나는 늘 마음이 불편하거나 스트레스를 받는 상황이면 소화기관이 말썽이다. 이럴 때 툭하면 체하고, 울렁거림, 몸살이 함께 와서 내과 선생님과 한 달이 멀다 않고 만난다. 하지만 곧 고민하던 일이 해결되거나 좋아하는 사람과 함께 시간을 보내거나 마음이 편해지면 이상하게도 몸의 증상도 금방 나아진다. 마음이 편하면 면역력이 향상되는지 기분 좋을 때 분비되는 신경전달물질 탓인지 알 수 없지만 확실히 마음이 편해야 몸도 건강하다. 적어도 나는 그렇다.
몸이 아픈 환자를 대하는 직업을 10년 이상 이어온 덕분에 나는 뇌 손상이나 근골격계 손상 환자들을 만나볼 기회가 많았고, 이들의 삶과 감정을 고스란히 제삼자의 입장에서 관찰하고 느낄 수 있었다. 이들은 감정 기복의 정도에 차이는 있으나 마음의 병이 없는 사람이 거의 없다.
몸이 아프면 정신도 약해진다고들 하지만 특히 이들은 우울감과 삶의 무력감, 희망의 결여, 같은 상황도 감정적으로 대처, 많은 짜증과 화의 다양한 양상을 보였다. 신체의 질환뿐 아니라 정신적으로도 상처가 있어 보였다. 뇌 손상 환자의 경우, 뇌 손상 부위가 감정이나 인지를 주관하는 영역이 아닌 신체 기능과 관련된 운동 영역이나 감각 영역인 경우에도 정서적으로 취약한 임상 양상을 보였다.
내가 받아낸 환자들의 울음, 짜증, 화, 아픔, 절망 등이 수십 번을 넘어서 수백 번이 넘는다. 그래서 언제부턴가 몸과 마음은 하나임을 체감했고, 이에 따라 직업적 좌우명을 ‘몸과 마음을 함께 치료하는 사람이 되자’로 정했다. 내가 한 사람의 삶에 생명력을 불어넣고 일상생활의 복귀를 돕기 위해서는 그들의 신체 기능뿐 아닌 마음까지도 어루만지고 다독여 주어야만 했다.
그러던 중 오랜 의문의 실마리를 찾았다. 『너무 놀라운 작은 뇌세포 이야기』를 읽는 내내 놀라움의 연속이었다. 지금껏 살아오며 항상 궁금해했던, 체감적으로 느끼지만 어떤 근거로도 명확히 설명할 수 없었던 미스터리의 출구를 찾은 듯했다. 또한 오늘날까지도 약 처방으로 증상을 늦출 뿐 정작 원인과 해결책을 알지 못했던 정신질환 치료와 예방에 대한 희망의 빛을 볼 수 있었다.
뇌 신경계와 신체 면역계의 작용이 우리의 신체 건강과 정신 건강 전반에 하나처럼 작용한다는 사실은, 앞으로 의료계와 각종 질병의 예방의학, 사후 질환 관리 및 헬스케어에 새로운 바람을 불러일으킬 것이란 생각에 흥분을 감출 수 없었다. 지난 10년간 의과학계와 뇌신경학계를 뒤흔들고 지금까지의 과학적 통념을 깨버린 장본인은 바로 ‘미세아교세포(microglia)’이다.
뇌는 면역 장기인가?
미세아교세포는 작지만 뇌에서 아주 중요한 아래와 같은 역할들을 수행한다.
- 뇌 시냅스가 잘 자랄 수 있도록 자양분을 분비
- 다친 뉴런의 회복을 돕기 위해 신경보호물질을 분비
- 뉴런 돌기가 새로 돋아날 때 뉴런 그물망이 튼튼하고 복잡하게 하는 데 도움
- 뇌 시냅스의 전도 속도를 높이는 미엘린 수초의 성장을 촉진
- 미엘린 손상 시 회복을 도움(수리공 역할)
미세아교세포의 가장 중요한 역할은, 신체가 외부 이물질에 대한 면역(염증)반응을 일으키듯 뇌 신경 내의 변화 또는 사고를 감지하는 순간 뇌를 보호하기 위한 면역(염증)반응을 일으키는 것이다. 신체의 면역반응을 일으키는 백혈구의 역할을 하는 것이 미세아교세포이다.
