산업화 시대의 대규모 아동 노동은 악명이 높습니다. 가난한 집 아이들은 도시의 공장이나 시골 농장에서 일하도록 내몰렸습니다. 가혹한 노동 환경과 적은 임금 탓에 영양실조와 각종 질병을 달고 살았으며 낮은 기대 수명으로 이어졌습니다. 실제로 아동 노동에 시달린 이들의 평균 수명은 25세 정도였다는 통계 결과도 있습니다. 연구팀은 1783~1864년에 사망해 북요크셔주 퓨스턴의 공동묘지에 묻힌 154명의 유골을 분석했습니다. 사망 당시 나이는 대부분 8~20세였다고 합니다. 유골에서 스트론튬과 산소 동위원소를 분석한 결과 이들 중 상당수는 외지인인 것으로 확인됐습니다. 유골을 지역 주민의 유골과 비교한 결과 저성장, 비타민 결핍, 호흡기 질환, 골격계 질환에 시달렸던 것으로 나타났습니다. 탄소 및 질소 동위원소 분석 결과에 따르면 이들은 단백질이 부족한 식단에 만성적인 영양부족 상태였다고 합니다. 열악한 노동 환경은 어른에게도 심각한 건강상 문제를 유발합니다. 지난 13~16일 튀르키예 이스탄불에서 열린 ‘제25회 유럽 내분비학회 콘퍼런스’에서 프랑스 세포·통합 신경과학 연구소, 스트라스부르대 공동 연구팀은 4주 이상 교대근무를 할 경우 생식능력에 심각한 장애가 발생할 수 있다는 연구 결과를 내놨습니다. 모든 동물은 하루 24시간 주기로 작동하는 신체 시계인 ‘일주기 리듬’을 갖고 있습니다. 일주기 리듬은 수면·각성 주기, 호르몬 분비, 소화 및 생식 등 다양한 생물학적 기능에 영향을 미치는 것으로 알려져 있습니다. 뇌 중앙 시상하부 핵에 있는 ‘마스터 생체 시계’가 망가지면서 나타나는 현상입니다. 동물과 사람을 대상으로 한 다양한 연구에서 일주기 리듬이 깨지면 생식능력에 문제가 발생한다는 것은 확인됐지만 정확한 메커니즘은 밝혀지지 않았습니다. 연구팀은 사람의 장기 교대근무 조건을 모방해 암컷 생쥐들에게 4주 동안 빛에 노출되는 시간을 10시간씩 늦추거나 앞당긴 뒤 생체 변화를 관찰했습니다. 그 결과 배란을 유도하는 황체형성호르몬의 분비가 중단돼 생식능력과 임신 성공률이 급격하게 떨어지는 것으로 확인됐습니다. 이번 연구 결과들로 알 수 있지만 잦은 야근이나 밤낮이 바뀐 불규칙한 근무 시간, 열악한 근무 환경은 장기적으로 국가와 사회의 경쟁력과 생산력을 떨어뜨리는 요인입니다. 무조건 오래 일하는 것이 능사가 아니란 말이지요.

극단적으로 말하면 다이어트는 누구나 성공할 수 있다. 아예 금식하거나 먹는 양을 극단적으로 줄이면 살은 빠지게 마련이다. 심각한 고도 비만의 경우 수술적 요법을 통해 체중을 크게 줄일 수도 있다. 그리고 최근에는 비만 치료제가 빠르게 발전하고 있어 다이어트가 이전보다 훨씬 쉬워질 것이라는 기대가 커지고 있다. 하지만 힘든 과정을 거쳐 다이어트에 성공한 사람 중 상당수가 몇 년 안에 체중이 본래대로 돌아오거나 심지어 더 불어나는 요요 현상을 겪는다. 5㎏, 10㎏ 살을 빼는 일은 매우 고통스럽지만, 다시 5㎏, 10㎏ 살이 붙는 과정은 너무나 쉬울 뿐 아니라 아무런 노력 없이 저절로 일어난다. 사람마다 차이는 있지만 보통 체중 감량 후 식욕이 이전보다 더 늘어나기 때문이다. 결국 다이어트에 성공하기 위해서는 상당히 오랜 시간 식욕을 억제할 방법이 필요하다. 막스플랑크 대사연구소 및 하버드 의대 과학자팀은 이전 연구에서 식욕 조절의 주요 중추로 알려진 시상 하부의 AgRP (Agouti-Related Peptide) 뉴런에 주목했다. 이 신경 세포는 식욕을 촉진해 다시는 뚱뚱해지지 않으려는 인간의 의지를 꺾고 요요 현상을 일으키는 주범으로 지목되고 있다. 하지만 이 뉴런 역시 다른 신경의 지배를 받는다. 연구팀은 뇌실결핵 시상하부 사이로트로핀 분비 뉴런(paraventricular hypothalamus thyrotropin-releasing, PVHTRH)이 AgRP 뉴런을 뒤에서 조절한다는 사실을 확인했다. 연구팀은 이 두 뉴런 사이의 신경 신호 전달 과정도 확인했는데, 앞으로 새로운 비만 치료제 및 예방적 치료제 개발의 목표가 될 수 있다는 점에서 주목된다. 이 과정만 억제하면 다이어트 후에 샘솟는 식욕을 억제할 수 있기 때문이다. 물론 실제 약물 개발이 가능하다고 해도 임상 시험을 통해 효능과 안정성을 확인하는 데 걸리는 시간을 생각하면 당장 몇 년 안에 나오지는 않을 것이다. 그리고 가능하다면 약물이 아니라 규칙적인 운동과 건강한 식단을 통해 체중을 관리하는 것이 가장 좋은 방법이다. 운동과 건강한 식단은 체중만 조절하는 게 아니라 전반적인 건강 상태를 좋게 하기 때문이다. 다만 개인의 노력만으로는 조절이 안 되고 매번 요요 현상을 겪는 비만 환자를 위한 대안도 필요하다는 점을 생각하면 이번 연구는 반가운 소식이 아닐 수 없다. 

