“중년에 담배 피우면, 정말 안 돼!”…‘이렇게’ 치매 위험 100% 쑥?

니코틴에 노출된 폐 세포에서 대량 방출된 ‘엑소좀’이 핵심…“뇌의 철분 균형 깨뜨려, 치매 유발”/그동안 혈관 수축, 산소 공급이 원인으로 꼽혀

중년에도 담배를 계속 피우면 치매 위험이 2배 높아진다. 니코틴에 계속 노출되면 '폐 신경내분비 세포'(PNEC)가 미세 입자인 엑소좀을 대량 방출하고 엑소좀은 미주신경을 타고 뇌로 이동해 신경세포의 철분 항상성을 무너뜨린다. 이 때문에 치매·파킨슨병 등 신경 퇴행이 일어난다는 새로운 연구 결과가 나왔다. 건강한 노후를 위해선 금연이 필수적이다. 사진=게티이미지뱅크

그동안 중년에 담배를 많이 피우면 노년에 치매에 걸릴 위험이 2배 이상 높아지는 원인으로 혈관 수축과 산소 공급 부족이 꼽혔다.

담배 속 니코틴 성분은 폐 세포를 자극해 뇌의 철분 균형을 파괴하는 미세 입자인 엑소좀을 방출하게 해, 치매를 일으킨다는 새로운 연구 결과가 나왔다. 미국 시카고대 연구팀은 '폐 신경내분비 세포'(PNEC)를 분석한 결과 이같이 나타났다고 밝혔다.

연구팀은 줄기세포를 활용해 '폐 신경내분비 세포'를 대량 배양하는 데 성공했다. 이 세포는 폐 전체 세포의 1% 미만에 그쳐, 관련 연구가 까다롭다. 연구팀은 이 세포가 니코틴에 노출되면 엑소좀이라는 미세 입자(주머니)를 한꺼번에 많이 뿜어낸다는 것을 밝혀냈다.

연구팀에 의하면 엑소좀 속 특정 단백질(세로트랜스페린)은 체내 철분 흐름을 조절하는 역할을 한다. 니코틴의 비정상적인 자극을 받을 경우 엑소좀이 대량 방출된 뒤 미주신경을 타고 뇌로 이동해 신경세포의 철분 항상성을 무너뜨리며, 이는 치매·파킨슨병 등 신경 퇴행으로 이어질 수 있다.

이 연구 결과(Pulmonary neuroendocrine cell–derived exosomes regulate iron homeostasis and oxidative stress in lung neurons)는 국제 학술지 《사이언스 어드밴시스(Science Advances)》에 실렸다.

폐가 직접 뇌에 신경퇴행성 질환인 치매를 일으킬 수 있는 독성 신호를 보낸다는 새로운 메커니즘이 밝혀져 학계의 이목을 끌고 있다. 대량 방출된 엑소좀 탓에 뇌세포 내 철분 균형이 깨지면 강력한 산화 스트레스가 발생하고, 미토콘드리아 기능이 마비된다. 특히 알츠하이머병(알츠하이머성 치매)와 파킨슨병의 핵심 징후인 '알파-시누클레인' 단백질의 발현이 급증한다. 이는 철분 과부하로 세포가 녹아내리듯 죽는 '페로토시스(ferroptosis)' 현상을 일으킨다.

이번 연구 결과는 폐가 연기에 그냥 노출되는 수동적인 기관이 아니라, 치매와 같은 뇌 질환을 능동적으로 유도하는 신호 전달 기관이라는 점을 잘 보여준다. 담배 한 모금, 전자담배 한 번의 흡입이 폐에서 뇌로 이어지는 '공포의 메신저'를 깨우는 역할을 할 수 있다는 점에 관심을 가져야 한다.

담배를 피우면 단순히 뇌에 철분이 쌓이는 것을 넘어, 폐 세포가 내뿜은 엑소좀이 뇌세포의 철분 조절 능력을 완전히 망가뜨린다. 이 때문에 뇌세포가 산화 스트레스를 견디지 못하고 사멸하게 된다. 전자 담배가 일반 담배(연초)보다 안전하지 않는다는 점도 중요하다. 니코틴 자체가 폐 신경내분비세포를 자극해 독성 엑소좀을 방출하게 하기 때문에, 니코틴이 포함돼 있는 전자담배, 시가 등은 모두 치매 유발 메커니즘에서 자유로울 수 없다.

이번 연구를 통해 20년 이상의 긴 시간 동안 폐에서 뇌로 보내진 독성 메신저가 어떻게 뇌 건강을 서서히 파괴하는지 알 수 있다. 아직도 담배를 피우고 있는 중년 남녀는 이 연구 결과를 계기로 금연 결단을 서두르는 게 바람직하다.

[자주 묻는 질문]

Q1. 담배를 피우면 뇌에 철분이 지나치게 많이 쌓여 문제가 되나요?

A1. 단순히 양이 많아지는 것보다는 철분 조절 시스템의 붕괴가 핵심입니다. 폐 세포가 방출한 엑소좀이 뇌로 잘못된 신호를 전달하면, 뇌세포가 철분을 적절히 다루지 못하게 됩니다. 이로 인해 세포 내 철분 균형이 깨지면서 뇌세포가 산화돼 녹아내리는 '페로토시스' 현상이 발생합니다.

Q2. 전자 담배는 치매 위험으로부터 안전할까요?

A2. 이번 연구의 핵심 원인은 '니코틴'이 폐 신경내분비 세포(PNEC)를 자극하는 것입니다. 따라서 니코틴이 포함된 모든 형태의 담배(연초, 전자 담배, 시가 등)는 치매 유발 메커니즘을 똑같이 작동할 수 있습니다. 뇌 건강을 지키는 데는 니코틴에 대한 노출 자체를 차단하는 것이 가장 중요합니다.

Q3. 중년에 담배를 끊으면 이미 시작된 '폐-뇌 독성 신호'를 멈출 수 있나요?

A3. 연구팀은 향후 과제로 엑소좀 신호를 차단하는 치료법을 검토하고 있습니다. 하지만 가장 확실한 방법은 신호의 발생 원인인 니코틴 자체를 끊는 것입니다. 중년에 금연을 시작하면 폐에서 뇌로 가는 독성 메신저의 방출을 즉시 줄일 수 있습니다. 20년 뒤 나타날 치매 위험을 낮추는 데 결정적으로 도움이 됩니다.

김영섭 기자 (edwdkim@kormedi.com)