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"알코올, 뇌 활동에 변화 유발 "


[ 2008년 06월 27일 10시 12분 ]

뇌의 전두전야는 의사를 결정하는데 관계하는 영역이다.

사우스캐롤라이나의과대학 신경과·약물알코올프로그램 센터 존 우드워드(John J. Woodward) 교수팀은 쥐를 이용한 새로운 연구에서 전두전야 뉴런인 N-메틸-D-아스파라긴산 수용체(NMDAR)는 음주로 인한 혈중 알코올 농도의 상승에 대한 감수성이 특히 높다고 Alcoholism：Clinical & Experimental Research (2008; 32: 690-698)에 발표했다.

이번 지견으로 알코올이 NMDAR의 기능을 변화시켜 전두전야의 정상적인 활동을 저해할 가능성이 제시됐다.

전두전야의 기능적 이상은 충동적인 행동과 의존성을 특징으로 하는 억제할 수 없는 음주와 관련있다고 알려져 있지만 메커니즘은 확실하지 않았다.

이번 연구에서는 래트의 전두전야 뉴런의 활동을 조정하는 3종류의 이온(ion) 채널에 미치는 알코올의 영향을 조사했다. 그 결과, 특히 NMDAR은 알코올에 의해 차단되기 쉬운 것으로 나타났다.

우드워드 교수는 “대개 전두전야는 행동의 상대적인 위험과 이익을 비교하여 위험높은 행동이나 위험한 행동, 사회적 상황상 부적절한 행동을 피하도록 만든다. 그러나 전두전야가 손상되거나 활동이 저하되면 행동이 극적으로 바뀌어 결과를 판단하는 능력과 억제능력을 잃게 된다”고 말한다.

교수는 또 “이온 채널은 필요에 따라 세포내에 이온을 흡수 또는 배출하는 뉴런막의 게이트다. 알코올은 단독 또는 복수의 이온 채널 게이트에 영향을 주어 전두전야의 기능을 변화시킨다. 이러한 변화가 음주량 억제 능력를 잃게 만들 가능성이 있다”고 설명한다.

그는 이어 “이번 지견으로 건강을 손상시키는 등의 심각한 영향을 주는데도 불구하고 알코올 의존증환자 대부분이 음주량을 억제시킬 수 없는 이유를 설명할 수 있다”고 덧붙인다.

뉴런 기능에 영향

이번 연구에서는 전신 마취한 수컷쥐를 안락사시킨 후 즉시 뇌를 제거해 냉장처리하여 절편을 만든 다음 전기적 활동을 기록 하기 위한 준비를 했다.

단세포 뉴런의 정밀한 촬영기술을 사용하여 알코올을 마신 경우와 그렇지 않은 경우의 NMDA,γ아미노낙산(GABA), α-아미노-3-하이드록시-5-메틸4-이속사졸프로피온(AMPA) 수용체에 흐르는 전류를 측정했다.

우드워드 교수는 “이번 연구에서 가장 큰 발견은 경도 내지 중등도의 취한 상태(혈중 알코올농도 0.08% 이상)에 해당하는 양의 알코올은 AMPA 이온 채널 또는 GABA 이온 채널에는 영향을 주지 않았지만, NMDA 이온 채널의 기능을 크게 저해한다는 사실이 확인된 것”이라고 지적했다.

교수는 또 “이번 결과로 알코올이 전두전야의 정상적인 기능에 어떻게 영향을 주는지를 설명할 수 있다. 알코올 섭취를 통해 NMDAR가 억제되면 뉴런의 기능에 영향이 미치기 때문에 행동을 조절하는 능력이 억제되고 유해한 행동이 유발될 가능성이 있다. 즉 이 영역의 기능인 위험과 이익의 정상적인 판단력이 장애된다”고 말했다.

NMDAR을 약제 타깃으로

한편 미국알코올남용·의존증연구소(NIAAA) 통합신경과학연구소 데이빗 로빈저(David Lovinger) 소장은 “과거 여러 연구에서 전두전야 이외의 뇌영역에서 알코올이 MDAR와 NMDAR을 개입시키는 신경전달에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

이번 논문의 특징으로는 전두전야의 신경전달계의 다른 시냅스 후막 수용체에 변화가 나타나지 않아도 동일한 영향이 관찰된다는 사실이다. 이러한 선택성은 해마, 편도체, 소뇌 등의 뇌영역에서 나타나는 효과보다 뚜렷했다”고 지적했다.

소장은 “이 수용체를 약제의 타깃으로 하면 알코올 남용과 알코올 의존증에 효과적인 치료법이 될 수 있다. 특히 향후 연구에서 알코올의 영향을 받는 NMDAR의 서브타입을 분류할 수 있다면 치료법을 개발할 가능성도 높아진다.

또한 에탄올에 장기 노출된 후 알코올의 영향을 받은 NMDAR가 전두전야의 신경 적응 또는 신경 독성에 관여할지, 즉 알코올 의존증과 알코올성 뇌장애에 관여하는지 여부를 해명하는데 도움이 될 것”이라고 말했다.