김치의 효능은 잘 알려져 있다. 이 때문에 외국에서도 김치의 인기가 대단하다. 이런 가운데 김치가 비만을 막아주고 뇌를 보호해주는 역할을 한다는 연구 결과가 나와 주목받고 있다. 한국식품연구원 산하 세계김치연구소 김치기능성연구단은 김치가 유용한 장내 미생물 증식을 유도해 비만과 비만으로 인한 신경염증을 개선한다고 22일 밝혔다. 이번 연구 결과는 식품 과학 분야 국제학술지 ‘국제 식품 연구’에 실렸다. 장내 미생물은 소장과 대장 등에 주로 서식하면서 소화는 물론 인체 면역체계 조절, 대사조절, 에너지 공급에 관여하는 것으로 알려져 있다. 장내 미생물 불균형이 발생하면 비만, 당뇨, 과민성 대장 증후군 등을 일으킨다. 비만은 만성 염증을 유발시켜 뇌 건강에도 악영향을 끼치고 뇌에서 식욕을 조절하는 부위인 시상하부에 신경염증과 신경세포 사멸, 뇌 혈관 장벽 손상 등이 발생한다. 기존에 김치의 항비만 연구에는 생김치가 아닌 김치 추출물이나 동결건조 김치를 이용해 김치의 기능성 연구에 한계가 있었다. 이에 연구팀은 고지방식을 먹여 비만을 일으킨 생쥐에게 일주일에 6일씩 10주 동안 하루 120㎎의 배추김치를 먹이고 변화를 관찰했다. 그 결과 체지방 31.8%가 감소하고 체중 증가 억제 효과가 있음을 확인했다. 또 비만에 의한 시상하부의 신경염증, 뇌 혈관 장벽 손상 정도도 39% 정도 개선됐다. 이와 함께 체내 염증을 낮추고 대사증후군과 비만을 개선하는 것으로 알려진 ‘아커만시아 뮤시니필라’라는 장내 미생물의 증가도 관찰됐다. 연구팀은 무균 상태의 생쥐에게 아커만시아 뮤시니필라 균을 접종한 뒤 김치를 먹인 결과 김치가 아커민시아 뮤시니필라의 장내 정착을 돕는 것도 확인됐다. 김치가 유용한 장내 미생물의 증식을 유도해 비만과 비만에 의한 신경염증 개선에 도움을 준다는 점을 확인한 만큼 비만과 대사질환 개선을 위한 건강보조식품 개발에 도움이 될 것으로 기대하고 있다. 연구를 이끈 최학종 김치기능성연구단 박사는 “이번 연구는 김치가 비만과 비만 때문에 생기는 신경계 질환에 효과가 있다는 것을 확인했다는 점에 의미가 크다”며 “실제 생김치 섭취로도 김치가 현대인의 각종 질병을 예방하는데 효과적이라는 것을 알 수 있다”고 말했다.

경기 화성시의 한 어린이집 교사가 9개월 된 남아가 낮잠 시간에 잠을 자지 않는다는 이유로 이불을 덮고 몸을 압박해 숨지게 한 혐의로 재판에 넘겨졌다. 잊을 만하면 나오는 아동학대 사건이다. 2020년 가을에 발생한 ‘정인이 사건’은 우리 사회가 아동학대에 대한 경각심을 가지게 된 중요한 사건이었다. 이 사건 이후 아동학대는 범죄라는 인식 아래 각종 제도적ㆍ사회적 대책을 내놓았다. 하지만 보건복지부 통계에 의하면 2021년도 아동학대는 전년 대비 21.7% 대폭 증가한 3만 2454건이라고 한다. 해마다 아동학대로 사망하는 아이가 평균 170여명에 이르고, 가해자의 3분의2 이상이 친부모라는 충격적인 조사도 있다. 이러한 결과들을 보면 모성애라는 것이 과연 무엇인지, 과연 모두에게 있는 본능이 맞는지 의문이 생긴다. 사실 아직까지는 모성애가 본능에 기인한 것이라는 견해가 우세하다. 리처드 도킨스는 진화론적 관점에서 모성애가 결국 자신의 유전자를 후대에 전달하기 위해 나타나는 본능이라고 했다. 생명체의 유일한 생존 목적은 개체의 보전이고, 이를 위해서는 모성애가 필수적이라는 것이다. 도킨스의 주장에 부합하는 증거는 동물에서도 찾을 수 있다. 모든 동물이 새끼를 본능적으로 보호하려 하는데, 특히 한 번에 배는 새끼의 수가 적거나, 태어나서도 자생력을 갖추기까지 일정 기간 어미의 보호가 필요한 상태의 새끼를 출산하는 포유류의 어미들이 상대적으로 모성애가 더 강하다고 한다. 예를 들어 소나 말은 태어나자마자 바로 일어서서 걷기 시작하지만, 쥐ㆍ토끼ㆍ개ㆍ고양이 등의 동물들은 최소 며칠에서 몇 달까지는 꼼지락거리는 정도로 움직임이 적어서 어미의 존재가 필수적이다. 이들 중에는 후자의 모성애가 더 강하다는 것이다. 이는 새끼의 생존율이 너무 낮아서 도태될 가능성이 높은 종이 다른 생명체들에 비해 본능적으로 강한 모성애를 갖도록 진화한 것이라는 의미다. 최근 연구가 활발한 옥시토신이라는 호르몬이 모성애를 유발한다는 사실 역시 모성애가 본능이라는 주장을 뒷받침한다. 옥시토신은 뇌의 시상하부에서 만들어져 다른 뇌 부위와 전신으로 분비되는 신경 펩타이드 호르몬인데, 분만이나 모유 수유 과정에서 많이 나온다. 출산과 육아 때 자연스럽게 분비되는 호르몬으로 인해 인간은 본능적으로 모성애를 느끼게 된다는 것이다. 옥시토신은 대인관계에서 친근감이나 유대감을 증가시키기도 한다. 실제 필자의 연구팀이 옥시토신을 조현병 환자에게 코로 흡입시켰을 때 부정적 감정이 감소하고 뇌의 편도체가 활성화된다는 사실을 발견하기도 했다. 반대로 모성애는 타고나는 것이 아니라 다양한 노력과 경험을 통해 학습되고 축적되는 것이라는 견해도 있다. 아기를 키우기 위해서는 정서적인 준비와 더불어 육아에 대한 지식과 기술을 습득할 필요가 있는데, 이러한 과정을 통해 아이를 키우면서 비로소 후천적으로 모성애가 형성된다는 것이다. 이처럼 모성애의 원천에 대해서는 다양한 주장이 대립되고 있으나, 어떠한 경우에도 보호 책임이 있는 부모가 자신의 아이를 학대한다는 것은 결코 있을 수 없는 일이다. 아동학대보다는 약한 정도의 가혹한 양육을 장기간 받아 온 아이들은 뇌의 편도체 용적이 감소하고, 정상적인 뇌 발달이 이뤄지지 못한다는 연구도 있다. 따라서 아동학대는 아이의 신체와 정신에 심각한 영향을 끼치며, 평생을 고통스럽게 살게 하는 치명적인 행위다. 이제는 아동학대에 대해 좀더 엄중한 처벌을 하고, 주위에서 학대를 인지했을 때 아이가 신속하게 도움을 받을 수 있도록 하는 등 보다 실질적이고 효과적인 해결책이 마련돼야 할 시점이다.

