새로운 연구는 이 두 근육이 적절한 시기에 협력하도록 하는 뇌의 세포 활동이 요실금의 원인일 가능성을 보여준다.
중국 난닝 광시대 뇌지능연구소 싱리 박사 연구팀은 최첨단 생세포 이미징(Live cell imaging : 살아있는 세포를 실시간으로 관찰하고 세포 내에서 일어나는 다양한 생리적 및 분자적 과정을 시각적으로 분석하는 기술)을 사용해 마취되거나 깨어 있는 쥐의 배뇨 중 뇌 세포 활동을 연구했다. 연구팀은 폰틴배뇨센터(PMC)라고 불리는 뇌 영역의 신경세포 하위 영역의 활동을 비교했다.
연구팀은 칼슘 수치의 변화를 통해 방광이 비워질 때 세포 활동을 측정했다. 이를 통해 에스트로겐 수용체를 발현하는 PMC 세포 하위 집합(PMC ESR1+ 세포)의 전기적 발화 속도가 방광 비우기와 긴밀하게 연관되어 있음을 발견했다. 이를 방광 생리학 모니터링과 결합했을 때 연구팀은 PMC ESR1+ 세포 활동의 타이밍 뿐만 아니라 세포 전기 활동의 강도가 방광 비우기와 상관관계가 있음을 파악했다.
이 세포의 활동이 차단되었을 때 쥐의 소변 배출량이 현저히 줄었다. 또 세포가 비활성되는 순간에 배뇨가 중단되는 것을 발견했다. 연구팀은 방광근과 괄약근의 활동도 측정했다.
연구팀은 방광 압력의 증가, 방광 비우기와 관련된 괄약근 파열 활동이 PMC ESR1+ 세포 활동이 배뇨 중 차단되었을 때 중단된다는 것을 관찰했다. 이 세포가 인공적으로 활성화되었을 때 방광 비우기가 100% 발생했다. 이는 이 세포가 배뇨 활동의 마스터 스위치라는 것을 시사한다. 괄약근과 통신이 차단됐을 때도 이 세포의 방광 제어가 작동하고 그 반대의 경우도 마찬가지였다.
연구팀은 이 세포가 방광근과 괄약근의 작용을 함께 조정하는 지를 알아내기 위해 방광 압력과 괄약근 활동의 근전도를 측정했다. 괄약근 파열 활동 직전 방광 압력 변화의 타이밍은 자발적인 방광 비우기와 이 세포의 활성화로 발생한 비우기 모두에서 일관적이었다. 이는 이 세포가 두 단계를 정확한 시간 순서와 제어된 방식으로 조정할 수 있음을 보여준다.
싱리 박사는 “이 세포는 필요할 때 100% 정확도로 방광 비우기를 시작하고 중단할 수 있다”면서 “방광-괄약근 조정에서 PMC ESR1+ 세포의 역할을 정확히 파악하면 뇌 또는 척수 손상이나 말초 신경 손상으로 인한 배뇨 기능 장애를 치료하기 위한 표적 치료법 개발에 도움이 될 것”이라고 말했다.
이 연구는 ‘Brainstem neurons coordinate the bladder and urethra sphincter for urination’이란 제목으로 학술지 ‘eLife’에 실렸으며 과학매체 ‘사이언스 데일리’가 보도했다.
