오늘 아침은 덥습니다. 그래도 미세먼지가 없어서 그런지 여의도 하늘은 맑아 보입니다. 어제밤 푸쉬업 레그레이즈를 했더니 이두/삼두 근육이 아픕니다. 다행히 평소 턱걸이로 견관절이 안정화되어서 그런지 견관절은 괜찮습니다.

[생각에 관한 생각] 에서 인사이트를 확장해주는 표를 발견하였습니다. 도박을 하는 이유, 복권을 사는 이유, 보험을 드는 이유를 설명해줍니다. 우측 상단은 잃을 확률이 매우 높은 행동을 왜하는지 설명해줍니다. 이미 실패한 사업에 돈을 더 집어넣는다거나 어마어마하게 떨어지는 주식에다가 왜 계속 물타기를 하는지 말이죠.

점심 먹고 헬스장에 가서 업힐 트레이닝 후 잠시 낮잠을 자고 다시 어제 우연히 본 맨몸운동 쇼츠를 따라해보았습니다. 오늘 아침은 팔이랑 어깨가 아픕니다. 허벅지와 무릎은 아무 증상이 없는데 말이죠. 평소 해당 근육 강화가 부실했나봅니다. 280여개 근육을 모두 강화해 줄 수 있는 운동을 하려면 다양한 운동을 할 수 밖에 없습니다.

https://youtube.com/shorts/r9n1ytpN3kE?si=01rxvyVXl6cGkh8E

세나다 겟업 32, 점프스쿼트 48, 할호우바디 플로우 킥 48, 가이나믹 래터럴 리버스 런지 48, 래터럴 베어 워크 32, 닐링 스텝업 48, 푸쉬업 레그 레이즈 32.

[브레인 에너지]

3부 뇌 에너지 이론이 가져올 혁명

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9장 문제 원인과 대처 방법 찾기 241

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위험 요인 risk factor라는 용어는 인과관계가 분명하지 않을 대 사용합니다. 하지만 뇌 에너지 이론을 바탕으로 인과관계를 명확하게 밝힐 수 있습니다. 그래서 지금부터는 위험 요인 대신 기여 원인이라는 용어를 사용하기로 합니다.

대사를 돌리고 있는 일꾼이 미토콘드리아 입니다. 그래서 대사가 문제가 있다고 해서 일꾼인 미토콘드리아의 ‘기능부전’에 의한 것은 아닐 수도 있는 겁니다.

커피, 리탈린, 애더럴 같은 각성제는 미토콘드리아를 자극합니다. 일부 환자에게는 적절한 증상 완화 효과를 주지만 동시에 다른 사람들에게는 불안, 정신증적 증상, 발작 등을 유발할 수 있습니다.

기여 원인을 살펴볼 때 염두에 두어야 할 점이 세 가지 있습니다.

(1) 기여 원인은 모두 대사와 미토콘드리아에 직접적으로 영향을 미칩니다.

(2) 기여 원인은 모두 정신질환의 광범위한 증상들과 연관되어 있습니다. 하나의 정신질환 혹은 증상과만 특정적으로 연관된 것은 한 가지도 없습니다. 이는 모든 정신질환이 하나의 공통경로, 즉 미토콘드리아 관련됩니다.

(3) 기여 원인은 모두 비만, 당뇨병, 심혈관질환, 알츠하이머병, 뇌전증 같은 대사장애 및 신경학적 장애들과 연관됩니다. 그 외에도 무수히 많은 신체적 장애와 연관되어 있지만 이 책에서는 이 다섯가지 질환에만 집중합니다. 정신질환이 신체적 장애 및 신경학적 장애와도 공통경로를 공유하는 증거가 되기도합니다.

저자는 모든 요인에 대해서 발표된 모든 과학적 연구결과가 너무 많기 때문에 낱낱이 살펴보지는 않을 것이라고 합니다.

