소금 섭취를 조절하는 기전 규명하고 제어할 수 있는 방법 제시해
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소금 섭취를 조절하는 기전 규명하고 제어할 수 있는 방법 제시해
  • 정유환
  • 승인 2020.03.31 23:01
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(논문명) A neural basis for tonic suppression of sodium appetite - 'Nature Neuroscience'

생명과학과 손종우 교수와 미국 텍사스 주립대학 사우스웨스턴 메디컬 센터의 첸 리우(Chen Liu) 교수 공동연구팀이 소금 섭취를 조절하는 우리 몸의 기전을 규명하고, 소금 섭취를 효과적으로 제어할 수 있는 방법을 제시했다. 이번 연구 결과는 지난 1월 20일 <네이처 뉴로사이언스(Nature Neuroscience)> 온라인판에 게재됐다.

 

건강 위해서 나트륨 섭취 조절 필요해

소금의 주된 성분인 나트륨은 신체에 존재하는 대표적인 전해질로, 혈액이나 세포 주변의 체액에 주로 존재하며 체액량을 유지하는 역할을 한다. 나트륨의 총량이 증가하면 혈액과 세포 주변의 체액량이 필요 이상으로 많아져 고혈압, 부종 등 여러 질환이 생긴다. 이 때문에 인체는 나트륨과 체액의 양을 일정 범위 내에서 조절한다. 예를 들어, 나트륨을 과도하게 섭취하면 갈증이 유발되어 액체 섭취가 증가하고, 동시에 뇌에서 나트륨의 섭취를 제한하기 위한 기작이 작동한다. 또한, 신장에서는 수분의 배설을 증가시켜 체액량이 과도하게 증가하지 않도록 한다. 하지만 나이가 들면 뇌와 신장의 기능이 저하되어 나트륨과 체액량의 균형을 유지하기 어려워진다. 노인뿐 아니라 심부전이나 간 질환, 신장 질환이 있는 환자에게서도 나트륨의 과다 섭취로 인한 문제들이 나타나므로, 적절한 수준에서 나트륨 섭취를 제어하는 것은 이러한 질환을 다루는 데 중요한 과제이다.

 

규명되지 않은 나트륨 섭취 욕구 기전 

일반적으로 체액량이 정상인 경우 나트륨을 섭취하고자 하는 욕구는 크지 않아, 연구자들은 나트륨에 대한 식욕을 억제하는 기전이 존재할 것으로 생각해 왔다. 기존의 약리학적 연구는 뇌줄기의 외측 팔곁핵(Lateral Parabrachial Nucleus, LPBN)에서 나트륨에 대한 식욕을 억제한다고 제안했지만, 체액량이 정상인 경우에는 LPBN에 병변이 생겨도 나트륨 식욕이 증가하지 않았다. 추가적인 연구를 통해 이 부위에서 나트륨 식욕을 증가시키는 신경세포와 감소시키는 신경세포가 함께 존재함이 밝혀져, 나트륨 식욕을 감소시키는 신경세포 집단을 동정할 필요성이 대두되었다. 또한, 오래전부터 신경전달물질인 세로토닌에 의해 나트륨 식욕을 조절할 수 있음이 알려졌지만, 그 구체적인 기전과 생리학적 역할에 대해서는 규명되지 않은 상태였다. 

나트륨 섭취를 조절하는 신경회로의 모식도솔기핵의 신경세포에서 세로토닌이 분비되면 외측 팔곁핵의 LPBNHtr2c 세포가 흥분하게 된다. LPBNHtr2c 세포의 흥분 여부에 따라 나트륨 식ⓒ손종우 교수 제공
나트륨 섭취를 조절하는 신경회로의 모식도솔기핵의 신경세포에서 세로토닌이 분비되면 외측 팔곁핵의 LPBNHtr2c 세포가 흥분하게 된다. LPBNHtr2c 세포의 흥분 여부에 따라 나트륨 식ⓒ손종우 교수 제공

LPBNHtr2c 세포가 나트륨 식욕 조절해

연구팀은 세로토닌과 나트륨 식욕 사이의 관계를 확인하기 위해 세로토닌 2c 수용체(Serotonin 2c Receptor, Htr2c)를 가지는 LPBN의 신경세포 집단, LPBNHtr2c 세포를 유전적으로 분리했다. 그리고 LPBNHtr2c 세포가 나트륨 식욕 제어에서 수행하는 생리적 역할과 생리적 조절에 관련된 신경 회로를 조사했다. 그 결과 LPBNHtr2c 세포는 체내 나트륨 함량에 의해 조절되며, 체액량이 정상인 경우에도 신경세포에 자극을 주면 나트륨 식욕이 줄어들고 억제를 하면 나트륨 식욕이 증가하는 것이 확인되었다. 

또한, 연구팀은 LPBN에 위치한 Htr2c가 체액량이 감소한 경우 체액량  증가를 위해 나트륨 식욕을 높이는 과정에 사용됨을 보였다. 솔기핵(Raphe Nucleus)에서 분비된 세로토닌은 LPBNHtr2c 세포에 작용하는데, 체내 혈압에 따라 체액량을 유지하기 위해  나트륨 섭취를 조절하는 작용이 이루어진다.

 

손 교수는 “평상시 소금 섭취를 억제하는 메커니즘이 존재하고 이를 활용해 소금 섭취를 제어할 수 있음을 밝힌 연구”라며 “혈압과 체내 나트륨 함량이 세로토닌 신호와 LPBNHtr2c의 신경 활동을 어떻게 조절하는지 자세하게 이해하는 것은 나트륨 식욕 억제를 통한 새로운 항고혈압제 개발의 열쇠가 될 수 있다”고 연구의 발전 방향을 제시했다.
 


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