‘장뇌축(gut-brain axis) 이론’은 장과 뇌가 서로 연결돼 상호작용을 하는 것으로 본다. 장 내 미생물 균형이 깨지거나 장 건강이 악화되면 뇌 기능과 감정 상태에도 영향을 미칠 수 있다는 이론이다.

그렇다면 장의 기능 이상이나, 변비가 정신질환에도 영향을 미칠까.

광주과학기술원(GIST, 총장 임기철) 의생명공학과 김태 교수팀은 경희의료원 디지털헬스센터 연동건 교수팀과 기초-임상 융합연구를 통해 장 운동성 저하와 알츠하이머병이 서로 인과 관계가 있음을 확인했다. 변비에 걸리면 알츠하이머 발병 위험이 2배 이상 높아진다는 내용으로, ‘장뇌축 이론’을 뒷받침하는 연구 결과다.

연구팀은 임상 빅데이터 연구와 동물모델을 이용한 기초연구를 통해 인과관계를 규명했다.

우선 알츠하이머 마우스 모델에서 위장관 통과 시간이 저하됨을 확인(느린 장 운동, 변비)했다. 이를 기반으로 장 운동을 더욱 느리게 하면 알츠하이머병 병리에 어떤 영향을 미치는지 연구했다.

알츠하이머 마우스 모델에 ‘로페라미드’(지사제,설사를 멎게 하는 약제)를 투여한 결과, 뇌 내 아밀로이드 베타 단백질과 뇌 내 면역세포인 미세아교세포가 유의미하게 증가했고, 기억력 저하 등 병리현상이 나타났다.

또 대장 조직의 RNA 시퀀싱 분석을 통해 노르에피네프린 분비 및 면역 반응과 관련된 유전자 발현이 증가하고, 박테리아에 대한 방어 유전자 발현이 감소하는 등 장 조직의 병적 변화가 관찰됐다. RNA 시퀀싱 분석은 유전자 발현의 변화를 분석하는 실험 방법론의 하나다. 노르에피네프린은 체내에서 혈압 조절 및 생체 리듬 조절에 관여하는 호르몬이다.

연구팀은 경희의료원 연동건 교수팀과 함께 313만 여명의 한국인과 438만 여명의 일본인에서 변비가 있는 환자의 경우, 그렇지 않은 환자에 비해 알츠하이머병의 위험비가 한국 코호트에서 2.04배, 일본 코호트에서 2.82배 높은 경향을 확인했다.

김태 교수는 “장 기능 이상 또는 변비가 알츠하이머병을 악화시킬 가능성이 크므로 더 적극적인 관리가 필요하다”고 설명했다.

이번 연구는 세계 최고 수준의 종합 과학 학술지인 ‘저널 오브 어드밴스트 리서치(Journal of Advanced Research)’에 13일자 온라인판으로 게재됐다.

/윤영기 기자 penfoot@kwangju.co.kr