증상과 장애가 개인별로 다른 이유 245

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(1) 기존의 취약성 차이 때문이다

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우리의 몸은 선천적 영향과 후천적 영향 모두가 어우러진 결과입니다. 여기서 경험과 환경이라는 심리/사회적 경험은 물론이고 대사 환경도 포함됩니다. 시간이 지나다 보면 튼튼하고 회복탄력성이 높아지는 뇌 영역과 신체부위가 생기는가 하면, 취약하고 기능부전이 발생하기 쉬운 곳도 생기게 됩니다. 특정 세포 혹은 신경망에서 발생하는 대사부전이 곧 정신적 증상의 원인이므로, 이러한 일부 뇌 영역의 취약성은 어떤 증상이 먼저 발생할지 좌우하게 됩니다.

(2) 노출된 기여 원인의 차이 때문이다

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기여 원인 들은 신체와 뇌 전세포 영향을 미치는 요인도 물론 있지만 대부분은 그렇지 않습니다. 일부 세포에만 영향을 미칠 뿐, 나머지 세포에는 아무런 해도 입히지 않는 요인도 많습니다. 어떤 상황 또는 과제를 맞닥뜨렸는지에 따라 서로 다른 신체 부위나 뇌 영역이 관여하며, 이들이 필요로 하는 에너지의 양도 달라집니다.

만약 사람마다 취약한 부분이 다르고 요인마다 기능 이상을 일으키는 부위가 다르다면 어떻게 온갖 정신장애와 대사장애가 서로 연관되어 있는 것일까? 어느 특정 유형의 세포에서 발생한 대사 문제가 다른 유형의 세포 기능과 연관이 있는 이유가 무엇일까?

처음 문제가 생길 때는 바로 앞에서 설명했듯이 기존의 취약성 및 노출된 기여 원인과 관련된 세포들에만 국한됩니다. 문제가 지속되면 증상이 확산될 수 있습니다. 대사가 고도로 상호 연결된 체계이기 때문입니다.

치료와 성공 사례 249

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(1) 나쁜 식습관, 수면장해, 음주, 약물(카페인, 니코틴 포함) 사용, 일부 처방약, 심리/사회적 스트레스

(2) 신경전달물질이나 호르몬 불균형처럼 대사의 불균형을 바로잡는 치료법

(3) 대사를 증진시키는 치료법

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• 미토콘드리아 생합성

• 미토파지

• 오토파지

10장 정신질환은 가족력의 영향을 얼마나 받을까? 251

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유전 252

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1990~2003년 까지 국제 학계는 당대 최대 규모의 연구에 몰두합니다. 바로 인간 유전체 프로젝트 Human Genome Project HGP 입니다. 연구자들은 인간 DNA 염기서열 약 30억 개를 모두 밝히고 지도화하는 작업에 착수합니다.

인간 유전체 지도가 완성되고 2~2.5만여개의 유전자 중 1,800개 가량이 다양한 질병과 연관된 것을 발견하고 특정 질병의 유전적 소인을 측정할 수 있는 유전자 검사를 약 2,000가지나 개발해냅니다. 하지만 정신의학에서는 뚜렷한 성과가 없습니다.

그래서 연구자들은 전장유전체 연관성 분석 genome-wide association study, GWAS 통해 정신질환과 관련되어 있을 만한 유전자의 유전체를 전부 닥치는 대로 분석하였습니다. 매우 높은 수준의 위험으로 작용했을 가능성이 있는 아주 희소한 유전자 일부가 밝혀지기는 했지만 대부분의 정신질환 환자는 발병하는 데에 이런 특수한 유전자의 영향을 크게 받지 않았습니다. 밝혀진 유전자 조차도 대부분 특정 장애에만 영향을 끼치는 것도 아니었습니다. 하나하나가 모두 다양한 정신장애, 대사장애, 신경학적 장애의 위험으로 작용한다는 결과가 나온겁니다. 이를테면 일부 정신증 위험 유전자는 조현병, 양극성장애, 자폐증, 발달지체, 지적장애, 뇌전증 모두에 위험으로 작용합니다. 하나의 유전자가 여러 장애의 발병 위험을 높인 겁니다.