무더운 여름에는 평소 먹는 것을 좋아하는 사람도 식욕이 떨어지기 십상이다. 입맛이 없을수록 덥지만 잠깐이라도 바깥에서 일광욕을 하는 게 좋은 방법일 수 있다. 이스라엘, 미국, 프랑스, 독일 4개국 국제 공동 연구팀은 햇빛이 피부 지방조직에서 섭식과 관련된 호르몬을 분비해 음식 섭취를 촉진시킨다고 19일 밝혔다. 그런데 이 같은 효과는 남자에게만 한정됐다. 이번 연구에는 이스라엘 텔아비브대, 맥스스턴에즈릴밸리대, 네타냐대, 셰바 종합병원, 메이르 메디컬센터, 텔아비브 소라스키 종합병원 등 이스라엘 연구진을 중심으로 미국 컬럼비아대, 하워드 휴즈 의학연구소, 프랑스 파리 샤클레이대, 독일 헬름홀츠 당뇨·비만연구소 등 23개 연구기관 과학자들이 참여했다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘네이처 메타볼리즘’에 실렸다. 의식주 중에서 식(食), 바로 음식은 인간의 생존에 있어서 매우 중요하다. 식욕은 중추신경과 말초신경 사이 의사소통으로 조절된다. 말초신경계는 음식의 양이나 영양소를 인식해 포만감이라는 신호를 중추신경인 뇌로 전달한다. 음식의 양에 따라 장이나 간, 지방조직에서 분비되는 호르몬이 뇌 시상하부에 신호를 보낸다는 것이다. 시상하부는 인체의 식욕 조절센터라고 할 수 있다. 연구팀은 이스라엘에 거주하는 성인남녀 3000명을 대상으로 3년 동안 식습관과 평소 생활습관을 추적 조사한 결과, 일사량이 많은 여름에 남성들의 식사량이 늘어났다는 사실을 확인했다. 반면 여성들은 일사량과 식사량의 상관관계를 보이지 않았다. 이에 연구팀은 생쥐를 이용해 햇빛과 식사량의 관계를 실험했다. 연구팀은 암컷과 수컷 생쥐 각각 6마리에게 매일 자외선(UV-B)를 규칙적으로 1시간 이상씩 10주 동안 쬐게 했다. 자외선(UV)는 A, B, C가 있는데 자외선 C는 오존층에 의해 거의 반사되고 흡수되는데 각막을 손상시키고 염색체 변이를 일으키지만 단세포 생물을 죽이는 살균 효과가 있다. UV-A는 피부노화와 피부암을 유발시킨다. UV-B는 피부를 태우지만 체내에서 비타민D를 합성하는데 도움을 준다.관찰 결과, 햇빛을 규칙적으로 쬐면 배고픔을 느끼게 하는 일명 공복 호르몬인 그렐린이 피부 지방조직에서 방출되는 것이 확인됐다. 그렐린이 많이 방출되는 수컷 생쥐는 식욕이 증가해 음식 섭취량이 늘고 체중도 증가한 것으로 관찰됐다. 이는 UV-B에 규칙적으로 노출되는 성인 남성들의 몸에서 그렐린 양이 늘어나고 이후 식사량이 늘었다는 사실과 일치한다. 반면 암컷 생쥐들은 에스트로겐이 피부 지방세포에서 나오는 그렐린을 억제해 햇빛이 식욕에 영향을 미치지 못하는 것으로 나타났다. 카르미 레비 이스라엘 텔아비브대 인간유전·생화학과 교수는 “이번 연구는 에너지와 신진대사 항상성에 대한 피부의 역할을 보여주는 것”이라며 “햇빛은 사람의 체내에 비타민D 합성을 도울 뿐만 아니라 섭식 행동 조절에도 영향을 미친다는 사실을 알게 된 만큼 섭식 장애를 겪는 사람의 치료에도 활용할 수 있을 것으로 기대된다”고 설명했다.

미국의 과학자들이 유전자 편집기술로 햄스터를 온순하게 만들려다 되려 난폭하게 바꿔놨다. 영국 데일리메일 4일자 보도에 따르면, 미 조지아주립대 연구팀은 햄스터를 대상으로 유전자 편집기술을 사용해 ‘바소프레신 수용체 1A’(Avpr1A)를 제거하고 행동을 관찰하는 실험을 진행했다. Avpr1A은 바소프레신의 3가지 주요 수용체 중 하나로, 뇌의 시상하부에서 생성되고 뇌하수체 후엽에서 분비되는 펩타이드 호르몬인 바소프레신과 결합해 바소프레신의 작용을 세포에 전달하는 분자다. 바소프레신은 체내 체액의 삼투압을 감지해 신장에서 물의 재흡수를 촉진하고 배설을 억제하는 항이뇨 호르몬이지만, 공격성과 사회적 소통 등 사회적 행동에도 영향을 미친다고 알려졌다. 연구팀은 이번 실험에서 Avpr1A의 비활성화 이후 바소프레신 영향이 줄어들어 햄스터의 공격성과 사회적 소통이 감소할 것으로 예상했다. 하지만 결과는 정반대로 나타났다. 심지어 Avpr1A가 없는 햄스터는 수컷이든 암컷이든 상관없이 높은 공격성을 나타내기 시작했다. 결국 햄스터들끼리 서로 물고 뜯고 쫓는 상황까지 벌어졌다. 연구를 이끈 H. 엘리엇 앨버스 교수는 “바소프레신 수용체인 Avpr1A는 바스프레신의 작용을 전달하는 대신 억제하는 방향으로 작용하는 것 같다. 이번 발견은 뇌의 특정 영역뿐만 아니라 뇌 전체에 존재하는 수용체 작용에 대해 생각할 필요가 있음을 시사한다”고 말했다. 연구팀은 또 이번 결과는 사람에게도 통용될 수 있다고 밝혔다. 그러면서 사회적 행동에서 바소프레신의 역할을 이해하면 자폐증에서 우울증에 이르는 다양한 신경정신질환에 대한 효과적인 치료법도 찾을 수 있다고 덧붙였다. 자세한 연구 결과는 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

