초미세먼지에 흔들리는 뇌혈관…당뇨 환자는 더 취약

저농도 노출에도 혈관장벽 기능 이상…혈관성 치매 연관 단백질 변화 확인

WHO도 치매 위험요인에 대기오염 포함…기저질환자 노출 관리 필요

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당뇨 환자가 초미세먼지에 노출될 경우 뇌혈관 손상에 더 취약할 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 당뇨로 혈관 기능이 떨어진 상태에서 초미세먼지까지 더해지면 뇌를 보호하는 혈관장벽의 기능 이상이 더욱 뚜렷해지는 것으로 나타났다.

4일 질병관리청 국립보건연구원에 따르면 사람의 뇌미세혈관 내피세포, 당뇨 환자 유래 혈관내피세포, 초미세먼지 노출 동물모델, 혈관성 치매 환자의 사후 뇌조직 등을 분석한 결과 이같이 나타났다.

초미세먼지는 직경 2.5㎛ 이하의 작은 입자로 호흡기를 통해 체내 깊숙이 침투할 수 있는 환경 위험 요인이다.

연구 결과 초미세먼지에 노출되거나 당뇨가 있는 경우 뇌혈관 기능 변화와 관련된 BACE1과 스트레스 반응성 단백질 GDF15가 증가했다. 혈액 속 유해물질이 뇌조직에 무분별하게 들어가는 것을 막는 혈액-뇌장벽 기능도 떨어졌다.

특히 당뇨 환자에게서 얻은 혈관내피세포에 낮은 농도의 초미세먼지를 노출했을 때도 혈관장벽 유지에 관여하는 단백질인 ZO-1은 감소했다. 반면 혈관 변성과 관련된 N-cadherin, α-SMA는 증가해 혈관내피 기능 이상이 나타났다.

혈관성 치매 환자의 사후 뇌조직에서도 비슷한 변화가 확인됐다. 스트레스 반응성 노화 관련 지표인 GDF15가 증가했고 혈관내피 기능 이상도 나타났다. 당뇨모델 동물에서도 GDF15와 BACE1 증가와 함께 혈관 기능 저하가 관찰됐다.

BACE1은 알츠하이머병 유발물질인 베타아밀로이드 생성에 관여하는 단백질이다. GDF15는 세포가 스트레스를 받을 때 증가하는 단백질로 생물학적 노화와 관련된 바이오마커로 알려져 있다. 다만 GDF15만으로 노화를 측정할 수 있는 확립된 단독 지표는 아니다.

연구진은 초미세먼지가 BACE1-GDF15 경로를 통해 혈관내피세포 기능 저하를 유도하고 당뇨가 있는 경우 이러한 손상에 더 취약할 가능성이 있다고 봤다.

혈관성 치매는 뇌혈관 손상으로 뇌 조직에 혈액과 산소가 충분히 공급되지 않으면서 발생한다. 고혈압, 당뇨병, 고지혈증, 흡연 등이 주요 위험요인으로 꼽힌다.

세계보건기구(WHO)도 올해 발표한 치매 위험 감소 가이드라인 제2판에서 대기오염 노출 감소를 인지기능 저하와 치매 위험을 낮추기 위한 환경적 중재 방안으로 새롭게 권고했다. WHO는 조절 가능한 위험요인 관리를 통해 치매 위험의 최대 45%를 예방하거나 발병을 늦출 가능성이 있다고 제시했다.