주요우울장애 발병 위험을 아주 약간 높이는 유전자가 있다는 연구도 있지만 다른 연구에서는 DNA 유전적 변이 120만개를 살펴보아도 못찾았다는 연구도 있습니다. 대사 관련해서도 정신의학계만의 문제가 아니며 비만, 당뇨병, 심혈관계질환 등 대사장애도 마찬가지입니다.

(1) DISC1

미토콘드리아 이동, 융합, 다른 세포 소기관 상호 작용 ⇒ 뉴런의 발달과 가소성 ⇒ 조현병, 양극성정동장애, 우울증, 자폐증

(2) CACNA1C

미토콘드리아 산화스트레스, 미토콘드리아 유지 ⇒ 기분장애

(3) APOE 2/3/4

APOE4 1개 가진 인구 25%는 알츠하이머병 3~4배 높음, APOE4 2개 가진 인구 2~3%는 알츠하이머병 9~10배 높음.

미토콘드리아 생합성, 융합/분열, 산화스트레스 관련 단백질의 농도가 낮다는 사실을 발견함.

뇌세포중 별아교세포의 자가포식, 미코톤드리아 기능, 미토파지를 저해하는 것을 발견함.

APOE4 는 심혈관질환과 일부 정신질환, 뇌전증 위험은 높이지만 비만, 당뇨병 위험은 낮추는 것으로 확인되었습니다. APOE 유전자는 인체 내 모든 세포에 균등하게 분포되어 있지 않고 주로 뇌에서는 별아교세포와 미세아교세포에서 발견됩니다. APOE4 는 이들의 기능을 아주 서서히 떨어뜨리는데, 여기에서 발생하는 문제는 다른 증상보다도 인지적 증상과 밀접한 관련이 있습니다.

(4) 미토콘드리아는 세포핵 내 유전자

미토콘드리아 관련 유전자의 1500개는 세포핵내에 있고 37개만 미토콘드리아가 가지고 있으므로 이 37개에 대한 연구도 필요합니다. 그리고 이 37개의 유전자는 돌연변이에 훨씬 취약합니다. 미토콘드리아 내 유전적 돌연변이는 행동, 인지, 섭식, 스트레스 등 뇌기능의 다양한 양상과 직접적 관련이 있습니다.

후생유전 257

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모든 같은 DNA를 가진 세포들이 저마다 심장세포, 뇌세포, 피부세포로 분화하는 것은 모두 후생유전 덕분 입니다. 제가 배울 때만해도 DNA 특정 위치에 메틸기 methyl 이라는 입자를 덧붙임으로써 DNA를 수정하는 것과 히스톤이라는 DNA가 감기는 두루마리 유지 종이 심 같은 것 두가지를 배웠습니다. 현재는 DNA를 통제하는 요인이 마이크로 RNA, 호르몬, 신경펩타이드 등 너무나 많아져서 혼란에 빠져버렸다고 합니다.

저자는 이 모든 DNA 조절을 조금 더 넓은 시야로 바라보면 식습관, 운동, 음주, 약물, 호르몬, 빛 노출, 수면 등이 연관이 있고 이 모두는 대사와 미토콘드리아에도 연관이 되어 있습니다.

일례로, 흡연자들은 AHRR 유전자의 DNA 메틸화가 비흡연자보다 적게 일어나는 경향이 있습니다. 하지만 금연을 하면 다시 일반적인 수준으로 감소합니다.

후생유전이란 결국 세포들이 지닌 대사의 청사진이라고 보면 됩니다. 세포들이 환경에 대처하고 생존하기 위해 최선을 다할 수 있게끔 도와주는 유전자 패턴을 나타내는 겁니다. 그러다 자칫 부적응적인 패턴에 고착되거나 적절한 신호를 전달받지 못해 엉뚱한 패턴이 형성되면 그때는 문제가 되기도 합니다.

미토콘드리아는 활성산소종, 포도당과 아미노산, ATP 농도변화를 통해 유전자 발현에 영향을 미칩니다. 그래서 미토콘드리아가 영향을 주는 유전자는 세포 안에 존재하는 핵 유전자와 미토콘드리아 유전자 모두에게 영향을 줍니다.