미국의 과학자들이 유전자 편집기술로 햄스터를 온순하게 만들려다 되려 난폭하게 바꿔놨다. 영국 데일리메일 4일자 보도에 따르면, 미 조지아주립대 연구팀은 햄스터를 대상으로 유전자 편집기술을 사용해 ‘바소프레신 수용체 1A’(Avpr1A)를 제거하고 행동을 관찰하는 실험을 진행했다. Avpr1A은 바소프레신의 3가지 주요 수용체 중 하나로, 뇌의 시상하부에서 생성되고 뇌하수체 후엽에서 분비되는 펩타이드 호르몬인 바소프레신과 결합해 바소프레신의 작용을 세포에 전달하는 분자다. 바소프레신은 체내 체액의 삼투압을 감지해 신장에서 물의 재흡수를 촉진하고 배설을 억제하는 항이뇨 호르몬이지만, 공격성과 사회적 소통 등 사회적 행동에도 영향을 미친다고 알려졌다. 연구팀은 이번 실험에서 Avpr1A의 비활성화 이후 바소프레신 영향이 줄어들어 햄스터의 공격성과 사회적 소통이 감소할 것으로 예상했다. 하지만 결과는 정반대로 나타났다. 심지어 Avpr1A가 없는 햄스터는 수컷이든 암컷이든 상관없이 높은 공격성을 나타내기 시작했다. 결국 햄스터들끼리 서로 물고 뜯고 쫓는 상황까지 벌어졌다. 연구를 이끈 H. 엘리엇 앨버스 교수는 “바소프레신 수용체인 Avpr1A는 바스프레신의 작용을 전달하는 대신 억제하는 방향으로 작용하는 것 같다. 이번 발견은 뇌의 특정 영역뿐만 아니라 뇌 전체에 존재하는 수용체 작용에 대해 생각할 필요가 있음을 시사한다”고 말했다. 연구팀은 또 이번 결과는 사람에게도 통용될 수 있다고 밝혔다. 그러면서 사회적 행동에서 바소프레신의 역할을 이해하면 자폐증에서 우울증에 이르는 다양한 신경정신질환에 대한 효과적인 치료법도 찾을 수 있다고 덧붙였다. 자세한 연구 결과는 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호에 실렸다.

사람 뇌에 있는 한 수용체가 키를 크게 할 뿐만 아니라 사춘기를 빨리 시작하게 하는 원인이었던 것으로 밝혀졌다. 영국 케임브리지대·런던퀸메리대·브리스틀대와 미국 미시간대·밴더빌트대 등 공동연구진은 시상하부 신경세포(뉴런)에 있는 ‘멜라노코르틴3수용체’(MC3R)가 사람의 성장과 성성숙을 조절한다는 점을 밝혀냈다.연구진에 따르면, MC3R은 영양분의 특정 신호들에 반응해 성장과 성성숙을 조절하는 특정 호르몬의 분비를 제어한다. 그런데 만일 이 수용체가 제대로 활성화하지 않으면 키가 잘 크지 않아 사춘기도 늦게 접어드는 것으로 확인됐다. 연구진은 이 연구를 위해 영국 코호트연구인 UK 바이오뱅크에 등록된 영국 남녀 약 50만 명의 자료에서 MC3R의 유전자에 변이가 있는 몇천 명을 찾아냈다. 이 중 여성 812명은 이런 변이가 없는 여성들보다 평균 4.7개월 늦게 사춘기에 접어들었던 것으로 나타났다.MC3R 변이를 지닌 사람들은 또 더 적은 양의 ‘지방 제외 조직’(lean tissue)을 갖고 있지만, 지방이 이 변이에 미치는 영향은 없는 것으로 파악됐다. 영국 ‘에이번 부모-자녀 종단연구’(ALSPAC) 참가자 6000명의 자료를 살펴보면, 아동 6명이 MC3R 변이를 갖고 있는데 이들 아동은 이런 변이가 없는 또래 아동들보다 어린 시절 키가 더 작고 지방 제외 조직 역시 더 적었다. 그리고 MC3R 유전자의 두 복제본에 모두 변이가 있는 한 아동은 키가 매우 작아 사춘기는 20세가 넘어서야 접어든 것으로 확인됐다. 연구 공동저자인 스티븐 오라힐리 케임브리지대 교수는 성명에서 “이번 발견은 뇌가 어떻게 영양분을 감지하고 이를 분석해 우리의 성장과 성성숙에 영향을 주는 잠재의식적인 결정을 내리는지를 보여준다”면서 “영양분이 성장과 성성숙에 영향을 주는 뇌의 경로를 알아내면 지난 한 세기 동안 과학자들을 어리둥절하게 했던 키가 점차 커지고 사춘기에 접어드는 나이가 어려지고 있는 세계적인 현상을 설명할 수 있다”고 말했다.연구진은 이번 발견이 근육량을 늘리거나 지연된 성장을 촉진하는 약물의 개발로 이어질 수 있다고 믿는다. 오라힐리 교수는 “이번 발견은 MC3R 변이와 관련해서 성장과 사춘기 발달의 심각한 지연을 지닌 아이들을 대상으로 한 검사에 즉시 실질적인 영향을 줄 수 있다”면서 “이 연구는 아동 발달과 생식 건강 외에도 폭넓은 의미를 가질 수 있다”고 말했다. 또 “많은 만성질환은 근육을 포함한 지방 제외 조직의 감소와 그 결과 발생하는 허약체질과 관계가 있다”면서 “이런 체질은 단백질이 풍부한 음료와 같이 간단한 영양 보조 식품을 섭취해도 좀처럼 나아지지 않는다”고 지적했다. 이어 “MC3R 경로의 활동이 지방 제외 조직 양에 영향을 준다는 사실은 추가 연구를 통해 MC3R을 선택적으로 활성화하는 약물이 환자의 신체 기능을 개선하는지, 열량이 지방 제외 조직으로 전환하는 데 도움이 되는지를 알아볼 필요가 있다는 점을 시사한다”고 덧붙였다. 자세한 연구 결과는 세계적 학술지 ‘네이처’ 최신호(11월 3일자)에 실렸다.

