춥다는 정보가 가장 먼저 전달되는 뇌 영역은 ‘부완액 차가움 신경세포'라는 점이 확인됐다. 게티이미지뱅크 제공 날이 추울 때 피부는 차갑다는 정보를 뇌에 전달한다. 이때 가장 먼저 정보를 전달받는 신경세포(뉴런)가 확인됐다. 이 신경세포는 몸이 추위에 대응하도록 만든다. 서울대는 김성연 화학부 교수 연구팀이 뇌에서 추위 정보를 가장 먼저 전달받는 신경세포의 정체와 역할을 규명하고 연구 결과를 국제학술지 ‘네이처 메타볼리즘’에 13일 온라인 공개했다고 이날 밝혔다.
추운 날 밖에 나가면 몸은 곧바로 반응한다. 피부 혈관이 수축되면서 열 방출이 줄고 몸이 부르르 떨리면서 열이 생성된다. 갈색지방 조직이 가동돼 열 생산이 증가하고 평소보다 에너지 섭취량이 늘어나기도 한다. 연구팀은 이처럼 서로 다른 반응이 특정 신경세포에서 비롯된다는 점을 확인했다.
후뇌의 부완핵(PB)이라는 부위에 추위에 반응하는 신경세포가 존재하며 체온 조절 반응에 부분적으로 관여한다는 사실은 선행 연구를 통해 이미 알려진 사실이다. 연구팀은 한 단계 더 나아가 몸이 추위에 대응하도록 총괄 지휘하는 신경세포 집단을 발견하고 이를 ‘부완액 차가움 신경세포’라고 이름 붙였다.
부완액 차가움 신경세포는 피부로부터 추위 정보를 가장 먼저 전달받는 신경세포로 추운 환경일수록 지속적이면서 빠르게 활성화되는 특징을 보였다.
연구팀은 쥐 실험을 통해 부완액 차가움 신경세포의 기능을 억제하거나 제거하면 갈색지방 열 생성, 피부 혈관 수축, 근육 떨림, 따뜻한 곳 찾기, 식욕 증가 등 추위 방어 반응이 약해지고 생존 능력이 떨어진다는 점을 확인했다.
반대로 부완액 차가움 신경세포를 활성화하면 쥐가 따뜻한 장소를 찾아 이동하고 갈색지방의 열 생산을 늘리는 등 추위에 대응하는 반응을 보였다.
더운 환경에서 부완핵 차가움 신경세포를 인위적으로 활성화하면 쥐는 열을 식히기 위해 몸을 펴는 행동을 줄였다.
연구팀은 부완액 차가움 신경세포를 4주간 지속적으로 활성화하면 쥐가 많이 먹어도 체중이 늘지 않는다는 점도 확인했다. 산소 소비와 에너지 소비가 증가하고 갈색지방량은 늘고 백색지방 세포 크기는 줄어든다는 점이 확인된 것이다. 현재 널리 쓰이는 식욕 억제 중심의 비만 치료제와는 다른 형태의 약이 개발될 수 있다는 점을 시사한다.
체온조절은 단순히 몸이 온도를 감지하느냐의 문제가 아니라 피부에서 들어온 온도 정보를 뇌가 해석해 혈관, 근육, 대사와 행동을 적절히 조절하는 과정이라는 점을 확인했다는 점에서 이번 연구는 온열질환을 이해하는 데도 도움이 될 것으로 기대된다.