태내환경

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자궁 내에서 성장하는 동안 태아의 성장에 명백하면서도 결정적인 역할을 합니다. 어머니의 호르몬, 신경펩타이드, 술, 처방약이나 불법 약물을 비롯해 무수히 많은 요인이 나름의 영향을 미칩니다.

1944~1945년 독일 점령으로 인해 네덜란드 대기근 출생 집단 연구가 있습니다. 대기근 시기를 거쳐 태어난 아이들은 상대적으로 향후 대사장애와 정신장애 모두 발병 위험이 높습니다. 태중에 적절한 영양공급을 받지 못했던 아기들이 나중에 비만, 당뇨병, 심혈관질환을 앓게 될 위험이 높다는 절약 표현형 가설 thrifty phenotype hypothesis 을 세웁니다. 대사질환 뿐만 아니라 정신질환의 발병 위험도 높다는 사실에 주목하지 않았습니다. 조현병, 반사회성 성격장애 위험도는 200% 증가, 우울증, 양극성정도장애, 중동장애 위험도 증가하였습니다. 연구자들은 당뇨병에는 췌장, 심혈관을 위해 심장, 정신장애를 위해 신경장애 문제를 탐색하였으나 이 모든 것이 대사의 문제라는 것을 눈치채지 못했습니다.

어린시절

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후생유전, 대사, 미토콘드리아 조절에 영향을 미치는 요인들 가운데 일부는 태어난 이후 어린 시절에 경험하는 사건과 행동들을 통해 부모 세대에서 자녀 세대로 전해집니다. 양육자의 방임과 애정결핍은 평생 자녀에게 깊은 영향을 미칩니다. 대사장애와 정신장애 모두 포함됩니다.

분자 수준에서 구체적으로 이를 확인할 수 있는 한 가지 예가 모유를 통해 어머니로부터 자녀에게 대사 요인들이 전해지는 경우입니다. 니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 nicotinamide adenine dinucleotide NAD 라는 것이 있습니다. NAD는 비타민 B3 나이아신에서 얻어지거나 단백질을 구성하는 아미노산 중 하나인 트립토판 tryptophan을 이용해 체내에서 합성되는 조효소입니다.

미토콘드리아가 에너지를 생성하거나 DNA 유지/보수와 후생유전에도 필수적인 역할을 합니다. NAD 농도가 낮으면 미토콘드리아 기능에 결함이 생기고 후생유전적 변화가 발생하며, 노화 및 여러 질병과도 연관이 있는 것으로 알려져 있습니다.

NAD가 충분한 산모들은 대사가 활발해진 덕분에 출산 후 상대적으로 살이 더 쉽게 빠집니다. 그런데 새끼 쥐에게 효과가 더 큽니다. 혈당조절과 신체 능력이 다른 개체보다 뛰어나고, 불안 수준이 낮고 기억력이 좋고, ‘학습된 무기력’ 징후(우울증 지표)도 낮았으며, 심지어 성체가 되어서도 신경생성이 훨씬 활발하게 일어나는 등 뇌에서도 다양한 변화를 보입니다. 영유아기에 어머니에게서 받은 이 대사 및 미토콘드리아성 조효소는 뇌와 ‘정신적’증상들에 평생토록 영향을 미칩니다.

트라우마의 대물림

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레이첼 예후다 Rachel Yehuda 박사는 <트라우마 효과의 세대 간 전달: 후생유전 기제의 추정적 역할> 이라는 제목으로 수십 년 동안 이뤄진 관련 연구 결과를 종합적으로 소개하는 개관논문을 발표합니다.

1966년, 정신과 의사 비비안 라코프 박사는 유대인 대학살 생존자들의 자녀가 이따금 직접 강제수용소에서 고통을 겪었던 부모보다더 더 극심한 형태의 정신질환을 앓는다는 사실에 주목하면서 시작됩니다. 대부분의 사람들은 부모가 자녀에게 알게 모르게 두려움, 불안, 우울을 학습시켰기 때문이라고 믿었습니다.

