신경세포의 병리학적 이해와 변화 및 신경계 질환의 치료와 전망

중추 신경계의 기본이 되는 기능 단위는 신경세포입니다. 신경세포에 대해 이해하고 손상이 생겼을 때 어떤 병리학적 변화가 생기는지에 대해 알아보겠습니다. 또한 신경 세포 이상으로 인해 발생하는 대표적인 신경계 질환을 설명하고 그 질환들의 치료 동향과 앞으로의 치료 전망에 대해 알아보겠습니다. 

 

신경 세포의 이해

신경세포의 병리학적 이해

신경세포는 신경계의 가장 기본이 되는 기능단위로서 핵, 세포질, 가지돌기와 축삭으로 구성되어 있습니다. 신경세포는 크고 창백한 핵과 뚜렷한 핵소체를 가지며 세포질에는 니슬소체가 있는데 이것은 전자 현미경으로 보면 잘 발달한 세포질세망입니다. 그 외에 신경잔섬유, 미세소관과 골지체가 있습니다. 면역조직화학검사에서 신경세포를 확인하기 위하여 neurofilament, neuron specific enolase와 synaptophysin, NeuN 등의 다양한 표지자를 사용하고 있습니다. 신경세포는 다양한 형태와 크기를 갖습니다. 예를 들면 척수전각의 운동 신경 세포는 직경이 50㎛인데 비해 소뇌의 과립세포의 직경은 10㎛입니다. 이러한 구조의 다양성은 신경세포가 어떠한 기능을 하느냐에 달려 있습니다. 신경세포는 다른 세포나 조직과 마찬가지로 외부의 손상에 세포 자멸사로 반응하기도 합니다. 특히 발달과정에는 세포 자멸사가 세포의 수를 유지하는데 중요한 역할을 하고 있습니다. 또한 세포 자멸사는 몇몇 신경퇴행성 질환의 중요한 원인이 되기도 합니다.

 

신경세포의 병리학적 변화

신경세포가 손상되면 아교세포가 증식하여 신경아교증 혹은 별아교세포증을 보이는데 다른 장기에서 세포손상이 수복되는 과정에 생기는 섬유화에 해당하는 것입니다. 원인과 상관없이 신경아교증은 중추 신경계 손상의 가장 중요한 병리학적 변화로 현미경을 통해 관찰할 수 있습니다. 균일하게 퍼진 희미한 염색질을 가진 별아교세포의 핵이 신경아교증에서는 크기가 커지며 염색질이 소포성으로 보이며 핵인이 뚜렷해집니다. 기존에 뚜렷하지 않았던 세포질이 뚜렷한 핑크색의 세포질로 변하게 되며 경우에 따라서는 핵이 한쪽으로 밀리고 분명한 세포질 가지를 내게 됩니다. 별아교세포와 달리 희소돌기아교세포나 뇌실막세포는 중추 신경계 손상에 대한 반응에 많이 관여하지 않습니다. 희소돌기아교세포는 세포돌기가 별로 없어서 붙여진 이름으로 중추 신경계에서 수초의 생산과 유지에 관여하므로 말초신경의 슈반 세포에 해당합니다. 따라서 수초탈락질환은 희소돌기아교세포가 수초를 생산하지 못하여 발생합니다. 진행성 다초점백색질뇌병의 겨우 희소돌기아교세포의 핵에서 바이러스의 포함물질을 관찰할 수 있습니다. 뇌실막 세포는 원주 또는 입방 세포로서 뇌실을 피복하며 뇌척수액과 뇌의 대사에 관여합니다. 병리학적 반응은 드물게 나타납니다. 손상되면 뇌실막의 피복이 깨지게 되어 뇌실막하에 있는 별아교세포가 증식을 하는데 이것을 뇌실막 과립이라고 합니다. 거대세포바이러스 감염의 경우, 뇌실막세포에 바이러스의 포함물질을 관찰할 수 있습니다.

 

주요 신경계 질환

1) 알츠하이머병

알츠하이머병은 노인연령에서 생기는 가장 흔한 신경계 질환 중 하나인 치매의 원인입니다. 이 질환은 임상적으로 천천히 진행되는 고급 인지기능의 장애, 기분과 행동의 변화를 보이며 나중에는 지남력의 장애, 기억력, 그리고 실어증이 심해지는 심한 대뇌피질 증상을 나타냅니다. 환자는 결국 5~10년 뒤에 심한 활동 불능이 됩니다. 50세 이전에 증상을 보이는 환자는 거의 없고 나이가 들면서 점차 발생률이 증가하여 매 5년마다 2배로 증가합니다. 60~64세에는 1%가량이나 85~89세에는 40%가량으로 알려져 있습니다. 대부분의 증례는 산발적으로 생기나 5~10%가량은 가족성으로 생깁니다. 확진을 위해서는 뇌조직의 병리학적 검색이 필요하지만 임상소견과 영상의학적 방법으로 80~90%의 환자에서 진단하고 있습니다. 알츠하이머의 진행은 매우 느리나 계속 진행되어 10년 이상의 질병 경과를 거치기도 합니다. 처음 증상은 건망증과 기억장애이고 병이 진행되면 언어장애, 계산 장애, 학습된 운동 기술 장애등의 증상이 나타납니다. 병의 말기에는 말이 없고 걸을 수도 없게 됩니다. 맨 나중에는 보통 폐렴이 동반하게 됩니다.

 

2) 파킨슨 병

얼굴 표정이 없고 뻣뻣하고 구부정한 자세를 보이며 수의운동이 느려지고 짧고 재게 움직이는 보행과 경직 및 떨림 등의 운동기능장애를 보이는 신경계 질환을 파킨슨 병이라고 합니다. 특별한 원인이 없이 I-DOPA에 반응하는 전형적인 파킨슨 병 증상들(진전, 경직, 느리게 움직임)이 보이면 진단할 수 있고 상염색체우성이나 열성 형태의 가족성도 있습니다. 파킨슨병 환자에서 줄무늬체로 투사되는 흑색질의 도파민성 신경세포의 변성은 줄무늬체 도파민 함량의 저하와 연관되어 있습니다. 운동증상은 도파민 감소 정도에 따라 좌우되는데 어느 정도는 I-DOPA(the  immediate precursor of dopamine)의 투여에 의하여 호전됩니다. 그러나 이 약물 치료에 의하여 형태학적 변화나 질병의 진행을 막을 수는 없습니다. 게다가 병이 진행되면 점차 약의 효과는 떨어져 증상을 조절하기 어렵습니다.

 

3) 뇌경색(국소 뇌허혈)

대뇌동맥의 폐쇄가 오래 지속되면 동맥이 혈액을 공급하는 부위에 경색이 오게 됩니다. 경색의 크기, 위치, 모양은 여러 변형 인자에 따라 달라지지만 가장 중요한 요인은 적절한 곁맥관 분포 여부입니다. 시상, 기저핵, 깊은 백색질의 경우에는 곁맥관의 분포가 거의 없습니다. 대뇌경색을 일으킬 수 있는 폐쇄성 혈관질환으로는 혈전, 색전 및 여러 형태의 혈관염 등이 있습니다. 혈전은 대부분 동맥경화증에 의해서 발생하고 혈전이 가장 흔하게 생기는 부위는 목동맥 분지부, 중간대뇌동맥 기시부, 기저동맥 말단부입니다. 혈관 폐쇄의 또 다른 원인은 고혈압과 당뇨 같은 전신성 질환입니다. 혈관을 침범하여 내강을 좁게 하는 다양한 염증성 병변도 뇌경색을 일으킬 수 있습니다. 현재는 면역억제 환자에서 아스페르길루스나 거대세포바이러스에 의한 기회감염이 대부분입니다. 결절다발동맥염은 여러 대뇌동맥을 침범하여 하나 혹은 여러 부위의 경색을 초래합니다. 원발성 중추 신경계 혈관염은 뇌실질과 거미막하의 다양한 크기의 혈관에 만성 염증을 일으키는 질환입니다. 다른 혈전과 경색을 일으키는 요인으로는 과응고상태, 뇌에 혈류를 제공하는 목혈관의 해리성 동맥류, 약물중독 등이 있습니다.

 

신경계 질환의 치료 동향과 전망

신경계 질환의 치료에는 여러 가지 도전과 과제가 존재하며 지속적으로 연구되고 발전하고 있습니다. 주요 질환인 알츠하이머병, 파킨슨 병, 뇌졸중에 대한 현재 치료 동향과 방법은 다양한 형태로 진행하고 있습니다. 우리가 주로 치매라고 부르는 알츠하이머병의 경우, 아직 완치할 수 있는 방법이 없어 증상의 발현을 감소시키고 질환이 진행되는 것을 최대한 늦추는 것을 방법으로 치료가 이루어지고 있습니다. 콜린에스테라제 억제제와 NMDA 수용체의 활성 조절제 등의 약물이 사용됩니다. 이와 함께 뇌 자극 기술 및 인지 자극 프로그램과 함께 심리 상담도 함께 활용하고 있습니다. 파킨슨 병의 경우 주로 도파민 치료로 증상을 완화하거나 진행을 지연시키는 치료에 초점을 두고 있습니다. 치료 약물로는 도파민 작용제, MAO-B 억제제, COMT 억제제 등이 사용되고 있습니다. 또한 최근 신경외과적인 접근으로 흑색질-줄무늬계의 기능 소실을 보완하기 위하여 자극전극을 삽입하는 치료를 시행하고 있습니다. 뇌졸중의 경우 급성 단계에서는 항혈소판제와 이완제 사용과 더불어 혈전 용해제를 통한 약물 치료가 중요합니다. 하지만 병의 진행이 급성을 지나 만성으로 발전된 경우 예방 치료와 재활 치료에 초점을 맞추고 있습니다. 뇌졸중 환자의 신경 기능을 유지하고 개선하기 위해서 언어와 작업치료 등 다양한 재활 치료를 통해 신경세포에 자극을 주고있습니다. 최근에는 신경보호제나 유전자 치료, 줄기세포 치료 등 새로운 기술이 연구되고 있으며 임상 시험을 통해 안전성을 평가받고 있습니다. 또한 신경계 질환이 병리학적으로 유전 요인에 큰 영향을 미치는 질환이라 유전제 분석 기술 발전으로 신경 퇴행성 질환과 관련된 유전자의 돌연변이가 다양하게 밝혀지고 있습니다. 이러한 유전적 변이를 찾아냄으로써 신경 세포의 기능과 손상의 메커니즘을 밝힐 수 있으며 질병의 예방과 조기 진단 및 새로운 치료법을 개발하는데 힘이 될 수 있습니다. 이러한 치료 전망은 환자의 삶의 질을 향상하고 질병의 예방 및 치료에 크게 기여할 것으로 기대하고 있습니다.