제논, "외상성 뇌손상 막는다"
제논, "외상성 뇌손상 막는다"
  • 강지희
  • 승인 2019.05.30 15:35
  • 조회수 2998
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외상성 뇌손상은 여러 후유증을 갖고 온다. 출처: Fotolia
외상성 뇌손상은 여러 후유증을 갖고 올 수 있다. 출처: fotolia

외상성 뇌손상은 외부로부터 머리에 가해지는 물리적 힘에 의한 손상을 말합니다. 사고, 낙상, 폭력 등으로 생길 수 있는 손상인데요. 1991년 <National Health Interview Survey>를 바탕으로 한 평가에 따르면 150만 명 정도의 미국인이 외상성 뇌손상으로 고통받고 있으며 한 해 인구 10만 명당 618명 정도의 외상성 뇌손상 환자가 발생한다고 합니다.

 

외상성 뇌손상 환자들은 후유증이 있다고 합니다. 행동장애는 흔히 나타나며 특히 주의력, 기억력, 정보처리 능력 및 지각이나 실행성 기능과 같은 인지기능의 문제가 두드러진다고 합니다. 

 

'제논'이 해결사?

 

그런데 제논(Xe)이 외상성 뇌손상을 막을 수 있다고 합니다. <British Journal of Anaesthesia>에 게재된 논문에 따르면 뇌가 외상으로 인해 손상되면 제논이 뇌의 회복에 도움을 줄 수 있다고 합니다.

비활성 기체(하늘색 칸들)와 제논(빨간색 동그라미). 출처: pixabay
비활성 기체(하늘색 칸들)와 제논(빨간색 동그라미). 출처: pixabay

제논은 비활성 기체 중 하나입니다. 한 때는 '크세논'이라고 불렸죠. 여기서 비활성 기체란 화학 반응을 거의 하지 않는 기체를 말합니다. 때문에 '불활성 기체'라고도 부르죠. 비활성 기체들은 모두 맛도 냄새도 색깔도 없습니다. 또한 상온에서는 물에 약간만 녹을 수 있으며 끓는점과 녹는점이 매우 낮습니다. 제논은 비활성 기체 중에서 비교적 화합물을 잘 만들 수 있는 원소라고 합니다.

 

비활성 기체들은 '희귀 가스'라고도 불립니다. 비활성 기체는 지구에 분포하는 양이 매우 적어 공기에 있는 총량이 1% 밖에 되지 않기 때문이죠. 다른 물질과 반응하지도 않고 양도 적어서 멘델레예프가 주기율표를 만든지 한참 지난 후에야 대부분의 원소들이 발견됐다고 합니다.

 

비활성 기체들은 모두 광기술공학에서 형광등이나 전기 충전제로 쓰이며 자석 냉각제로도 이용됩니다. 제논도 스트로보스코프와 속사진에 필요한 빛처럼 강하고 짧은 섬광을 만드는 램프에 사용되죠. 저압에서 크세논 기체에 전기를 흐르게 하면 푸른색을 띤 백색광이 방출되며 고압에서는 햇빛과 같은 백색광을 방출한다고 합니다.

연구진은 쥐를 대상으로 실험을 했다. 출처: Fotolia
연구진은 쥐를 대상으로 실험을 했다. 출처: fotolia

임페리얼 칼리지 런던의 생명공학부 교수 로버트 디킨슨(Robert Dickinson) 박사의 연구진은 72마리의 건강한 생쥐를 대상으로 연구를 진행했습니다. 연구진은 모든 생쥐를 마취시킨 후 뇌의 2/3을 손상시켰습니다. 

 

15분 후, 연구진은 쥐들을 두 그룹으로 나눴습니다. 실험군 쥐들에게는 제논 가스(75%의 제논과 25%의 산소)를 마시게 했고 대조군 쥐들에게는 다른 가스(75%의 질소와 25%의 산소)를 투여시켰죠. 연구진은 가스를 마신 쥐들을 2주, 20개월을 간격으로 인지 및 기억력  그리고 뇌의 손실 여부를 확인했습니다.

 

2주 후에는 쥐들이 큰 차이를 보이지 않았습니다. 하지만 20개월 후 검사한 결과 제논 가스를 투여받은 실험군 쥐들의 뇌 조직은 다른 가스를 흡입한 대조군 쥐들보다 손실이 적었다고 합니다. 특히 기억력을 담당하는 해마 조직과 백질의 손실이 적었다고 하는군요.

제논 가스를 투여받은 쥐들은 기억력을 더 많이 회복했다. 출처: Fotolia
제논 가스를 투여받은 쥐들은 기억력을 더 많이 회복했다. 출처: fotolia

이 덕분인지 제논 가스는 인지 및 기억력에서도 차이를 보였다고 합니다. 외상성 뇌손상은 인지 및 기억 장애를 유발할 수 있는데요. 20개월 후 제논 가스를 투여받은 실험군 쥐들은 다른 가스를 투여받은 대조군 쥐들보다 기억력을 더 많이 회복했다고 합니다. 

 

수명에도 영향을 미쳤다고 합니다. 제논 가스를 투여받은 쥐들은 대조군 쥐들보다 좀더 오래 살았다고 하는데요. 대조군 쥐들은 뇌가 손상된 지 12개월 전후로 20%의 사망률을 나타낸 반면 제논 가스를 투여받은 실험군 쥐들은 12개월까지 모두 생존했다고 합니다.

 

디킨슨의 연구진은 이 실험을 바탕으로 제논 가스가 뇌 손상을 막을 수 있다는 결론을 내렸습니다. 하지만 제논 가스는 비활성 기체이기에 뇌에 어떻게 영향을 미치는 지는 미지수인데요. 

 

아직 주의할 점 많아

 

연구진은 제논 가스가 NMDA 수용체의 활성을 억제해서 그런 것이라고 추측하고 있습니다. NMDA 수용체는 뇌세포 표면에 위치하는 수용체로 통증과 기억에 중요한 역할을 합니다. 하지만 작용이 지나치면 흥분 독성을 일으켜 뇌 손상을 일으키죠.

제논 가스가 뇌 손상 치료에 도움을 줄 수 있을 것이다. 출처: Fotolia
제논 가스가 뇌 손상 치료에 도움을 줄 수 있을 것이다. 출처: fotolia

디킨슨은 "외상성 뇌 손상 이후의 제논 처리 치료는 뇌의 회복과 생존율을 장기간에 걸쳐 회복시킨다. 우리의 연구 결과는 외상성 뇌 손상 직후 제논 처리가 환자의 치료에 장기적으로 도움이 될 것"이라며 이 실험의 의의를 드러냈습니다.

 

##참고자료##

 


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