1년 365일 중 300일가량 잠만 자는 중증 수면장애를 앓고 있는 남성의 사연이 인도에서 전해졌다. 영국 일간 더타임스 등 외신 보도에 따르면, 라자스탄주(州) 바드와 마을에 사는 잡화점 주인 푸르카람 데비(42)는 심각한 수면장애 탓에 한 달에 닷새밖에 가게 문을 열지 못하고 일하는 도중 졸아버리기 일쑤여서 가족들이 뒤처리를 해야 한다. 그가 이런 수면장애에 빠지게 된 시기는 지금으로부터 23여 년 전으로, 당시에는 하루 15시간가량 잠을 잤지만 시간이 지날수록 증상이 점차 악화해 2015부터 가족들은 그의 수면 기간을 시간이 아닌 날짜로 세게 된 것으로 전해졌다.그런 그는 한 번 잠이 들면 7, 8일 이상 연속해서 잠만 자며, 최대 25일 동안 잠을 잔 경우도 있다. 이를 계산해보면 1년 중 300일은 잠이 든 상태로, 가게는 한 달에 5일 정도만 스스로 문을 열 수 있다. 또 일하다가 졸리면 금세 잠이 들어버린다. 그때마다 가족들은 그를 집으로 데려가 잠자리에 재운다. 그렇다면 식사는 어떻게 하고 있는 것일까. 그렇게 오래 자면 영양실조는 물론 탈수 증상도 생길 수밖에 없지만, 이런 문제는 가족들의 도움 덕에 막을 수 있었다. 그가 꾸벅꾸벅 조는 사이 정기적으로 식사와 물을 입에 넣고 목욕도 시켜주고 있다는 것. 이런 상황에 가족들도 익숙해질 수밖에 없는지 그의 아내 리츠미 데비는 현지매체와의 인터뷰에서 “요즘 남편은 12일 연속 잠만 잤다. 일어나서 가장 먼저 한 일은 가게 문을 연 것”이라면서 “그가 다시 과면증에 빠질 때까지 얼마나 가게를 열 수 있는지는 아무도 모른다”고 말했다. 그의 수면장애는 시상하부-뇌하수체-부신축 과면증(HPA axis hypersomnia)으로 불리는 매우 드문 것으로, 그동안 치료를 시도해 왔지만 심한 두통과 권태감 등의 부작용을 초래했다. 현재 시점에서는 효과적인 치료법이 없지만, 가족들은 언젠가 그가 회복해 정상적인 생활로 돌아가길 바라고 있는 것으로 전해졌다.

무더위가 시작되고 낮 기온이 최고 30도, 밤 최저 기온이 25도 이상을 웃돌며 열대야가 지속되고 있다. 실제 한밤중 실내온도가 28도를 넘으면 수면각성과 체온을 조절하는 시상하부에 문제가 생겨 불면증에 시달리게 된다. 낮에 소모된 에너지를 보충하고 신체가 정상적인 기능을 유지하기 위해 ‘잠’을 통한 휴식은 매우 중요하다. 성인은 하루 6~8시간 수면을 취하는 것이 좋다는 대한수면학회에 따르면, 젊은 사람이든 나이가 든 사람이든 질병 위험률을 낮추고 피로를 해소하기 위해 이 정도의 수면시간을 채워야 한다. ▲잠자리 온도 조정하기(온도 18~20℃, 습도 50~60%) ▲규칙적으로 가벼운 운동하기 ▲장시간 낮잠은 피하기 ▲카페인, 흡연, 음주 피하기 ▲잠자기 전 과식, 야식 금물 등은 수면에 도움을 준다. 더불어 우유자조금관리위원회(위원장 이승호)는 ‘우유’를 활용해 만든 건강한 수면에 도움을 주는 꿀잠 주스 3종을 16일 소개했다. 위원회 관계자는 “우유 속 비타민 C‧B6, 엽산, 마그네슘 등은 뇌에서 트립토판의 이용률을 높이고, 신경을 진정시키는 세로토닌을 만들어 불안감을 해소하면서 심리적인 안정감을 주는 데도 도움이 된다”고 설명했다. ▲ 꿀잠 주스ⓛ<재료>우유 200ml, 셀러리 3개, 키위 2개, 꿀 2큰술<만드는 법>믹서기에 셀러리, 키위, 꿀을 넣고 우유를 부어 갈아주면 완성이다. ▲ 꿀잠 주스②<재료>우유 500ml, 바나나 1개, 콩가루 1스푼, 호두 5조각, 꿀<만드는 법>믹서기에 바나나와 호두, 콩가루를 넣고 우유를 부어 갈아주면 완성이다. ▲ 꿀잠 주스③<재료>우유 200ml, 들깨, 꿀 적당량<만드는 법>들깨를 약한 불에 볶는다.볶은 들깨를 분쇄기에 갈아준다.들깻가루와 꿀을 1:1로 섞어준다.따뜻한 우유에 들깨청 한 스푼을 넣으면 완성이다.

