3'30" 읽기
- 쥐 내이의 아연 수치는 시끄러운 소음에 노출된 지 몇 시간 후에 실제로 상당히 증가
- 아연 이온을 가두는 약물로 후속 실험에서 생쥐를 치료
- 이미 발생한 청력 손실은 약물 치료를 통해 부분적으로 회복될 수도 있다.

소음으로 인해 청력 손실이 발생하는 방식
이명현상 피할 수 있다.

연구원들이 시끄러운 콘서트 후에 빈번한 청력 상실을 유발하는 생물학적 메커니즘과 귀에서 울리는 소리를 피할 수 있는 방법을 발견했다. 귀가 울리면 내이의 아연 수준이 균형을 벗어나 세포 손상을 초래한다. 과잉 아연을 포착하는 약물은 앞으로 이를 예방할 수 있다. 

▲ 소음으로 인한 청력 손실은 수백만 명의 삶에 영향을 미친다. 이제 치료가 눈앞에 있다. pixabay

시끄러운 콘서트에 가본 사람이라면 누구나 나중에 귀가 울리는 느낌을 알 것이다. 전쟁터나 건설 현장 등 큰 소음에 지속적으로 노출된 사람이라도 소음이 멈춘 후 갑자기 청력이 상실되는 경우가 있다. 어떤 사람들은 일시적인 청력 상실만을 경험하고, 어떤 사람들은 영구적인 청력 상실이나 소음 인식의 급격한 변화를 경험하기도 한다. 예를 들어, 일부 사람들은 존재하지 않는 소리를 듣기 시작하고 이명이 발생한다.

청력 상실의 생물학

청력 상실의 심각도는 소음의 크기와 지속 시간에 따라 다르다. 그 결과는 사회적 장애와 우울증이 될 수 있다. “소음으로 인한 청력 손실은 수백만 명의 삶에 영향을 미친다. 청력 상실의 생물학은 완전히 이해되지 않았기 때문에 쉽게 예방할 수 없다”고 피츠버그 대학의 Thanos Tzounopoulos는 설명한다. 최근 연구에 따르면 돌발성 청력 상실에 대한 일반적인 치료법도 거의 도움이 되지 않는다.

Tzounopoulos의 동료이자 제1저자인 Brandon Bizup이 이끄는 연구팀은 이제 그러한 청력 손실이 세포 수준에서 어떻게 발생하는지 더 자세히 조사했다. 이를 위해 연구진은 2시간 동안의 소음이 다양한 시험 쥐의 청력과 내이에서 분리된 세포, 즉 달팽이관 유모세포와 나선형 윤부 세포에 미치는 영향을 테스트했다. 특히 과학자들은 이전 연구에서 제시된 증거와 같이 신체에 흔히 존재하는 신호 분자인 아연이 청력 상실에도 역할을 하는지 분석했다. 이를 위해 그들은 내이의 아연 양을 파악하고 정량화했다.

소음은 아연 균형을 방해한다.

실험 결과, 쥐 내이의 아연 수치는 시끄러운 소음에 노출된 지 몇 시간 후에 실제로 상당히 증가한 것으로 나타났다. 연구원들이 보고한 바와 같이 큰 소리에 노출되면 주로 내이의 특정 유모 세포에 있는 저장 소포에서 동물의 아연 이온이 강하게 방출되었다. 따라서 아연은 이러한 양으로 발견되지 않는 세포 내부와 외부의 위치에 도달했다. 아연 농도가 높기 때문에 실험에서 귀에 있는 달팽이관 세포가 손상되어 서로 간에 그리고 뇌와도 의사소통을 더 할 수 없게 됐다.

Tzounopoulos와 그의 동료들은 아연이 내이의 신호 분자로서 조절 기능을 가지고 있지만 시끄러운 소음이 있을 때 균형을 잃게 된다는 결론을 내렸다. 유리된 아연 이온이 감각 인상의 처리를 조절하는 뇌에서도 유사한 메커니즘이 알려져 있다. 뇌 손상 후에는 뇌의 아연 농도가 교란되어 신경 세포에 손상을 주거나 뇌전증 발작을 일으킬 수도 있다.

▲ 큰 소리에 노출되면 주로 내이의 특정 유모 세포에 있는 저장 소포에서 동물의 아연 이온이 강하게 방출되었다.

청력 상실은 예방하고 치료할 수 있다.

아연 급증으로 인한 피해를 피할 수 있는지 알아보기 위해 연구자들은 체내에서 천천히 방출되어 유리 아연 이온을 가두는 약물로 후속 실험에서 생쥐를 치료했다. Tzounopoulos와 그의 동료들이 발견한 바와 같이, 이 동물들은 소음에 노출되었지만 이전에 치료받지 않은 동물보다 덜 심각한 청력 상실과 소음 관련 귀 세포 손상을 덜 겪었다. 이는 무엇보다도 처리된 쥐에서 소음 처리를 담당하는 뇌 영역이 더 활동적이라는 사실로 나타났다.

연구자들은 예방 조치로 투여된 활성 성분이 스펀지처럼 작용하여 손상이 발생하기 전에 과도한 유리 아연 이온을 효과적으로 가두는 것으로 결론지었다. 이미 발생한 청력 손실은 약물 치료를 통해 부분적으로 회복될 수도 있다.

추가 연구가 필요함

이러한 발견을 바탕으로 Tzounopoulos와 그의 동료들은 이제 치료법을 개발하기를 원하지만 먼저 전임상 연구에서 추가 테스트를 거쳐야 한다. 장기적으로는 청력 상실을 예방하기 위해 처방전 없이 약을 사용할 수 있어야 한다.
(Proceedings of the National Academy of Sciences, 2024; doi: 10.1073/pnas.2310561121)
출처: University of Pittsburgh

[더사이언스플러스=문광주 기자]

[저작권자ⓒ the SCIENCE plus. 무단전재-재배포 금지]