파킨슨병‧뚜렛증후군‧윌슨병 ··· 뇌 어디가 아픈 걸까
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박수현 기자
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등록 2020-11-11 09:11:04
- 수정 2020-11-13 18:09:35
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- 파킨슨병, 중뇌 흑질의 도파민 신경세포 퇴화 ··· 베르니케-코르사코프증후군, 유두체 위축 ··· 헌팅턴병, 기저핵 이상
수전증, 파킨슨병, 뚜렛증후군, 사경증, 윌슨병, 헌팅턴병 등 여러 뇌질환 병명을 많이 들어봤을 것이다. 하지만 이 질환들이 뇌의 어느 부분에 이상이 생겨 나타났는지는 일반인으로서는 일일이 알기 어렵다. 그저 뇌가 아파서 걸린 것이라고 알고 있을 뿐이다. 복잡할 것 같은 뇌질환의 기전을 김중석 가톨릭대 서울성모병원 신경과 교수의 도움말로 알아본다.
기저핵(basal ganglia)은 대뇌속질(white matter)속 회색질(gray matter)의 집합이며 미상핵(caudate nucleus)과 렌즈핵(lentiform nucleus)이 여기에 포함된다. 기능적으로는 선조체(Striatum), 담창구, 흑질, 시상하핵 등의 부위로 구분할 수 있다. 렌즈핵은 외측의 피각(被殼, putamen, 피곡은 잘못된 독음, 조가비핵)과 내측의 담창구(淡蒼球, globus pallidus, 염창핵이나 염창구는 잘못된 독음, 창백핵)으로 구성된다.
기저핵(basal ganglia)은 대뇌겉질(gray matte,r 대뇌피질)과 시상(thalamus)을 중재하는 역할을 하며 주로 동작의 시작과 유지하는 역할을 한다. 인식, 감정, 학습에 밀접하게 연관되는 것으로 알려져 있다.
기저핵에 손상이 오면 말하기나 동작의 시작과 멈춤, 특정한 자세를 유지시키는 것이 어려워진다. 증상으로 불수의적 운동, 느린동작, 근육경련, 근육경직, 근긴장, 기억상실, 단어선정에 어려움, 떨림, 보행 장해, 반복적이고 스스로의 통제 불가능한 동작, 말, 울음 등이 지속된다.
대표적인 질환으로는 polyglutamine이라는 비정상 단백질이 축적되면서 기저핵을 포함해 대뇌실질이 퇴행(degeneration)하는 헌팅턴병(Huntington’s disease)이 있다. 근긴장이상(Dystonia), 진행성핵상마비(Progressive supranuclear palsy, PSP), 윌슨병(Wilson’s diease), 다발성계통위측증(multple systemic atropy), 뇌성마비(cebral palsy), 뚜렛증후군(Tourette’s syndrome) 등이 기저핵 이상으로 생긴 병들이다.
흑색질(substantia nigra)은 중뇌에 위치해 있고, 치밀부(pars compacta)와 망상부(pars reticulata)로 구분된다.
치밀부와 망상부는 각각 도파민(dopamine)과 GABA라는 신경전달물질(neurotransmitter)을 생산해 기저핵과 같이 대뇌피질과 시상을 중재하는 역할을 한다. GABA는 대뇌피질, 기저핵, 소뇌, 척수, 중뇌 등 여러 곳의 신경종말에서 분비된다.
중뇌 흑질의 퇴행으로 인한 질환은 파킨슨병(pakinson’s disease)이 있다. 자유라디칼(free radicals)에 의해 뇌 세포의 미토콘드리아의 complex 1이 손상을 입게 되면 전자전달계(electron transport system)가 정상적으로 작동하지 못해 산화적 손상, 미토콘드리아 이상 등에 의해 도파민 신경세포가 사멸돼 파킨슨병을 일으킨다는 게 가설로 거론되고 있으나 아직 정확히 알려진 기작은 없다.
치밀부 신경세포에 α-synuclein라는 단백질 축적돼 비정상 봉입체인 루이소체(lewy body)가 생성되고 해당 세포는 사멸하게 돼 증상으로는 떨림, 경직, 행동의 느려짐 등을 겪게 된다. 루이소체치매(Dementia with Lewy bodies, DLB)는 치매 유형의 하나라 민첩성의 둔화, 파킨슨병 증상을 특징으로 한다. 치매 분류에는 헌팅턴병에 의한 치매도 따로 있다.
파킨슨병은 흑질의 도파민 신경세포의 퇴화에 의해 유발된다. 흑질의 도파민 신경세포는 뇌의 여러 영역으로 축삭돌기(Axon)를 뻗어 그 영역에 위치한 신경세포와 시냅스(Synapse)를 형성하고 도파민을 분비한다. 분비된 도파민은 그 영역의 신경세포 표면에 위치한 도파민수용체(Dopamine receptor)에 결합해 다양한 세포신호(Cell signal)을 유발함으로써 신경세포의 기능에 영향을 미친다.
파킨슨병의 발병에는 중뇌 흑질의 도파민 신경세포와 뇌 기저핵의 선조체(줄무늬체) 영역 간에 신경세포로 연결된 신경망이 관여한다. 선조체는 뇌 기저핵(Basal ganglia)의 한 영역으로 움직일지 동작을 멈출지(Go or Stop)를 결정하는 핵심적인 뇌 영역이다. 도파민이 이 부위에 분비되면 움직임을 유발하도록하는 신경세포(Direct pathway neuron)의 활성을 높이는 한편 움직임을 억제하는 신경세포(Indirect pathway neuron)의 활성을 낮추는 역할을 한다. 이들 신경세포가 표면에 갖고 있는 도파민 수용체의 타입이 서로 다르기 때문이다. Direct pathway neuron은 D1-타입 도파민 수용체를, Indirect pathway neuron은 D2-타입 도파민 수용체를 표면에 갖고 있다.
요컨대 파킨슨병은 중뇌 흑질의 도파민 신경세포가 퇴화되는 것이다. 이로써 선조체가 도파민 분비 감소의 영향을 받고, 움직임을 유발하는 신경세포의 활성은 줄이면서 반대로 움직임을 억제하는 신경세포의 활성은 높여 발병한다.
파킨슨병을 GABA의 관점으로 재해석하면 담창구와 시상에서 GABA에 의한 억제성 기능(GABAergic inhibitory drive)이 증가되는 것으로 볼 수 있다.
유두체(mammillary body)는 간뇌 바닥에 둥글게 돌출된 구조물이며 해마와 시상, 뇌줄기(뇌간)를 연결하는 역할을 한다.
유두체와 연관된 질환은 베르니케-코르사코프증후군(Wernike-Korsakoff syndrome)이다. 비타민 중 티아민(B1) 섭취를 충분하지 못한 경우나 알코올 과다 섭취로 티아민의 흡수와 이용이 현저하게 저하되면 유두체의 위축이 유발돼 이 질환을 초래하게 된다.
편도체(amygdala)는 변연계(limbic system)로 분류된다. 해마의 바로 앞에 위치해 있으며 공포나 분노등 정서와 관련된 기억과 학습에 기여한다. 편도체 손상은 공포와 분노등의 감정을 인식하지 못하는 증상을 야기한다.
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