미세아교세포의 면역반응 기전
- 신경세포 주변을 돌며 면역 위협과 같은 환경변화 발생
- 형태학적 변화: 일단 적군을 감지하면 제시된 위협을 제거하기 위해 형태학적 변화를 겪고 아메바 형태를 띠며 식세포로 변화
- 별아교세포(astrocyte) 및 말초 면역 세포와 통신하는 것을 돕는 사이토카인(cytokine) 및 케모카인(chemokine과) 같은 염증 분자의 발현 및 분비
- P2RY12와 같은 특정 마커를 분비(뇌의 다른 세포들과 말초 면역 세포와 구분되는 부분)
이때 염증 유발 사이토카인의 수치가 급격하게 높아지며 신경염증 반응이 나타난다. 평소에는 이 반응이 외부 위협을 없애 뇌 건강을 지키는 면역반응으로 작용하지만, 도가 지나친 경우에는 독으로 작용한다.
사이토카인의 수치가 적정 수준을 넘어설 경우에는 세포들이 방출한 독성인자가 증가해 뉴런이 망가지기도 하고, 미세아교세포에 발동이 걸려 사이토카인을 폭주 수준으로 만들어낼 경우 시냅스를 앞뒤 가리지 않고 가지치기하고, 이 현상이 지속된다면 뇌 실질에 변화를 일으키는 지경에 이른다. 이처럼 미세아교세포는 뇌 건강을 지켜내는 수호천사에서 역치값을 넘는 자극에 의한 신호탄으로 인해 뇌를 파괴하는 악마로 돌변하기도 한다.
아군인가, 적군인가
그렇다면 어떤 경우와 기준이 되는 역치값이 미세아교세포를 악마로 돌변하게 만드는 걸까? 신경염증을 유발하는 외부요인은 감염균, 환경 독소, 물리적/정신적 학대, 외상, 만성 스트레스 등이다. 여기에는 정신적 및 신체적 스트레스와 환경이 포함된다. 처음에는 이와 같은 작은 외부 충격을 뇌가 견뎌내지만 스트레스와 충격이 지속적으로(만성적으로) 또는 강력하게 가해지는 경우는 다르다.
특히 아주 어렸을 때 신경염증을 유발하는 사건에 습관적으로 노출된 경험은 스트레스 반응을 감지하는 유전자 자체를 바꾼다. 만성 스트레스에 노출된 유전자는 작은 스트레스에도 예민하게 반응해 미세아교세포를 더 예민하게 만들고, 결국은 작은 충격에도 신경염증반응을 유발해 뇌 자체의 회복성과 기능에 문제를 일으킨다. 실제로 10대 시절의 불안, 행동 장애, 우울증, 조현병 등이 훗날 성인이 되어 알츠하이머병으로 발현되기도 한다는 연구 결과가 있다.
또 다른 연구는 부정적 아동기의 경험이 성년기에 우울증 같은 정신 질환을 유발할 위험성이 3배 더 높았음을 보고했다. 이런 아이들은 성인이 되었을 때 자가면역질환, 심혈관질환, 암 등 각종 신체 질환에도 몇 배 더 잘 걸렸다. 이래서 후성유전학이 무섭다. 아이들의 모든 경험이 훗날 어른이 됐을 때 어떤 신체적/정신적 건강을 갖고 어떻게 살아갈지 미리 결정한다. 이와 같은 과학적으로도 증명된 사실은 아이들이 사회와 어른들의 보호와 사랑을 받아야 함이 마땅함을 강력하게 보여준다.
