[뉴스토마토 이혜현 기자] 대기오염 물질이 알츠하이머 치매 위험을 높이는 것으로 확인됐습니다.
연세대학교 의과대학 예방의학교실 조재림·김창수 교수와 가천대 길병원 신경과 노영 교수 공동 연구팀은 미세먼지 등 대기오염 물질이 대뇌피질의 두께를 얇게 만들어 알츠하이머 치매 위험도를 높인다고 밝혔습니다.
한국연구재단의 지원을 받은 이번 연구는 국제학술지 '인바이런먼트 인터내셔널(Environment International, IF 13.352)' 최신 호에 게재됐는데요.
대기오염 물질은 호흡기를 통해 폐로 들어가 염증을 만들고, 이 염증이 몸 전체에 다양한 질환을 유발합니다. 특히, 뇌에 도달하면 신경염증을 일으킵니다. 연구팀은 선행 연구를 통해 대기오염 물질이 대뇌피질 위축에 영향을 주는 것은 확인했지만 이러한 현상이 인지기능 저하와 알츠하이머 치매로 이어진다는 근거는 없었습니다.
알츠하이머는 치매를 일으키는 가장 흔한 퇴행성 뇌질환으로 서서히 발병해 기억력을 포함한 인지기능의 악화가 점진적으로 진행됩니다.
알츠하이머병은 매우 서서히 발병해 점진적으로 진행되는 경과가 특징적이죠. 초기에는 주로 최근 일에 대한 기억력에서 문제를 보이다가 진행하면서 언어기능이나 판단력 등 다른 여러 인지기능의 이상을 동반하게 되다가 결국에는 모든 일상생활 기능을 상실하게 됩니다.
알츠하이머병은 그 진행 과정에서 인지기능 저하뿐만 아니라 성격변화, 초조행동, 우울증, 망상, 환각, 공격성 증가, 수면 장애 등의 정신행동 증상이 흔히 동반되며 말기에 이르면 경직, 보행 이상 등의 신경학적 장애 또는 대소변 실금, 감염, 욕창 등 신체적인 합병증까지 나타나는데요.
알츠하이머병의 정확한 발병 기전과 원인에 대해서는 정확히 밝혀지지 않았습니다. 현재 베타 아밀로이드(beta-amyloid)라는 작은 단백질이 과도하게 만들어져 뇌에 침착되면서 뇌 세포에 유해한 영향을 주는 것이 발병의 핵심 기전으로 알려져 있으나, 그 외에도 뇌 세포 골격 유지에 중요한 역할을 하는 타우 단백질(tau protein)의 과인산화, 염증반응, 산화적 손상 등도 뇌 세포 손상에 기여해 발병에 영향을 미칩니다.
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(사진=세브란스병원 제공)
대기오염 물질로 인한 대뇌피질 감소 양상과 유사
연구팀은 2014년 8월부터 32개월간 서울과 인천, 원주, 평창에서 뇌 질환이 없는 건강한 50세 이상 성인 640명을 대상으로 초미세먼지(PM2.5), 미세먼지(PM10), 이산화질소(NO3) 등 주요 대기오염 물질 세 가지를 지표로 대기오염이 뇌 건강에 미치는 영향을 연구했습니다.
연구 결과, 대기오염 물질의 농도가 올라가면서 대뇌피질 두께는 감소했습니다. 실제 미세먼지와 초미세먼지 농도가 10㎍/㎥, 이산화질소가 10ppb 높아질 때 대뇌피질 두께가 각각 0.04mm, 0.03mm, 0.05mm씩 줄었습니다.
이어서 연구팀은 뇌 영상 기반의 인공지능 기법으로 알츠하이머 치매 위험도를 예측하는 '알츠하이머 치매 뇌 위축 지수 평가'도 진행는데요. 대상자의 대뇌피질 두께 축소 정도를 알츠하이머 치매 환자와 비교할 수 있었습니다.
연구 결과, 대기오염 물질로 인한 대뇌피질 감소 양상이 알츠하이머 치매 환자의 대뇌피질 위축 부위와 흡사했습니다.
전두엽과 측두엽, 두정엽, 뇌섬엽 등 사고력과 주의력, 공간지각력, 기억력을 관장하는 뇌 부위가 줄어들면 그 기능이 떨어져 치매가 발병하는데 대상자들은 알츠하이머 치매 환자와 마찬가지로 대뇌피질의 네 가지 부위 모두 위축됐습니다.
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(사진=픽사베이)
대뇌피질은 대뇌 표면에 신경세포가 모여 있는 곳으로 기억과 학습 능력 등 여러 뇌 인지기능을 담당합니다. 대뇌피질의 변화는 알츠하이머 치매 등 뇌 질환과 연관이 깊은데요. 실제로 건강한 일반인의 대뇌피질 두께는 평균 2.5mm지만 알츠하이머 치매 환자는 2.2mm로 더 얇습니다.
미세먼지 농도가 10㎍/㎥씩 높아질 때마다 전두엽 두께는 0.02mm, 측두엽 두께는 0.06mm 감소했습니다. 초미세먼지 농도의 경우 10㎍/㎥씩 상승할 때마다 측두엽 두께가 0.18mm 줄었습니다. 이산화질소 농도가 10ppb 증가하면 전두엽과 두정엽이 0.02mm, 측두엽은 0.04mm, 뇌섬엽은 0.01mm 감소했습니다.
대기오염 물질 농도가 오르면서 인지기능 역시 떨어지는 것으로 확인했습니다.
초미세먼지와 미세먼지, 이산화질소 농도가 10씩 증가할 때마다 인지기능 점수가 각각 0.69점, 1.13점, 1.09점 떨어졌습니다. 이는 대기오염 물질로 인해 연구 대상자들의 계산, 언어, 기억 능력 등이 감퇴한 것을 의미합니다. 또한, 초미세먼지와 미세먼지, 이산화질소 농도가 10 증가할 때마다 알츠하이머 치매로 이어지기 전 단계인 경도인지장애의 위험이 각각 1.5배, 2.2배, 1.7배로 증가했습니다.
조재림 교수는 "이번 연구로 대기오염 물질이 대뇌 피질을 위축시켜 인지기능을 떨어뜨리고 치매 위험을 증가시킨다는 것을 확인했다”며 “대기오염이 심할 때는 외출을 삼가며 바깥 활동 시 보건용 마스크를 착용하는 것이 좋다"고 말했습니다.
이혜현 기자 hyun@etomato.com
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