한 번에 많은 양의 음식을 먹고 배가 부른데도 계속 먹는 폭식이나 다이어트에 집착해 비정상적인 음식섭취 현상을 보이는 거식증 등은 신경정신과 질환으로 분류된다. 폭식의 경우 최근 유튜브 등을 통해 ‘먹방’이 유행하면서 문제가 없는 것으로 인식되고 있지만 이 역시 대표적인 식이장애 중 하나이다. 그렇다면 섭식장애는 뇌가 이상이 있기 때문에 생기는 것일까, 섭식 이상행위로 인해 뇌에 이상이 생겨 강화가 되는 것일까. 일반적으로 각종 정신과적 문제가 뇌에 영향을 미쳐 음식섭취 행위에 이상이 유발시키는 것으로 알려져 있다. 정신신경학자들이 섭식장애 행동으로 인해 뇌 신경망에 이상이 발생하고 이것이 섭식장애를 강화시킨다는 사실을 밝혀냈다. 미국 캘리포니아 샌디에고대(UCSD) 의대 정신과학과, 콜로라도대 의대 정신과학과, 콜로라도 주립식이장애치료센터 공동연구팀은 폭식, 거식증 같은 섭식장애 행동은 뇌의 보상반응시스템과 음식섭취 제어 회로를 변화시켜 문제를 만성화시키고 치료를 어렵게 만드는 경향이 있다고 5일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국의학회에서 발행하는 국제학술지 ‘JAMA 정신과학’ 7월 1일자에 실렸다. 연구팀은 197명의 섭식장애를 앓고 있는 여성과 120명의 정상 여성을 대상으로 체지방율(BMI)를 포함한 각종 신체지수를 측정하고 식사와 관련한 인식 및 설문조사를 실시하는 한편 음식과 관련한 자극에 뇌신경이 어떻게 작동하는지를 보기 위해 기능성자기공명영상(fMRI)를 측정했다. 그 결과 섭식장애가 없는 일반 여성들에게서는 BMI와 식사습관, 뇌의 보상시스템 이상이 관측되지 않았으며 이들 사이에서 섭식장애와 관련된 어떤 상관관계도 발견할 수 없었다 그렇지만 섭식장애 여성들은 BMI가 정상보다 지나치게 높거나 낮고 폭식행위가 자주 나타나는 것으로 관찰됐다. fMRI 측정 결과 섭식장애를 가진 여성들은 음식섭취와 관련된 복측 선조체와 시상하부의 연결방향이 정상인과는 반대로 형성돼 음식과 관련해 통제불능의 상태에 쉽게 빠지는 것으로 확인됐다. 또 섭식장애를 가진 여성들은 뇌 보상시스템이 과도하게 반응하고 음식섭취제어 회로는 정상적으로 작동하지 못한다는 것이다. 귀도 프랭크 UCSD 의대 교수는 “이번 연구는 식습관에 부정적인 영향을 미치는 생물학적, 행동적 요인들은 이상행동 전후에 모두 관여해 증상을 강화시킨다는 것을 알게 해준다”라며 “섭식 장애행동이 뇌의 보상체계와 음식섭취회로에 문제를 일으켜 만성화시킨다는 것을 알게 된 만큼 이를 근본적으로 치료할 수 있는 방법을 찾는데 도움을 줄 것”이라고 말했다.

엄마들은 자식을 위해 위험한 상황에 과감하게 몸을 던지는 경우가 많습니다. 진화생물학자 리처드 도킨스 교수는 저서 ‘이기적 유전자’에서 부모가 자신의 생명을 잃을 수 있는 위험한 상황에서도 자식을 구하는 데 망설이지 않는 것은 자신의 유전자를 오랫동안 이어질 수 있도록 하는 최선의 방법이기 때문이라고 해석하고 있습니다. 이런 진화론적 설명 말고는 부모의 희생에 대해 명확히 설명해 주는 연구는 없었습니다. 그런데 엄마가 아이를 구하기 위해 위험을 무릅쓰는 이유를 뇌과학과 유전학적 측면에서 분석한 재미있는 연구 결과가 나왔습니다. ●뇌 속 특정단백질 ‘칼시토닌 수용체’ 때문 일본 이화학연구소(리켄) 뇌과학센터, 리켄 생물시스템동역학연구센터, 뇌회로·행동생리학연구실, 행동유전학연구실, 센슈대 자연과학연구소, 국립 수의·생명과학대 동물과학과, 도쿄대 의대, 농업생명과학대학원, 도쿄대 고등과학연구소, 후쿠시마의대 공동연구팀은 엄마가 아이를 위해 위험을 감수하는 행동을 하는 이유는 뇌 속 특정 단백질 때문이라고 밝혔습니다. 이 같은 연구 결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’ 6월 2일자에 실렸습니다. 연구팀은 시상 아래쪽, 입천장 바로 위쪽에 존재하는 ‘시상하부’, 그중 ‘중심 내측전시각중추영역’(cMPOA)에 주목했습니다. 아몬드 크기 정도로 작지만 먹고 마시는 행위, 체온 조절, 호르몬 분비, 감정 조절 등에 관여하는 자율신경계 중요 부위로 알려져 있습니다. 연구팀은 생쥐 실험을 통해 cMPOA에 있는 7종의 주요 뇌신경세포(뉴런) 중 양육과 관련된 20개의 후보 단백질을 찾아냈습니다. 그중 칼시토닌 수용체라는 단백질이 양육 행동의 핵심이라는 사실을 밝혀냈습니다. 칼시토닌은 혈액 속 칼슘량을 조절하는 갑상선 호르몬인데 칼시토닌 수용체는 칼시토닌을 받아들이고 결합하는 단백질을 말합니다. 연구팀에 따르면 칼시토닌 수용체를 갖고 있는 cMPOA의 뉴런 숫자는 새끼를 낳은 경험이 있는 암컷 생쥐가 짝짓기를 하지 않은 암수 생쥐나 짝짓기를 한 수컷 생쥐들보다 훨씬 많습니다. 또 출산 경험이 있는 암컷 생쥐는 칼시토닌 수용체 cMPOA 뉴런의 활성화 정도가 높고 다른 뇌 부위와의 연결성도 활발하다고 연구팀은 밝혔습니다. 연구팀은 출산 경험이 있는 암컷 생쥐에게 칼시토닌 수용체 cMPOA 뉴런의 활성을 낮추거나 차단하자 양육에 관심을 보이지 않고 새끼들을 방치하는 것으로 나타났습니다. ●cMPOA 뉴런 차단한 암컷 생쥐, 새끼 방치 또 연구팀은 생쥐들이 공포감을 느끼는 높이에 새끼들을 올려놓고 어미 생쥐의 행동 관찰실험도 했습니다. 실험 결과 칼시토닌 수용체를 가진 cMPOA 뉴런 활성도를 낮춘 어미 생쥐들은 고소공포증 때문에 새끼를 구하려 하지 않았지만 정상적인 어미 생쥐들은 새끼들을 찾아 나서는 것으로 확인됐습니다. 자식에 대한 사랑이나 희생 같은 단어들로 표현되는 양육 행위의 이면이 궁금하기도 하지만 이런 과학연구 결과들을 보면 도킨스 교수가 이야기한 것처럼 ‘유전자의 조종’이나 ‘양육 기계’로 설계된 것 같다는 생각이 들어 씁쓸한 기분이 드는 것도 사실입니다. 그렇지만 수많은 도덕적, 윤리적 행위들의 과학적 배경을 알게 됐다고 해서 그것들의 가치가 폄하되거나 인간으로서 존엄성이 사라지는 것은 결코 아닐 것입니다. edmondy@seoul.co.kr

