[생각에 관한 생각] 을 읽다가 결정 가중치라는 것을 보고 신기하였습니다. 우리는 1%의 성공률을 실제로는 5.5%로 생각 한다는 겁니다. 99% 성공률은 실제로 91.2% 정도로 낮춰서 생각하구요. 흔히 1%의 확률로 도전해보자고 했을 때 실제로는 5% 쯤이라 생각하고 도전하는 것이죠. 99% 확률로 도전하자고 하면 실제로는 100%가 아니라서 실망하고 91% 쯤이라 생각하고 도전하는 겁니다. 저도 항상 이러한 갭이 있다고는 생각만 하였는데 역시 노벨상 수상자는 이것을 수치화 해냅니다. 성공 확률이 1%면 5.5%라 생각하고 도전할 수 있고 실패 확률 99%면 91.2%라 생각하고 도전할 수 있겠죠. ^^

오늘 아침은 조금 늦게 일어났습니다.그래서 달릴 시간은 안되어서 맨몸운동으로 대체하였습니다. [푸쉬업 x 50, 스쿼트 x 40, 런지 x 30, 버피 x 20, 플랭크 푸쉬업 x 10 ] x 2 세트 12분 11초 실시하였습니다. 달리기보다 어렵네요. 그렇다면 올바른 선택입니다. 쉬운길보다는 나은 것이니까요. ㅎㅎ

https://youtube.com/shorts/hD3PEXLQzjg?si=P5eQI1MNmttEA1Mw

어제 우연히 보게된 쇼츠입니다. 위 챌린지 하면서 너무 힘들어서 누워서 숨을 헐떡일 때 권투 심판이 10까지 센다고 생각하고 다시 일어섰습니다. 진선규 배우님 감사합니다. 팔이 잘 안올라가네요. ㅜ.ㅜ

[오래도록 젊음을 유지하고 건강하게 죽는 법]에서도 미토콘드리아가 언급되어 있습니다. 장내 유익균이 인간의 세포와 소통할 때 실제로 소통자는 미토콘드리아라는 것이죠.

[잠든 당신의 뇌를 깨워라] 미토콘드리아를 리셋시키라는 이야기가 나옵니다. 닥터쓰리 유튜버가 쓰신 책인데요. 사실 미토콘드리아 중요하구나 라고 정도만 인지하였는데 이미 이 분은 치매환자들을 보고 계시는 임상의사이다보니 환자 베이스로 임상경험이 많아서 확신을 하셨던 것 같습니다. 물론 현재 레거시 의학에서 야채, 콩은 몸에 좋고 적색육은 몸에 안좋다고 닥터쓰리 선생님을 공격하고 있지만 결국 진리는 이길겁니다. 기능의학하시는 선생님들 모두 화이팅입니다!!!

고지혈증 약인 스타틴이 왜 인지기능장애(치매 등) 등을 일으키는지 두 가지 경로를 설명합니다. 코엔자임Q10 보충제를 고지혈증약을 드시는 분에게 저는 항상 권합니다.

[브레인 에너지]

8장 미토콘드리아와 뇌 에너지 불균형 197

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비만, 당뇨병, 심혈관계질환 같은 대사질환이 정신질환과 연관이 된다는 것은 100년 전부터 의사들은 알고 있었습니다. 실제로 대사 지표 중 ATP농도, 산화환원 지표, 호르몬, 신경전달물질, 젖산 등이 연관된 것을 확인할 수 있고 젖산을 정맥주입하면 공황발작을 유도할 수 있다는 것을 발견하기도 합니다.

특정 기능을 수행하기 위해 어느 영역들이 정보를 주고받는지 규명하고자 둘 이상의 뇌 영역 간의 상호작용을 탐구하는 기능적 뇌 연결성 functional brain connectivity 연구가 이뤄지고 있습니다. 이질성 및 비일관적인 결과는 여전히 풀리지 않는 문제로 남아 있습니다. 미국정신의학회에서 2018년에 발행한 <뇌 영상 기법 자료집 Resource Document on Neuroimaging>을 보면 “현재로서는 정신의학의 모든 진단 유형에 임상적으로 활용 가능한 뇌 영상 생체지표는 단 한 개도 없다”는 것이 공식적인 결론입니다.

뇌 영상 연구를 해온 연구자들은 수십 년 전부터 이미 정신질환 환자들의 뇌에서 일어나는 대사가 비환자들과 차이가 있다는 사실을 알고 있었습니다. 영상의학과전문의 들은 이렇게 생각할 수 있습니다.

