혈액뇌장벽 BBB(Blood Brain Barrier)

요즘은 고등학교에서 매우 바쁜 나날을 보내고 있고

시험을 치고 성적 잘 받으려면 여러 과목을 잘 해야 하잖아요?

그래서 수학, 물리만 해대고 생명과학 공부를 잘 못하고 있는데

오랜만에 생명과학 관련되어서 글을 써 보고 싶었습니다.

그래서 고른 주제는 BBB입니다.^^;;

(주제가 잘 안 떠오르네요...)

그런데 BBB는 뭐의 약자일까요?

Blood Brain Barrier, 직역하면 '피 뇌 벽'이 되는데,

우리나라 말로 정확한 표현은 '혈액뇌장벽'입니다.

뭔 복잡하게 한자말로 썼는지 모르겠지만 이 약자 참 마음에 드는 것 같습니다.

BBB...B가 3개....^^

출처: http://www.33rdsquare.com/2013/02/researchers-may-have-found-key-to.html

(좀 복잡하지만 BBB를 삽화로 그리면 위와 같대요.)

어찌되었든, 이 BBB는 무슨 역할을 하길래 이런 이름을 갖게 된 것일까요?

사전에서, 혈액뇌장벽은 '혈액과 뇌를 분리시키는 장벽'이라고 표현합니다.

정확하게 따지면 혈액과 뇌척수액을 분리시키는 장벽이라 표현하는 것이 옳긴 합니다.

(뇌가 피 속에 담겨져 있는 것이 아니니 

혈관 안의 혈액과 뇌는 해부학적으로 그냥 분리되어 있으니까...)

예전에 과학자들이 궁금해 했던 것이

'동물의 혈관에 파란 잉크를 주입하면 온 몸에 파란색이 퍼질까?'

...였습니다.

식물은 파란 잉크 물을 주면 식물이 얼룩덜룩 파랗게 변하잖아요.

그것처럼 동물도 파랗게(윽, 징그러...) 변할지 궁금했던 것이죠.

그래서 실제로 동물에게 '트리판 블루'라는 파란 염색약을 주입해 보았는데

진짜 온 몸의 세포가 푸른색으로 염색이 되었습니다.

그런데 예외가 있었는데, 그것이 뇌와 척수였습니다.

그래서 발견하게 된 것이 '혈액뇌장벽'이었던 것이죠.

(쓰기 불편해서 앞으로 BBB라 칭하겠습니다.)

이 BBB는 어떤 구조를 가지고 있길래 그렇게 될 수 있었던 것일까요?

이걸 설명하는 것은 두 가지 구조가 있습니다.

첫 번째는 혈관 자체입니다.

우리 몸에서 혈관은 세포들과 물질 교환을 해야 하기 때문에

작은 틈이 존재합니다.

그런데 뇌 속의 혈관들은 그 틈이 더 좁다고 합니다.

정확히 말하면 어떤 단백질 때문에 세포의 원형질막이 일부 융합되었다...라는데

이런 것을 '밀착 연접(tight junction)'이라고 합니다.

출처: http://www.biology.arizona.edu/cell_bio/problem_sets/membranes/13t.html

이 구조보다 요즘 더 중요히 생각하는 구조는 '별아교세포'가 작용하는 구조입니다.

우리 뇌 속에는 뉴런도 있지만 신경교세포, 혹은 신경아교세포라고

뇌에 있는 신경세포의 약 90%를 차지하는 많이 알려지지 않은 세포들이 있습니다.

대강 아교세포(glia cell)이라고 불르기도 하는데요,

종류가 여러가지가 있지만 그 중 '별아교세포(Astrocyte)'가 이 장벽을 이룹니다.

자세히 말하면, '별아교세포'의 축삭 말단에 end feet이라고 하는

약간 볼록 튀어나온 종말단추들이 모여서 연막도 이루고 BBB도 이룹니다.

아래 그림과 같이 말이죠.

출처: http://medical-dictionary.thefreedictionary.com/Blood+brain+barrier

(아까 BBB삽화에서도 별아교세포가 감싸고 있는 것을 확인할 수 있습니다.)

이렇게 별아교세포가 촘촘히 감싸고 있는 바람에

물질들이 마음대로 이동을 하지 못합니다.

물론 너무 작고 지용성인 물질들은 그냥 통과하기도 합니다.

또, 별아교세포가 이온을 통과시킨다는 말도 있는데

그 사실은 자세히 알 수가 없네요.^^;;

기본적으로 BBB를 구성하는 물질이 인지질이기 때문에

작고 지용성인 물질들은 통과하는 경우가 있는 것은 맞습니다.

그런데 이렇게 물질들이 잘 통과 못 하면 통과시켜야 하는 물질은 어떻게 되는 것이죠?

그런 물질들은 BBB가 유독 약한 부분인 

'뇌실주위 기관(circumventricular organ)'에서 통과해

뇌척수액에서 돌아다니다가 뇌세포들과 물질교환 같은 걸 하면 됩니다.

그 기관들에는 송과체(pineal body), 뇌하수체후엽(posterior pituitary)등이 있습니다. 

이런 혈액뇌장벽이 존재하는 이유는 너무나도 뇌가 중요한 기관이라서

혈액의 세균과 같은 나쁜 것들을 막기 위해서이고,

(함정은, 광견병 바이러스는 BBB를 통과한다는 사실....--;;

그래서 BBB를 통과하고 뇌종양과 같은 병의 치료제를 주입할 때

광견병 바이러스를 사용한다고 하더군요.

광견병 바이러스는 뇌 매핑할 때도 쓰고, 참 다양하게 쓰이는 것 같습니다.)

체내의 호르몬과 신경전달물질로부터 뇌를 보호하고,

(함정은, 마약은 BBB를 통과할 수 있다는 것....--;;)

뇌에 필요한 일정한 환경을 유지하기 위해 존재합니다.

그런데 아기들이 처음 탄생했을 때 BBB를 완벽히 갖춘 후 태어나는 것이 아닙니다.

또, 고혈압일 경우, 방사선에 노출되었을 때, 감염 등에 의해 BBB가 열릴 수도 있습니다.

그리고 에이즈 걸렸을 때도 BBB를 약화시키고요.

그러니 항상 건강하게 살아야 우리 뇌도 건강한 환경에서 있을 수 있습니다.

자, 오늘은 혈액뇌장벽, BBB에 대해 알아보았는데요,

글을 읽고 나니 어때요?

뇌를 보호해주는 장벽과 별아교세포에서 고맙고,

건강하게 살아야겠다는 생각도 들고.

참....학교 와서 제대로 된 운동을 해 본 적이 없는 것 같은데

(물론 수업교실 옮기는 것 자체가 운동 같지만)

주말 오전 자율시간에 운동을 좀 해야겠습니다.