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잠잘 때만 일하는 '미세아교세포', 손상 복구하고 신경 연결 재정비해
등록일 : 2019-10-25 10:35 | 최종 승인 : 2019-10-25 10:35
최재은
미세아교세포는 인간이 잠을 잘때만 임무를 수행한다(사진=123RF)

[메디컬리포트=최재은 기자] 충분한 수면이 뇌와 신체에 큰 도움을 준다는 것은 익히 잘 알려진 사실이다. 이에 더해 최근 한 연구에서는 이 같은 사실을 뒷받침할 수 있는 또 다른 추가적인 증거가 도출됐다.

로체스터대학의료센터(URMC)의 연구팀이 수행한 이번 연구에 따르면, 미세아교세포는 인간이 잠을 잘 때만 임무를 수행한다. 수면 시간 동안 손상을 복구하고 신경 연결을 재정비해 뇌의 병원체를 제거하는 것이다.

미세아교세포의 엄격한 작업 과정

중추신경계의 세포인 미세아교세포는 인간이 잠을 잘 때만 활성화돼 임무를 수행한다. 

세포가 담당하는 3가지의 주요 작업은 중추신경계의 손상을 복구하고 신경 세포 사이의 연결을 복원하며, 시스템에 침투하는 병원균들과 싸워 파괴하는 것이다.

 

그러나 연구팀을 흥분케한 것은 이 세포의 기능이 아니라 세포의 이 같은 일정을 유도하는 도화선이 무엇인지에 대한 것이었다. 

이에 연구팀은 쥐를 사용해 신경가소성이라고 불리는 뇌의 자연적인 능력에 관련된 일련의 과정을 조사했다. 살아있는 뇌를 보기 위해 고급 이미징 기술을 사용했는데, 이를 통해 신경전달물질인 노르에피네프린과 미세아교세포에서의 역할이 무엇인지를 확인했다. 노르에피네프린은 중추신경에서 각성 및 스트레스를 자극하는 기능을 한다.

관찰 결과, 노프에피네프린은 잠자는 동안에는 중추신경계에 적은 양을 그리고 깨어있는 동안에는 높은 수치를 보였다. 미세아교세포는 세포에 의해 크게 발현되는 베타2아드레날린 수용체로 알려진 특정 수용체를 가지고 있었다. 

연구팀이 특히 놀랐던 점은 신경전달물질이 이 수용체를 유발할 수 있다는 것을 발견한 때로, 노르에피네프린이 수용체에 닿으면 미세아교세포는 동면 모드로 전환돼 추가 통지가 있을 때 까지 활동을 중단했다. 그리고 신경전달물질의 수준이 떨어지면 세포는 깨어나 임무를 수행했다.

바쁜 스케줄과 일상으로 인해 많은 이들이 만성적인 수면 부족의 위험을 안고 살아간다(사진=123RF)

연구의 책임 저자인 애니아 마제스카 박사는 "수면과 깨어있는 상태를 조절하는 뇌 속의 신호들이 면역 체계를 껐다가 켜는 스위치 역할을 한다는 것을 보여준다"고 설명했다.

미세아교세포가 면역 반응과 신경가소성에 중요한 역할을 한다는 점은 특히 부각된다. 중추신경계에서 침임자가 탐지되면 가장 먼저 대응할 뿐 아니라, 시냅스가 상호작용을 할 수 있도록 뉴런의 경로도 고정시키는 것. 이러한 세포의 과정과 비정상적인 상태는 신경학적 혹은 정신 질환의 위험을 실질적으로 증가시킬 수 있다.

수면 부족 현상과 미세아교세포

미질병통제예방센터(CDC)에 따르면, 18~60세 사이의 성인에게 필요한 하루 수면 시간은 최소 7시간이다. 13~18세 사이의 청소년이라면 8~10시간의 수면을 취해야 한다.

그러나 바쁜 스케줄과 일상으로 인해 많은 이들이 만성적인 수면 부족의 위험을 안고 살아가고 있다. 실제로 비영리 단체 미국수면협회의 자료에 따르면 20~30세 사이의 성인 37%가 수면 시간이 짧다고 답했는데, 40~59세 성인의 40% 역시 동일한 답변을 보였다. 성인 연령층의 35.3%는 7시간 이하의 수면을 취하는 것으로 나타났다.

 

일부 사람들은 특정한 장애로 인해 충분한 수면을 취하지 못하기도 한다. 약 5,000만~7,000만 명의 사람들이 수면 장애를 가지고 있는 것으로, 이들 가운데 2500만 명은 폐쇄성수면무호호흡증에 시달린다. 발생 비율은 남성의 경우 최대 31%, 여성은 최대 21% 가량이다.

이같은 수면 부족 현상은 미세아교세포가 높은 수준의 노르에피네프린으로 표시되는 한 어떠한 작업도 수행하지 않는다는 사실을 감안할때, 더욱 중요하게 여겨진다. 

휴식을 취하고 수면에 들기 시작하면 노르에피네프린 수치는 감소하기 시작하는데, 일단 잠이 들면 이 신경전달물질은 더 이상 미세아교세포가 깨어나는 것을 막지 못한다. 

그럼 비로소 세포들은 체내 다른 세포들과 함께 손상을 복구하는 일을 시작하는 것. 하지만 잠에서 깨어나고 노르에피네프린 수치가 다시 상승하면, 세포는 즉시 일을 멈춘다.

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