자폐스펙트럼증후군은 자신의 세계에 갇혀 타인과 상호관계가 형성되지 않는 발달장애로 아동 1000명 중 1명에게서 나타나는 흔한 신경정신질환이다. 자폐증 아동은 행동, 심리치료와 함께 약물치료가 병행되는데 자폐치료제를 장기간 복용할 경우 소아비만이 발생하는 경우가 많다. 국내 과학자가 중심이 된 연구팀이 이같은 항정신성약물로 인한 비만의 원인을 밝혀냈다. 카이스트 생명과학과, 미국 텍사스주립대 사우스웨스턴메디컬센터 공동연구팀은 도파민 및 세로토닌 수용체에 결합해 뇌 신경전달물질 작용을 차단하는 비정형 항정신성 약물로 인해 발생하는 비만의 원인을 규명했다고 17일 밝혔다. 이번 연구결과는 의과학분야 국제학술지 ‘실험의학저널’에 실렸다. 비정형 항정신성 약물은 자폐스펙트럼장애를 비롯해 조현병, 양극성장애 등 신경정신질환을 치료하기 위해 널리 사용되는 치료제이다. 비정형 항정신성 약물은 다른 정신성 약물에 비해 운동 부작용은 적지만 식욕을 과도하게 자극해 비만을 유발시키는 부작용이 발생한다. 과학자들은 이 같은 문제의 근본 원인을 찾아내기 위해 동물실험을 실시했지만 사람과 같은 비만증상이 유도되지 않는 경우가 많아 원인 규명이 어려웠다. 연구팀은 조현병을 유발시킨 생쥐에게 리스페리돈이라는 약물을 먹이에 섞어 먹이는 방식을 통해 비만을 유도하는데 성공했다. 이를 통해 비정형 항정신성 약물이 뇌의 시상하부에서 식욕을 억제하는 신경전달물질인 멜라노코르틴에 대한 반응성이 줄여 비만을 유발시킨다는 사실을 확인했다. 연구팀은 지난해 미국 식품의약국(FDA)에서 승인받은 식욕억제제를 비정형 항정신성 약물과 동시에 투약하면 비만과 신경정신과 치료효과를 동시에 얻을 수 있다는 것을 확인했다. 손종우 카이스트 교수는 “이번 연구는 비정형 항정신성 약물에 의한 식욕증가와 비만 원인을 신경세포와 분자수준에서 처음으로 규명했다는데 의미가 크다”라며 “비정형 항정신성 약물을 처방받는 환자들에게 발생하는 비만을 예방할 수 있게 해줘 질병치료에 집중하게 도와줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

고층빌딩이나 높은 산에서 불야성을 이루고 있는 서울 시내 풍경을 보노라면 자신도 모르게 탄성이 나옵니다. 실제로 한국을 찾은 외국인들이 가장 놀라워하는 것 중 하나도 서울의 야경이라고 합니다. 1879년 토머스 에디슨이 미국 뉴저지 멘로파크 연구소에서 백열전구를 공개했을 때만 해도 지금 같은 도시의 밤풍경은 상상도 못 했을 것입니다. 이후 다양한 인공조명이 발명돼 인간의 활동 시간을 획기적으로 늘리는 데 지대한 영향을 미쳤지만 최근 들어 야간 인공조명으로 인한 문제들이 점점 불거지고 있는 상황입니다. 우선 영국 엑서터대 환경·지속가능성연구소, 생태보존센터, 프랑스 집단생물학연구센터, 국립농업연구소, 몽펠리에대 공동연구팀은 126건의 관련 연구를 메타분석한 결과 야간 인공조명이 동물은 물론 식물들의 호르몬 수치, 번식 주기, 생존에 악영향을 미친다고 4일 밝혔습니다. 메타분석은 비슷한 주제로 연구된 문헌들을 통계적으로 통합하거나 비교해 새로운 결론을 도출해 내는 연구 방법입니다. 이 같은 연구 결과는 생태학 분야 국제학술지 ‘네이처 생태학·진화학’ 11월 3일자에 실렸습니다. 인공조명 때문에 생체주기를 조절하는 역할을 하는 멜라토닌 수치가 감소하고 야행성 동물들의 활동 시간이 줄어든다고 합니다. 주행 중인 자동차 불빛으로 날아들었다가 죽는 곤충들도 늘고 있으며, 인공조명을 햇빛으로 착각해 각종 이상 행동을 보이는 동물들도 증가했다고 합니다. 식물은 인공조명 때문에 계절에 맞지 않게 싹을 틔우거나 꽃을 피우기도 한다고 합니다. 벌과 나비 같은 곤충도 인공조명으로 생체리듬이 교란되면서 식물 가루받이를 제때 하지 못하는 경우도 늘고 있다고도 합니다. 생태계 교란을 일으키는 인공조명이 영향을 주는 범위와 빛의 강도가 최근 10년 동안 전 세계적으로 매년 2% 이상씩 꾸준히 증가하고 있다는 점이 더 큰 문제입니다. 미국 북텍사스보건국, 텍사스대 사우스웨스턴메디컬센터 정신의학교실, 뇌과학연구소, 일본 쓰쿠바대 통합수면의학연구소 공동연구팀은 빛공해로 인한 수면 부족이 각종 중독 증상을 촉발한다는 충격적인 연구 결과를 신경과학 분야 국제학술지 ‘e뉴로’ 11월 2일자에 발표했습니다. 연구팀은 밤과 낮 생체주기가 12시간인 암수 생쥐를 두 집단으로 나눠 한 집단은 정상 생체주기를 유지하도록 하고, 다른 집단은 8시간만 자도록 해 수면 부족을 유도했습니다. 그다음 코카인이 섞인 식사와 일반 식사를 동시에 제공한 뒤 선호도를 관찰한 결과 수면 부족을 겪은 생쥐들이 코카인에 쉽게 중독된다는 사실을 확인하게 됐습니다. 수면 부족으로 인한 중독 증상은 뇌 속 시상하부 ‘오렉신’이라는 물질 때문이라고 연구팀은 설명하고 있습니다. 수면이 부족하면 오렉신이 증가하는데 오렉신은 잠 부족을 다른 방식으로 충족시키려고 하기 때문에 갖가지 중독에 빠지기 쉬워진다는 것이지요. 2015년 미국 의학협회는 인공조명이 암, 당뇨, 심혈관질환 발병 가능성을 높일 수 있다고 지적하며 인공조명 노출을 줄이라는 권고를 내놓은 바 있습니다. 어둠에 대한 인간의 원초적 두려움을 없애 준 인공조명은 이제 부메랑이 돼 인간은 물론 생태계 전체를 위협하는 존재가 됐습니다. 과학자들의 지적처럼 이제는 인공조명을 지구온난화로 인한 기후변화와 비슷한 관점에서 관리해야 하는 것 아닌가 싶습니다. edmondy@seoul.co.kr

