자칫 사망으로도 이어질 수 있는 수면 무호흡과 심혈관계 질환(CVD)은 밀접한 연관이 있다. 간헐적으로 기도가 막히면 CVD 발병 위험성이 높아지지만, 현재 학계에서는 실제적인 원인을 파악하지 못하고 있다.
이에 최근, 캘리포니아대학 연구팀이 장내 미생물이 두 가지 증상에서 중요한 역할을 하고 있다는 사실을 발견했다.
장내 미생물은 수면 무호흡과 관련이 있는 심혈관계 질환에 영향을 미친다. 수면 무호흡은 수면 도중 호흡이 반복적으로 멈췄다 이어지는 심각한 수면 장애다. 수면 무호흡의 명백한 증상 중 하나는 지나치게 시끄러운 코콜이다. 이 증상을 가진 사람들은 숙면을 취한 다음 날에도 피곤함을 느낀다. 마요 클리닉은 다음과 같이 수면 무호흡의 세 가지 유형을 제시했다.
1. 폐쇄 수면 무호흡: 가장 일반적인 유형으로 기도의 근육이 이완될 때 발생한다.
2. 중추 수면 무호흡: 이 유형은 두뇌가 호흡 기능의 근육에 정확한 신호를 전달하지 못할 때 발생한다.
3. 복합 수면 무호흡 증후군: 이 유형은 앞선 두 가지 유형의 증상이 모두 합쳐진 것이다.
수면 무호흡은 만성 피로와 2형 당뇨병, 대사성 질환, 심혈관계 질병 같은 다른 질병의 위험성을 높인다. 하지만 수면 무호흡이 CVD의 위험성을 증가시키는 원인은 아직까지 정확하게 밝혀지지 않았다. 캘리포니아대학 연구진은 그 원인을 밝혀내기 위해 쥐 모델을 사용한 실험을 진행했다.
이번 연구에서 연구진은 심장이나 혈관, 피험자의 수면 패턴에 초점을 맞추지 않았다. 대신 장내 미생물에서 발생하는 변화와 그 변화가 수면 무호흡에 미치는 영향을 분석했다. 이번 연구의 발생은 위장 미생물이 CVD와 2형 당뇨병의 원인이 될 수 있다는 다른 여러 연구 결과를 근거로 삼았다.
연구 선임 저자 아누프리야 트리파시는 "우리는 장내 미생물인 박테리아와 바이러스, 균류 등의 구성 변화와 수면 무호흡을 유도한 쥐 모델이 배출하는 화학 물질을 관찰했다"고 설명했다.
연구팀은 이번 연구에서 고지방 식단을 먹인 후 아테롬성 동맥 경화증에 취약해진 유전자 조작 쥐 모델을 사용했다. 그리고 주기적으로 수면 무호흡 상태를 똑같이 만들기 위해 산소 수치는 낮고 이산화탄소 수치는 높은 조건 쥐 모델을 주기적으로 노출시켰다.
그 후 6주 동안 매주 2회씩 쥐 배설물 샘플을 채취했다. 또한 16S 시퀀싱 방법과 질량 분석 방법을 사용했다. 이번 테스트에서는 배설물 샘플에 들어있는 박테리아와 화학물질이 확인됐다.
아울러 일반적인 실내 공기에 노출된 쥐 모델에 비해 유전자 조작 쥐 모델의 장내 미생물 10% 이상이 바뀌었다는 사실을 밝혀냈다. 수많은 박테리아 변종 중 6주 내에 가장 두드러지게 변화된 것은 클로스트리듐속 세균으로, 이는 산소가 없거나 산소 수치가 낮을 때에만 살 수 있는 무산소성 박테리아군이다. 쥐 모델의 클로스트리듐속 세균은 담즙산에서 발견됐다.
담즙산은 인체 음식물 소화 및 지방 흡수에 도움을 준다. 기본적인 담즙산은 건에서 합성되며, 2차 담즙산은 결장에서의 박테리아 작용의 부산물이다. 담즙산의 95% 가량은 위장관에서 재흡수 된 후 재활용된다. 반면 5%는 위장관의 박테리아로 대사작용 한다. 하지만 클로스트리듐속의 세균 같은 위장관의 미생물총의 개체 수 변화는 비정상적인 담즙산 프로파일로 이어질 수 있으며, 심혈관계 질환 위험성을 나타낸다.
연구진이 밝혀낸 또 다른 중요한 문제는 장내 미생물이 분비한 식물유도 호르몬이다. 이 호르몬은 에스트로겐과 유사한 구조를 가지고 있으며, 인체에서 이용 가능한 수용기와 다투게 된다. 그 결과, 이 호르몬은 조작된 쥐 모델의 신진대사 및 신경, 생식 문제를 유발하는 실제 에스트로겐의 기능을 중단시킨다.
마지막으로, 배설물 샘플에서 지방산 수가 달라졌다는 것을 확인했다. 장내 미생물의 변화로 쥐의 좋은 콜레스테롤과 나쁜 콜레스테롤 수치를 조절하는 특정 분자가 감소했다.
이번 연구 결과로 장내 미생물과 대사산물은 수면 무호흡증으로 인해 변화하고, 사람의 심혈관계 건강에 부정적으로 영향을 미칠 수 있다는 것도 확인했다.
연구진은 "연구 결과를 수면 무호흡과 관련된 CVD 치료에 사용할 수 있을 것"이라며 "잠재력 있는 진단 및 치료 목표를 발견했다"고 밝혔다.
수면 무호흡의 치료
한편, 일부 병원에서는 수면 장애를 진단할 수 있는 수면 센터를 운영한다. 수면 무호흡의 유형 및 심각성 정도에 따라 환자들은 의료 기기를 통한 치료나 수술을 받을 수 있다. 증상 치료에 사용되는 의료 기기는 기압을 전달해 기도 개방을 유지하는 지속기도양압법과 환자가 수면 하는 도중 기도를 열 수 있는 밸브와 경구용 기기를 사용해 기도에 공기가 자유롭게 이동할 수 있게 만드는 날숨끝양압법이 있다.
[메디컬리포트=심현영 기자]