“당연히 정신질환은 대사와 관련이 있지! 밝혀진지가 언젠데! 생명 활동에서 대사를 빼놓고 이야기할 수 있는 게 뭐가 있다고. 대체 뭐가 새롭다는 거야?” 라고 말이죠.

저자는 방향성을 잡지 못하기 때문에 대사와 연관이 있다고 어렴풋이 아는 것은 의미가 낮다고 합니다. 미토콘드리아의 수행 역할을 살펴보면 훨씬 문제가 명확해집니다.

미토콘드리아 기능부전과 정신 건강 200

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미토콘드리아 기능부전 mitochondrial dysfunction과 연관된 장애나 질환의 유형은 몹시 다양하며, 거의 모든 정신 질환이 여기에 속합니다. 비만, 당뇨병, 심혈관계질환, 알츠하이머병, 뇌전증을 포함해서 암, 파킨슨병과도 연관이 있습니다.

구체적으로 확인된 정신질환은 조현병, 조현정동장애, 양극성장애, 주요우울장애, 자폐증, 불안장애, 강박장애, PTSD, ADHD, 신경성 식욕부진증, 알콜 사용장애(알콜의존증), 마리화나 사용장애, 아편성 물질 사용장애, 경계성 성격장애 등이 있습니다. 신경성 질환인 치매와 섬망도 포함됩니다.

레이몬드 펄 Raymond Pearl 박사는 1928년에 생활속도이론 rate of living 이라는 책에서 대사질환을 비롯한 노화에 따른 질병 및 수명은 대사 속도에 따라 달라진다고 주장합니다. 1954년, 덴햄 하먼 Denham Harman 박사는 활성산소종이 노화 관련 질병들의 원인이라는 데에 초점을 맞춘 노화에 관한 활성산소 이론 free radical theory of aging 유리기설을 제시합니다. 1972년에는 활성산소종 생성에 미토콘드리아가 핵심적 역할을 한다는 사실에서 착안한 노화에 관한 미토콘드리아 이론 mitochondrial theory of aging을 발표합니다. 최근에는 의학계에 비만, 당뇨병, 심혈관계질환과 더불어 노화 자체도 미토콘드리아와 관련되어 있다는 연구 논문이 수만 건씩 쏟아지며 이 같은 관점의 연구가 폭발적으로 늘어나고 있습니다.

정신의학계 또한 정신장애에서 미토콘드리아 역할을 조명하는 논문이 가득합니다. 의학 문헌 검색 결과, 2021년 기준으로 조현병 및 양극성 장애와 관련된 논문이 400건 이상, 우울증 관련 논문이 3,000건 이상, 알츠하이머병 관련이 4,000건 이상, 알콜 사용장애 관련 11,000건 이상 조회됩니다. 이 연구 중에는 저자의 동료 의사인 25년간 하버드 의과대학교 교수인 브루스 코헨이나 도스트 욍괴르 처럼 국제적 명성이 높은 전문의들도 포함되어 있다고 합니다. 이 중에서 특히 알콜과 미토콘드리아 기능이상 관련 논문이 1만건이 넘는 것이 궁금하긴합니다.

2017년 미토콘드리아 유전학 분야를 창시한 더글러스 월리스 박사는 <미국의학협회 저널 정신의학>에 서 모든 정신장애가 미토콘드리아 기능부전의 결과로 발생한다는 대담한 주장을 펼치는 논문을 발표합니다. 미토콘드리아는 DNA를 보호하기 위한 체계가 갖춰져 있지 않다 보니 활성산소종으로 인해 유전자가 흔히 돌연변이를 일으킵니다. 월리스는 미토콘드리아의 에너지 생성에 문제가 발생하면 가장 많이 영향을 받는 기관이 뇌라고 주장합니다. 에너지 결핍에 상대적으로 민감한 영역들이 먼저 기능을 잃으므로 특정 뇌 영역들이 다른 곳보다 먼저 타격을 입을 것이라고 하였습니다. 부족한 에너지의 양이 적으면 ADHD, 우울증이 발병하고 많을 때는 조현병 등의 장애가 발생한다는 것이죠.

저자는 미토콘드리아 기능부전이 이 모든 정신질환의 필요조건이자 충분조건이라고 주장합니다.

미토콘드리아 기능부전이란 204

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미토콘드리아는 활성산소종을 생성하는데, 이 양이 지나치게 많아지면 미토콘드리아의 DNA나 다른 부분에 손상을 입힙니다. 그 결과 미토콘드리아에 결함이 생기고 미토콘드리아로 대체되어야 하지만 나이가 들수록 세포 내 미토콘드리아의 수가 감소하고 세포의 대사 능력이 떨어진다는 것은 이미 잘 알려진 사실입니다.

