아미노산食 뇌손상 개선

마우스실험서 확인

 

미국·필라델피아-뇌손상 마우스에 3종류의 분지쇄 아미노산(BCAA)으로 구성된 혼합물(아미노산 칵테일)을 먹이자 인지능력이 회복된 것으로 나타났다.   펜실베이니아대학과 필라델피아소아병원 아키바 코헨(Akiva S. Cohen) 박사가 “아미노산 칵테일을 이용한 식사요법은 외상성뇌손상(TBI)환자의 인지능력장애에 대한 치료의 기반이 될 수 있다”고 Proceedings of the National Academy of Sciences에 발표했다.   뇌손상에 대한 치료는 없어   미국에서 TBI는 소아와 젊은 성인의 사망 또는 장애의 주 원인이며 약 23초에 1명씩 발생하고 있다.   그 원인의 대부분은 교통사고 때문이지만 전쟁 부상도 증가하고 있다. 또 500만례를 넘은 미국인이 TBI에 의한 영속적인 장애를 갖고 있다.   현재 치료에서는 TBI 후 발생한 위험한 뇌의 종창을 완화시킬 수 있지만 근저에 있는 뇌손상에 대한 치료법은 아직 없다. 이 때문에 기억, 학습 등의 기능에서 자각되는 인지장애가 문제가 되고 있다.   이번 연구에서는 로이신, 이소로이신, 바린 등 3종류의 BCAA로 이루어진 아미노산 칵테일을 음료수에 섞어 마우스에 먹였다.   이전 연구에서 중증 뇌손상을 가진 사람에게 BCAA를 정주하면 경도의 기능개선을 얻을 수 있는 것으로 나타났다.   신경반응의 균형 검증   BCAA는 뇌활동의 적절한 밸런스를 유지하는 2종류의 신경전달물질인 글루타민염산과 감마아미노낙산(GABA)의 중요한 전구물질이다. 글루타민산염은 뉴런을 자극하고 GABA는 이를 억제한다.   뉴런의 흥분이 너무 커도 너무 작아도 뇌는 적절하게 기능하지 않는다. 그러나 TBI에서는 이 밸런스가 붕괴돼 있다.   TBI에서는 특히 뇌의 심부에 존재하여 고차(高次)의 기억과 학습에 관여하는 해마가 손상되기 쉽다. 최근 연구에서 해마가 손상되면 BCAA의 농도가 낮아지는 것으로 밝혀졌다.   글루타민산염과 GABA의 총 레벨에는 변화는 없었지만 BCAA의 저하로 해마내 신경전달물질이 불균형해진다.   이로써 일부 영역에서는 흥분하기 쉽지만 다른 영역에서는 흥분하기 어려워지는 현상이 일어난다. 이번 실험에서는 식사를 통해 섭취된 BCAA가 신경반응의 균형을 회복시킨다는 가설을 검증해 보았다.   학습능력 회복   이번 연구에서는 마우스의 뇌에 손상을 주고 1주 후 공포에 대한 마우스의 조건반응을 관찰하고 정상 마우스와 비교했다.   특수한 우리에 들어가 약한 전기쇼크를 받은 다음 1주 후에 동일한 상태가 되면 정상마우스에서는 다음 전기쇼크를 예상하고 경직되는 경향을 보였다. 하지만 뇌손상 마우스에서는 경직을 나타내는 횟수가 줄어들고 학습한 내용을 부분적으로 잃어버리는 것으로 나타낫다.   한편 식사를 통해 BCAA를 섭취한 뇌손상 마우스는 정상 마우스와 마찬가지로 정확한 반응을 나타냈다. 그리고 BCAA의 아미노산 칵테일로 뇌손상 마우스의 학습능력이 회복되는 것으로 나타났다.   또 연구팀은 이러한 행동상의 검토 외에 뇌손상 마우스와 대조 마우스 해마의 절편을 이용하여 전기생리학적 실험을 실시했다.   이 실험에서도 BCAA에 의해 신경활동의 밸런스가 회복됐다. 코헨 박사는 “전리생리학적 실험 결과는 뇌손상 마우스에서 관찰된 행동상의 지견과 일치했다”고 말했다.   BCAA투여 임상시험 예정   코헨 박사는 이번 결과를 근거로 “마우스 실험에서는 식사개입으로 뇌 손상부위에서 신경화학물질이 정상적인 밸런스로 회복됐다. 인지능력도 개선됐다. 마우스의 결과를 사람에서 재현할 수 있다면 TBI환자에도 BCAA를 음료형태로 섭취시키면 효과를 얻을 수 있을 것”이라고 말했다. 박사는 “BCAA를 정주하면 한번에 대량의 BCAA가 뇌의 수용체를 덮치기 때문에 얻는 효과에 한계가 발생할 가능성도 있다. 영양보조식품을 통해 BCAA를 섭취하면 보다 지속적인 혜택을 얻을 수 있을 것”이라고 말한다.   마우스의 시험 결과를 사람 치료에 응용하기에는 여러 장애가 있지만 박사는 향후 경도~중등도의 TBI환자에 대해 BCAA식의 효과를 검토하는 초기 임상시험을 다른 연구자와 공동으로 시작할 예정이다. 이번 연구는 미국립보건원(NIH)의 지원을 받았다.

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