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천연 단백질이 녹내장 예방할 수 있어


▲출처=123rf

천연 단백질이 녹내장으로부터 망막을 보호하는 데 도움이 된다는 연구 결과가 발표됐다. 오스트레일리아 맥쿼리 대학 연구팀은 시신경 손상이 일어나는 메커니즘에 대한 단서를 제공하는 새로운 연구 결과를 과학 보고서(Scientific Reports) 저널에 발표했다.

녹내장은 망막을 두뇌와 연결시키는 시신경을 손상시키는 많은 질병에 대한 포괄적 용어다. 시신경 손상은 뇌로 시각 신호를 전달하는 것을 방해해 시력 손실 및 실명을 초래할 수 있다.

녹내장은 안압 상승으로 가장 흔하게 일어난다. 안압 상승은 시신경을 손상시킬 수 있다. 전 세계 40세 이상 인구의 3.5%가 녹내장을 앓고 있고, 국내 환자는 2010년 44만 4,000명에서 2015년 76만 8,000명으로 5년간 73.1%나 증가했다. 특히 전체 녹내장의 75%를 차지하는 ‘원발개방각녹내장’은 근본적인 이유를 찾지 못해 치료법 개발에 한계가 있었다.

맥쿼리대 의학 및 보건과학부의 비벡 굽타 박사 팀은 연구팀은 뉴로세르핀(neuroserpin)이라는 단백질이 망막 건강에 중요한 역할을 하지만, 이 단백질은 녹내장에서 활성화되지 않는다는 것을 발견했다. 연구진은 이 연구 결과가 녹내장을 예방하고 치료하는 데 꼭 필요한 치료법으로 이어질 수 있다고 강조한다.

뉴로세르핀은 플라스민이라는 효소의 활동을 차단하는 단백질로, 뉴런들을 보호해 플라스민으로 인해 손상되지 않도록 막아준다. 굽타 박사 팀은 뉴로세르핀과 플라스민이 녹내장에 의해 어떻게 영향을 받는지 파악하는 데 착수했다.

▲활성산소(출처=위키피디아)

연구진은 녹내장이 있는 사람과 그렇지 않은 사람들로부터 수집된 망막 세포와 녹내장을 가진 쥐 모델의 망막을 분석했다. 분석 결과, 뉴로세르핀은 산화 스트레스에 대한 반응으로서 비활성화되는 것으로 나타났다. 산화 스트레스는 대기오염과 같은 환경적 요인에 의해 촉발될 수 있다. 산화 스트레스는 세포 구조에 손상을 줄 수 있는 활성산소종(ROS)의 생성과 그것의 해로운 영향을 상쇄하는 신체 능력 사이에서 일어나는 불균형이다.

인간은 평균적으로 하루에 호흡을 통해 약 500ℓ 가량의 산소를 들여 마셔서 신진대사 활동에 소모하게 되는데, 마신 산소의 약 2~5% 정도가 자유전자를 가진 산소화합물로 체내에 생성된다. 이 자유전자를 가진 산소화합물을 활성산소종(Reactive Oxygen Species, ROS), 또는 활성산소라고 한다.

활성산소로 대표되는 것으로 슈퍼옥사이드 라디칼(Superoxide radical), 과산화수소(Hydrogen peroxide), 하이드록실 라디칼(Hydroxyl radical), 일중항산소(Single oxygen) 등 크게 4가지가 있는데, 이 중에서 슈퍼옥사이드 라디칼(Superoxide radical)이 일반적이고 대량적으로 발생하는 매우 유해한 활성산소다.

이 활성산소는 박테리아나 바이러스를 퇴치시키는 면역 작용의 유용한 역할을 수행하기도 하지만, 그러한 면역작용을 하고 남아 도는 활성산소는 전자를 띠고 있어 불안정한 자신을 안정시키고자 세포막의 구성 성분인 지질단백이나 세포 내 DNA를 공격하여 세포의 파괴 및 자살 등이 일어나게 된다. 이런 현상은 결국 인간에게 각종 질환의 발병(암, 성인병 등)과 노화를 촉진시키는 원초적인 원인이 되기 때문에 이 활성산소를 유해산소라고 부르기도 한다.

유해산소의 발생원인은 자연적, 습관적, 환경적인 것으로 구분할 수 있는데, 각각의 원인을 세분해보면 ▲ 자연적 원인: 에너지 생산(운동, 음식물 소화), 면역 활동(백혈구 활동), 큰 수술(허혈 후 재 관류), 항암제 투여, 비만 체형 등 ▲ 습관적 원인: 스트레스(쌓이거나 풀릴 때), 과도한 운동, 과음, 과식, 과로, 흡연, 과산화지질식품의 섭취(냉동, 인스턴트, 튀김 등) ▲ 환경적 원인: 배기가스, 중금속, 방사선, 자외선, 초음파, 전자파, 화학물질(세제, 살충제 등)로 나눌 수 있다.

▲ 산화 스트레스(출처=위키피디아)

이 같은 원인으로 생성된 활성산소는 세포나 조직을 손상 및 파괴시키게 되는데, 이러한 활성산소의 공격 현상을 산화 스트레스(Oxidative stress)라고 한다. 이 산화스트레스로 인해 계속적으로 체내 세포와 조직이 손상을 입게 되면 결국에는 인체의 노화를 촉진시키고 나아가 암, 동맥경화, 당뇨병, 아토피성 피부염, 백내장, 류머티스 관절염, 각종 피부질환, 치매, 간질환과 같은 각종 질병을 초래하는 것으로 알려져 있다.

녹내장과 뉴로세르핀

흥미롭게도, 연구진은 뉴로세르핀이 녹내장 환자들의 망막 세포와 녹내장 쥐 모델의 망막에서는 활성화되지 않는다는 것을 발견했다. 녹내장은 뉴로세르핀이 플라스민 활동을 억제하는 것을 막았다. 굽타 박사는 “장기간에 거쳐 증가된 효소 활동은 점차적으로 안구 조직을 소화하고 녹내장과 관련된 부작용을 낳는 세포 파괴를 촉진한다”고 설명한다.

현재 녹내장의 치료법은 없지만 조기에 발견되면 녹내장의 진행을 늦추는 데 도움이 되는 치료법이 있다. 굽타 박사 팀은 이 발견이 녹내장을 예방과 치료에 새로운 문을 열어줄 것이라고 기대한다.

맥쿼리대 화학 및 생체분자과학부의 메디 미르제이 박사는 “안과 의사와 시각 과학자들은 눈 뒤쪽의 시신경을 손상시키는 것이 무엇인지 늘 궁금해했다”며 “획기적인 이번 연구 결과는 우리가 녹내장의 메커니즘을 이해하고 녹내장에 대한 핵심 질문에 답하는 데 도움이 될 것”이라고 설명했다.

향후 연구팀은 활성산소로 인한 세포 손상 예방에 도움이 되는 산화방지제가 녹내장 치료에 효과적인지 여부를 조사할 계획이다.

 


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