KISTI의 과학향기

두뇌 속으로: 알츠하이머 병의 비밀을 푼다
인간의 두뇌는 놀라운 기관입니다.
두뇌에서 일어나는 복잡한 전기화학적 과정이 우리를 말하고, 움직이고, 보고 기억하며 감정을 느끼고, 판단할 수 있게 합니다.
정상적인 건강한 뇌에는 ‘뉴런’이라 불리는 수십억 개의 신경세포들이 서로 연결되어 있습니다.
신경세포들은 끝에 있는 축색돌기로 전하를 이동시켜 서로 정보를 주고 받습니다.
전하는 신경전달물질이라 불리는 화학 메신저를 보냅니다.
신경전달물질은 신경세포 사이에 있는 매우 좁은 틈(시냅스)을 건너 다른 신경세포로 이동합니다.
신경전달물질은 다른 신경세포에 있는 수상돌기의 수용체와 결합합니다.
이런 방식으로 신경회로는 뇌에서 정보를 주고받을 수 있게 해줍니다.
건강한 신경전달체계는 뇌가 정상적으로 활동하는데 중요합니다.
알츠하이머 병은 신경세포의 정보전달 기능을 망가뜨려 이 복잡한 상호작용을 방해합니다.
오랜 시간에 걸쳐 기억하는 능력과 생각하는 능력을 파괴하는 겁니다.
연구 결과 뇌의 일부는 알츠하이머 병으로 인해 변화가 생기는 것으로 밝혀졌습니다.
‘베타아밀로이드 응집’과 ‘신경원섬유 엉킴’이라 불리는 비정상적인 모습은 알츠하이머 병의 생물학적인 흔적입니다.
응집은 신경세포막에 있는 특정 단백질이 비정상적으로 작동할 때 형성됩니다.
일반적으로 ‘알파세크래타제’라 불리는 효소는 아밀로이드 전구단백질 곧 APP를 잘라 그 조각을 밖으로 내보냅니다.
‘감마세크래타제’도 다른 곳에서 APP를 자릅니다.
방출된 조각은 신경세포에 도움이 될 것이라고 생각했습니다.
알츠하이머 병에서 첫째 조각은 대개 ‘베타세크래타제’라는 다른 효소에서 만들어집니다.
첫째 조각은 ‘감마세크래타제’가 잘라낸 조각과 붙어 ‘베타아밀로이드’라는 APP를 만듭니다.
이 조각들이 모여 독성을 만들고 신경세포의 기능을 방해하는 겁니다.
조각들이 더 많이 모일수록 중합체의 크기가 커지고 흩어지지 않아 결국 ‘베타아밀로이드 응집'을 형성하게 되는 겁니다.
‘신경원섬유 엉킴’은 타우 단백질이 손상됐을 때 일어납니다.
정상적인 뇌세포에서 타우 단백질은 신경세포의 정보전달구조를 안정적으로 지켜주는 역할을 합니다.
영양분과 세포운반체들은 미소세관(microtubule) 주위를 온통 왔다갔다 하며 움직입니다.
알츠하이머 병은 비정상적인 타우 단백질이 떨어지면서 미소세관이 부서지게 만듭니다.
떨어진 타우 단백질 조각이 모여 신경세포 안에 엉키면서 운송시스템을 방해하고 세포를 파괴합니다.
그 결과 두뇌의 어떤 부위에서 신경세포는 서로 연결되지 않아 죽어가면서 결국 기억을 잃게 만듭니다.
이 과정이 지속되면 뇌는 쪼그라들고 기능을 잃게 됩니다.
이제 알츠하이머 병이 뇌에 일으키는 변화에 대해 상당히 알게 되었습니다.
그러나 아직도 배워야 할 게 많습니다.
늙어가는 뇌에서는 어떤 변화가 일어날까요?
다른 질병에는 어떤 영향을 미칠까요?
두뇌와 몸이 늙어가면서 유전적인 요인과 생활습관으로 알츠하이머 병이 생길 수도 있습니다.
과학 연구가 알츠하이머 병은 물론 관련된 뇌질환의 비밀을 풀어가고 있습니다.
더 많이 알게 되면 이 치명적인 질병을 치료하는 방법을 발견하고 결국 예방하는 방법도 찾게 될 것입니다.