사코페니아 예방·치료의 열쇠는 신경근 시냅스!

신경근 시냅스란 무엇인가요?

 우리가 근력을 발휘하기 위해서는 뇌의 자극이 신경을 통해 근육에 전달되어야 합니다. 근육의 움직임을 지령하기 위해 자극을 전하는 신경을 총칭하여 운동 신경이라고 합니다. 이 운동 신경과 근육의 연결이 되는 부분이 신경근 시냅스이며, 프레시냅스, 시냅스 간극 및 포스트 시냅스의 3가 하나의 영역으로 구성되어 있습니다. 프레시냅스인 운동 신경의 말단 부분에는 다수의 시냅스 소포가 포함되어 있으며, 각 시냅스 소포에는 아세틸콜린(ACh) 분자가 자극의 전달 물질로서 저장되어 있습니다. 뇌의 자극이 전기적 흥분으로 신경 종말에 도달하면 시냅스 소포와 프레시냅스 막의 융합이 일어나 시냅스 소포에 저장된 Ach가 시냅스 간극에 대량으로 방출됩니다. 방출된 Ach가 포스트 시냅스의 근세포 막에 존재하는 수용체(AchR)에 결합하면 나트륨 이온이 AchR을 통해 세포 내로 유입되어 전기적 변화가 근세포 막에 발생합니다. 이 변화량이 일정 크기를 초과하면 활동 전위가 발생하여 근육이 수축하여 힘을 발휘할 수 있게 됩니다.

 여기서 주목할 것은 신경근 시냅스는 이러한 자극 전달을 효율적으로 행할 수 있도록 특징적인 구조를 가지고 있다는 것입니다. 포스트 시냅스 막에는 시냅스 주름이라고 불리는 미세한 오목이 많이 존재하지만 AchR이 주로 시냅스 주름의 꼭대기에 존재하는 반면 활동 전위를 발생시키는 전위 의존성 나트륨(Na) 채널은 시냅스 주름의 끝에 있습니다. 길쭉한 주름 구조는 자극을 증폭시키는 작용이 있기 때문에 AchR의 존재하는 시냅스의 정상부에서 발생한 탈분극이 시냅스 주름을 전파하여 선단부에 도달할 때는 Na 채널에게 큰 자극이 되는 것입니다. 게다가 방출되는 Ahh와 효율적으로 결합하기 위해 AhhR은 운동 신경 종말 바로 아래에 고밀도로 응집됩니다. 그러므로 신경 종말 바로 아래에서 멀리 떨어진 지역에서는 AhR의 밀도가 1000배 이상 낮아집니다. 이와 같이 신경근 시냅스의 구조는 자극 전달을 할 때 중요한 역할을 하고 있으며, 이 복잡한 구조를 유지하는 것이 우리가 근력과 근량을 유지하는데 있어서 필수적입니다.

신경근 시냅스에 이상이 발생하면?

중증근무력증은 자가면역질환의 하나이며 신경근 시냅스에 존재하는 분자의 기능이 항체에 의해 저해되기 때문에 Ach에 의한 신경과 근육의 자극전달이 억제되어 근력 저하가 발생합니다. 본래 항체는 자신과 다른 이물을 인식하고 배제하기 위해 존재하고 있습니다. 그러나 자가면역질환에서는 자신의 신체 구성성분에 까지 과잉 반응하여 공격을 가하는 '자가항체'가 발생해 버립니다. 현재의 시점에서 중증근무력증을 일으키는 직접적인 원인이 되는 자가항체는 2종류 있는 것으로 파악되고 그 중 하나가 MuSK(근특이적 키나아제)라고 하는 분자에 대한 자가항체입니다. MuSK는 AhR과 함께 근세포막에 존재하고 AhR을 운동신경 종말 바로 아래에 응집시키는 작용을 가진 분자입니다.

사코페니아와 신경근 시냅스의 관계

 사코페니아는 노화에 따라 발생하는 근량과 근력의 저하를 특징으로 하는 증후군입니다. 사코페니아의 진행은 신체적으로 자립해 나가는 능력을 서서히 빼앗아 일상생활의 질을 저하시켜 버립니다. 사코페니아의 발병은 복잡하고 다양한 요인이 관여하는 것으로 생각되지만, 궁극적으로 나타나는 증상은 근량과 근력의 감소를 수반하는 신체 활동량의 감소입니다. 노인 근육에서는 근섬유가 가늘어질 뿐만 아니라 근섬유의 수도 줄어듭니다. 또한 수축 속도와 피로 내성과 같은 근섬유의 성질도 변화하고 있어 근위축과 근력 저하를 일으키는 원인이 되고 있습니다.

 근섬유와 마찬가지로 신경근 스냅스에서도 노화에 따라 변화가 나타납니다. 신경근 시냅스의 구조는 자극 전달을 효율적으로 수행하기 위해 특수화되어 있으며 이 복잡한 구조를 유지하는 것이 근량과 근력을 유지하는데 필수적입니다. 따라서 노화에 따른 신경근 시냅스의 형태 변화가 근위축이나 근력 저하에 관여하고 있는 것은 아닐까 여겨집니다.