타는 목마름으로…갈증 조절하는 뇌세포 발견

미국 연구진이 목마름을 조절하는 뇌세포들과 그 조절 원리를 밝혀내고 국제학술지 ‘네이처’ 26일자 온라인판에 게재했다. 찰스 주커 컬럼비아대 생화학과 교수팀은 쥐의 뇌에서 뇌활밑기관(Subfornical Organ)에 있는 두 종류의 뇌세포군이 목마름을 조절한다는 사실을 확인했다. 지금까지 많은 학자들이 목마름을 조절하는 부위로 뇌활밑기관을 지목했다. 동물이 탈수 증상을 나타낼 때 이 부위의 활동성이 높아지기 때문이다. 뇌활밑기관을 대상으로 전기 자극 등 다양한 실험을 진행해 왔지만 명확한 원리와 그에 관여하는 뇌세포들을 밝혀내지는 못했다. 연구진은 뇌활밑기관이 갈증을 통제한다면 적어도 두 종류 이상의 뇌세포군이 관여할 거라고 가정하고 실험을 진행했다. 우선 쥐의 뇌활밑기관에 빛에 민감한 단백질을 주입하고 혈압과 전해질 균형을 유지할 만한 충분한 물을 공급했다. 그런 뒤 푸른색 레이저를 이용해서 뇌활밑기관에 있는 특정 세포들을 선택적으로 활성화하는 실험을 진행했다. 연구진이 ‘CAMK11’라고 부르는 뇌세포군을 자극하자 곧바로 쥐가 물이 있는 곳을 찾아가 먹는 모습을 보였다. 자극을 지속하자 체중의 8%가 증가하도록 쉬지 않고 물을 마셨다. 이번에는 반대로 물을 먹이지 않아서 목마른 쥐의 ‘VGAT’라는 뇌세포군을 자극했다. 그러자 목마른 쥐는 물을 찾지 않았으며 물 섭취량을 80%까지 억제할 수 있었다. VGAT를 자극하는 것은 다른 음식물을 섭취하는 것에는 아무런 영향을 미치지 않았다. 주커 교수는 “뇌활밑기관은 혈액뇌장벽이라는 부위 바깥에 위치해서 인체의 수분 상태를 즉각적으로 인식할 수 있다”며 “이를 인식한 CAMK11와 VGAT 뇌세포군이 상호작용하면서 갈증을 통제하는 것”이라고 말했다. 출처 : 동아사이언스(과학동아 데일리)

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