알츠하이머(Alzheimer's disease) 이해해보기 | 병리학적 특징, 주요 원인, 진단
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CNS Aging and Alzheimer's Disease (Section 4, Chapter 10) Neuroscience Online: An Electronic Textbook for the Neurosciences | De
The improvement in overall health care has brought about an increase in the life span of the population and created the problem of dealing with the health care needs and diseases that affect the elderly. This situation has unmasked Alzheimer's disease, a f
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Jack Waymire, Ph.D.가 작성한 CNS Aging and Alzheimer's Disease 을 읽어보며 정리한 포스팅입니다.
비전공자 입장으로 이해하기 위해 정리한 포스팅이기 때문에, 번역 과정에서 전문 용어가 매끄럽지 않을 수 있습니다.
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1. 알츠하이머란?
알츠하이머(AD)는 가장 흔한 신경 퇴행성 질환이 되었으며, 현재 전 세계적으로 거의 2억 5천만 명에게 영향을 미치고 있다.
알츠하이머는 가벼운 기억력 결핍과 신경 세포 사망( neuronal death )으로 시작하다가, 점진적으로 광범위한 신경 세포 사망으로 이어지며, 결국 심각한 치매로 이어진다.
이와 더불어 움직임이 느려지거나, 운동 협응( motor coordination ) 저하, 일반적인 혼란 및 성격 변화와 같은 다른 신경 및 성격 장애를 동반한다.
알츠하이머 환자는 일반적으로 초기 임상 진단 후 약 9년을 산다고 알려져 있다. 그렇기에 치료도 긴 기간 동안 진행 되어야 한다.
이는 경제적인 측면 뿐만 아니라 간병인들에게 심적으로 큰 부담을 준다는 의미이며, 전 세계적으로 연간 1,600억 달러의 비용이 들고 있다고 알려져 있다.
미국에서 알츠하이머 환자는 4백만 명 이상인 것으로 추정된다. (65세 이상 인구의 10%, 85세 이상 인구의 47%)
2. 알츠하이머병의 병리학적 특징
전두엽 , 두정엽, 측두엽 피질을 포함한 중추신경계의 일부 영역에서 뉴런 및 시냅스의 심각한 퇴화와 관련이 있으며, 이 영역들은 전부 학습 및 기억 과정과 관련이 있다.
- 베타 아밀로이드 단백질 ( β-amyloid peptides (Aβ) ) 축적으로 노망을 유발한다.
- 과인산화 타우( hyperphosphorylated tau ) 단백질이 세포 내 신경섬유다발( neurofibrillary tangles )을 유발한다.
- 염증 수치( inflammation)도 알츠하이머 발병의 주요 인자라는 것에 대한 증거가 발견되고 있다고 한다.
3. 알츠하이머 진단
크게 3가지 단계로 알츠하이머 가능성을 구분한다.
1) 알츠하이머 의심 단계 2) 알츠하이머 가능성 단계 3) 알츠하이머 확진 단계
1) 알츠하이머 의심 단계
단순히 노화로 발생하는 변화와 겹치는 영역
- 단기 기억력 저하, 건망증
- 순간적인 혼란 증세 보임
- 안절부절못함
- 무기력한 시기
- 판단 오류
- 학습 능력 저하
2) 알츠하이머 가능성 단계
의심 단계의 증상을 보인다면, 추가적인 검사를 통해 알츠하이머 가능성이 있는지 확인하는 것이 좋다.
- 명확한 치매 ( demensia ) - 자신의 이성적인 과정을 통제하기 어려움
- 40세~90세 사이에 발병
- 인지 영역에서 둘 이상의 결함 보임
- 기억력 및 기타 인지 기능의 점진적 저하
- 인지 결함이 진행되는데 영향을 미치는 다른 질환이 없을 때 알츠하이머 가능성 (예: 뇌혈관 질환 없을 때
3) 알츠하이머 확진 단계
확진에 근거가 되는 중추신경계의 형태학적인 변화를 보이는 단계.
아래는 알츠하이머가 보이는 병리학적 특성을 소개한다.
- 대뇌 반구 위축 ( atrophied cerebral hemispheres )
- 뇌실 확장 ( dilated ventricles )
- 신경섬유다발 ( Neurofibrillary tangles )
아래 그림에 표시된 뉴런의 세포체에 있는 비막 결합 섬유 덩어리( non-membrane bound masses of fibers )이다.