비만한 사람이나 당뇨 환자들은 골절상을 당하기 쉽기 때문에 조심해야 한다는 이야기를 많이 듣는다. 체내 염증이 쉽게 발생하고 일반인들이라면 가벼운 부상으로 지나갈 일도 비만환자나 당뇨환자들은 큰 부상으로 이어지기 쉽다. 국내 연구진이 당뇨나 비만 같은 대사질환에 동반하는 골질환의 단초를 발견했다. 연세대 치과대 연구팀은 뇌 시상하부 신경세포에 존재하는 일차섬모가 에너지 대사와 골항상성에 중요한 역할을 하는 세포소기관이라는 사실을 밝혀냈다. 이번 연구결과는 의과학 분야 국제학술지 ‘임상추적’(Journal of Clinical Investigation)에 실렸다. 코점막이나 폐표면, 난관 등에 있는 운동성 섬모와 달리 운동성이 없는 일차섬모는 그동안 별다른 기능 없이 퇴화된 흔적기관으로만 알려져 있었다. 그렇지만 최근 감각기관에서 다양한 감각을 전달하기 위한 수용체로써 세포 안팎을 연결해주는 ‘세포의 안테나’로 주목받고 있다. 연구팀은 앞선 연구를 통해 뇌 시상하부 복내측핵에 존재하는 특정신경세포가 에너지 대사에 중요하며 이 신경세포 표면에 유난히 긴 일차섬모가 존재한다는 것을 확인했다. 이에 연구팀은 해당 신경세포에서만 일차섬모가 만들어지지 않는 생쥐를 만들고 일차섬모의 역할을 조사했다. 그 결과 일차섬모가 결손된 생쥐모델에서 심한 비만이 나타났으며 이는 산소소비량 감소와 에너지 소비가 되지 않는 등 에너지 대사위축 현상이 다각도로 나타났기 때문으로 확인됐다. 일차섬모가 없는 생쥐들은 교감신경 활성이 떨어지면서 식욕억제 호르몬 렙틴에 대한 민감성을 잃으면서 과섭취로 이어졌고 자율신경 이상으로 인한 골밀도 조절에도 어려움을 겪는 것으로 확인됐다. 김기우 연세대 치과대 교수는 “이번 연구는 교감신경활성에 관여하는 일차섬모가 에너지대사와 뼈항상성 유지에 필수적이라는 것을 밝혀냈다”라며 “중추신경계를 통한 에너지대사와 골밀도의 동시조절 가능성을 제시함으로써 비만이나 당뇨 등 대사질환과 동반되는 골질환을 표적으로 하는 약물개발의 단서가 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

성장기 아이가 있는 가정의 부모들의 고민은 학업 성적과 함께 성장일 것이다. 또래 아이들보다 키가 작으면 키가 자라지 않는 이유가 뭔지 알아보고 해결하기 위해 병원을 다닌다든지, 키 크는데 도움이 되는 영양제를 먹이기도 한다. 심지어는 성장호르몬 주사 처방을 받기도 한다. 그렇지만 이런 방법으로도 부모들 생각만큼 키가 쑥 크지 않는 경우가 많다. 그런데 아동, 청소년들이 키가 잘 자라지 않는다면 부모들이 알지 못하는 다른 이유가 있을 수도 있다. 다름 아닌 스트레스이다. 대구경북과학기술원(DGIST) 뇌·인지과학전공 연구팀은 뇌 시상하부 내 실방핵에서 만들어진 인슐린이 성장호르몬 생성에 도움이 된다는 것을 발견했다고 27일 밝혔다. 실방핵은 시상하부를 구성하는 여러 신경핵 중 하나로 호르몬 분비를 통해 삼투압, 식욕, 스트레스에 대한 신체반응 등 조절을 매개하는 것으로 알려져 있다. 이런 실방핵에서 만들어지는 인슐린은 스트레스를 받으면 분비되지 않기 때문에 성장호르몬 생성을 막아 성장을 저해할 수 있다는 것이다. 이 같은 연구결과는 임상의학 분야 국제학술지 ‘JCI 인사이트’에 실렸다. 인슐린이라고 하면 주로 췌장에서 분비되고 혈당 조절에 관여하는 호르몬이다. 그렇지만 췌장 이외에 시상하부를 비롯한 다양한 뇌 영역에서도 소량의 인슐린을 합성하는 것으로 알려져 있다. 그렇지만 뇌에서 생성된 인슐린은 어느 부분의 신경세포에서 만들어지고 생리적 역할은 무엇인지 명확히 밝혀지지 않았다. 연구팀은 조직이나 세포의 특정 단백질의 항원항체반응을 통해 광학기기로 관찰하는 면역조직화학 기법으로 뇌 인슐린을 분석한 결과 시상하부 내 실방핵에 있는 소세포성 신경분비세포에서 기인한다는 것을 처음으로 발견했다. 연구팀은 뇌에서 생성되는 인슐린을 억제하는 바이러스를 만들어 성인 생쥐의 시상하부 실방액에 주입했다. 그 결과 여러 호르몬 중 성장호르몬만 분비가 억제되는 것을 관찰했다. 이 발견을 바탕으로 갓 태어난 어린 생쥐의 시상하부 실방핵에 인슐린 발현을 억제하는 바이러스를 주입하자 뇌하수체 성장호르몬 생성이 억제돼 성장이 지연되는 것을 확인했다. 또 어린 쥐에게 스트레스를 주면 시상하부 실방핵 내 인슐린 발현이 억제되면서 뇌하수체 성장호르몬 생성이 억제돼 성장이 지연되는 것을 추가로 관찰했다. 김은경 DGIST 교수는 “이번 연구는 뇌에서 만들어지는 미량의 인슐린이 어떤 생리적 기능을 하는지에 대해 알려주는 성과”라며 “뇌 인슐린은 이번에 밝혀진 것처럼 성장을 좌우하는 것 이외에 또 다른 신체 기능 조절에 관여할 것으로 보이는 만큼 추가 연구를 진행할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr