과학자들은 축삭 수초화의 분자 메커니즘을 알아냈습니다.

과학자들은 뉴런의 "전기적 절연" 형성을 촉발하는 분자 신호 전달 메커니즘을 밝혀냈습니다. 이는 중추신경계(CNS), 특히 뇌 의 기능에 유익한 영향을 미칩니다.

미국 국립보건원(NIH) 연구진이 생쥐 뉴런을 대상으로 실험을 수행했습니다. 연구의 주요 목표는 뉴런의 활동이 뉴런을 보호하는 덮개의 성장에 어떻게 반영되는지, 그리고 그러한 성장의 신호는 무엇인지 알아내는 것이었습니다. 아니, 덮개는 뉴런의 본체가 아니라 축삭, 즉 다른 세포에 "메시지"를 전달하는 신경 세포의 긴 돌기입니다.

이웃 세포인 희소돌기아교세포(oligodendrocyte)가 중추신경계 축삭돌기의 미엘린 수초(myelin sheath) 형성을 담당하는 것으로 알려져 있습니다. 희소돌기아교세포가 생성하는 미엘린은 축삭돌기를 감싸 "케이블의 전기적 절연체" 역할을 합니다. 이러한 수초(미엘린화)의 존재는 신경 자극 전달 속도를 10배나 증가시킵니다.

인간의 중추신경계와 뇌에서 이러한 과정은 출생부터 약 20세까지 가장 활발하게 진행됩니다. 이 시기에 사람은 머리를 고정하고, 걷고, 말하고, 논리적으로 추론하는 등의 동작을 지속적으로 배우게 됩니다. 반대로, 다발성 경화증과 같은 여러 질병에서는 축삭의 수초가 파괴되어 뇌와 중추신경계의 기능이 저하됩니다.

미엘린화 개시 메커니즘을 이해하는 것은 이러한 질병에 대한 약물을 개발하고 활동적인 젊음을 연장하는 데 도움이 될 것입니다.

미국의 생물학자들은 페트리 접시에서 뉴런을 대상으로 한 일련의 실험을 통해 다음과 같은 사실을 밝혀냈습니다. 수초화의 주요 신호는 뉴런 자체의 전기적 활동입니다. 활동이 높을수록 뉴런은 더 많은 수초를 받게 됩니다.

전기 자극을 받는 동안 배양된 신경 세포는 신경전달물질인 글루탐산염을 분비했습니다. 이는 같은 환경에 있는 희소돌기아교세포를 자극하는 신호였습니다. 희소돌기아교세포는 축삭돌기와 접촉점을 형성하고 화학 신호를 교환하기 시작했으며, 결국에는 미엘린 수초로 축삭돌기를 닫았습니다.

이 경우, 신경 세포의 특정 축삭돌기가 전기적으로 활성화되지 않으면 그 주위의 절연은 사실상 형성되지 않았습니다. 마찬가지로, 과학자들이 뉴런에서 글루탐산 방출을 인위적으로 차단했을 경우에도 이 과정은 완전히 중단되었다고 Medical Xpress는 보도했습니다.

뇌에서 가장 활동적인 축삭돌기는 강력한 미엘린 절연을 받아 더욱 효과적으로 기능하는 것으로 나타났습니다. 그리고 신호 전달 물질인 글루탐산염이 이 과정에서 중요한 역할을 합니다. (이 연구 결과는 Science Express에 게재되었습니다.)

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