이후 많은 연구가 이어지면서 부모의 트라우마와 그 자녀, 심지어 손주의 정신 건강이 좋지 못한 현상 사이에 어떤 패턴이 있음을 밝혀내기 시작합니다.

1980년대에 연구자들이 코티졸에 대한 반응이 사람마다 다르다는 사실을 발견합니다. 트라우마 환경에 노출된 사람들과 그 자녀들은 당질코르티코이드 glucocorticoid 에 대한 민감성에서 트라우마 경험이 없는 사람들과 차이를 보입니다. 특히 태아기에 높은 농도의 코티졸에 노출된 경험은 아동에게 ‘프로그램’처럼 각인되어 향후 정신장애와 대사장애 발병 위험을 높입니다.

유전과 후생 유전의 혁명적인 연구 결과들을 종합해볼 때, 이러한 사람들 가운데 상당수가 당질코르티코이드 수용체를 비롯해 스트레스 반응 체계와 연관된 여러 DNA 영역들의 메틸화 패턴에서 남들과 차이를 보인다는 것을 밝혀냅니다.

최근에는 심지어 아버지쪽에서도 유전자 발현에 변화를 가하는 것으로 알려진 마이크로 RNA 분자와 같은 정자 내의 후생유전 기제를 통해 자녀에게 트라우마 경험을 전달할 가능성이 있다는 것이 드러납니다. 쥐와 인간 모두 정자 안에서 자녀에게로 전달되는 마이크로 RNA 존재가 확인되었습니다. 특정 마이크로 RNA(mi RNA-449/miRNA-34) 의 농도는 아버지가 초기 아동기 시절에 경험한 스트레스 수준에서도 직접적인 영향을 받는 것으로 나타납니다.

생애 초기에 심한 스트레스를 주는 생활사건에 노출된 수컷 쥐들의 정자세포에서 이 마이크로RNA의 농도가 극적으로 낮아졌으며, 이 쥐들에게서 태어난 수컷 새끼 쥐들 또한 정자세포에서 동일한 현상이 관찰되어 스트레스가 대물림 될 수 있다는 것이 입증됩니다. 인간을 대상으로 한 연구에서도 남성에게 부정적 아동기 경험을 묻는 질문지를 작성하게 한 뒤 검사를 해보니 가장 극심한 스트레스 경험을 한 사람들의 이 마이크로 RNA 수치가 다른 사람들과 최대 300배 차리를 보이며 가장 낮게 측정되었습니다.

태아기에 어머니가 받는 스트레스에 노출된 경우에는 향후 학습장애, 우울증, 불안장애를 겪을 위험이 높습니다. 생후 몇 년 사이에 어머니와 분리된 경험은 평생 남들보다 코티졸 농도가 높아지는 결과를 만드는 반면, 극심한 학대는 코티졸 농도가 낮아지는 결과를 초래합니다. 역설적이지만 두 가지 모두 대사에 부담을 주며, 코티졸 생성에 관여하는 미토콘드리아 상태와도 직접적 관련이 있습니다.

유전과 후생유전으로 알 수 있는 정신질환의 원인과 치료법 265

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정신질환을 야기하는 ‘이상’유전자 따위 존재하지 않습니다. 부모에게서 자녀로 정신질환이 대물림되는 현상은 후생유전 기제를 통해서인 경우가 훨씬 많습니다. 이러한 통찰을 바탕으로 희망적인 측면은 이 후생유전 기제 가운데 대부분을 얼마든지 정상으로 되돌릴 수 있다는 점입니다!!!

태내 스트레스, 마이크로 RNA 농도, NAD 농도 등의 영향은 모두 바뀔 수 있으며, 때로는 생활 방식 중재법만으로도 가능합니다.

기쁜 소식이죠. 유전자 문제가 아니고 미토콘드리아와 후생유전문제이다보니 우리가 모두 개선가능한 영역인 겁니다.