미토콘드리아의 결함을 야기하는 더욱 큰 원인은 바로 미토콘드리아 조절장애 mitochondrial dysregulation 입니다. 미토콘드리아 기능 장애 원인은 신경전달물질, 호르몬, 펩타이드, 염증 신호, 알콜이 포함됩니다. 술은 미토콘드리아 기능에 영향을 미칩니다. 이런 요인으로 인한 문제는 기능부전보다는 조절장애라고 칭하는 것이 맞습니다.

책에는 구분이 없지만 미토콘드리아 기능 중 어느 부분에 초점을 맞추는지 분류해보겠습니다.

(1) ATP 생산 능력: 대부분 미토콘드리아 기능이라 알고 있는 에너지 생산

ATP 농도가 낮아지는 현상은 조현병, 양극성장애, 주용우울장애, 알콜의존증, PTSD, 자폐증, 강박장애, 알츠하이머병, 뇌전증, 심혈관계질환, 당뇨병, 비만 등 다양한 장애에서 미토콘드리아 에너지 생성 감소가 관찰됩니다. 보통 비만이라고 하면 에너지 과잉이라 생각하기 쉽지만 실제로 비만인 사람의 몸과 뇌의 세포들 가운데 상당수는 사실 미토콘드리아 기능부전으로 인한 ATP 결핍상태에 놓여 있습니다.

(2) 산화스트레스: 미토콘드리아에서 가장 많은 ROS가 생성되고 이를 중화하는 기능도 보유

여태까지 연구가 이 두가지에 편중되어 있습니다. 이에 대해서 저자는 문제점 3가지를 지적합니다.

(1) 한 가지 기능에만 편중되어 있다

미토콘드리아가 ATP 생산기능만 있다고 생각합니다. 미토콘드리아 융합/활성산소종 생성 과다/세포 내 칼슘 농도 조절 실패 등을 간과할 수 있습니다. ATP만 생성이 잘되면 미토콘드리아를 정상이라고 판단해버리는 것이죠.

(2) 세포 간의 차이를 고려하지 않는다

우리 몸에 있는 모든 세포의 미토콘드리아 상태가 동일하지 않습니다. 하지만 정신질환이 있는 사람의 백혈구의 미토콘드리아 기능을 확인해보아도 뇌의 미토콘드리아 기능을 알 수 없습니다.

(3) 피드백 순환 고리의 역할을 간과한다

알츠하이머병 예를 들어 설명합니다. 베타아밀로이드가 축적되면 미토콘드리아에게 독성으로 작용하고 미토콘드리아 기능부전을 야기합니다. 하지만 미토콘드리아 기능부전도 베타아밀로이드 축적의 원인이 될 수 있다는 연구가 있습니다. 미토콘드리아 기능부전이 베타아밀로이드 축적 훨씬 전부터 시작된다는 증거가 있습니다. 이를 설명하면 미토콘드리아 기능 부전이 세포 유지/보수 문제를 일으키고 베타아밀로이드가 축적되고 이렇게 축적된 베타아밀로이드는 미토콘드리아 기능부전을 더욱 악화시킵니다. 이런 식으로 악순환의 고리가 있다는 것이죠.

저자는 미토콘드리아가 대사질환부터 정신질환의 공통경로이며 정신질환의 대사 및 미토콘드리아 이론이라는 명칭을 생각해냅니다. 하지만 저자는 짧고 기억하기 쉬운 ‘뇌 에너지 이론’이라는 명칭이 더 와닿는다고 합니다.

미토콘드리아 기능 이상과 정신질환 211

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(1) 세포의 유지/보수 능력 감소

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ATP 생성량 중 약 1/3 이 세포 유지/보수, 즉 ‘뒤치다꺼리’ 기능에 쓰인다고 추산합니다. 리소좀과의 상호작용을 예로 들어보면 실험에서 인위적으로 상호작용을 방해할 경우 리소좀에 노폐물이 쌓이게 됩니다.

(1) (a) 상호작용

미토콘드리아는 단백질 접힘 protein folding 등 다양한 역할을 수행하는 소포체와도 상호 작용합니다. 신경퇴행성장애의 상당수는 소포체의 잘못 접힌 단백질과 연관됩니다. 잘못 접힌 단백질이 쌓이면 그로 인한 손상을 줄이기 위해 미접힘 단백질 반응 unfolded protein response 라는 과정이 일어납니다. 미토콘드리아의 외막에 미접힘 단백질 반응에 핵심적인 역할을 하는 PIGBOS 라는 미소 단백질 microprotein 이라는 사실이 발견됩니다. 이 미소 단백질을 제거하자 세포가 사멸할 가능성이 비약적으로 증가합니다.

