알츠하이머, 기억 잃기 전 '이 신호'부터 온다…걷기 균형 무너지는 이유 [매일비타민]

미국 센트럴플로리다대 연구진이 알츠하이머 환자의 보행 및 균형 이상이 뇌 손상이 아닌 말초신경계에서 독자적으로 발생하는 문제일 수 있다는 증거를 입증했다. (AI 생성 이미지)

알츠하이머병은 기억력 저하부터 시작된다고 알려져 있지만, 일부 환자는 인지 기능에 뚜렷한 문제가 나타나기 전부터 걷는 동작이 불안정해지고 균형을 잡는 데 어려움을 겪는다는 연구 결과가 나왔다.

9일(현지시간) 사이언스데일리에 따르면, 미국 센트럴플로리다대(UCF) 연구진은 알츠하이머병과 연관된 보행·균형 장애가 중추신경계 손상에 따른 결과뿐 아니라 말초신경계에서 독립적으로 발생할 가능성을 제시했다. 뇌에서 시작된 손상이 신체 움직임에 영향을 미치는 기존의 설명과 달리, 말초신경계 자체의 이상이 운동 기능 저하를 일으킬 수 있다는 것이다.

이번 연구는 미국 국립노화연구소(NIA)의 지원을 받아 진행됐으며, 국제학술지 'Alzheimer's ＆ Dementia: The Journal of the Alzheimer's Association'에 게재됐다.

연구진은 '휴먼온어칩(Human-on-a-chip)' 기술을 활용해 이 같은 가능성을 실험했다. 연구에 활용된 휴먼온어칩은 인간 세포들이 체내에서 상호작용하는 방식을 실험실 환경에서 재현하는 기술이다.

운동신경세포와 근육세포가 만나는 신경근접합부를 칩 위에 구현하고, 뇌와 척수는 실험 시스템에서 제외했다. 중추신경계의 개입 없이도 알츠하이머 관련 유전 변이가 신경과 근육의 연결에 영향을 미치는지 확인하기 위해서다.

실험에는 건강한 근육세포와 유전성 알츠하이머 돌연변이를 가진 줄기세포 유래 운동신경세포가 사용됐다. 두 세포를 연결한 결과 돌연변이를 지닌 운동신경세포에서 신경근접합부 기능 장애가 뚜렷하게 나타났다.

신경과 근육 사이에서 신호가 전달되는 정확도가 떨어졌고, 근육의 피로도는 높아졌다. 신경근접합부를 포함한 시스템의 안정성도 저하됐다. 뇌나 척수가 없는 조건에서도 유전적 변이가 신경과 근육의 연결 기능을 떨어뜨릴 수 있다는 점을 보여준 결과다.

신경근접합부는 운동신경세포가 근육에 신호를 전달해 수축을 일으키는 부위다. 이곳에 문제가 생기면 신경의 명령이 근육에 제대로 전달되지 않을 수 있다. 연구진은 알츠하이머 관련 유전자 변이가 이 연결 부위에 직접 영향을 미치면서 근육 피로와 신체 안정성 저하로 이어질 가능성을 확인했다.

연구를 이끈 UCF 나노과학기술센터의 제임스 한 교수는 "말초신경계의 결함이 이 돌연변이로부터 직접 발생할 수 있다는 사실이 입증된 것은 이번이 처음"이라고 밝혔다.

한 교수는 알츠하이머 치료 연구에서 뇌뿐 아니라 말초신경계도 함께 살펴야 한다는 점을 강조했다. 지금까지 알츠하이머 연구와 치료법 개발은 주로 뇌의 변화에 초점을 맞춰왔다. 그러나 이번 실험은 말초신경계의 기능 이상도 질환과 관련된 운동 장애에 관여할 수 있음을 보여줬다.

공동 연구진은 운동 기능을 유지하는 일이 신체 건강에만 국한되지 않는다고 설명했다. 규칙적인 신체 활동은 인지 건강과도 연관돼 있기 때문이다. 운동 기능이 손상되면 신체 활동에도 제약이 생길 수 있는 만큼, 말초신경계의 건강을 살피는 일이 인지 기능과 관련한 연구에서도 중요하다는 취지다.

다만 연구 결과를 모든 알츠하이머 환자에게 일반화하기는 어렵다. 실험 대상은 유전성 알츠하이머와 관련된 돌연변이였다. 유전성 알츠하이머는 전체 알츠하이머 가운데 드문 형태로, 일반적으로 40~65세 사이에 발병하는 것으로 알려져 있다.

보다 흔하게 나타나는 산발성 알츠하이머에서도 같은 신경근접합부 손상이 발생하는지는 추가 연구가 필요하다.