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핵심내용

-이화여대 류인균 교수팀, 일반정신의학회지에 연구 논문 발표 -

 □ 교육과학기술부(장관 이주호)는 21세기 프론티어사업의 이화여대 류인균 교수 연구팀이 당뇨병에서 우울증 발병의 위험을 증가시키는 신경생물학적 메커니즘을 규명했다고 밝혔다.

 ○ 연구팀은 ‘21세기프론티어 뇌프론티어사업단’ 및 ‘글로벌연구 네트워크 사업’의 지원으로 세계적 당뇨병 연구기관인 Joslin 당뇨병 센터의 Alan M Jacobson 교수, 미국 유타대학교 뇌연구소 Perry F Renshaw 교수팀과 공동으로 연구를 수행했다.

□ 그동안 당뇨병 환자가 우울증 발병률이 높다는 사실이 주목받아 왔으나 당뇨병과 우울증간의 공통된 신경생리학적 기전이 있을 것이라는 가정 정도에 머물러 있었다.

 ○ 이에 따라 연구팀은 제1형 당뇨병으로 인한 상측 전전두엽(superior prefrontal cortex)의 구조적 손상, 즉 두께 감소를 우울증을 유발하는 요인으로 제안하고 이를 뇌영상 연구를 통해 성공적으로 규명하였다.

□ 이번 연구에서 제1형 당뇨병 환자중에  과거 우울 에피소드가 있었던 우울증군은 우울 에피소드가 없었던 대조군에 비해 상측 전전두엽의 두께가 얇아진 것으로 밝혀졌다.

 ○ 또한 우울 에피소드를 가진 제1형 당뇨병 환자군에서 생애 혈당 조절이 안 될수록 상측 전전두엽의 두께 감소 정도가 더 큰 것을확인할 수 있었다.

□ 이 같은 결과는 상측 전전두엽이 제1형 당뇨병과 우울증의 병태 생리에 모두 관여하고 있다는 것을 의미하고

 ○ 혈당 조절과 관련된 상측 전전두엽의 구조적 손상이 제1형 당뇨병 환자의 우울증의 발병 위험을 증가시킬 수 있다는 사실을 입증한 것이다.

□ 이번 연구 결과는 제1형 당뇨병의 치료와 유지에 있어서 우울증을 미연에 예방하기 위한 지침이 필요함을 제안하여, 향후 당뇨병 및 우울증과 관련된 치료 전략 수립에 크게 기여할 수 있을 전망이다.

□ 류인균 교수는 “이번 연구 결과는 당뇨병으로 인한 고혈당과 신경 독성의 증가, 우울증 발병으로 이어지는 과정의 생물학적 기전을 제시하는 것으로, 보다 효과적인 치료 전략을 세우는 데 기여할 것으로 기대한다.”고 연구 의의를 밝혔다.

□ 이번 연구 결과는 신경과학 및 정신의학 부문 최고 수준의 권위지인 ‘일반정신의학회지(Archives of General Psychiatry, impact factor=12.016)'에 10월 23일자로 게재*되었다.

    ＊ 논문명: Prefrontal cortical deficits in type I diabetes mellitus: brain correlates of comorbid depression)

상세내용

연 구 결 과 개 요

세계보건기구에 따르면 현재까지 제 1형 당뇨병 인구비율은 전 세계적으로 점점 증가하는 추세에 있다. 특히 대한 당뇨병학회에서 2005년 조사한 바에 의하면 우리나라의 당뇨병 유병률은 7.7%이며 매년 전체 환자의 10%에 달하는 환자가 새로이 발생한다.

   당뇨병으로 인한 만성 고혈당증은 다양한 표적 장기에 장애를 일으켜 망막병증, 신부전, 말초신경병증 등의 당뇨병성 합병증을 야기 시킨다. 또한 당뇨병 환자는 정신적으로 우울, 불안, 불면 등의 증상을 경험하거나 미세한 인지 기능 저하를 호소하는 것으로 알려져 왔다. 그간 학계에서 당뇨병에서 높은 우울증 발병률은 많은 관심을 받았지만 당뇨병과 우울증간의 공통된 신경생리학적 기전이 있을 것이라는 가정 정도에 머물렀다.

   최근 제 1형 당뇨병 환자군 에서의 뇌 내 구조 및 기능의 이상이 보고되어 왔는데, 주로 전전두엽(prefrontal cortex)이 관련되어 있었다. 또한 혈당 조절이 잘 되지 않은 환자의 경우 뇌 손상의 정도가 더 컸다. 흥미로운 사실은 전전두엽은 우울증 발병의 주요 기전으로도 제안되어 왔다는 것이다. 우울증을 동반한 당뇨병의 경우 우울증을 동반하지 않은 당뇨병 환자군에 비해 고혈당 및 당뇨병성 합병증이 더욱 심각하다. 우울증을 가진 당뇨병 환자의 경우 활동 수준이 줄어들고 체중 조절에 실패할 확률이 커 혈당 조절이 더욱 어렵기 때문이다.

  이번 연구에서 제 1형 당뇨병 환자군과 과거 우울 에피소드가 있었던 우울증군은 우울 에피소드가 없었던 정상군에 비해 상측 전전두엽의 두께가 얇아져 있었다. 이 결과는 상측 전전두엽이 제 1형 당뇨병과 우울증의 병태 생리에 모두 관여하고 있다는 것을 의미한다. 세부 분석을 통해 제 1형 당뇨병 환자군 중, 당뇨병 이후 우울 에피소드가 있었던 환자군은 우울 에피소드가 없었던 환자군에 비해 상측 전전두엽 두께가 더 얇아져 있음을 확인했다. 또한 우울 에피소드를 가진 제 1형 당뇨병 환자군에서 생애 혈당 조절이 안 될수록 상측 전전두엽의 두께 감소 정도가 더 컸다.