(1) (b) 구조적 결함

구조적 결함문제는 희소돌기아교세포 oligodendrocyte 라는 아교세포로 이뤄진 뉴런의 보호막, 수초 myelin 에서 확인할 수 있습니다. 수초에 결함이 생기면 자가면역으로 인하여 수초가 파괴된 다발성경화증이 발병합니다. 미토콘드리아 기능부전은 이 수초의 생성과 유지/보수 문제와 연관이 있습니다. 뇌 에너지 이론과 일관되게 조현병, 주요우울장애, 양극성장애, 알콜의존증, 뇌전증, 알츠하이머병, 당뇨병, 비만인 사람들의 뇌에서도 수초의 결함이 확인됩니다.

알츠하이머병의 타우라는 단백질 축적과도 연관이 있습니다. 타우 단백질이 미토콘드리아에 미치는 영향을 살펴본 결과, 이 단백질이 미토콘드리아의 세포 내 이동 능력을 심각하게 제한한다는 사실이 밝혀졌습니다. 이동 경로가 온갖 세포 잔해들에 가로막히고, 미토콘드리아가 이동할 때 이용하는 세포 골격이 타우 단백질 때문에 간섭을 받습니다.

(2) 뇌기능의 과활성화

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미토콘드리아 기능이 낮아졌는데 뇌기능의 과활성화가 된다는 것이 직관적으로 이해되기 어려울 수 있습니다. 이에 대하여 설명하면 아래와 같습니다.

(2) (a) 미토콘드리아가 세포 ‘꺼짐’신호에 필요한 이온 펌프의 활동과 칼슘 농도 조절에 관여한다는 사실 기억나시죠. 미토콘드리아가 제대로 기능하지 않으면 이 과정이 정상적인 경우보다 지체되어 세포가 과흥분 상태가 될 수 있습니다.

(2) (b) 어떤 경우에는 GABA 세포처럼 다른 세포의 활동을 억제하는 세포의 기능부전으로 인해 과활성화 혹은 과흥분이 발생할 수 있습니다. GABA 는 신경억제 역할을 하는 역할을 하는데 당연히 기능이 저하되면 억제 대상인 신경은 과활성화될 수 밖에 없을 겁니다.

(2)(c) 유지/보수 문제가 어떻게 수초나 베타아밀로이드 문제와 같이 세포의 구조에 변형을 초래하는지 설명하였습니다. 이러한 유지/보수 문제도 과흥분을 일으킬 수 있는데, 예를 들어 수초가 손상되면 이온이 그 틈을 통해 세포 안으로 새어 들어갈 수 있어 세포가 의도치 않게 발화하는 결과를 초래할 수도 있습니다.

미토콘드리아 건강에 필수적이라고 알려진 시르투인 3 sirtuin3 단백질을 쥐의 몸에서 제거함으로써 미토콘드리아 기능부전이 세포의 과흥분을 일으킨다는 사실을 직접적으로 증명합니다. 이 단백질이 제거된 쥐들에게서 당연히 미토콘드리아 기능부전과 과흥분, 발작이 발생하였으며, 조기 사망 현상을 보입니다. 정상과 양극성장애 환자들에게서 줄기세포를 추출한 뒤 뉴런으로 분화시켜 살펴보면 양극성 장애 환자의 뉴런의 미토콘드리아가 이상을 보이며 세포가 과흥분 상태가 있다는 것을 발견합니다. 리튬은 이러한 과흥분을 감소시킵니다.

뉴런의 과흥분은 섬망, PTSD, 조현병, 양극성장애, 자폐증, 강박장애, 알츠하이머병 환자의 뇌에서 관찰됩니다. 심지어 만성적인 스트레스에 시달리는 것외에는 특별한 문제가 없는 건강한 쥐에게서도 과흥분이 발견됩니다.

(3) 뇌기능의 저활성화

미토콘드리아 기능부전 혹은 조절장애는 세포의 기능을 둔화 혹은 감소시킵니다. 세포가 기능하기 위해서는 에너지가 필요합니다. 그 에너지는 미토콘드리아가 제공합니다. 당연히 저활성화를 설명하는데 어려움이 없습니다. 심지어 미토콘드리아는 콜티졸, 에스트로겐, 테스토스테론 등 일부 호르몬 생성에 직접 관여하기도 합니다.

