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- 뇌 내부의 작은 혈관도 맥동한다는 사실을 처음으로 입증
- 뇌 세동맥은 파도와 같은 펌핑 운동 생성,
- 진동은 심장 박동과 관계없이 10초(0.1Hz)에 한 번씩 주기적으로 발생, 초당 2mm 속도
- 뇌의 혈류를 더 잘 이해하고 다양한 질병을 더 쉽게 진단하는 데 도움

얼마나 작은 정맥이 우리 뇌를 통과하는지
뇌 세동맥은 심장 박동과 독립적으로 박동한다.

뇌 세척:
신경과학자들이 뇌 내부의 작은 혈관도 맥동한다는 사실을 처음으로 입증했다. 뇌 미세 혈관들은 심장 박동이나 뇌 활동과 관계없이 우리의 사고 기관을 통해 혈액을 폭발적으로 펌핑한다. 이러한 "이동파"는 이제 뇌 세동맥에서 입증됐으며 한편으로는 뇌로의 혈액 공급을 촉진한다. 또한 주변 뇌수를 혼합하고 폐기물을 더 잘 처리하는 데 도움이 될 수 있다. 

▲ 우리의 뇌에는 미세 혈관이 관통하고 있다.

혈류는 우리 몸의 모든 세포에 산소와 영양분을 운반하는 동시에 노폐물을 처리한다. 이는 산소와 영양분 요구량이 높아 혈액 공급이 특히 잘되는 우리의 뇌에도 적용된다. 신선한 혈액은 먼저 큰 대뇌 동맥을 통해 뇌 표면에 걸쳐 있는 소위 유막 혈관이라는 작은 혈관으로 흐른다. 거기에서 심지어 더 작은 세동맥이 뇌 내부로 분기된다.

세동맥은 파도와 같은 펌핑 운동 생성

프랑크푸르트 암 마인 괴테 대학의 토마스 브로기니(Thomas Broggini)가 이끄는 연구팀은 뇌 세동맥의 혈류가 심장 박동뿐만 아니라 혈관의 독립적인 펌핑 운동에 의해 주도된다는 사실을 발견했다. 이러한 소위 혈관 운동은 혈관벽의 평활근 세포의 수축과 이완이 교대로 발생하여 파도 모양의 혈관벽 움직임이 발생한다.

이러한 진동은 심장 박동과 관계없이 10초(0.1Hz)에 한 번씩 주기적으로 발생하며 파도 같은 혈류를 유발한다. 이러한 펌핑 운동은 이전에 포유류의 다양한 기관의 동맥과 뇌의 더 큰 유막 혈관에서 관찰됐다. Broggini와 그의 팀은 이제 처음으로 뇌의 세동맥에서 이러한 진동을 입증했다. 그들은 생쥐 뇌의 기능적 자기공명영상(fMRI)을 사용하여 이를 발견했다.

"이동파"는 무엇을 위한 것인가?

분석에 따르면 새로 발견된 혈관 운동은 모든 뇌 세동맥을 따라 긴 "이동파"를 생성하며, 이는 초당 2mm의 다소 느린 속도로 사고 기관을 통해 퍼진다. 측정 결과에 따르면 이 파동은 뇌 정맥의 혈류를 20% 향상시키는 것으로 나타났다. 이 효과는 활동적인 뇌 영역보다 휴식 상태에서 더 두드러졌다. "이것은 혈관 운동이 신경학적 신호와 관계없이 뇌로의 혈류에 큰 영향을 미친다는 것을 보여준다"고 Broggini는 말했다.

연구자들은 또한 뇌혈관의 파도 같은 움직임이 혈액의 난류를 일으킬 뿐만 아니라 의심하고 있다. 또한 모든 뇌세포를 순환하는 뇌수를 혼합하는 데 도움이 될 수 있다. 혈관파는 사방팔방으로 퍼지고 때로는 겹쳐지기 때문에 뇌척수액이나 혈액 속의 영양분이나 노폐물을 목표로 운반할 수 없다.

또한 Broggini와 그의 팀이 발견한 바와 같이, 혈관 운동은 일시적으로 뇌 정맥에 작은 돌출부를 생성하며, 이는 또한 파동으로 퍼진다. Broggini는 "이것은 뇌척수액을 통해 잘못 접힌 단백질과 노폐물 제거를 향상시킬 수 있다"고 설명했다. 그러나 세동맥의 혈관 운동의 정확한 기능은 아직 불분명하다.

질병과의 연관성?

앞으로 이 발견은 fMRI 스캔에서 볼 수 있는 뇌의 혈류를 더 잘 이해하고 다양한 질병을 더 쉽게 진단하는 데 도움이 될 수 있다. 또한 연구자들은 이제 새로운 지식을 사용하여 혈관 운동이 알츠하이머병과 같이 혈액 공급이나 뇌의 노폐물 제거가 방해받는 질병에 영향을 미치는지와 어떻게 영향을 미치는지 조사하려고 한다.

"여기 프랑크푸르트에서의 향후 연구에서 우리는 뇌졸중, 뇌출혈 및 신경퇴행성 질환에서 진행파가 어떻게 변화하는지, 그리고 이것이 질병 발병에 어떤 영향을 미치는지 조사할 것이다"고 Broggini는 말했다. 새로운 치료법은 영향을 받은 뇌 부위에 혈액 공급을 개선하기 위해 뇌의 혈관 운동을 조절할 수 있다.
(Neuron, 2024; doi: 10.1016/j.neuron.2024.04.034)
출처: Goethe-Universität Frankfurt am Main

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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