고통스런 통증, 알고보니 장 건강 지킴이였다

하버드대 연구진, 통증 신경이 장 보호 점액 분비 촉진하는 기전 밝혀...장내미생물 간겅에도 기여

통증이란 것은 도대체 왜 존재해서 우리를 괴롭히는 것일까? 생물이 통증을 느끼도록 진화한 이유에 대한 일반적 설명은 통증이 몸에 질병이나 상처 등 문제가 생길 때 이를 알려 고치게 하는 '경보 시스템' 역할을 한다는 것이다.

하버드대 연구진이 최근 통증의 보다 '실용적' 역할을 발견, 학술지 '셀(Cell)'에 발표했다. 통증 신경이 소화기관을 보호하는 점액 생성을 촉진한다는 것이다. 이렇게 만들어진 점액은 다시 장내미생물 생태계를 건강하게 유지하는데 도움을 준다.

배상세포(붉은색)와 신경(회색부분)의 이미지 (자료=하버드대)

장과 기도에 있는 술잔 모양의 배상세포엔 장내 기관 표면을 감싸 상처나 손상으로부터 보호하는 점액이 들어있는데, 연구진은 이들 배상세포가 장내 통증감지신경과 직접 신호를 주고받으며 점액을 배출함을 발견했다. 유전자 조작으로 통증감지신경을 없앤 쥐는 보호 기능의 점액을 적게 만들었고, 이에 따라 장내미생물 균형도 깨졌다.

배상세포 표면에는 'RAMP1'이란 수용체가 있어 인근 통증 신경이 분비하는'칼시토닌 유전자 관련 펩타이드(CGRP)'라는 물질과 결합한다. RAMP1이 통증 신경이 활성화될 때 나오는 CGRP와 결합, 배상세포가 통증 신경과 신호를 주고받으며 점액을 분비하는 것이다. 통증 신경은 섭취한 음식이나 장내미생물이 발생한 신호나 기계적 압력, 화학적 문제나 급격한 기온 변화 등의 이유로 활성화될 수 있다.

고추의 매운 맛을 내는 캡사이신을 먹은 쥐는 곧바로 통증감지신경이 활성화되며 배상세포가 다량의 점액을 분비하도록 했다. 반면 통증신경이나 CGPR 수용체를 제거한 쥐는 대장염에 더 잘 걸렸다.

통증이 단지 잠재적 위험을 경고하는 간적접 역할에 그치지 않고, 소화기관 세포와 직접 '대화'하며 이들 기관의 장내미생물을 유지하고 염증에 대항하는 직접적 역할도 한다는 의미다.

사진 = 이미지투데이

또 연구진은 상처나 염증이 발생했을 때 뿐만 아니라 평소에도 특정 종류의 장내미생물이 CGPR 분비를 일으키는 것을 발견했다.

연구를 주도한 아이삭 치우 하버드 의대 교수는 "통상적인 장내미생물의 존재 자체가 신경계를 자극해 배상세포의 점액 분비를 유발하는 것 같다"라며 "이런 순환 과정을 통해 장내미생물이 통증 신경에 신호를 보내고, 뉴런은 점액 분비를 촉진하며, 이는 다시 장내미생물을 건강하게 유지한다"라고 말했다.

이번 연구 결과는 통증 치료법에 대한 새로운 고민도 안겨준다. 통증을 없애려 신경을 마비시키면, 배상세포의 점액 분비가 줄고 장내미생물의 균형도 깨져 소화기관에 해를 끼칠 수도 있기 때문이다. 특히 편두통 치료제의 상당수가 CGPR 분비를 억제하는 방식이라, 편두통약을 오래 먹으면 소화기관의 보호 기능이 약해질 수 있다는 우려도 나온다.

연구진은 이번 연구로 밝혀진 통증 신경의 작용이 항원의 통로 역할을 하고, 병원균에 대항해 장을 보호하는 화학 물질을 만드는 등의 다른 배상세포 기능에도 영향을 미칠지 추가로 연구할 계획이다. 또 소화기 염증에 약한 유전적 소인이 있는 환자에 미치는 영향도 조사한다.