(4) 발달 과정상의 문제

인간의 뇌는 빠르게 성장하며 뉴런과 뉴런 사이, 뉴런과 다른 뇌세포 사이에 연결망을 형성합니다. ‘핵심적인 배선 설계’를 마련해주는 지극히 중요한 요소입니다. 뇌에는 이 같은 핵심적인 배선 설계가 분명하게 이뤄져야 하는 발달 시기 developmental windows가 정해져 있습니다. 만약 이 시기에 정상적으로 발달이 이뤄지지 않으면 기회의 창이 닫혀버려 영영 ‘정상적’인 뇌가 될 기회를 놓치게 됩니다. 이 모든 과정에서 미토콘드리아가 결정적인 역할을 합니다. 미토콘드리아는 세포의 성장, 분화, 시냅스 형성에 매우 중요한 역할을 합니다.미토콘드리아 기능이 저하되면 뇌는 정상적으로 발달하지 못합니다. 자폐증과 같이 영유아기나 아동기에 시작되는 신경발달장애와 관련해서 특히 중요하게 고려해야합니다. 세포의 성장과 분화뿐만 아니라 상황에 따라 뉴런이 변화하고 적응하는 신경가소성 또한 살아가는 내내 중요한 역할을 수행합니다.

(5) 세포의 위축과 사멸

미토콘드리아 수가 감소하면 세포 말단부를 챙기지 못하다보니 축삭종말이나 가지돌기 같은 세포 말단부를 챙기지 못하는 경우가 발생합니다. 미토콘드리아가 살피는 일을 중단하면 그 부분은 죽기 시작하고 뒤이어 염증이 생깁니다. 뇌의 면역세포인 미세아교세포가 나서 죽은 세포 잔해 일부를 흡수합니다. 결함이 있는 미토콘드리아 수가 점점 늘어날수록 세포는 더욱 위축됩니다. 이 과정이 지속되면 세포는 결국 사멸합니다.

만성적인 정신질환 환자들의 뇌는 시간이 갈수록 세포가 위축되는 징후가 나타나고 남들보다 빠르게 노화합니다. 위축되는 뇌 영역에는 큰 차이가 있을 수 있습니다. 여기에서 이질성이 다시 등장합니다. 미토콘드리아 기능부전과 조절장애가 이러한 이질성을 설명할 수 있으며 뇌영역별로 위험요인과 원인의 조합 노출에 따라 뇌 위치가 달라질 수 있습니다.

현실 속 뇌 에너지 이론 221

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(1) 주요우울장애

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만성 우울증 환자의 몸에서 미토콘드리아가 제대로 기능하지 않고 있다는 사실은 많은 연구 결과로 입증되었습니다. 우울증 환자들은 뇌세포 뿐만 아니라 근육세포와 순환면역세포에서도 ATP 농도가 낮다는 것이 발견됩니다. ATP 생성량 감소는 동물을 활용한 우울증 연구에서도 확인되었습니다. 만성 우울증을 앓았던 사람들의 뇌 조직을 부검한 연구에서는 미토콘드리아 단백질에서 구체적인 이상을 발견함으로써 이들에게 미토콘드리아 기능부전이 있음을 분명히 확인합니다. 앞에서도 언급했다시피 우울증 환자에게서 산화 스트레스 수치가 높게 나타납니다.

우울증 환자들의 혈액 생체지표가 있습니다. 많은 연구자가 우울증 환자 수천 명에게서 혈액 샘플을 채취한 다음 정신과 대조군과 비교합니다. 그러자 무수히 많은 생체지표가 확인됩니다. 46편의 논문을 메타분석해보니 공통경로가 겹치는 부분이 많은 것을 확인하게 됩니다. 아미노산과 지방질의 대사와 연관이 있었습니다.

아세틸-엘-카르니틴 actyl-L-carnitine, ALC 지표에 관심이 집중되고 있습니다. ALC는 해마의 기능에 결정적 영향을 미칩니다. 우울증 환자들의 ALC 수치가 평균적으로 낮다는 결과를 발견합니다. ALC 농도를 통해 우울증의 정도, 만성화 여부, 치료 저항성, 심지어 정서적 방임 경험 유무까지 예측이 가능했습니다. 대단하죠!!! 결혼전 ALC 측정 필수 이러한 것이 나올 수도 있지 않을까 싶습니다.

