고산 저산소성 뇌손상 조기 발견

너무 빨리 또는 너무 높이 오르는 사람들은 급성 고산병에 걸릴 위험이 있으며, 이는 생명을 위협하는 저산소성 뇌 손상으로 이어질 수 있습니다. 연구자들은 생체 전기화학을 사용하여 부상 전에 다양한 뇌 영역의 산소 함량에 특징적인 변화가 발생한다는 것을 보여주었습니다. 한 팀이 저널 Angewandte Chemie 에 보고한 바에 따르면, 뇌 손상 위험은 며칠 전에 예측할 수 있었습니다. 아마도 고산 저산소성 손상을 감지하는 새로운 접근법일 것입니다.

고지대에서는 기압이 낮고 산소 분압이 낮아 뇌에 충분한 산소 공급이 이루어지지 않습니다(저산소증). 이는 스키나 등산을 할 때 너무 빨리 2500m에 도달할 때만 발생하는 것이 아니라, 예를 들어 남미나 아시아의 3000m 이상 지역에 사는 사람들도 적응에도 불구하고 영향을 받을 수 있습니다(만성 고산병). 경미한 형태의 급성 고산병은 등반 후 약 4~6시간 후에 두통과 함께 시작됩니다. 등반을 중단하지 않으면 현기증, 메스꺼움, 심장 두근거림과 같은 추가적인 문제가 발생할 수 있습니다. 이 시점에서 저산소증과 생명을 위협하는 고지대 저산소성 뇌 손상(HHBI)을 예방하기 위해 더 낮은 고도로 하강하거나 (휴대용) 압력 챔버에서 치료를 받고 산소를 투여하는 것이 중요합니다.

HHBI의 조기 감지를 위한 대부분의 현재 방법은 속도와 정밀도 면에서 크게 부족합니다. 저장 대학(중국)의 Lin Zhou와 Bin Su가 이끄는 팀은 시간이 지남에 따라 뇌 영역의 산소 함량의 변화에 ​​기반한 새로운 전략에 대한 접근 방식을 제안했습니다.

연구팀은 미세 생체적합성 전극을 사용하여 저압 챔버에서 고산(3000~7500m)에 노출된 시뮬레이션에서 마우스 뇌의 다른 부위의 산소 함량과 HHBI 정도 간의 관계를 조사했습니다. 뇌의 저산소증은 다른 장기에서 뇌로 산소를 즉시 운반하기 시작했습니다. 약 2시간 이내에 뇌는 산소를 추가로 재분배했습니다. 저산소증에 대한 내성이 높은 뇌 영역은 더 중요한 부위로의 공급을 지원하기 위해 산소를 덜 받았습니다.

전기화학적 측정 결과, 시뮬레이션 고도 3000m에서 1차 체성감각 피질(촉각을 담당)의 산소 함량이 해마(기억을 담당)보다 더 빨리 감소했습니다. 두 영역 모두에서 혈액 산소 포화도 감소보다 더 빨리 감소했습니다. 이러한 측정은 기억 및 감각 테스트와 관련이 있습니다. 정상 압력에서 동물은 완전히 회복되었습니다. 반면 시뮬레이션 고도 7500m에서 3일 후 두 영역의 산소 함량은 거의 비슷하게 낮은 값으로 감소했습니다. 생쥐는 세포 사멸을 포함한 심각한 HHBI를 겪었습니다. 중간 높이에서 개별 동물은 다르게 반응했습니다. 저압 시뮬레이션의 처음 1~2시간 내에 측정된 전류를 기준으로 3일 후에 생쥐가 HHBI를 겪을지 여부와 어느 영역에서 겪을지 예측할 수 있었습니다.

뇌 산소 수치 변화의 특성을 바탕으로 HHBI의 위험을 며칠 전에 예측할 수 있었습니다. 연구팀은 이러한 통찰력을 임박한 HHBI를 조기에 감지할 수 있는 기초로 활용하고자 합니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/12/241206112111.htm