고혈압 동반하는 비만 원인 밝혀졌다
비만관련 질환의 원인이 되는 뇌조절의 중요한 기전이 보고되었다. 비만과 관련된 질환, 제2형 당뇨, 심혈관 질환과 뇌졸중은 오늘날 보건의료의 가장 중요한 문제의 하나이다. 아울러 이들은 서구사회의 가장 큰 사망원인이다. 손종우 박사(제1 저자, 텍사스대학 사우스웨스턴 메디칼센터 내과)와 동 대학 및 영국의 브리스톨 대학의 연구자들이 Cell지(1월 31일자)에 발표한 새로운 결과는 비만 관련 질환을 치료할 새롭고 안전한 치료법의 열쇠를 쥐고 있는 표적을 확인하였다.
비만은 고혈압과 당뇨의 증가와 직결되어 있지만 체중감소는 혈당과 혈압의 감소를 유발한다. 이 과정의 잠재적 중개자는 중추의 멜라노코틴계인데, 음식 섭취와 에너지 사용, 체중과 포도당 항상성을 시상하부와 외시상 핵에 있는 멜라노코틴 수용체를 통하여 조절한다. 최근의 연구가 체중과 심혈관 기능을 조절하는 신경계에 의한 정보전달을 조절하는 일부 경로를 밝혀내기는 하였지만 뇌가 반응하는 신호의 종류와 대사 및 심혈관 반응에 전사시키는 정확한 기전에 대해서는 불명확한 상태이다.
이번 연구로 체중의 뇌조절에 결정적 표적을 확인하게 되었으며, 이는 비만관련 질환의 발생에 결정적으로 관계하고 있다. 이 과정의 중요한 분자인 멜라노코틴4 수용체(melanocortin-4- receptor, MC4R)의 변이나 손상이 일어나면 사람과 동물 모델에서 제2형 당뇨를 동반하는 심한 비만의 원인이라는 점을 밝혀내었다. 중추신경계의 MC4R는 에너지와 포도당 항상성의 중요한 조절자이다. 특히 MC4R 변이가 있는 비만환자는 혈중 인슐린농도가 증가하고 비만유발 고혈압에 내성이 있다. MC4R의 작용제는 뇌간의 부교감성 신경절이전 신경세포를 억제하지만, 척수의 교감성 신경절이전 신경세포를 활성화시켰다. 콜린성 신경세포의 MC4R를 탈락시키면 인슐린치가 상승하였다. 더 나아가 MC4R 가 없는 마우스에서 MC4R를 다시 발현시키면 비만성 고혈압이 복귀되었다.
기존의 연구들에서 이 분자의 작은 활성체가 MC4R의 활성을 증가시켜 췌장의 인슐린 분비와 음식의 섭취를 감소시키는 바람직한 효과가 있음이 알려졌지만, 기전을 잘 몰랐으며, 동시에 혈압을 상승시키는 바람직하지 않는 효과를 자극하였다.
 | ▶ 중추 멜라노코틴계는 MCR4 수용체의 직접적 활성을 통해 부교감 활성을 감소시키고, 교감활성을 증가시킨다. DMV(dorsal motor nucleus of vagus), IML(intermediolateral column of spinal cord). |
이번 연구는 적절한 혈압과 인슐린치를 유지하는 자율신경계의 활성에 대한 MC4R 중개 조절의 기전을 새로 확인하였다. 내부장기와 역할을 조절하는 자율신경계는 부교감시경계와 교감신경계로 나뉘어져 분포된 조직에 상호 반대의 영향을 미친다.
이들은 중추신경계의 MC4R 가 인슐린 치를 적절히 유시시켜 제2형 당뇨를 없애는데 결정적이라고 보고하였다. 이에 따라 자율신경계에 대한 양성적 및 음성적 기능을 조심스럽게 조화시켜서 MC4R 가 혈압과 인슐린치의 적절한 평형을 유지한다. 이는 중추신경계의 음식섭취의 조절에 대한 MC4R 의 기능과는 별개이다.
MC4R는 엄청난 제약산업의 관심을 끄는 표적이며 이 연구의 결과는 MC4R 의 네트워크를 통해 체중, 혈압과 인슐린치의 항상성을 조절하는 중추신경계의 기전을 이해하는데 도움이 되었다. 이와 같은 소견들은 비만과 관련된 질환을 치료하는 적합하고, 안전한 제제의 개발을 촉진할 수 있다.
이 연구의 교신저자 중 하나이며 브리스톨 대학의 생리약리학교수인 니나 발타살 박사는 비만은 심혈관 질환의 중요한 위험인자로 최근의 통계는 비만한 성인은 고혈압발생이 3-4배 높다고 하였다. 비만과 관련질환의 급격한 발생을 완화시키기 위해서 일차적 예방목표는 체중증가가 쉽게 일어나는 생리학적 과정을 이해하여야 한다. 이에 관한 지식이 새로운 효과적 치료의 개발에 중추적이다.
영국 심장재단의 쉐논 아모일스 박사는 이 연구로 우리의 신진대사, 비만성 고혈압을 조절하는 신경계의 기전에 대한 지견이 증대되었다. 더욱 연구하여 비만성 심장과 순환기 질환을 안전하고 효과적으로 치료할 방법을 개발할 수 있기를 기대한다고 하였다.
[사이언스데일리 2013.1.31]