염증은 면역반응을 포괄적으로 가리키는 용어다.
염증은 히스타민(histamine) 분비를 자극해 감염 치유에 도움을 준다. 상처 난 곳이 부어오르면서 아픈 건 히스타민이 반응을 일으키기 때문이다.
하지만 감염만 염증을 유발하는 건 아니다.
스트레스, 알레르기 반응, 만성 질환 등도 염증을 유발한다. 이런 만성 질환엔 당뇨병, 비만, 암, 신경 퇴행 질환 등이 포함된다.
여러 질환에 복잡하게 얽혀 있는 염증이 뇌의 세로토닌(serotonin) 억제에도 영향을 미친다는 연구 결과가 나왔다.
염증이 직접 세로토닌을 줄이진 않았다. 세로토닌 분비를 억제하는 건 염증 반응으로 분비량이 늘어난 히스타민이었다.
세로토닌은 '기분을 좋게 하는' 신경전달물질이다. 세로토닌 수치가 떨어지면 우울증이 생기거나 심해질 수 있다.
영국의 임페리얼 칼리지 런던(ICL)과 미국의 사우스캐롤라이나 대학 과학자들이 공동 수행한 이 연구 결과는 최근 '더 저널 오브 뉴로사이언스(The Journal of Neuroscience)'에 논문으로 실렸다.
이 주간 '동료 심사(peer-reviewed)' 저널은 미국 워싱턴에 본부가 있는 신경과학협회(SfN)가 발행한다.
논문의 제1 저자인 ICL의 파라스투 하셰미(Parastoo Hashemi) 생명공학과 부교수는 "염증은 우울증에 큰 영향을 미친다"라면서 "염증이 심한 우울증 환자가 우울증 치료제에 가장 반응하지 않는다는 유력한 증거가 이미 제시돼 있다"라고 지적했다.
19일 미국 과학진흥협회(AAAS) 사이트(www.eurekalert.org)에 공개된 논문 개요 등에 따르면 세로토닌은 널리 알려진 우울증 치료제의 주요 표적이다.
일례로 흔히 처방되는 '선택적 세로토닌 재흡수 저해제(SSRIs)'는 세로토닌이 뇌에 재흡수되는 걸 막는다.
이렇게 세로토닌이 흡수되지 않고 더 오래 순환하면 세로토닌이 늘어난 것과 비슷한 효과가 있다.
문제는 SSRIs에 반응하지 않는 우울증 환자가 늘어나고 있다는 것이다.
연구팀은 히스타민과 세로토닌을 비롯한 여러 신경전달물질 사이에서 어떤 상호작용이 일어나는 데 원인이 있다고 보고 실험을 시작했다.
연구팀은 자체 개발한 폭 5㎛(100만 분의 1ｍ)의 미세 전극을, 기분 조절에 관여하는 생쥐 뇌의 해마(hippocampus)에 심었다.
그런 다음 생쥐의 절반엔 염증을 유발하는 박테리아 독소 '리포다당류(LPS)'를, 나머지 절반엔 식염수를 투여하고 세로토닌 수위를 실시간 측정했다.
실험군 생쥐는 LPS를 주입하고 몇 분 지나지 않아 세로토닌 수위가 떨어졌다. 하지만 대조군은 세로토닌 수위에 전혀 변화가 없었다.
이는 염증 반응이 얼마나 빠르게 뇌의 세로토닌 수위에 영향을 주는지 보여주는 결과였다.
그런데 LPS는 뇌의 혈뇌장벽(blood-brain barrier)을 통과하지 못한다. 염증이 세로토닌 수위의 하락에 직접 작용하지 못한다는 뜻이다.
여기에 관여하는 건 히스타민이었다.
히스타민은 직접 세로토닌 분비 뉴런의 수용체와 결합해 세로토닌 분비를 억제했다.
이런 뉴런의 세로토닌 억제 수용체는 인간의 뇌에서도 발견된다. 인간의 뇌에서도 이런 효과가 나타날 수 있음을 시사하는 것이다.
리포다당류를 투여한, 다시 말해 염증이 생긴 생쥐는 SSRIs를 투여해도 세로토닌 증폭 효과가 대조군보다 약했다.
그런데 히스타민 억제제를 SSRIs와 함께 투여하자 세로토닌 수치가 대조군과 비슷한 수위로 올라갔다.
이 결과는 히스타민이 생쥐 뇌의 세로토닌 분비를 직접 억제한다는 이론을 뒷받침하는 것이다.
과학자들은 또 우울증의 원인 물질로 히스타민을 연구하는 길이 열릴 거로 기대한다. 여기엔 뇌의 히스타민 분비를 억제하는 신약 개발도 포함돼 있다.
물론 이번 동물 실험 결과를 인간에게 적용할 수 있는지 확인하려면 더 많은 연구가 필요하다.
인간의 뇌에 미세 전극을 심어 세로토닌 수치를 측정하는 것도 현실성이 떨어진다.
그래서 연구팀은 장(腸)과 같이 세로토닌과 히스타민이 쓰이는 다른 기관을 통해 간접적으로 뇌를 관찰하는 방법을 찾고 있다.
하셰미 교수는 "전신에서 일어나는 염증은 매우 복잡한 반응이고 우울증도 못지않게 복잡하다"라면서 "우울증에서 히스타민과 세로토닌이 어떤 상호작용을 하는지 완전히 이해하려면 인간과 생쥐에게 모두 적용되는, 더 복잡한 우울증 행동 모델을 개발해야 할 것"이라고 강조했다.