미세아교세포의 비정상적 염증 반응을 일으키는 요인
- 환경 자극 노출
- 인생 경험
- 유전자
‘뇌가소성’을 논하고 ‘뇌는 변한다’는 ‘뇌의 유연성’을 논할 수 있는 이유 중 하나는, 어린 시절을 포함한 일생 동안 내재하는 수많은 외부 환경 요소로 인해 뇌 속 미세아교세포의 활동이 생물학적 수준에서 좌우될 수 있기 때문이다.
성인이 되어서도 만성 스트레스와 정서적 외상에 꾸준하게 노출된다면, 염증성 화학물질의 분비를 부추기고 뇌 구조는 물리적으로 변할 수 있다. 또한 만성 스트레스에 노출된 사람은 특히 해마, 편도체(위험 발생 시 투쟁-도피반응을 결정하는 부위), 전전두엽 피질(외부 반응에 적절한 대응 부위)의 신경망이 훨씬 성긴 것을 볼 수 있었다.
뇌에서 해마는 기억, 사리 판단, 감각을 종합해 주변 상황에 적절한 감정 반응을 보이도록 하며, 인간이 자아를 형성하고 사회의 소속감을 느끼게 하는 주요한 부분이다. 해마가 이토록 중요하기에 미세아교세포는 더욱 활발하게 해마의 수호자 역할을 한다. 하지만 도를 지나칠 경우 미세아교세포는 바로 해마의 파괴자로 돌변해버린다.
최신 연구에 의하면 폭주한 미세아교세포가 뇌 해마에 있는 특정 유형 뉴런을 유독 집중적으로 파괴한다고 한다. 이 뉴런의 특징은 원래 탁월한 재생력을 지닌다는 것인데, 미세아교세포는 이 뉴런이 싹트는 족족 저격해 살해한다. 전문가들은 우울증 환자와 성장기 트라우마를 겪은 사람의 뇌 해마가 그토록 쪼그라들어 있는 게 바로 이것 때문이 아닌가 의심하고 있다.
- 도나 잭슨 나카자와, 『너무 놀라운 작은 뇌세포 이야기』
결론적으로, 평생에 걸쳐 정신적인 혹은 신체적인 만성적 스트레스 인자들이 증폭된 뇌 면역(염증)반응을 일으키고, 이는 뇌 관련 장애와 정서적 장애의 발병 위험 증가와 직결된다는 것이다.
실제로 주요우울장애를 앓는 환자들의 혈액검사 결과 염증 유발성 사이토카인의 수치가 매우 높게 나왔다(Interleukin 6와 C-reactive protein이 보통 사람들과 비교해 31% 더 높았음). 이 모든 것이 예측 불가능한 스트레스에 오래 노출되는 상황에서 아군이었던 미세아교세포가 궤도를 이탈해 적군처럼 뇌 조직을 공격하며 일어난다.
미세아교세포는 뇌를 조각한다. 하지만 돌변한 미세아교세포의 ‘시냅스 칼질’은 시냅스 가지치기를 넘어 필요한 시냅스 연결을 끊어버리는 지경에 이른다. 뇌 질환으로 알려진 조현병, 우울증, 알츠하이머, 자폐증뿐 아니라 신체의 자가면역질환의 일종인 루푸스 환자, 다발성경화증, 크론병 등의 환자들에게서 지나치게 활동적인 미세아교세포가 뉴런과 시냅스를 마구 집어삼키는 모습들이 발견되었다.
미세아교세포의 과활동은 우리의 기분에도 치명적이다. 8,000여 명의 인구집단 조사 결과 자가면역질환 환자들은 우울증 발병 확률이 더 높았으며, 심지어 우울증 환자들 역시 자가면역장애를 앓게 될 가능성이 더 높았다. 여기서 무릎을 탁! 쳤다. 오랫동안 궁금해했고 체감했지만 이유를 알 수 없었던 수수께끼가 풀리기 시작했다. 신체와 정신은 이어져 있으며, 몸이 아프면 정신까지 따라서 병드는 이유가 바로 여기에 있었다. 뇌 면역계와 신체 면역계가 서로 복잡하게 얽혀 있고, 그 중심에는 미세아교세포가 있다.
