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2011년 9월호

뇌의 운명
  글·이왕재 (서울의대 해부학교실 교수. 본지 발행인. 온누리교회 )
뇌의 운명이라는 제목이 적당한지는 글을 쓰는 필자에게도 자신이 없는 부분이다. 많은 뇌를 전공하는 분들에게 문의해 보았지만 오늘 이글을 통해서 알리고자 하는 내용에 대해서 정통한 분이 많지 않았다는 사실을 미리 알려 드리기 원한다. 미리 글 내용을 알리자면 전체 뇌 세포 수는 얼마나 되며 나이가 들면서 줄어들 수밖에 없다면 과연 어떤 기전으로 얼마나 빠른 속도로 세포가 죽어 나갈까에 대한 설명이라 할 수 있다. 

사실 우리 몸을 구성하는 세포 수는 대략 수 백조(~1014)로 알려져 있다. 그렇다면 인간 체중의 약 2%를 차지하는 뇌 속에 존재하는 세포 수도 대략은 이에 상응해야 할 것이다. 즉, 수 백조의 2% 정도라면 수 조 단위의 뇌 세포가 존재해야 맞을 것 같다. 그런데 알아 본 바에 의하면 실제로는 예상되는 뇌 세포 수의 약 1%에 해당하는 수 백억 단위의 뇌 세포가 존재하는 것으로 알려져 있다. 생각한 것보다 뇌 세포의 수가 상당히 적다고 할 수 있다.
뇌 조직에 존재하는 세포들 중 주세포가 되는 신경세포의 특성 상 비교적 큰 세포체에 긴 돌기를 가지고 있기 때문에 세포 하나가 차지하는 부피와 크기가 다른 조직 속에 있는 세포들에 비해서 크기 때문에 전체 무게에 대한 비율과 실제 전체 세포 수에 대한 뇌 세포 수의 비율의 불일치가 100배(혹은 1/100)에 달하는 것으로 판단된다.
다시 언급하자면 뇌 세포에는 종류가 여러 가지 있지만 그 종류에 관계없이 뇌 세포의 수는 약 140억 정도로 전문가들은 이야기하고 있다. 여러 의견이 분분하지만 그 중 30% 정도(40억)만이 살아 있는 사람의 뇌 속에서 분명한 기능을 갖는 것으로 알려져 있다. 20세 전후가 되면서 이러한 현상이 완성되는데 이는 20세가 지나면서 눈에 띄는 뇌 세포 수의 변화가 시작된다는 것을 의미한다.

즉, 40억에 가까운 뇌 세포는 20세 이후부터 하루에 약 10만 개씩 죽어 나가는 것으로 알려져 있다. 계산해보면 1년이면 약 3천 6백만 개, 10년이면 3억 6천만 개, 30년이면 기능을 갖는 뇌 세포의 1/4에 해당하는 약 10억 개의 뇌 세포가 죽어 나간다고 할 수 있다. 결국 20세 때의 기억력이나 운동신경을 기준으로 해볼 때 30년이 지난 50세 때의 뇌 세포 수는 3/4만이 남아 있고 그 결과 50대에는 20대 때의 기억력이나 운동신경을 유지할 수 없음을 우리는 경험을 통해서 그 수치의 정확성을 확실히 느낄 수 있다.

더 나아가 또 다른 30년이 흐른 80대의 어르신들의 일상생활을 상기해 보면 20대 때 가지고 있던 기능을 갖는 뇌 세포의 절반이 죽어 없어진 그 노인들의 정신적, 육체적 능력을 예측해 볼 수 있다. 실제 통계에 의하면 80대 노인의 절반이 정상적인 정신 상태를 유지하지 못하고 정상적인 운동능력을 유지하지 못하는 것으로 알려져 있다.
그러면 뇌 세포는 정상적으로 시간이 지나면서, 즉 나이가 들어가면서 왜 그 숫자가 줄어드는 것일까? 이는 인간을 포함하는 생명체들이 생명을 유지하기 위해 산소를 쓸 수밖에 없기 때문인 것으로 알려져 있다. 즉, 먹는 일과 숨 쉬는 일이 생명의 근원이라 할 수 있기 때문에 모든 생명체는 먹는 일과 숨 쉬는 일을 쉬지 않고 하고 있는 것이다. 이때 사용된 산소의 평균 5% 정도는 정상적으로 우리 몸속에서 독성이 강한 활성산소로 변하게 되는데 이 활성산소의 공격으로 뇌세포는 끊임없이 죽어 갈 수밖에 없다는 것이다.

그런데 안타깝게도 뇌는 우리 몸에서 가장 많은 산소를 쓰는 장기로 알려져 있다. 구체적으로 이야기하자면 뇌는 그 무게로 볼 때는 전체 체중의 약 2%에 해당되지만 뇌의 산소 사용량은 전체 사용량의 25~30%에 이르는 것으로 알려져 있다. 잘 알려진 이론에 의하면 산소를 많이 쓰면 활성산소 또한 많이 발생할 수밖에 없다. 그래서 생명체들은 이에 대한 본능적 대비책을 마련하는데 활성산소의 독성을 최소화 하기 위해 각종의 항산화제들을 뇌 속으로 모으는 것으로 알려져 있다.

대표적으로 비타민 C를 보면 비타민 C를 정상적으로 몸에서 합성하는 동물들의 경우 뇌 속의 비타민 C의 농도가 혈중 농도에 약 200배에 달하는 것으로 알려져 있다. 활성산소의 특성이나 비타민 C의 기능으로 고려해 볼 때 너무나 당연한 현상으로 풀이된다. 그밖에 글루타민산(glutamate) 등이 뇌 세포를 죽게 만드는 것으로 알려 있으나 뇌 속에서 이들에 대한 대사에 대해서는 명확하게 알려져 있지 못하다.

이러한 운명을 가지고 있는 뇌의 보호를 위해 우리가 할 일은 무엇일까? 21세기 특히나 뇌를 많이 써야 하는 현대인에게는 뇌를 특별히 보호하는 것이 필요할 텐데 마땅한 대책이 없으니 이를 해결하기 위한 숙제 또한 만만치 않다 할 것이다. 




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