[생명] 잠자는 동안 뇌는 독소를 청소한다 생명건강

63312_web.jpg » 잠자는 동안 생쥐의 뇌에서 염료 흐름이 활발해졌다. Courtesy of Nedergaard Lab, University of Rochester Medical Center.

밤에 잠을 잘 자고나면 아침에 머리 속이 개운해지는 느낌을 받는 경우가 있다. 그건 단순히 느낌뿐일까. 뇌가 실제로 맑아지는 건 아닐까.

생쥐를 대상으로 실험한 결과, 낮 시간 동안 뇌에 축적된 독소가 잠자는 시간 동안 제거될 수 있다는 사실이 확인됐다. 이 연구 결과는 건강과 질환에서의 수면의 새로운 역할을 내비친다.
이번 연구를 이끈 로체스터대 의료센터의 니더가드(Maiken Nedergaard) 박사는 수면이 뇌 세포 사이의 공간을 늘려 뇌의 세포적 구조를 변화시킨다고 말했다.

지난 수백년 동안 사람들은 사람은 왜 수면을 취하고, 수면은 뇌에 어떤 영향을 미칠는지 알고 싶어했다. 그런 노력의 결과로 우리는 기억의 저장에 수면이 중요하다는 사실을 확인했다. 그리고 이번 연구에서 수면 시간은 뇌가 독소 물질을 세척하는 시간일 수도 있다는 것을 알아냈다.

최근 과학저널 <사이언스>에 실린 연구 결과를 보면, 수면시간 동안 글림프 시스템(glymphatic system)이라고 하는 급배수 시스템(plumbing system)이 열려서 뇌에서의 유체 흐름이 빨라진다. 연구진은 글림프 시스템이 뇌 척수액(cerebrospinal fluid, CSF) 흐름의 조절을 돕는다는 것을 발견했다. CSF는 뇌와 척추를 에워싸는 맑은 액체이다.
연구진은 생쥐의 뇌척수액에 염료를 주사해 뇌에서 이 염료의 흐름을 관찰했다. 염료는 생쥐가 자고 있거나 마취돼 무의식 상태일 때 빠르게 이동했다. 반대로 생쥐가 깨어 있을 때에는 염료가 거의 이동하지 않았다.
연구진은 생쥐가 깨어 있을 때 뇌척수액이 거의 이동하지 않은 것은, 의식과 무의식 간에 뇌 세포간 공간에 변화가 생긴는 것을 시사하는 것으로 판단했다. 그리곤 이 아이디어를 검증하기 위해 뇌에 전극을 삽입하고, 뇌 세포간 공간을 직접 측정했다. 그 결과, 생쥐가 잠들어 있거나 마취되었을 때 뇌의 안쪽 공간이 60% 늘어난다는 것을 알아냈다.
신경교(glia)라고 하는 특정 뇌 세포는 수축과 팽창을 통해 유체의 흐름을 조절한다. 노르아드레날린(Noradrenaline)은 세포의 부피를 조절하는 것으로도 알려진 자극호르몬이다. 마취 상태와 비슷하게, 노르아드레날린을 차단하는 약물을 깨어 있는 생쥐에 처리하면 무의식 상태가 유도되고, 뇌에서의 유체 흐름과 세포들 사이의 공간이 증가했다. 이는 글림프 시스템과 무의식 간의 관련성을 뒷받침하는 또 다른 증거이다. 

이번 연구에서 연구자들은 알츠하이머 질환과 관련이 있는 단백질인 베타 아밀로이드를 생쥐에 주사하고, 생쥐가 수면 중이거나 깨어있을 때, 그 단백질이 얼마나 오래 지속되는지 측정함으로써, 글림프 시스템이 독소를 제어하는지 여부를 검증했다. 그 결과 베타 아밀로이드는 생쥐가 수면을 취할 때 더 빨리 사라졌는데, 이는 수면에 의해 뇌에서 독소 물질이 제거된다는 것을 시사한다.
이번 연구는 글림프 시스템을 조절하는 세포들이 일련의 신경 장애를 치료하는 새로운 타깃이 될 수 있다는 것을 뜻한다고 연구진은 설명한다. 또 잠이 얼마나 중요한지를 다시 한번 일깨워준다. 수면을 취해야 뇌가 정화될 수 있다니 말이다.
 
출처
http://mirian.kisti.re.kr/futuremonitor/view.jsp?record_no=241750&cont_cd=GT 
KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2013-10-21     
원문
http://www.eurekalert.org/pub_releases/2013-10/nion-bmf101713.php

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