뇌 건강과 알츠하이머 극복, 리튬의 필수 영양소 역할 재조명

하버드 의과대학 연구진의 획기적인 발견은 이전에는 주로 정신의학적 적용으로 알려졌던 흔한 원소인 리튬이 알츠하이머병 및 전반적인 뇌 노화에 대한 이해와 잠재적인 치료에 있어 근본적인 열쇠를 쥐고 있을 수 있음을 시사합니다. 이 연구는 리튬의 역할을 치료제에서 비타민이나 미네랄과 유사한 필수 생리적 영양소로 재정의하며, 이는 정상적인 세포 기능과, 중요하게는 평생 뇌 건강을 유지하는 데 필수적입니다. 이러한 패러다임의 변화는 신경퇴행성 질환에 대한 완전히 새로운 진단 및 치료 전략의 길을 열 수 있으며, 제약 및 생명공학 부문에 상당한 파급 효과를 가져올 수 있습니다.

수십 년 동안 리튬은 의학에서 기분 안정제로 알려져 왔으며, 1970년 미국 식품의약국(FDA)으로부터 양극성 장애 및 우울증과 같은 질환에 대해 승인을 받았습니다. 그러나 그 효능은 근본적인 생물학적 메커니즘에 대한 포괄적인 이해보다는 관찰된 결과들을 통해 더 많이 이해되었습니다. 네이처(Nature)지에 상세히 발표된 최근 연구 결과는 리튬이 인체에 미량으로 자연적으로 존재하며, 특히 뇌 내 세포 활동에 필수적임을 처음으로 밝혀냈습니다.

  • 리튬이 정신의학적 치료제를 넘어 뇌 건강에 필수적인 생리적 영양소로 재정의되었습니다.
  • 인체, 특히 뇌에 미량으로 자연 존재하며 세포 활동에 필수적임이 최초로 밝혀졌습니다.
  • 이번 발견은 알츠하이머병을 비롯한 신경퇴행성 질환의 새로운 진단 및 치료 전략 개발 가능성을 제시합니다.
  • 해당 연구 결과는 저명한 학술지 네이처(Nature)에 상세히 게재되었습니다.

실험 모델을 통한 통찰

하버드 대학교와 러시 대학교 연구팀이 수행한 일련의 정교하게 설계된 실험들은 리튬의 중요한 역할에 대한 강력한 증거를 제공했습니다. 정상 쥐를 대상으로 한 연구에서, 식단 내 리튬 부족은 뇌 염증과 가속 노화의 특징적인 변화를 유발했습니다. 더욱 놀라운 것은 인간 알츠하이머병 병리를 모방하도록 유전적으로 조작된 쥐의 경우, 낮은 리튬 식단이 질병의 특징인 플라크와 엉킴을 형성하는 끈적한 아밀로이드-베타 단백질의 축적을 현저히 악화시키고 기억력 손실을 가속화했다는 점입니다. 반대로, 이 쥐들이 나이가 들면서 정상적인 리튬 수치를 유지하는 것은 알츠하이머병과 관련된 뇌 변화에 대한 보호를 제공했습니다.

이 연구는 알츠하이머병 연구의 이질적인 관찰들을 통합할 수 있는 통일된 이론을 제시합니다. 하버드 의과대학 유전학 교수이자 이 연구의 주 저자인 브루스 얀크너(Bruce Yankner) 박사에 따르면, 리튬 결핍은 치매에 선행하는 다기관 퇴행에 기여하는 공통적인 메커니즘일 수 있다고 합니다. 작용 메커니즘은 아밀로이드-베타 플라크와 관련되어 있는 것으로 보이며, 이 플라크는 축적되면 리튬과 결합하여 리튬을 격리시킵니다. 이 과정은 뇌의 핵심 폐기물 관리 세포인 미세아교세포를 포함한 주변 세포들을 필수적인 리튬으로부터 고갈시킵니다. 건강할 때 미세아교세포는 아밀로이드-베타를 효율적으로 제거하지만, 리튬 결핍 상태에서는 이러한 유해 단백질을 제거하고 분해하는 능력이 심각하게 손상되어 추가적인 아밀로이드 축적과 후속 리튬 고갈이라는 악순환을 만듭니다.