460명의 우울증 환자를 대상으로 진행된 후속 연구에서는 환자가 항우울제 치료에 효과를 보이면 ALC 수치가 개선되는 것이 확인되어 치료 예측 지표로도 활용가능합니다. “주요우울장애 치료를 개선하기 위해 미토콘드리아를 표적으로 하는 새로운 전략을 탐구할 필요가 있다”고 결론을 내렸습니다.

우울증에서 미토콘드리아 역할을 입증한 증거 중에서 가장 충격적인 결과가 있습니다. 불안 수준이 높고 우울증과 유사한 행동을 보이는 쥐의 측좌핵 nucleus accumbens 이라는 특정 뇌 영역에서 미토콘드리아의 기능에 다른 점이 있는지, 세포 발달까지 확인하였습니다. 두가지 이상을 발견합니다.

불안과 우울 증상을 보이던 쥐의 측좌핵에서 세포당 미토콘드리아의 수가 정상보다 적었을 뿐만 아니라, 미토콘드리아가 산소를 이용해 (1) ATP 형태로 에너지를 전환하고 (2) 다른 세포 기관인 소포체와 상호 작용하는 방식에서도 다른 점이 눈에 띄었습니다. (3) 뉴런의 형태 자체도 일반적인 모습과 달랐습니다. (4) 이 쥐들은 미토콘드리아의 외막에서 다른 미토콘드리아나 소포체와 융합하는 능력에 핵심적인 역할을 하는 미토푸신-2 mitofusin-2 라는 단백질의 농도가 낮다는 것이 밝혀집니다.

대박인 것은 이 부분입니다. 불안과 우울증상을 보이던 쥐에게 MFN2 농도를 현저히 높이는 바이러스 매개체를 주입하자 모든 것이 달라집니다!!! 미토콘드리아가 정상으로 작동하기 시작하고 뉴런들은 정상적인 형태를 띠었으며, 불안/우울증 증상이 더 이상 나타나지 않습니다. 우울과 불안에 미토콘드리아가 직접적인 원인으로 작용함을 보여줍니다.

대사부전의 극단적인 형태가 바로 긴장증 catatonia으로, 마치 마비된 듯 움직이거나 말하는 데 심각한 어려움을 겪는 것처럼 보이는 증상이 나타날 수 있습니다.

(2) 양극성장애/조현병

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양극성 장애 환자와 조현병환자 관련 연구 1956년 연구자들이 환자들에게서 젖산 대사 이상을 알아차리면서 처음 발견됩니다. 우울증과 조증의 차이가 무엇일까요? 환자를 보시면 조증은 환각/망상이라는 중대한 문제가 있기 때문에 우울증과는 좀 다르게 취급합니다.

2018년 <미토콘드리아 기반 양극성장애 설명 모형 A Model of the Mitochondrial Basis of Bipolar Disorder> 제목의 고찰 논문이 발표됩니다. 우울상태는 에너지 결핍인 반면 조증 상태는 뇌에서 에너지 생성량이 증가한 것이라는 견해를 제시하는 내용입니다. 논문에서는 뇌에서 미토콘드리아 에너지 생성량이 증가했음을 짐작할 수 있는 포도당과 젖산의 활용량 증대가 조증 상태와 연관되어 있음을 보여주는 다수의 연구 결과를 인용합니다. 조증 상태에서 신경전달물질인 글루타메이트와 도파민의 농도가 높았다는 점도 해당 뉴런들의 활동량이 증가했음을 시사합니다. 이 부분에서 산소가 부족하면 미토콘드리아에서 에너지 생산이 부족하다보니 무산소 해당작용으로 ATP를 생산하므로 젖산이 증가하는 것이겠죠.

미토콘드리아의 에너지 생성 활동이 과활성화되어 세포들이 멈춰야 할 때조차 ‘달리게’만듭니다. 멈춰야 하는 구간에서도 전혀 양보하거나 속도를 줄이지 않는 셈입니다.

조증 삽화 동안이면 칼슘 농도가 정상보다 확연히 높은 것으로 나타나는 등 조금 전에 설명한 과흥분 작용 원리와 일관된 결과를 보입니다. 실제로 양극성장애 환자들의 신경 흥분성에 변화가 있다는 사실도 직접적으로 확인이 됩니다. 우울증이나 조증 상태에 있는 사람들을 본 적이 있다면 이러한 결과에 고개가 절로 끄덕여질 것입니다. 조증 상태인 사람들은 분명 에너지가 지나치게 많고 우울증인 사람은 에너지가 충분하지 않습니다. 일단 조증 삽화에서만 벗어나면 미토콘드리아 기능 부전이 지속되어 전반적인 에너지 생성량이 부족해집니다.

