노화의 신경과학

노화의 신경과학은 노화와 함께 일어나는 신경계의 변화를 연구하는 학문이다. 노화는 비병리학적으로 간주되는 피질의 가벼운 위축과 같은 중추신경계의 많은 변화와 연관되어 있다. 노화는 또한 근위축성 측경화증, 치매, 경도인지장애, 파킨슨병, 크로이츠펠트-야콥병 등 많은 신경계 및 신경퇴행성 질환과 관련이 있다.^[1]

정상적인 구조 및 신경 변화

신경유전증은 성인에게 거의 발생하지 않으며, 성인의 신경유전이라고 불리는 과정에서 시상하부와 선조체에서만 작은 범위에서 발생한다. 뇌의 부피는 실제로 40년 이후 10년마다 약 5%씩 감소한다. 그러나 왜 나이가 들수록 뇌량이 감소하는지는 현재 불분명하지만, 세포 사망, 세포량 감소, 시냅스 구조 변화 등 몇 가지 원인이 있을 수 있다. 뇌 부피의 변화는 선조체, 측두엽, 소뇌 진피, 소뇌 반구, 해마 순으로 전전뇌 피질이 부피에서 가장 큰 감소를 받는 지역에 걸쳐 이질적이다.^[2] 그러나 한 리뷰는 편도체와 복강전두엽 피질이 비교적 위축되지 않은 상태를 유지하고 있다는 것을 발견했는데, 이는 비병리학적 노화로 발생하는 정서적 안정의 발견과 일치한다.^[3] 심실, 술기운, 균열의 확장은 비병리학적 노화에서도 흔히 볼 수 있다.^[4]

변화는 또한 신경 재생성, 시냅스 기능 및 전압 게이트 칼슘 채널과도 관련이 있을 수 있다.^[5] 칼슘 조절 장애의 결과일 가능성이 있는 극지방화의 크기가 증가하면 뉴런의 발화율이 감소하고 가소성이 감소한다. 이러한 효과는 특히 노령 동물의 해마에서 두드러지며, 노령 관련 기억력 결핍에 중요한 기여를 할 수 있다. 뉴런의 초극화는 세 단계로 나눌 수 있다. 즉, 중극화, 느린 극극화. 노화된 뉴런에서 중속 및 저속 초극화 단계는 칼슘 의존성 칼륨 채널의 장시간 개방과 관련이 있다. 이 단계의 연장은 콜린에르기, 도파민기, 세로토닌기, 글루타민기 경로의 규제완화와 저활동의 결과로 가정되어 왔다.^[6]

정상적인 기능 변화

삽화적 기억력은 중년기부터 점차 쇠퇴하기 시작하는 반면 의미적 기억력은 초창기 노년기까지 증가하고 그 이후 감소한다.^[7] 노인들은 기억력 작업 중에 전두엽 피질을 더 자주 관여하는 경향이 있는데, 이는 아마도 집행 기능을 통해 보상하기 위해서일 것이다. 노화와 관련된 인지 기능의 추가적인 손상에는 처리 속도 감소와 집중력 부족이 포함된다. 아밀로이드 플라크에 의해 구동되는 신경 효율을 감소시키고 도파민 기능성을 감소시키는 변화된 활성 상태를 설명하기 위해 제안된 모델은 보상 활성화로 이어진다.^[8] 긍정적인 자극과 반대로 부정적인 자극의 처리가 감소하면, 감정적으로 충전된 자극에 대한 자율신경 반응도 감지할 수 있을 만큼 충분히 중요해진다.^[9] 노화는 또한 식초반사와 아킬레스반사반응의 감소와도 관련이 있다. 정상적인 노화 중에는 신경전도도 감소한다.^[10]

DNA손상

인간 전두엽 피질의 특정 유전자는 40세 이후, 특히 70세 이후 전사의 발현을 감소시켰다.^[11] 특히 시냅스 가소성의 중심 역할을 하는 유전자는 나이가 들수록 발현이 줄어든다. 노년층의 피질에서 발현이 줄어든 유전자의 발기인은 DNA 손상이 현저하게 증가하여 산화성 DNA 손상이 있을 가능성이 있다.^[11]

병리학적 변화

60세 이상 노인 중 약 20%가 신경장애를 가지고 있으며, 삽화장애가 가장 흔하며 외사성 운동장애, 신경장애가 그 뒤를 잇고 있다.^[12] 일반적으로 노령과 관련된 질병은 다음과 같다.

• 다중 시스템 위축^[13]
• 파킨슨병^[14]
• 알츠하이머병^[15]
• 스트로크.^[16]
• 근위축성 측경화증^[17]
• 크로이츠펠트-야콥병^[18]
• 전립샘 치매^[19]
• 레위몸을 동반한 치매^[20]
• 코르티코바살 퇴화^[21]
• 일시적인 허혈성 공격
• 혈관성 치매

단백질의 잘못 접히는 것은 노화와 관련된 많은 질병의 제안된 병태생리학의 일반적인 구성요소지만, 이것을 증명할 증거가 불충분하다. 예를 들어, 알츠하이머에 대한 타우 가설은 타우 단백질의 축적이 알츠하이머로 이어지는 고장 뉴런 시토스켈레톤을 초래한다는 것을 제안한다.^[22] 알츠하이머를 위한 또 다른 제안된 메커니즘은 아밀로이드 베타 축적에 관련된 것으로,^[23] 크로이츠펠트-야콥병의 프리온 전파와 유사한 메커니즘이다. 마찬가지로 알파 시뉴클레인은 파킨슨병 및 관련 질병에 축적될 것이라는 가설을 세우고 있다.^[24]

케모 뇌

항암 화학요법 요법은 뇌 세포에 독성이 있어 노출 기간이 지난 후에도 오래 지속될 수 있는 기억력 상실과 인지 기능 장애로 이어지는 경우가 많다. 화학요법 뇌라고 불리는 이 질환은 뇌의 노화를 촉진하는 후생유전적 변화를 일으키는 DNA 손상 때문인 것으로 보인다.^[25]

관리

나이와 관련된 신경성 질환의 치료는 질병마다 다르다. 치매에 대한 수정 가능한 위험요인으로는 당뇨병, 고혈압, 흡연, 고호모시스타인혈증, 고콜로스테르톨레오니아, 비만(대개 치매의 다른 많은 위험요인과 관련이 있다)이 있다. 역설적으로 흡연은 파킨슨병에 대한 보호를 방해한다.^[26] 또한 커피 또는 카페인 섭취 시 연령과 관련된 신경 질환에 대한 보호 혜택을 부여한다.^[27][28][29] 과일, 생선, 야채의 섭취는 지중해식 식단이 그렇듯이 치매에 대한 보호를 제공한다.^[30] 신체운동은 노후에 인지력 저하 위험을 현저히 낮추고,^[31] 치매와^[32][33] 파킨슨병 환자에게 효과적인 치료법이다.^{[34][35][36][37]}

참조