신경섬유다발은 단단히 부착된 여러 쌍의 나선 섬유( helical filaments )를 포함한다.
이들을 이중 나선 섬유 ( paired helical filaments (PHF) )라고 한다.
신경섬유다발은 또한 신경반 ( neurite plaque )에서 발견되는 동일한 병리학적 단백질인 베타 아밀로이드(β-amyloid)를 포함한다. (아래 그림 참조)
- 이중 나선 섬유 ( Paired helical filaments - PHF)
PHF를 가진 뉴런들이 온전하고 기능적으로 보이기 때문에, PHF는 뉴런이 죽기 전 단계로 여겨진다.
타우와 튜불린과 같은 세포골격( cytoskeleton ) 단백질에 대한 항체가 PHF와 교차 반응하기 때문에,
PHF는 변형된 세포골격 단백질로 구성되어 있다고 여겨진다.
PHF가 과인산화( hyper-phosphorylated )된 타우 단백질이라는 가설이 있다.
타우 단백질은 미세소관 관련 단백질( microtubule associated protein - MAP)이라는 점.
- 신경반 ( neurite plaque )
신경반은 베타 아밀로이드의 중심을 둘러싸고 있는 ( dystrophic neurites )의 구형 클러스터로 정의되며,
주로 회백질에서 발견된다. (신경반은 노인반( senile plaques ) 또는 ( neuritic plaques )라고도 함).
10 - 100 µm 직경의 구조로, 퇴화된 축삭 말단의 잔여물로 여겨진다.
신경반은 정상적으로 노화된 뇌보다, 알츠하이머가 동반되어 노화된 뇌에서 훨씬 더 흔하기 때문에, 알츠하이머병의 특정 마커로 여겨진다.
- 수상돌기와 수지상극 손실 ( Loss of dendritic branches and spines )
의사는 위와 같은 병리학적 특징을 염두하면서 CNS 조직 검사 또는 부검을 통해 이러한 조직병리학적 특징의 존재를 확인한다.
조직학적 영역을 검사한 후 아래 표의 연령 기준을 활용하여 알츠하이머 진단을 확립한다.
신경반과 신경섬유다발이 가장 많이 생기는 영역은 보통 시간 측두엽과 신피질이다.
조직병리학적 분석에는 현미경 검사를 위해 여러 개의 CNS(중추신경계) 샘플이 필요하다.
이러한 구조는 정상 노화에서도 발생하기 때문에, 알츠하이머의 진단은 환자의 나이에 따른 병리학적 특징의 수에 따라 달라지며, 나이가 많을수록 더 많은 영역이 포함된 기준을 적용한다.
측두엽, 신피질과 더불어 편도체, 해마, 기저 신경절( basal ganglia ), 흑색질( substantia nigra ), 소뇌, 척수를 검사한다.
4. 알츠하이머 분류
유전적으로 영향을 받냐, 받지 않느냐로 구분한다.
또한 유전적인 알츠하이머( Familian AD (FAD) )는 발병 시기에 따라 조기발병과 후기발병으로 나뉜다.
5. 알츠하이머의 원인(병리학)에 관한 관찰
알츠하이머의 원인과 관련하여 여러 유형의 관찰이 이루어져 왔다.
1) 비정상적으로 낮은 수준의 신경전달물질.
2) 베타 아밀로이드의 축적.
3) 과인산화 타우, 미세소관 관련 단백질.
4) Presenilin gene의 산물.
5) 콜레스테롤 운반 단백질(ApoE4)의 변화.
이중 신경 전달 물질에 관한 세부 내용만 살펴보자면,
알츠하이머는 신경전달물질 전반적으로 악화시키기 보다는, 특정 신경전달물질만 특히 악화시킨다.
- 아세틸콜린
- 노르에피네프린
- 세로토닌
- 소마토스타틴
이 중 가장 현저히 악화되는 신경전달물질은 아세틸콜린이다.
형태학적, 생화학적 증거에 따르면 메이너트의 중뇌핵 기저부와 대뇌피질을 연결하는 콜린신경계의 특정한 저하가 나타났다. 콜린신경세포의 위치는 아래와 같다.