최근 한 연구팀은 혈액세포에서 조증 상태와 우울증 상태일 때 모두 미토콘드리아 수가 유의미하게 감소했다가 증상이 개선될 때면 다시 수가 정상화되는 현상을 명확하게 보여줄 수 있는 미토콘드리아 생체지표를 규명했습니다. 이들의 연구 결과에 따르면 조증 또는 우울증 상태에서는 비단 뇌뿐만이 아니라 전신의 미토콘드리아 생합성이나 미토파지가 저해될 가능성이 있습니다.

조증 삽화 동안의 에너지 과잉이 가장 위험한 경우는 과흥분 세포에 급작스럽게 많은 에너지가 공급되는 경우입니다. 이 세포들은 미토콘드리아가 손상되거나, 미토콘드리아의 수가 적거나, 유지/보수 문제로 구조적인 결함이 있는 상태입니다. 조증 삽화에 짧은 시간 동안 폭발적으로 에너지가 공급된다고 해도 미토콘드리아 기능부전과 연관된 해묵은 문제들을 바로잡기에는 역부족입니다. 세포가 수복되기에는 에너지도 시간도 부족하기 때문입니다. 오히려 과다한 에너지는 정신증적 증상들, 불안, 초조증 등 심각한 문제들을 일으키는 원인이 됩니다.

(3) 외상 후 스트레스 장애 Posttraumatic Stress Disorder

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트라우마 경험이 있는 사람들은 상당수가 증상을 유발하는 ‘촉발 요인’이 명확하게 정해져 있습니다. 이들은 특정한 장소, 사람, 냄새, 단어, 심지어 생각만으로도 증상이 발생할 수 있습니다.

PTSD를 겪는 사람들에게서는 흔히 편도체와 내측전전두피질 midal prefrontal cortex, mPFC 문제가 생깁니다. 편도체는 두려움 반응을 발동시키는데, PTSD 환자들은 이 영역이 과흥분 상태에 있다는 사실이 밝혀집니다. 내측전전두피질은 편도체를 억제하는 뇌 영역입니다. 공황을 일으킬 만한 이유가 없다는 것을 깨달았을 때 과흥분 상태의 편도체를 억누름으로써 공황 반응을 멈출 수 있습니다. 그런데 PTSD 환자들은 이 영역이 저활성화되어 있어 공황 반응을 멈추는 데에 어려움을 겪습니다.

부검 연구를 통해서 미토콘드리아 유전자 발현 이상, 전체 미토콘드리아 수 감소, 산화 스트레스 수치 상승, ATP 농도 저하 등을 확인이 되는 여러 연구를 통해서 PTSD 환자들에게서 미토콘드리아 기능 부전이 확인이 되었습니다.

미토콘드리아와 정신질환을 이어주는 증거 227

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저자는 정말 못 믿겠다는 사람들에게 결정적 증거를 보여줍니다. “섬망”입니다.

섬망은 급성정신장해 acute mental disturbance로 규정하는 심각한 증상입니다. 급성 aucte 이란 급속도로 증상이 발현되고 ‘정신장해’는 착란, 지남력 상실, 주의산만성, 특정 주제에 대한 집착, 환각, 망상, 기분 변화, 불안, 초조증, 사회적 위축, 수면 패턴의 극적인 변화, 성격 변화 등 모든 정신의학적 증상이 해당되빈다. 섬망이 일어나는 동안에는 어떤 정신질환 증상도 나타날 수 있습니다. 심지어 섭식장애와 유사한 섭식행동이나 신체상에 대한 지각의 변화까지도 관찰됩니다.

현존하는 거의 모든 의학적 장애가 섬망을 유발할 수 있습니다. 즉, 감염증, 암, 자가면역질환, 심근경색, 뇌졸중 등 질환이 모두 포함됩니다. 전반적으로 중환자의 35~80%가 섬망진단을 받습니다. 보통 중환자실에서 보면 양측 손목이 침대에 묶여 있는 분들이 섬망으로 인한 구속 상태인 것으로 보시면 됩니다.

알콜 금단 증상으로 인한 섬망에는 진전섬망 delirium tremens 이라는 특별한 명칭이 붙고 자칫 생명에 심각한 위험이 될 수도 있습니다. 노인은 섬망에 더 취약하고 알츠하이머병이 이미 있는 사람은 더욱 취약합니다. 원인은 셀 수 없이 많고 이 원인들은 모두 미토콘드리아에 영향을 미칩니다.

