신경과학 지론 (4). 200606

4 . 신경계에서의 병리적 상태


대부분의 수많은 연구들은 당면의 신경계에서 일어나는 질병의 치료에 초점이 맞춰져 있다. 이를 바탕으로 많은 사실들이 알려지고 또 이를 이용하여 상당히 근본적인 생각에 대한 고찰을 해 볼 수가 있게 된다.

먼저, 신경계에서 일어날 수 있는 질환은 무엇일까. 그것은 외부 힘에 의해서 파괴 또는 변형이 일어나서 신경세포가 사멸하거나 그 기능에 이상이 오는 것과 개체 내부의 원인에 의해서 또 그러한 일들이 벌어지게 되는 것이다.

외부의 원인으로 알게 된 것 중에는 뇌의 중요 부위들이 하는 역할과 미시적 병리 메커니즘이 있겠다. 예를 들어 그 유명한 뇌 환자의 경우, 그의 머리 특정 부분의 손상에 의해서 hippocampus, 즉 해마, 가 기억보존과 기억의 회상에 중요한 기능을 수행한다고 알게 되었다.

수많은 인간의 사례와 옛날 비인간적으로 행해진 실험아닌 실험들에 의해서 이러한 부분들이 하나하나 알려지게 되었다. 

이런 sample들의 조직을 현미경으로 관찰하고 또 사례들을 추척한 결과 신경세포와 조직들은 대체적으로 한 번 손상을 입으면 다시 재생되지 않는 것이 밝혀졌다. 따라서, 뇌와 척수에서 일어나는 병리적인 결과는 수복불가능한 반영구적인 데미지를 가져다주고 또 그 부분에서 일생동안의 기능을 손실하게 한다.

물론 최근에는 다들 아는 사실이나, 해마 부분과 olfactory부분에서는 신경세포의 새로 생성됨이 관찰되었는데 다만 이것은 사멸한 것에 대한 재생이 아닌 그곳에서 자연히 일어나는 재생(생성) 이다. 

이러한 신경세포의 특성은 병리적 관점에서 주목할만한데 왜냐면 neuron은 비교적 길고 넓은 세포이기 때문이다. 일반적으로 세포는 세포막이 깨지거나 다치면 사멸하는 메커니즘을 가지고 있는데 중추신경계에 존재하는 신경세포의 경우 그 axon 부분이 손상될 경우 degradation이 일어나게 되어 사멸하게 된다 (물론 모든 경우는 아니다). 이는 상당히 까다로운데 세포구조 상 그 긴 부분까지 하나의 세포가 되기 때문이다.

대표적인 내부 원인으로 인한 신경계 질환은 알츠하이머, 파킨슨, 루게릭 등이 있다 (주로 내부적 원인).  전부 사람이름 유래의 질병들이다. 하나하나 매우 복잡하고 현재로서는 치료할 수 없으며 그 연구의 진척성에서도 어느정도 정체되어 있는 질병들이다. 

알츠하이머의 경우는 뇌 cortex 및 산발적 부위에서 tau라는 단백질이 축적되어 점차 신경세포들이 사멸하는 것이고, 파킨슨도 비슷하게 dopamine 뉴런의 사멸이 일어나게 되어 발생하며 루게릭도 신경세포의 내부적 원인에 의한 사멸에 의해서 발생한다.

일반적으로 생체 내 세포들은 사멸과 재생을 지속적으로 반복하는데 신경계의 경우 재생이나 신생은 드물게 일어나는데 특정한 환경이나 유전적 요인에 있어 그 사멸이 점진적으로 일어나게 되어 병리적 상태가 나타난다. 

신경계의 경우 세포나 세포집단의 구조나 위치의 가소성은 잘 나타남에도 불구하고 재생 또는 신생이 그 위치에 일어나지 않는 것은 이미 회로화 또는 외부 감각의 recording을 위한 발달로 정착되어버려져서 그란 것이 아닐까 하는 생각을 가지게 된다. 물론, 개인적 상상에 지나지 않지만 우리가 생각하고 저장하고 판단하는 능력을 갖추게 된 것과 재생불가능한 특성은 양립해 버린 것 같다.

현재까지 신경계 질환은 근본적으로는 답이 없다. 손상된 중추신경계 내부의 신경세포에 대한 대증적 처치나 병리적 진행의 완화 정도에 그치고 있다. 그것의 원인은 드물게 재생 또는 신생이 일어나는 것이고 신경세포 자체의 특질에 있다.