몸과 뇌를 잇는 다리
지금까지 많은 과학자와 대다수 사람은 뇌와 신체가 물리적으로 분리된 장기라고 믿어왔다. 하지만 실험 쥐의 T세포(백혈구에게 전투명령을 내리는 세포)를 제거했더니 뇌 인지력 장애가 발생했고, 뇌에 T세포를 주입했는데 턱밑의 림프샘에서 발견되는 놀라운 사례들이 보고되기 시작했다.
현재까지 연구된 결과들에 따르면, 몸의 면역세포(T세포, 백혈구)는 몸통부에서 뇌척수막 공간으로 이어지는 림프관 네트워크를 통해 뇌와 직접적으로 메시지를 전하는 전달자 역할을 하는 것이 미세아교세포이다. 따라서, 몸에 병을 일으키게 하는 인자들이 뇌의 면역계에도 상당한 영향력을 미쳐서 뇌를 병들게 할 수 있다.
따라서 신체적인 혹은 정신적인 문제는 모두 근본적으로 염증성 자극이 유전적 소인과 맞물려 몸에 자가면역반응을 일으켜 나타나는 것이다. 염증이 집중된 부위에 따라 다른 증상과 질병이 다를 뿐 근본적인 원인은 모두 ‘염증성 자가면역반응’인 것이다. 또한 신체의 면역반응은 뇌의 면역반응을 불러일으키고, 그 반대가 되기도 한다.
그렇다면 현대사회에 정신질환이 계속해서 증가하는 이유는 뭘까? 『너무 놀라운 작은 뇌세포 이야기』의 저자는 현대에 우리의 면역계가 총력적 방어가 필요한 상황이라고 오판할 만한 신종 유해화학물질들이 도처에 널려 있음을 원인으로 꼽는다. 가구의 방염제, 배기가스의 다이옥신, 화장품의 내분비 교란 성분, 농작물의 살충제, 플라스틱의 비스페놀, 가공 식품의 각종 첨가보존제로 인해 체내 염증 반응은 최고경계 수준으로 치닫기 쉽다.
몸의 질병을 재촉하는 환경 독성 물질, 화학 물질, 가공 식품 성분이 뇌의 면역세포인 미세아교세포에게 신호를 보내 뇌를 공격하게 할 수 있다. 산업혁명으로 인한 항생제, 냉장기술, 포장도로와 같은 현대문명으로 인해 이전 환경에 존재하던 미생물들은 살기 어려울 만큼 너무나 깨끗하고 위생적이며 편리해졌지만, 신생 환경 독성 물질들이 시도 때도 없이 만성적 면역반응을 유발하고 있다.
또한 디지털 시대의 정서적 스트레스 요인들이 난무한다. 우리는 디지털 기기에 둘러싸여 한 가지에 집중하기는 더 어렵고, 사회관계의 단절과 개인주의는 더해가며, 깊이 읽고 내면을 성찰하기보다는 빨리 훑어보고 재미와 자극을 추구하는 것에 더 익숙하다. 우리의 면역계는 현대의 상징인 사회적/정서적 스트레스를 병원균으로 인식해 만성적 뇌 면역반응을 일으켜 뇌를 망가트리고 있는지도 모른다.
뇌를 재부팅 하는 방법
불과 몇 년 전까지 신경정신적 질환의 증상들은 모두 신경전달물질의 화학적 불균형으로 인해 나타난다고 믿어왔고, 이들에게 처방되는 건 세로토닌 재흡수 억제제 같은 약물 치료가 대부분이었다. 최근 들어서 뇌 스캔 기법이 발달해 뇌 신경회로의 특징을 보다 구체적으로 밝히고 뇌 질환의 경과를 예측하는 데 활용한다.
이런 기술들의 발달로 신경정신과 분야는 qEEG(qantitative electroencephalogram) 뉴로피드백, 경두개자극기(transcranial magnetic stimulation, TMS)와 같이 치료가 필요한 뇌 부위를 타깃 조준해 자기자극을 전달하는 치료기법이 발달하고 있다.
