수면 장애가 알츠하이머병(Alzheimer's disease)의 발병과 연관이 있다는 사실이 수 차례 연구를 통해 입증된 가운데 수면이 부족하면 뇌에서 노폐물이 제거되지 못하고 축적돼 알츠하이머병을 일으키는 원인이 될 수 있다는 새로운 증거가 나왔다. 미 국립알코올남용및중독연구소(NIAAA)의 연구팀은 단 하룻밤만 잠을 못 자도 뇌에서 알츠하이머병과 연관된 베타-아밀로이드(beta-amyloid) 단백질 수치가 즉각 증가한다는 연구 결과를 미 국립과학원회보(PNAS) 최근호에 발표했다.
알츠하이머병은 치매를 일으키는 가장 흔한 퇴행성 뇌질환으로 기억력을 포함한 인지기능의 악화가 점진적으로 진행된다. 베타-아밀로이드가 과도하게 만들어져 뇌에 침착되면서 뇌 세포에 유해한 영향을 주는 것이 발병의 핵심 기전으로 알려져 있다. 베타-아밀로이드는 뇌 세포 사이에 존재하는 신진대사의 노폐물로, 알츠하이머 환자의 뇌에서 발견되는 아밀로이드 플라크(amyloid plaques)의 주성분이다.
NIAAA 연구팀은 22~72세 연령의 건강한 성인 20명을 대상으로 양전자방출단층촬영(Positron Emission Tomography, PET) 검사를 진행해 수면 부족이 일으키는 부작용에 대해 조사했다. 정상적으로 수면을 취한 사람의 뇌와 밤을 지새우고 총 31시간 가량 잠을 못 잔 사람의 뇌를 비교한 결과, 급성 수면 박탈이 알츠하이머병과 연관된 뇌 영역 내 베타-아밀로이드 부담을 즉각 가중하는 것으로 나타났다. 밤새 잠을 못 잔 사람의 뇌 시상과 해마에서 베타-아밀로이드 수치가 약 5% 증가한 것이다. 시상은 감각정보 처리와, 해마는 장기 기억과 연관된 뇌 영역이다.
이번 연구 결과는 수면이 뇌 속 베타-아밀로이드 수치를 낮추는 데 중요한 역할을 한다는 사실을 처음으로 보여줬다. 우리가 수면을 취하는 동안 뇌를 포함한 신체는 휴식과 재충전의 시간을 갖는다. 이번 연구를 통해 우리가 잠을 자는 동안 뇌의 노폐물 제거 시스템인 '글림프 시스템'(glymphatic system)이 하루 동안 쌓인 베타-아밀로이드를 청소해 준다는 것이 입증됐다. 이는 잠을 자지 못하면 수면 중 일어나는 글림프 시스템이 작동하지 않게 돼 베타-아밀로이드가 제거되지 못하고, 그렇게 쌓인 아밀로이드 플라크가 알츠하이머 병을 유발할 수 있다는 뜻이다.
아울러 연구팀은 수면 부족이 베타-아밀로이드 제거 효율을 떨어뜨릴 뿐만 아니라 베타-아밀로이드의 생성을 촉진할 가능성도 배제하지 않았다. 베타-아밀로이드가 증가하여 수면 장애를 야기할 수도 있다고 보며, 둘사이의 연관성이 양방향으로 작용할 가능성을 제시한 것이다. 이는 수면 장애와 베타-아밀로이드 사이에 서로가 서로를 증폭시키는 양성 피드백 고리(positive feedback loop)의 관계가 존재할 수 있음을 시사한다.
알츠하이머병을 앓고 있는 고령자들은 베타-아밀로이드 수치가 건강한 노인에 비해 43% 가량 높게 나타난다. 이 연구는 하룻밤 잠을 자지 않은 사이 증가한 베타-아밀로이드가 이후 정상적인 수면을 취하면 제거되는지 아니면 제거되지 않고 영구적으로 쌓이는지에 대한 궁금증을 유발했다. 이로써 뇌가 단기간 수면 부족의 영향을 수정하는 메커니즘을 가지고 있는지에 대한 연구가 다음 연구 과제로 떠올랐다.
한편 수면 박탈을 당한 연구 참가자들 가운데 기분이 좋지 않다고 밝힌 참가자일수록 베타-아밀로이드 농도가 더 높은 것으로 나타났다. 이는 65세 이상인 사람들 사이에서 기분 상태가 베타-아밀로이드 축적 정도를 반영할 수 있음을 보여준다. 물론 이 또한 추가 연구가 필요하다.
이 연구의 한계는 PET 영상으로는 베타-아밀로이드가 가용성인지 불용성인지 구분할 수 없다는 점이다. 표본의 크기도 20명에 불과했다. 그럼에도 불구하고 이 연구는 수면이 인간 뇌에서 베타-아밀로이드 제거에 영향을 미친다는 예비 증거를 제공했다는 데 의의가 있다.
이 연구를 이끈 에산 쇼크리 코조리 박사는 "이번 연구는 표본이 작았음에도 불구하고 수면 부족이 뇌 속에 베타-아밀로이드가 쌓이게 하는 부정적인 결과를 초래한다는 사실을 입증했다. 더 크고 다양한 집단에 대한 일반화 가능성을 평가하기 위해 추가 연구가 필요하다"고 밝혔다.
연구팀은 잠을 잘 자는 것이 뇌가 제 기능을 유지하는 데 중요하다고 결론지으며, 숙면을 취하는 것이 알츠하이머병을 예방하는 길이라고 강조했다. 미국수면협회(ASA)에 따르면 연령별 적정 수면시간은 성인은 7~9시간, 십대 청소년은 8~10시간, 6세 이상의 아동은 9~12시간이다.
[메디컬리포트=이찬건 기자]