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대뇌 청소율 높이는 '글림프'에 고혈압이 악영향

글림프계와 뇌막림프관의 이해

2021-05-17 05:50:47 주혜성 기자 주혜성 기자 hsjoo@kpanews.co.kr

<지난호에 이어서>
아밀로이드 전구체 단백질 (APP)에서 Aβ가 생성되는데 Aβ 생산과 제거 사이의 불균형은 독성 물질의 축적을 초래한다. 

APP는 α,γ세크레타제에 의해 순차적으로 절단돼 빠르게 분해되는 펩티드를 생성하는데, α-세크레타제에 의해 절단이 안되면 β-세크레타제1(BACE1)에 의해 절단된 뒤, γ-세크레타제에 의해 절단돼 더욱 응집하기 쉬운 Aβ40, Aβ42를 생성한다.

Tau는 인산화를 통해 신경 미세관의 조립과 안정성을 조절하는 세포 내 단백질인데, AD에서 타우는 과인산화돼 세포 내 신경 섬유 엉킴 형태로 축적된다. 

이로 인해 타우의 미세 소관 결합 능력이 손상되고 신경 퇴화를 촉진하며 APP의 축적을 유도해 신경 퇴화가 더욱 유발된다.

뇌의 노폐물 배출 시스템: 글림프계와 뇌막림프관 
글림프의 구성요소는 간단히 ① 동맥 주위 CSF 유입 경로 ② 정맥 주위 ISF 처리 경로 ③ 성상 세포 아쿠아포린-4(AQP4)워터 채널을 통한 실질 경로 3가지를 꼽는다.


글림프가 뇌 실질에 위치해 교세포의 세포벽에서 형성된다면 뇌막림프는 경막하 공간에 위치해 두개골 정맥 및 동맥에서 나온다. 

글림프는 뇌 실질에서 간질액 ISF 및 뇌척수액 CSF 의 이동을 촉진하며, 뇌막림프는 뇌막계의 경막 정맥동/거미 막 과립에서 심부 경부 림프절로 용질
을 제거하는 주요 통로이다.

CSF-ISF는 사이질을 통해 흐르고, 아직 완전히 밝혀지지 않은 경로를 통해 뇌막 림프관(MLV)으로 배출돼 경부 림프관에 도달한다. 

뇌 속의 이러한 유체 이동은 Aβ 및 타우와 같은 독성 단백질을 사이질에서 제거할 수 있도록 하는데, 이는 사이질액이 BBB를 통과해서 직접 도달
할 수 없는 뇌의 더 깊은 영역에서 특히 중요하다.

CSF를 움직이는 가장 중요한 요인 중 하나는 심장에 의한 혈관벽의 운동인 동맥 맥압이다. 이는 일시적으로 주변 체액에 대한 압력을 증
가시켜 혈관 주위 공간으로 체액을 확장시킨다. 

그리고 성상 세포는 AQP4라는 수로를 통해 혈관 주위 공간과 간질 사이의 유체 이동을 허용한다. 신경교 의존성 및 말초 림프계와의 기능적 유사성에 따라 이 시스템은 '글림프'(glymphatic)으로 명명됐다.

글림프 시스템은 용질 제거 외에도 포도당과 기타 영양소가 뉴런과 성상 세포에 흡수되게 하며, 시냅스 가소성과 콜레스테롤 수송에 필수적인 아포 지단백 E는 뇌의 사이질로 CSF에 의해 운반될 수 있다. 또 글림프는 뇌내 신속한 지질 수송 및 교세포간 신호전달을 촉진한다고 여겨진다.

익히 알려진 바처럼 글림프는 옆으로 누워서 잘 때 대뇌 청소율이 높아지므로 수면 자세도 이 시스템에 영향을 미칠 수 있다. 고혈압은 또한 동맥 경화와 연관돼 맥박을 감소시키고 결과적으로 CSF 운동성을 떨어뜨려 글림프 시스템에 부정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다.


Astrocytic end-feet는 BBB의 핵심 구성 요소이며 BBB를 통한 물 이동의 조절은 AQP4에 크게 의존한다. 성상 세포 AQP4가 부족한 동물은 더 낮은 CSF 유입과 실질의 사이질에서 용질 청소율의 감소를 보였으며, 이는 글림프 시스템이 AQP4 의존적임을 뜻한다.

물 수송의 조절은 세포 외액의 이온 농도에 영향을 미치며, 이는 차례로 신경 활성 화합물의 뇌로의 확산에 영향을 미치고 뉴런의 기능에 영향을 미친다. 

또한 물 수송 메커니즘은 두부 외상, 뇌졸중, 뇌암과 같은 여러 신경학적 상태의 공통적인 특징인 뇌 부종과 직접적으로 관련 될 수 있다.

따라서 물의 항상성은 신경 활동과 기능에 중요한 메커니즘이므로 AQP4와 같은 뇌의 수로 분포와 조절이 중요하다. AQP4는 신경 흥분, 성상 세포 이동, 시냅스 가소성 및 기억/학습능에 중요하며, AQP4 결핍 마우스에서 신경염이 유발되고 이는 AQP4가 IL-1β, IL-6, TNF-알파를 감소시킨다는 사실에 의해 더욱 뒷받침된다. <다음호에 계속>

최해륭 약사. 한국한약제제학회 부회장. 소미약국 대표

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