애니메이션 <뽀빠이(Popeye)>의 주인공 뽀빠이는 녹색 채소인 시금치를 먹으면 엄청난 힘을 갖게 됩니다. 한 때 뽀빠이 덕분에 어린이들 사이에서는 시금치 열풍이 분 적도 있었죠. 시금치를 먹고 엄청난 힘이 생기는 건 어디까지나 만화에서 나오는 설정입니다. 하지만 시금치를 포함한 채소들은 비타민과 섬유소 등이 풍부해 건강을 위해 꼭 필요한 음식입니다.
채소의 순기능이 또 있다고 합니다. <Proceedings of the National Academy of Sciences>에 게재된 논문에 따르면 채소 그 중에서 시금치처럼 녹색 잎이 많은 채소가 조현병 치료에 도움이 될 수 있다고 합니다.
조현병과 글루타메이트
존스홉킨스대학(Johns Hopkins University)의 정신과 교수 아키라 사와(Akira Sawa) 박사의 연구진은 지난 2년간 조현병을 앓았던 81명의 환자들을 대상으로 fMRI를 실시해 환자들의 뇌를 연구했습니다. 연구진은 조현병 환자의 뇌가 사람들과 다른 특징을 보인다는 점을 발견했습니다.
연구진은 조현병 환자들이 일반인들보다 대뇌 피질 부위에 있는 글루타메이트(Glutamate)의 수치가 낮았다고 밝혔습니다. 글루타메이트는 아세틸콜린과 함께 대표적인 신경전달물질 중 하나인데요. 특히 신경세포에 중요한 '흥분성 신경전달물질'입니다. 학습과 기억에 중요한 역할을 한다고 합니다.
조현병 환자들과 일반인들의 글루타메이트 수치 차이는 4% 정도입니다. 하지만 대다수의 조현병 환자들이 일반인들보다 낮은 글루타메이트 수치를 기록했기에 통계적으로는 의미가 있는 결과였죠.
연구진은 또한 조현병 환자들의 뇌에 부분적으로 글루타메이트들이 모여 큰 분자를 형성한 글루타치온(Glutathione)의 수치가 낮았다는 점도 발견했습니다. 글루타치온은 몸에 활성산소를 일으키는 라디칼을 제거하는 물질 중 하나입니다. 세포가 정상적으로 성장 및 분화하도록 조정하고 유전자가 손상됐을 때 복구가 잘 이뤄지도록 돕는 역할을 하는 물질입니다.
연구진은 글루타메이트와 글루타치온이 조현병과 관련이 있는지 알아보기 위해 생쥐를 대상으로 실험했습니다. 연구진은 생쥐의 뇌에 L-Buthionine sulfoximine을 주입했습니다. L-Buthionine sulfoximine는 글루타메이트가 글루타치온으로 변환하는 것을 방해하는 물질인데요.
연구진은 생쥐의 뇌에 L-Buthionine sulfoximine을 주입하고 생쥐의 뇌를 분석했습니다. 그 결과 뇌세포들 간의 신호가 들어왔습니다. 뇌세포들 간의 신호는 조현병 환자들에게서 나타나는 과도한 흥분 증상과 유사한 반응을 보였다고 합니다.
녹색 채소, 설포라판의 기적
녹색 채소에는 다양한 성분이 들어가있습니다. 사와의 연구진은 그 중에서 설포라판(sulforaphane)이라는 성분에 주목했습니다. 설포라판은 녹색 채소 그 중에서도 브로콜리에 풍부한 물질입니다. 브로콜리의 쌉싸름한 맛의 원천입니다. 설포라판은 면역 능력을 극대화시켜 암이나 다른 독성물질로부터 몸을 보호해준다고 합니다. 덕분에 항암물질로 각광을 받고 있죠.
설포라판은 암뿐만 아니라 조현병에도 좋다고 합니다. 연구진은 브로콜리 새싹에서 설포라판을 추출했습니다. 연구진은 추출한 설포라판을 생쥐의 뇌에 주입했죠. 설포라판을 주입한 결과 생쥐의 혈액과 뇌에 있는 글루타치온 수치가 상승했다고 합니다.
연구진은 사람을 대상으로 다시 실험을 진행했습니다. 실험에는 총 9명의 참가자들이 참여했는데요. 연구진은 실험을 확실히 하기 위해 건강한 사람들만을 실험에 참여시켰으며 두부에 외상이 있는 사람, 흡연자, 약물 복용자 등은 제외시켰습니다.
연구진은 참가자들에게 브로콜리 새싹에서 추출한 설포라판을 연속 7일 동안 주사했습니다. 생쥐 실험과 유사하게 설포라판을 주사한 후 혈액과 뇌의 글루타치온 수치를 분석했죠. 그 결과 사람들도 생쥐와 마찬가지로 혈액과 뇌에서 글루타치온 수치가 증가했다고 합니다.
연구진 중 한 명이자 논문의 공동 저자인 존스홉킨스대학의 정신과 조교수 토마스 세드락(Thomas Sedlak) 박사는 "조현병은 뇌의 글루타치온 수치가 적은 것과 관련이 있을 것"이라고 말했습니다. 또한 세드락은 "설포라판 식이요법이 조현병을 포함한 정신질환 치료에 도움을 줄 수 있을 것"이라며 이 실험의 의의를 밝혔습니다.
##참고자료##
- 박상대 <분자세포생물학>
- 대한임상노인의학회 <최신 노인의학>
- 최옥병, 박성주, 양영철 <통합의학적 암 치료 프로그램>
- 허완석 <한국인 무병장수 밥상의 비밀>
- Sedlak, Thomas W., et al. "Sulforaphane augments glutathione and influences brain metabolites in human subjects: A clinical pilot study." Molecular neuropsychiatry 3.4 (2017): 214-222.
- Sedlak, Thomas W., et al. "The glutathione cycle shapes synaptic glutamate activity." Proceedings of the National Academy of Sciences 116.7 (2019): 2701-2706.
- Wang, Anna M., et al. "Assessing Brain Metabolism With 7-T Proton Magnetic Resonance Spectroscopy in Patients With First-Episode Psychosis." JAMA psychiatry 76.3 (2019): 314-323.
