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일본의 도쿄(Tokyo)에 있는 테이쿄 의과대학의 Hiroko Kodama와 Chie Fujisawa가 왜 구리 조절이 체내에서 그렇게 중요한지를 설명하고 있다.

모든 살아있는 유기체들은 구리를 필요로 한다. 그것은 호흡기 효소 시토크롬 C 산화제(cytochrome c oxidase)로 부터, 철의 대사에서 중요한 역할을 하는 구리를 포함하는 세룰로플라스민(ceruloplasmin)에 이르기까지 많은 효소의 필수적인 구성요소이다. 그러나 과량일 경우 구리는 세포 손상으로 이끌 수 있는 반응성 자유 라디칼(free radical)을 만들게 된다. 그래서 몸이 흡수와 이동, 저장 및 배설을 조절함으로써, 구리의 농도를 엄격하게 조절하는 것이 필수적이다.

이러한 조절 기능이 붕괴되면, 멘케스 병(Menkes disease, MD)과 후두각 증후군(occipital horn syndrome, OHS), 윌슨병 (Wilson`s disease, WD) 등 세 가지 인간 유전 질환에서 명확히 나타난다. MD는 구리 결핍 증으로, 140000 명 중 약 1명이 영향을 받는다. 그 병의 전형적인 특징은 신경학적인 장애, 결합 조직 장애, 그리고 모발 이상 등을 포함하며, 이들은 구리-의존성 효소들의 비정상적으로 낮은 활성에 의해서 설명될 수 있다. 두 살부터 현저하게 나타나는 신경학적 장애는 심각해서 대부분의 환자들은 세 살이전에 사망한다. 동맥 이상과 골다공증을 포함하는 결합 조직 장애도 또한 심각해서 환자들은 내부 출혈과 골절로 고통을 겪는다. OHS는 결합 조직 장애로 특징 지워지는MD의 드물고 완화된 형태이다.

WD는 약 30000-35000명 중 한 명 꼴로 영향을 준다. MD와 OHS와는 대조적으로 WD는 구리 과다를 특징으로 하며, 증상들은 그 금속에 만성적으로 노출되어 나타나는 독성 영향에 기인한다. 전형적인 사례들에서, 간과 신경계가 가장 심하게 영향을 받는다. 증상들은 만성 및 급성 간염, 간경변(cirrhosis), 그리고 간 기능 상실(liver failure) 등을 포함한다. 관절염과 빈혈과 같은 다른 증상들이 초기 진단을 어렵게 할 수 있다.

세 가지 질병 모두 유전적 돌연변이에 기인한 구리-이동 단백질의 결핍이나 기능장애 때문에 발생한다. MD와 OHS에서 변이된 유전자는 ATP7A 인데 반해, WD에서는 ATP7B가 변이된다. 이들 유전자들에 의해서 암호화되는 두 단백질들 모두 세포 액에서 세포가 단백질과 지질과 같은 거대분자들을 처리하는 골지체(Golgi apparatus)로 구리의 이동을 쉽게한다. 손상된 ATP7A/B 단백질 기능을 가진 세포들에서 구리는 세포액에 남아서 배설될 수 없다.

ATP7A 또는 ATP7B 단백질을 만드는 특정한 세포형에 따라서 영향이 달라진다. ATP7A 는 거의 모든 세포에서 기능해서, MD와 OHS를 가진 환자들의 경우 음식의 구리가 소장 세포에 의해 흡수되었을때, 배출될 수 없어서 누적되어 몸의 다른 부위에서는 결핍되게 된다. ATP7B는 간의 대부분을 구성하는 세포인 간세포(hepatocytes)에서 기능하는데, WD 환자들에서 구리는 이들 세포에 누적되어 세포 손상을 일으킨다.

MD는 아미노산인 히스티딘(histidine)의 구리염을 주입함으로써 치료한다. 치료가 늦어지면 효과가 덜하나, 신생아 때에 치료를 시작하면 신경학적 변성을 예방할 수 있어 초기 스크리닝의 의미가 매우 중요하다. 그러나, 구리-히스티딘은 결합 조직 장애와 연관된 증상들을 향상시키지는 않으며, 이를 향향 직접적인 치료법이 동시에 개발될 필요가 있다. OHS환자들은 전형적으로 MD를 가진 환자들과 유사한 방법으로 치료받는다.

MD의 경우 착화합 약물(chelating agents)과 아연인 효과적인 치료법인데, 간 기능장애를 가진 환자들에서는 효과가 없는데, 그들을 위해서는 간 이식이 가장 적절한 선택이다. 신경학적 장애를 가진 환자들 중 일부가 착화합 약물과 아연에 대해 낮은 반응성을 보일 수 있도, 약물 치료에 잘 순응하지 않을 수도 있다. 더욱이 WD환자들은 간암의 위험이 있을 수도 있어서, WD와 암 사이의 관련성을 더 잘 이해하는 것이 미래에 해결할 필요가 있는 중요한 문제이다.

http://www.rsc.org/

제공: kisti, 다른기사보기기사등록일시 : 2008.12.15 07:16

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