뇌는 전기로 작동하는 기관이며, 뉴런은 다른 뉴런에게 메세지를 전달하는 일을 한다. 일반적으로 뉴런은 초당 5–20회 빈도로 전기신호를 발생시켜 자신과 연결된 수만 뉴런에 흘려보낸다.
그런 뉴런을 미세아교세포는 영양소와 보조 물질들을 공급하며 보살핀다. 덕분에 튼튼하게 성장해 건강을 유지한 뉴런은 뇌 구석구석에 올바른 메시지를 신속 정확하게 퍼뜨린다. 미세아교세포의 뒷바라지가 없다면 뉴런은 맡은 임무를 제대로 수행하지 못한다.
- 도나 잭슨 나카자와, 『너무 놀라운 작은 뇌세포 이야기』
최신 연구에서 미세아교세포가 뉴런이 원활히 성장하고 번성하는 것을 돕는 것 외에, 시냅스의 전기적 활동을 유지하는 데도 중요한 역할을 한다고 보고되었다. 만약 뉴런이 제대로 기능하지 못한다면, 이는 전기발화가 모자라거나 넘치는 경우이다. 요즘은 뇌 스캔 영상을 통해 알파파, 베타파, 세타파, 델타파와 같은 뇌파가 얼마나 빠른지 혹은 느린지를 확인해 비정상적 시냅스의 전기적 활동을 짚어낼 수 있다.
정상적인 뇌파에 엇박자가 나서 규칙적인 순환 패턴이 깨지는 것은 뉴런의 발화, 즉 미세아교세포와 뉴런의 소통이 제대로 일어나지 않는다는 증거이다. 이때 TMS와 같은 뇌에 약한 전기자극을 주는 현대기술은 미세아교세포가 뉴런들에게 올바른 메세지를 전달하도록 재부팅한다. 이처럼 최신의 뇌 자극 치료 기술들은 흥분한 미세아교세포를 진정시키고 건강한 뉴런들이 뇌 시냅스 구조를 복원하게 하는 것에 주목한다.
몸과 정신은 하나다
이제는 많은 만성적 신체적/정신적 질환이 미세아교세포의 폭주와 신경염증과 관련이 있음을 알 수 있다. 이는 우리가 신체의 질병 또는 정신적 어려움이 있는 사람들을 대하고 보살필 때 더욱 현명하고 효과적인 방법을 일러준다.
주변에 자주 아프고 예민한 사람에게 따듯한 말 한마디를 건네보는 건 어떨까? 신체 질병으로 좌절하고 우울해하며 삶이 무너져내리는 사람에게 정신력이 나약하다며 핀잔을 주기보다는 그럴 수 있다는 이해, 포용, 도움의 손길, 또한 신체의 병이 나아지면 뇌 건강도 찾을 수 있고 더 희망적인 삶이 기다린다는 진심 어린 격려의 말 등을 해줄 수 있을 것이다.
또한 만성적인 신체적, 정신적 스트레스를 유발하는 현대의 환경으로부터 내 소중한 자산인 건강을 지키는 방법도 바로 알 수 있다. 이유 없이 우울해진다면 몸이 아픈 것은 아닌지 살펴보고, 몸의 면역력이 자꾸 떨어지고 여기저기 아프다면 정신적 스트레스를 다스리고 휴식을 하는 것도 좋은 전략이 된다.
따라서 이제 우리의 모든 질병에 대한 치료 전략과 건강 관리는 달라져야 한다. 이제 미래의 의학, 약학, 재활, 건강 관리는 더 이상 몸과 정신이 따로가 아니라는 것을 인지하고 치료 전략을 수정할 필요가 있다. 앞으로 신체의 염증뿐 아니라 머릿속 신경염증 모두를 겨냥한 치료법이 더 많은 환자의 효과적인 증상 개선과 행복한 삶을 선사해줄 것이란 희망을 가져본다.
원문: Dandelion의 브런치
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