두통이 발생하는 이유?..."편두통은 쉬고, 회복하고, 잠 자라는 신호"

편두통의 전조 증상이 나타나는 동안 우리 뇌는 '정전 상태'가 된다. 연구팀은 이 과정에서 단백질 성분이 변한 뇌척수액이 뇌신경으로 유입돼 두통이 발생한다고 설명했다. /사진=게티이미지뱅크 제공

'전 세계인의 90%가 겪는 질환'으로 알려진 편두통의 새로운 기전이 밝혀졌다. 과부하 된 뇌가 정전(블랙아웃)되면 그 영향으로 뇌척수액의 성분이 변하고, 성분이 변한 뇌척수액이 뇌척수막의 신경을 활성화하며 두통이 발생한다는 것이다.

마이켄 네더가르드 덴마크 코펜하겐대 뇌의학센터 박사가 이끈 연구팀은 4일(현지시간) 국제 학술지 '사이언스'을 통해 두통을 일으키는 원인이 '뇌척수액의 성분 변화'일 수 있다는 사실을 처음으로 지적했다.


뇌척수액은 뇌와 척수에 있는 무색투명한 액체다. 늘 일정한 양을 유지하며 뇌와 척수 주위를 순환하고, 이 과정에서 노폐물이나 호르몬 등 물질을 운반한다. 뇌척수액은 '제5뇌신경'이라고도 불리는 삼차신경도 통과하는데, 연구팀은 이 과정에서 어떤 일이 발생하는지 관찰했다.

삼차신경은 얼굴과 두개골을 가로지르는 큰 뇌 신경으로, 얼굴과 턱 사이의 감각 정보를 뇌로 전달하는 일종의 '허브'다. 뇌 자체에는 통증을 감지하는 통증 수용체가 없는데, 연구팀은 말초신경계가 느낀 통증 감각을 뇌까지 전달하는 데 삼차신경이 관여하는 것으로 봤다. 삼차신경을 지나는 뇌척수액이 어떤 이유에선가 통증과 염증 수용체를 활성화해 두통이 발생한다는 것.

연구팀은 편두통을 경험한 실험용 쥐의 뇌 활동을 분석했다. 편두통 환자의 약 3분의 1은 메스꺼움, 구토, 빛에 대한 예민성 등의 전조 증상이 짧으면 5분, 길면 한 시간 정도 겪는다고 알려져 있다. 전조 증상이 이어지는 동안 뇌에는 '피질 확산성 억제(CSD)'라고 불리는 현상이 나타난다. 일종의 '블랙아웃(정전)' 현상으로, 이 시간 동안 뉴런 활동이 잠깐 중단된다.


연구팀은 CSD를 겪은 쥐의 뇌척수액 성분을 분석했다. 그 결과 정전 시간 동안, 뇌척수액의 단백질 농도가 평소 수준의 절반 미만으로 떨어졌다는 사실이 확인됐다. 반면 뇌척수액에 포함된 통증 전달 단백질인 'CDRP'의 수치는 2배 이상 증가했다. 또 삼차신경을 감싸고 있는 보호층에 이전에 발견된 적 없는 '틈'이 생겼다. 이 틈을 통해 단백질 농도가 달라진 뇌척수액이 신경세포로 흘러 들어가고, 뇌와 척수를 보호하는 층인 뇌척수막의 신경을 활성화해 두통이 발생하는 것으로 추정했다.

그레고리 두서 미국 텍사스대 신경과학자는 이에 대해 "(뇌척수액이) 뇌척수막의 신경을 활성화해 뇌 안에서 일어나는 일이 '정상적이지 않다'고 경고하는 것"이라고 설명했다. 연구를 이끈 네더가드 박사는 "이는 편두통이 실제 사람의 몸을 보호하는 방식"이라고 설명했다. 그는 "통증은 사람에게 쉬고, 회복하고, 잠을 자라고 말하는 보호의 신호"라고 말했다.

네더가드 박사 연구팀은 향후 단백질 성분이 바뀐 채 삼차신경에 유입된 뇌척수액이 왜 두통을 제외한 다른 유형의 통증은 유발하지 않는지에 대해 연구할 계획이다.