"프로포폴, 뇌 안정-흥분 균형 깨 무의식 유도"

美 연구팀 "작동 원리 규명…안전한 마취제 개발·환자 마취 제어 기여"

 마취제는 어떤 원리로 의식을 잃게 할까? 전신마취에 널리 사용되는 프로포폴이 뇌의 안정성과 흥분성을 조절, 균형을 이루게 하는 '동적 안정성'을 깨뜨려 무의식을 유도한다는 연구 결과가 나왔다.

 미국 매사추세츠공대(MIT) 얼 K. 밀러 교수팀은 16일 과학 저널 뉴런(Neuron)에서 신경세포(뉴런) 활동을 분석하는 새로운 기술로 프로포폴을 투여할 때 뇌 반응을 분석한 결과 뇌의 안정성과 흥분성 간 정상적 균형이 깨지면서 의식을 잃는 것으로 나타났다고 밝혔다.

 프로포폴은 뇌의 억제성 신경전달물질 가바(GABA) 수용체에 결합해 이 수용체가 있는 뉴런을 억제하는 약물이다. 다른 마취제는 다양한 수용체에 작용하는 것으로 알려졌지만 이들 약물이 무의식을 유발하는 메커니즘은 완전히 밝혀지지 않았다.

 연구팀은 이 연구에서 프로포폴과 다른 마취제가 동적 안정성(dynamic stability) 메커니즘을 방해한다는 가설을 세웠다. 동적 안정성은 뉴런이 새 정보에 반응해 흥분 상태가 되면 빠르게 통제력을 발휘해 뉴런이 지나치게 흥분하는 것을 막아준다.

 연구팀은 이런 상반된 결과가 나오는 이유 중 하나는 동적 안정성을 정확히 측정하기 어렵기 때문으로 보고, 복잡한 시스템에서 뉴런 집단의 동적 안정성 변화를 측정하는 '안정성 추정을 위한 지연 선형 분석'(DeLASE) 기술을 개발했다.

 이 기술을 원숭이 뇌 피질에서 시각·청각·공간인식·실행기능에 관여하는 4개 영역에 적용, 정상적 각성 상태에서 프로포폴 투여 후 무의식 상태가 될 때 나타나는 전기신호를 분석하는 방법으로 소리에 대한 뇌 반응을 정량화했다.

 그 결과 정상적인 각성 상태에서는 소리 입력 후 뉴런이 흥분 상태가 돼 신경 활동이 급증했지만 바로 기저 수준을 회복했다.

 그러나 프로포폴 투여 후에는 흥분 상태에서 기저 수준으로 돌아가는 데 더 오래 걸리고 지나진 흥분 상태가 유지됐으며, 이런 효과는 의식을 잃을 때까지 점점 더 뚜렷해졌다.

 연구팀은 이는 프로포폴의 뉴런 활동 억제로 불안정성이 증가해 뇌가 의식을 잃게 된다는 것을 시사한다고 말했다.

 또 연구팀이 간단한 신경망 모델을 만들어 이런 효과를 시뮬레이션 한 결과 신경망의 특정 지점 활성을 억제하면 프로포폴을 투여한 동물 뇌에서처럼 신경망 활동이 불안정해졌다.

 공동 제1 저자인 애덤 아이젠 연구원(박사과정)은 "이는 억제 증가가 불안정성을 유발하고 결국 의식 상실과 관련이 있다는 것을 보여준다"고 프로포폴로 인해 억제가 강화되면 다른 억제 뉴런이 억제되면서 뇌 활동이 증가하는 탈억제 효과가 나타나는 것 같다고 설명했다.

 밀러 교수는 "여러 마취제의 공통적 작동 메커니즘을 찾으면 마취제마다 안전 규약을 만들 필요 없이 몇 가지만 조정해 마취제를 더 안전하게 만들 수 있다"며 이 연구가 환자의 마취 수준을 모니터링하고 더 정확히 제어하는 방법 개발에도 도움이 될 것이라고 말했다.

 ◆ 출처 : Neuron, Earl K. Miller et al., 'Propofol anesthesia destabilizes neural dynamics across cortex', https://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(24)00446-X


의료.병원,한방

더보기
한의학硏 "면역항암제 돕는 보중익기탕의 면역조절 원리 확인"
한국한의학연구원 정미경 박사팀은 충남대 약대 박상민 교수팀과 공동으로 한약 처방 '보중익기탕'이 면역항암제(암세포를 직접 공격하지 않고 면역세포가 암세포를 공격하도록 돕는 치료제)를 도와 면역을 조절하는 원리를 확인했다고 최근 밝혔다. 보중익기탕은 인삼과 백출, 황기 등으로 구성된 처방으로 허증(虛證) 치료에 사용된다. 알레르기 질환부터 암에 이르기까지 면역조절 장애로 인한 다양한 질환에 효과가 있는 것으로 보고됐다. 기존 연구에서는 보중익기탕이 면역항암제의 항암 효과를 강화할 수 있음이 동물 실험을 통해 확인된 바 있다. 그러나 면역시스템 내에서 다양한 면역세포 간 상호작용을 어떻게 조절하는지 등 면역시스템 전반에 미치는 조절 기제는 밝혀지지 않았다. 연구팀은 보중익기탕과 함께 인삼·황기·백출·감초 등 보중익기탕을 구성하는 한약재를 T세포·B세포·NK세포·대식세포·수지상세포 등 면역세포에 처리한 뒤 리보핵산(RNA) 전사체(유전체에서 전 사되는 RNA 총체)를 분석했다. 총 180개에 달하는 세포 샘플의 유전자 발현 패턴을 비교하고 각 세포에서 보중익기탕에 의해 유도되는 세포별 면역 특성을 정량적으로 분석한 결과, B세포·대식세포·수지상세포에서 면역 관련

학회.학술.건강

더보기

메디칼산업

더보기
대웅, 기업 직원 건강관리 맞춤 솔루션 '대웅 헬스케어' 출시
대웅은 오는 7일부터 10일까지 서울에서 열리는 2025 국제안전보건전시회(KISS)에 참가해 기업 임직원을 위한 맞춤형 건강 관리 솔루션 '대웅 헬스케어'를 선보인다고 밝혔다. 대웅 헬스케어는 ▲ 힐리언스 코어운동센터 ▲ 선마을 ▲ 웰다 ▲ 디지털 헬스케어 등 다양한 맞춤형 솔루션을 통해 임직원들의 신체 건강, 정신 건강, 대사 건강을 효율적으로 관리하고 디지털 기술을 활용한 건강검진 서비스를 제공한다고 회사가 전했다. 대웅 헬스케어 솔루션은 산업안전보건법과 중대재해처벌법에 대응할 수 있는 맞춤형 솔루션을 제시하고 건강친화기업 인증, 건강증진활동 우수사업장 인증 등 정부 및 단체에서 발급하는 각종 인증 취득을 지원할 수도 있다고 회사 측이 설명했다. '힐리언스 코어운동센터'는 근골격계 관리와 운동 기능 향상을 위한 맞춤형 운동 프로그램을 제공한다. 임직원의 거북목, 라운드 숄더, 요통 등 체형 불균형 문제를 개선하고, 바른 자세와 지속 가능한 운동 습관을 형성하는 데 초점을 맞춘다. 강원도 홍천에 있는 디지털 디톡스 리조트 '선마을'은 아로마 테라피, 마음 챙김, 스트레스 관리 등 프로그램을 통해 임직원의 정신 건강 관리를 돕는다. 디지털 디톡스와 같은 다