치료 잠재력 및 중대한 주의사항

고무적인 발전으로, 연구팀은 다양한 리튬 화합물을 시험하여 아밀로이드-베타와 결합하지 않는 리튬 오로테이트를 확인했습니다. 알츠하이머병 징후를 보이는 쥐에게 리튬 오로테이트를 투여한 결과 병리학적 변화가 역전되었는데, 이는 아밀로이드-베타 플라크와 타우 엉킴이 모두 감소했음을 의미합니다. 중요하게도, 치료받은 쥐들은 미로 탐색 및 물체 인식을 포함한 인지 기능이 회복된 반면, 대조군은 아무런 개선을 보이지 않았습니다.

이러한 고무적인 결과에도 불구하고, 전문가들은 리튬 보충제를 통한 자가 치료에 대해 강력히 경고합니다. 이 쥐 연구에서 사용된 리튬 오로테이트의 용량은 일반적인 정신과적 용량보다 약 1,000배 낮았으며, 일반적인 정신과적 용량은 갑상선 또는 신장 독성의 위험을 수반하는 것으로 알려져 있습니다. 얀크너 박사는 “쥐는 인간이 아닙니다. 쥐 연구만을 근거로 어떤 것도 복용해서는 안 됩니다.”라고 강조합니다. 적절한 치료 용량을 결정하고 안전성 및 효능을 확인하기 위해서는 추가적인 인체 임상시험이 필수적입니다. 이러한 임상시험은 주로 국립보건원(National Institutes of Health)과 민간 재단의 자금 지원을 받아 시작될 예정이며, 이는 이 발견에 대한 상당한 공중 보건적 관심을 강조합니다.

역사적 맥락 및 미래 방향

이 새로운 연구는 리튬의 보호적 역할을 시사했던 이전의 역학 연구들을 뒷받침합니다. 예를 들어, 2017년 덴마크 연구는 식수에 자연적으로 리튬 수치가 높은 인구 집단에서 치매 발생률이 더 낮음을 나타냈습니다. 유사하게, 2022년 영국 연구는 리튬 처방을 받은 개인이 알츠하이머병 진단 가능성이 현저히 낮았음을 발견했습니다. 이전에는 리튬의 기분 안정제로서의 심오한 효과로 인해 치료 약물로 “고정관념화”되었으며, 이는 리튬의 잠재적인 광범위한 생리적 중요성을 가려왔습니다. 이러한 간과는 부분적으로 인체에 자연적으로 존재하는 극소량의 리튬 때문이었는데, 이는 최근 측정 기술의 발전 전까지는 정확한 정량화를 어렵게 만들었습니다.

러시 대학교를 포함한 뇌 은행에서 수집된 다양한 인지 기능을 가진 환자의 인간 뇌 조직 분석 결과, 경도 인지 장애 또는 알츠하이머병 환자의 리튬 수치가 정상 뇌 기능을 가진 사람보다 일관되게 낮게 나타났습니다. 이러한 관찰은 식단 내 리튬이 50%만 감소해도 알츠하이머병과 유사한 신경병리학적 변화를 빠르게 유발하는 쥐 실험의 결과와 결합되어, 이 원소의 필수적인 역할을 강력히 뒷받침합니다. 노화하는 뇌에서 리튬 흡수 감소의 정확한 원인은 여전히 조사 중이지만, 잠재적 요인으로는 식단 섭취 감소와 유전적, 환경적 영향이 포함됩니다. 특히, 뇌 건강에 이롭다고 이미 알려진 많은 식품들, 예를 들어 잎채소, 견과류, 콩류, 그리고 강황과 커민 같은 향신료는 리튬이 풍부한 공급원이기도 하며, 이는 이들 식품의 보호 효과에 대한 잠재적인 기저 메커니즘을 시사합니다.

이 연구는 신경퇴행성 질환 이해에 있어 중추적인 순간을 나타내며, 알츠하이머병을 바라보는 설득력 있는 새로운 시각을 제공합니다. 리튬의 중요한 생리적 기능과 신경퇴행 과정에서의 잠재적 결핍을 밝힘으로써, 이 발견은 새로운 진단 도구, 조기 개입 전략, 그리고 전 세계 공중 보건에 상당한 영향을 미칠 수 있는 표적 약물 개입 개발을 위한 광범위한 길을 엽니다.