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치매 발병 20년전 뇌혈관 벽

> 치매 > 치매 발병 20년전 뇌혈관 벽

치매 환자의 약한 뇌혈관 장벽(Blood brain barrier; BBB)

뇌 속 모세혈관(blood capillary)의 총 길이는 640 km, 총면적은 20 m2에 이릅니다. 모세혈관은 그 길이만큼(서울-부산 거리보다도 길죠)이나 취약한 곳으로 AD 환자의 경우 뇌혈관 벽의 pericyte에 손상이 많다고 합니다. (Neurovascular dysfunction and neurodegeneration in dementia andAlzheimer's disease, A. Nelson, 2015)
뇌는 주요 부분을 외부로부터 차단하고, 철저히 보호합니다. 혈액에 염색 물질을 넣으면, 뇌를 제외한 모든 기관이 염색되어 뇌혈관 장벽(Blood brain barrier; BBB)의 중요성을 19세기부터 확인하였습니다. BBB 구조는 당, 산소, 물, Na과 K 이온, 성장호르몬 등 일부의 물질만을 통과시키는 것을 확인하였습니다.
네덜란드 마스트리흐트 대학 메디컬센터의 연구팀이 초기치매 환자 16명과 같은 연령의 정상인 17명의 뇌를 조영제 증강(contrast-enhanced) MRI로 찍어 분석하였습니다. 그 결과, 알츠하이머 치매 초기에는 뇌혈관장벽(BBB: blood-brain barrier)에 누출 현상(leaky BBB) 이 나타났습니다. 이때, BBB는 혈류에 섞여 있는 해로운 물질이 뇌 조직으로 들어가지 못하게 선택적으로 차단하는 뇌의 ‘검문소’입니다. (W. H. Backes, Ph.D et al. Blood-Brain Barrier Leakage in Patients with Early Alzheimer Disease. Radiology, May 2016)

전체적으로 치매 그룹은 대조군에 비해 BBB 누출률이 현저하게 높았습니다. 또한, 치매 그룹은 뇌의 가장 큰 부분인 대뇌의 피질을 구성하는 회색질(gray matter)에서 광범위에 걸쳐 BBB 누출이 나타났고, 또한 대뇌의 수질인 백색질(white matter)에서도 BBB가 손상된 증거가 발견됐습니다.



뇌혈관벽(brain blood barrier; BBB)과 신경세포 사이에 pericyte 및
성상세포(astrocyte)가 2중으로 차단, 신경세포를 보호하여줌.
뇌의 특수경찰 역할을 하는 microglia도 면역 활동 등 뇌를 보호하는 역할.
신경 세포를 지지하여주는 oligodendrocyte(OL)도 단순 지지체 뿐만 아니라
광통신 정보 교환을 지원하는 것으로 최근 보고 있음.

 

대뇌는 신경세포체로 구성된 겉 부분인 피질과 신경세포를 서로 연결하는 신경 섬유망이 깔린 속 부분인 수질로 이루어져 있습니다. 피질은 회색을 띠고 있어 회색질, 수질은 하얀색을 띠고 있어 백질이라고 불립니다.
이 결과는 치매의 초기 단계에 나타나는 병변이 BBB 누출임을 보여줍니다. 이로 인해 해로운 물질이 뇌로 침투하여, 염증이 발생하고 뇌 신경 세포들이 손상되면서 치매는 증상이 나타나기 최소 15년 전부터 뇌에서 병리학적인 변화가 나타난다고 밝혔습니다.
이상의 leaky BBB는 결국 '두 번째 타격'으로 몇 년 후 베타아밀로이드와 타우 단백질 엉킴이 생겨 결국 뇌손상으로 이어집니다.

최근의 연구는 손상된 pericyte 혈관 주위세포에 초점을 맞추고 있는데, BBB 안팎으로 출입문 감시병 역할을 하는 pericyte에 손상을 주는 원인을 찾고자 노력하고 있다고 합니다. (USC researcher targets blood-brain barrier in Alzheimer's study, Z.Vuong, 2016)

뇌전증 참조

본 발명은 이러한 pericyte BBB의 밀착접합(tight junction)을 혼란시ㅣ는 원인을 중금속에 의한 독성으로 보고 있습니다.
즉, 본 발명은 최소 15년 전부터 대뇌 피질 여기저기서 BBB 파괴가 생기는 원인을 파악, 제거할 수 있는 방법을 제공할 수 있다는 것입니다.