장 염증, 노화 및 알츠하이머병 병리학 간의 연관성

최근 몇 년 동안 장내 미생물총과 신경 질환의 연관성이 연구의 주요 관심사로 떠오르고 있습니다. 장 염증(예: 누수 장, 장내 미생물 불균형)이 "장-뇌 축"을 통해 신경퇴행성 질환, 특히 알츠하이머병(AD)의 진행에 영향을 미칠 수 있다는 증거가 점점 더 많아지고 있습니다. 본 논문은 장 염증이 연령에 따라 어떻게 증가하는지 살펴보고, 장 염증이 AD 병리(예: 베타 아밀로이드 침착 및 신경 염증)와의 잠재적 연관성을 탐구하여 AD의 조기 개입에 대한 새로운 아이디어를 제시합니다.

1. 서론

알츠하이머병(AD)은 가장 흔한 신경퇴행성 질환으로, 베타 아밀로이드(Aβ) 플라크와 과인산화된 타우 단백질을 특징으로 합니다. 유전적 요인(예: APOE4)이 AD의 주요 위험 요인이지만, 환경적 영향(예: 식단, 장 건강) 또한 만성 염증을 통해 AD 진행에 기여할 수 있습니다. 신체에서 가장 큰 면역 기관인 장은 특히 노화 과정에서 여러 경로를 통해 뇌 건강에 영향을 미칠 수 있습니다.

2. 장 염증과 노화

2.1 장 장벽 기능의 연령 관련 감소
나이가 들면서 장 장벽의 기능이 약해져 "장 누수"가 발생하고, 이로 인해 박테리아 대사산물(예: 리포폴리사카라이드, LPS)이 혈류로 유입되어 전신의 저급 염증을 유발합니다. 연구에 따르면 노인의 장내 세균총 다양성은 감소하고, 염증 유발 박테리아(예: 프로테오박테리아)는 증가하며, 항염증 박테리아(예: 비피도박테리움)는 감소하여 염증 반응을 더욱 악화시키는 것으로 나타났습니다.

2.2 염증인자와 노화
만성 저급 염증("염증성 노화", Inflammaging)은 노화의 중요한 특징입니다. 장 염증 요인(예:IL-6, TNF-α)는 혈액 순환을 통해 뇌에 진입하여 미세아교세포를 활성화하고, 신경 염증을 촉진하며, AD의 병리 과정을 가속화합니다.

신경 염증을 촉진하여 AD 병리를 가속화합니다.

3. 장 염증과 알츠하이머병 병리학의 연관성

3.1 장내 미생물 불균형 및 Aβ 축적

동물 모델에서 장내 세균총 장애가 Aβ 축적을 증가시킬 수 있음이 밝혀졌습니다. 예를 들어, 항생제를 투여한 생쥐에서는 Aβ 플라크가 감소한 반면, 장내 미생물 불균형이 있는 생쥐에서는 Aβ 수치가 증가했습니다. 특정 세균 대사산물(예: 단쇄 지방산, SCFA)은 미세아교세포 기능을 조절하여 Aβ 제거에 영향을 미칠 수 있습니다.

3.2 장-뇌 축과 신경 염증

장 염증은 미주신경, 면역 체계 및 대사 경로를 통해 뇌에 영향을 미칠 수 있습니다.

• 미주신경 경로: 장 염증 신호는 미주신경을 통해 중추신경계로 전달되어 해마와 전전두엽 피질 기능에 영향을 미칩니다.
• 전신 염증: LPS와 같은 박테리아 성분은 미세아교세포를 활성화하고 신경 염증을 촉진하여 타우 병리와 신경 손상을 악화시킵니다.
• 대사 효과: 장내 미생물 불균형은 트립토판 대사에 영향을 미쳐 신경전달물질(예: 5-HT)의 불균형을 초래하고 인지 기능에 영향을 미칠 수 있습니다.

3.3 임상적 증거

• AD 환자는 건강한 노인에 비해 장내 세균총 구성이 상당히 다릅니다. 예를 들어, 두꺼운 장벽을 가진 문과 항균 문의 비율이 비정상적입니다.
• LPS의 혈중 수치는 AD의 심각도와 양의 상관관계를 보입니다.
• 프로바이오틱스 개입(예: 비피도박테리움 비피덤)은 동물 모델에서 Aβ 축적을 줄이고 인지 기능을 개선합니다.

4. 잠재적 개입 전략

식단 변경: 섬유질이 풍부한 지중해식 식단은 유익한 박테리아의 성장을 촉진하고 염증을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.

1. 프로바이오틱스/프리바이오틱스: 특정 박테리아 균주(예: 락토바실러스, 비피도박테리움)를 보충하면 장 장벽 기능이 개선될 수 있습니다.
2. 항염 치료: 장 염증을 표적으로 하는 약물(예: TLR4 억제제)은 AD 진행을 늦출 수 있습니다.
3. 생활 습관 개선: 운동과 스트레스 감소로 장내 세균총 균형을 유지할 수 있습니다.

5. 결론 및 미래 전망

장 염증은 연령에 따라 증가하며, 장-뇌 축을 통해 알츠하이머병 병리에 기여할 수 있습니다. 향후 연구에서는 특정 장내세균총과 알츠하이머병 간의 인과관계를 더욱 명확히 규명하고, 장내세균총 조절을 기반으로 한 알츠하이머병 예방 및 치료 전략을 모색해야 합니다. 이 분야의 연구는 신경퇴행성 질환의 조기 개입을 위한 새로운 목표를 제시할 수 있을 것입니다.

샤먼 베이슨 메디컬(Xiamen Baysen Medical)은 삶의 질 향상을 위한 진단 기술 개발에 항상 집중하고 있습니다. 라텍스, 콜로이드 금, 형광 면역 크로마토그래피 분석, 분자, 화학 발광 면역 분석 등 5가지 기술 플랫폼을 개발했습니다. 장 건강과CAL 테스트 장의 염증을 감지하는 데 사용됩니다.

참고문헌 :

1. Vogt, NM 외 (2017). “알츠하이머병에서 장내 미생물군 변화.”과학 보고서.
2. Dodiya, HB 외 (2020). "만성 장 염증은 알츠하이머병 마우스 모델에서 타우 병리를 악화시킨다."네이처 뉴로사이언스.
3. Franceschi, C. 외 (2018). “인플라마징: 연령 관련 질환에 대한 새로운 면역-대사적 관점.”네이처 리뷰 내분비학.