루게릭병은 왜 발생할까? 유전적 vs 환경적 요인

루게릭병은 왜 발생할까? 유전적 vs 환경적 요인

1. 루게릭병(ALS)의 원인: 유전과 환경의 상호작용

루게릭병(ALS, 근위축성 측삭경화증)은 신경세포가 점진적으로 퇴화하여 근육이 점점 약해지고 마비되는 질환입니다. 하지만 이 병이 왜 발생하는지는 아직 정확히 밝혀지지 않았으며, 과학자들은 유전적 요인과 환경적 요인이 함께 작용한다고 보고 있습니다.

ALS 환자의 약 **10%**는 **가족성 ALS(fALS, familial ALS)**로 분류되며, 특정 유전자 변이를 통해 발병합니다. 반면, 나머지 **90%**의 환자는 명확한 유전적 요인 없이 갑자기 발병하는 **산발성 ALS(sALS, sporadic ALS)**를 경험합니다. 따라서 루게릭병은 단순히 유전적 요인만으로 설명할 수 없으며, 여러 환경적 요인이 결합하여 질병이 발현된다고 볼 수 있습니다.

유전적 요인은 발병 가능성을 높이는 요인, 환경적 요인은 발병을 촉진하는 방아쇠(trigger) 역할을 한다는 연구 결과가 많습니다. 즉, 특정 유전자 변이가 있는 사람이 환경적 요인에 노출될 경우 발병 위험이 높아질 수 있습니다. 반대로, 유전자 변이가 없더라도 환경적 요인이 강하게 작용하면 루게릭병이 발병할 가능성이 존재합니다.

 

2. 유전적 요인: 루게릭병을 유발하는 주요 유전자 변이

현재까지 루게릭병과 관련된 유전자 변이가 50개 이상 발견되었습니다. 그중에서도 가장 중요한 유전자들은 C9orf72, SOD1, TARDBP, FUS 등이 있습니다.

• C9orf72 유전자: 가족성 ALS의 약 40%, 산발성 ALS의 약 **5~10%**에서 발견됩니다. 이 유전자에 변이가 발생하면 신경세포 내 독성 단백질이 축적되며, 세포가 점차 죽어가게 됩니다.
• SOD1 유전자: 항산화 효소(superoxide dismutase)를 생성하는 역할을 합니다. 이 효소는 신경세포를 보호하는데, 변이가 발생하면 신경세포가 산화 스트레스로 인해 손상됩니다.
• TARDBP 유전자: 신경세포의 RNA 대사를 조절하는 단백질을 생성하는데, 변이가 발생하면 신경세포가 제대로 기능하지 못하고 사멸하게 됩니다.
• FUS 유전자: DNA 복구 및 단백질 합성 조절과 관련이 있으며, 변이가 있으면 신경세포가 쉽게 손상됩니다.

ALS는 단일 유전자 질환이 아니기 때문에, 유전자 변이가 있다고 해서 반드시 루게릭병이 발병하는 것은 아닙니다. 동일한 유전자 변이를 가진 사람 중 일부는 ALS에 걸리지 않는 경우도 많습니다. 이는 환경적 요인이 중요한 역할을 한다는 점을 시사합니다.

 

3. 환경적 요인: 루게릭병을 촉진하는 외부 요인

산발성 ALS의 경우, 특정 환경적 요인이 신경세포 퇴화를 촉진할 수 있습니다. 대표적인 환경적 요인은 다음과 같습니다.

1. 중금속 및 독성 화학물질 노출
   연구에 따르면, 납, 수은, 알루미늄 같은 중금속에 장기간 노출될 경우 신경세포 손상이 가속화될 수 있습니다. 특히, 산업 현장에서 중금속을 다루는 근로자나 군인들 사이에서 ALS 발병률이 높다는 연구 결과가 있습니다.
2. 농약 및 제초제 노출
   특정 농약과 제초제 성분(예: 파라콰트)이 신경독성을 유발한다는 연구 결과가 있으며, 농업에 종사하는 사람들의 ALS 발병률이 일반인보다 높은 것으로 나타났습니다.
3. 격렬한 신체 활동 및 반복적인 외상
   프로 운동선수(특히 미식축구, 권투, 축구 선수)들 사이에서 ALS 발병률이 높다는 연구가 있습니다. 반복적인 신경 손상과 격렬한 신체 활동이 신경세포 퇴화를 촉진할 가능성이 제기되고 있습니다.
4. 바이러스 감염
   일부 연구에서는 특정 바이러스(예: 엔테로바이러스)가 신경세포 감염을 유발하여 ALS 발병 위험을 증가시킬 수 있다고 보고되었습니다.
5. 흡연 및 나쁜 식습관
   흡연자는 비흡연자보다 ALS 발병 위험이 높으며, 산화 스트레스를 증가시키는 고지방식 식단도 신경세포 손상을 촉진할 수 있습니다.

이처럼 다양한 환경적 요인들이 유전적 요인과 결합하면서 루게릭병이 발병하는 것으로 보이며, 특히 산화 스트레스, 신경 염증, 단백질 응집 현상이 신경세포 사멸의 핵심 원리로 작용합니다.

 

4. 유전과 환경의 결합: 루게릭병의 다인성 원인

루게릭병은 단순히 유전적 요인이나 환경적 요인 하나만으로 발생하는 질환이 아닙니다. 유전적 소인을 가진 사람이 특정 환경적 요인에 노출될 때 발병 위험이 증가하는 다인성 질환입니다.

과학자들은 후성유전학(Epigenetics) 연구를 통해, 환경적 요인이 유전자 발현을 변화시켜 루게릭병을 촉진할 수 있음을 밝혀냈습니다. 예를 들어, 동일한 C9orf72 유전자 변이를 가진 사람 중에서도 일부는 ALS에 걸리고, 일부는 걸리지 않는 이유는 후성유전적 차이에 의해 결정될 수 있습니다.

현재 루게릭병 치료 연구는 크게 유전자 치료, 항염증 치료제 개발, 신경 보호제 연구로 진행되고 있습니다. 특히, CRISPR 유전자 편집 기술을 활용하여 SOD1 유전자 변이를 교정하려는 연구가 진행 중이며, 신경 염증을 완화하는 약물들이 ALS 진행 속도를 늦출 수 있을 것으로 기대됩니다.

하지만 아직까지 확실한 치료법이 없는 만큼, 조기 진단과 환경적 위험 요소를 줄이는 것이 중요합니다. 환경적 요인을 피하고, 신경 보호에 도움이 되는 항산화 식품(강황, 블루베리, 녹차 등)을 섭취하며, 적절한 운동과 건강한 생활 습관을 유지하는 것이 루게릭병 예방에 도움이 될 수 있습니다.

 

결론

루게릭병은 단순히 유전적으로만 발생하는 것이 아니라, 환경적 요인이 복합적으로 작용하여 발병하는 질환입니다. 특정 유전자 변이가 질병의 발병 확률을 높이지만, 중금속 노출, 농약, 흡연, 반복적인 외상 등 다양한 환경적 요인이 신경세포 손상을 가속화할 수 있습니다. 현재까지 완전한 치료법은 없지만, 지속적인 연구를 통해 치료법 개발 가능성이 높아지고 있으며, 환경적 요인을 최소화하는 것이 질병 예방에 중요한 역할을 할 수 있습니다.