1959년 생물심리사회 모형을 개발한 조지 엥겔이 뇌 에너지 대사장해, ‘대뇌 대사부전’이 섬망의 원인이라는 견해를 내세웁니다. 실제로 PET 결과를 통해 섬망 환자들의 뇌에서 포도당 대사율이 낮아진 것을 발견하기도 합니다.

치료제로는 향정신병약, 기분안정제, 항우울제, 항불안제, 수면제 등 진정제가 흔히 처방됩니다. 극심한 우울감이나 기력 저하가 있으면 각성제를 쓰기도 합니다. 대부분 근본적인 의학적 원인이 호전되면 섬망 증상도 보통 사라집니다.

뇌 에너지 이론이 맞다면 섬망 환자들은 비환자들에 비해 훨씬 광범위하거나 심각한 미토콘드리아 기능부전이 발생한 상태입니다. 광범위하고 극심한 미토콘드리아 기능부전은 굉장히 많은 의미를 내포합니다. 섬망 환자들이 정신질환, 치매, 발작 등을 일으킬 위험도 훨씬 높다는 것을 시사합니다.

불안장애, 우울증, PTSD와 같은 정신질환들은 섬망 삽화 이후 흔하게 나타납니다. 섬망을 앓은 환자들은 퇴원 후 3개월, 12개월, 18개월이 지난 시점에 치매와 인지장애가 발병할 위험이 섬망을 앓지 않았던 환자들에 비해 더 높다는 결과도 일관되게 보고됩니다. 실제로 섬망을 겪은 노인은 이후 치매 발병 위험이 다른 사람들에 비해 8배가 높습니다. 발작이 일어나기도 합니다. 섬망 환자들 가운데 84%가 EEG 결과에서 이상을 보였고, 15%에서는 뚜렷한 발작 활동이 나타납니다. 섬망 환자들은 조기 사망 위험 또한 높습니다. 입원 기간에 섬망을 겪지 않은 다른 환자들보다 조기 사망하는 비율이 두 배가량 높습니다. 퇴원한 뒤에도 섬망 환자들은 1년 이내 사망률이 35~40%로, 비환자들보다 훨씬 높습니다.

이 모든 연구 결과로부터 섬망은 뇌에서 미토콘드리아 기능부전이 발생했음을 알려줍니다. 어떤 경우에는 미토콘드리아 기능이 되살아나 완전히 증상이 회복되기도 합니다. 하지만 미토콘드리아 기능부전이 지속되거나 악화되면 정신질환, 알츠하이머병, 발작 등으로 이어지기도 합니다.

심근경색 발병 후 우울증 증상을 보인 환자들은 1년 이내에 다시 심근경색이 나타날 위험이 200% 증가합니다. 노인 우울증 환자들은 발작을 겪을 위험이 동년배보다 6배 높습니다. 집중치료실에 입원했던 환자 중 우울증을 앓았던 환자는 앓지 않았던 환자들보다 2년 내 사망할 확률이 47% 상승합니다.

꼭 섬망이 아니더라도 어떤 정신적 증상이든 경험한 환자는 조기 사망위험이 높다고 결론을 내릴 수 있습니다. 정신질환 발병이력이 있는 사람은 향후 기질성 정신장애가 발병할 위험이 2~20배 증가 합니다.

임종을 지켜보면 ‘섬망, 발작, 혼수, 사망’ 순으로 진행됩니다. 미토콘드리아 기능부전의 순서입니다.

진단명, 대사성 뇌 기능부전 235

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저자는 모든 정신질환을 섬망이라고 칭하자고 제안합니다. 미토콘드리아 기능 부전 및 조절장애는 무한대에 가까운 증상의 개인차에 관한 설명을 제공합니다. 섬망이란 명칭을 모든 정신질환에 붙이는 것이 불편하다면 ‘대사성 뇌 기능부전’이라는 용어로 부르면 어떨까요?

불안증상을 보이는 대사성 뇌 기능부전, 정신증, 우울, 인지 증상들을 보이는 대사성 뇌 기능부전 등으로 진단하는 겁니다.

정신장애는 뇌의 대사장애다 237

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(1) 세포 기능의 과활성화

(2) 세포 기능의 저활성화

(3) 비정상적인 세포 발달

(4) 세포의 위축과 사멸

(5) 세포의 유지/보수 문제

이른 나이에 대사 문제가 발생하면 자폐증, 불안 관장세포가 과활성화되면 불안 증상, 기억 관장 세포 저활성화되면 기억장해를 겪습니다.