   지난 5년간 류인균 교수팀은 복셀기반 형태 측정법(Voxel-based morphometry, VBM)과 자기공명분광영상법(Magnetic Resonance Spectros, MRS)을 이용한 뇌영상 연구 결과를 통해 제 1형 당뇨병 환자의 전전두엽 영역에서의 용적 감소와 신경 독성을 유발할 수 있는 신경생화학 물질(Glx)이 증가 되어 있음과 이것이 혈당 조절 수준 및 우울 증상과 관련 있음을 입증한 바 있다. 따라서 이번 연구는 기존 연구 결과와 더불어 제 1형 당뇨병에서 혈당 조절 수준에 따른 상측 전전두엽의 두께 감소는 공존하는 우울증의 뇌 기반 기전임을 보여준다. 나아가 전전두엽의 이상이 우울증의 발병 기전이라는 지난 연구 결과와 이번 연구에서 제 1형 당뇨병군에서의 우울 에피소드가 당뇨병 발병이 시작되고 약 12년이 지나 나타났다는 점으로 미루어 볼 때, 이번 연구는 당뇨병으로 인한 상측 전전두엽의 두께 감소가 우울증 발병의 위험 요인임을 간접적으로 제시한다.

  하지만, 이번 연구는 연구 디자인상 횡단적 뇌영상 연구(cross-sectional neuroimaging study)이기 때문에 당뇨병과 우울의 관계의 인과성을 증명하는 데는 한계가 있다. 관련 후속 연구, 특히 종단적 뇌 영상 연구 디자인을 통해 당뇨병과 우울에 관한 보다 분명한 관계 규명이 필요할 것이라 본다.
   현재까지 제 1형 당뇨병에 대한 근본적인 치료법은 부재한 실정이다. 합병증을 줄이고 인지기능저하를 막기 위한 예방적 차원으로 최적 혈당 유지가 권고되고 있다. 현재와 같은 상황에서 이번 당뇨병에 공존하는 우울증의 신경생리학적 기전의 이해는 조기 치료와 예방을 위한 생물학적 기전에 기반을 둔 전략 수립에 이용될 수 있을 것이다. 

용 어 설 명

□ 제 1형 당뇨병(type I diabetes mellitus)
  당뇨병은 크게 제 1형과 제 2형으로 나눌 수 있으며, 제 1형 당뇨병은 전체 당뇨병 인구의 5-10%를 차지하며, 제 2형에 비해 비교적 이른 시기에 발병한다. 만성질환이지만 현재까지 질환 유발 기전이 밝혀지지 않았기 때문에 근본적 치료 대책이 없는 상태다. 따라서 인슐린 주사 요법, 혈당체크, 식단 조절 및 공존 질환에 대한 지속적인 검사와 생활 습관 개선을 통해 상태를 유지하는 것이 최선의 치료책으로 권고되고 있다.

□ 혈당 조절(glycemic control)
  당뇨병 관리에 있어 정상인의 혈당 수치에 가깝게 혈당을 조절하는 것을 일컫는다.  이는 혈중 포도당농도의 평균값을 반영하는 당화혈색소(hemoglobin A1c, 이하 HbA1c) 농도로 측정할 수 있다.
 
□ 일반정신의학회지(Archives of General Psychiatry)
  일반정신의학회지는 美의학협회(American Medical Association)에서 창간되어, 정신과(psychiatry), 신경과학(neuroscience), 정신건강(mental health), 행동 과학(behavioral sciences)과 같은 분야의 연구 논문을 게재하고 있다. 2011년 인용지수는 12.016, 최근 5년 인용지수는 14.179로 정신과 분야 및 신경과학 분야의 최고 수준 권위지이다.

사 진 설 명

그림 1. 제 1형 당뇨병으로 인한  전전두엽 구조 손상이 우울증을 매개하는 기전 제안

제 1형 당뇨병과 우울은 공통적으로 상측 전전두엽의 두께 감소라는 병태 생리를 공유한다. 또한 장기간의 혈당 조절의 실패는 상측 전전두엽 두께를 더 감소시키는데 우울 에피소드를 가진 제 1형 당뇨병 환자군에서 그 효과가 특히 크다. 혈당 조절의 실패는 신경 독성 작용을 통해 전전두엽 뉴런에 손상을 입힌다는 기존 보고와 더불어 이번 연구는 상측 전전두엽이 제 1형 당뇨병에서 우울증 발병에 중요한 역할을 하는 것을 보여준다.

그림 2. 피질 두께 측정(cortical thickness analysis) 방법의 도식화

구조 뇌영상(structural MRI) 분석 방법론 중 하나이다. 피질 두께는 회질과 백질 사이의 최소 거리로 정의하며 밀리미터 이하 단위로 두께를 정밀하게 측정할 수 있어 각종 질환군에서의 뇌 구조적 손상 및 정상군에서의 시간에 따른 구조적 변화를 측정하는 데 이용되고 있다.

그림 3. 상측 전전두엽(superior prefrontal cortex)

전전두엽에서 가장 상위에 위치하며, 실행 기능(executive function), 기억과 같은 인지적 기능에 관여함과 동시에, 감정 조절에도 관여한다. 우울증, 정신분열증 등의 주요 정신과 질환을 갖고 있는 환자군에서 해당 영역의 구조적, 기능적 손상이 관찰된다.