정신신경면역학

3. 면역-뇌 순환 (The immune-brain loop)

1970년대에 스위스에서 연구한 휴고 베세도프스키, 아드리아나 델 레이, 에른스트 소르킨은 뇌가 면역 과정을 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 면역 반응 자체가 뇌와 신경내분비 메커니즘에 영향을 미칠 수 있음을 보여주는 양방향적인 면역-신경-내분비 상호작용을 보고했다.^[11][12] 그들은 무해한 항원에 대한 면역 반응이 시상하부 뉴런의 활동 증가^[11][12]와, 면역 조절과 관련되고 뇌 수준에서 통합되는 호르몬 및 자율 신경 반응의 증가를 유발한다는 것을 발견했다.^[13] 이들은 면역계가 말초 효과 외에도 뇌와 관련된 신경내분비 구조에 활동 상태를 전달할 수 있는 감각 수용기 기관 역할을 한다고 제안했다.^[12] 이 연구자들은 또한 면역 세포에서 생성된 물질(이후 사이토카인으로 밝혀짐)이 면역-뇌 소통을 매개한다는 것을 확인했다.^[14]

정신신경면역학은 이러한 신경면역 효과가 어떻게 달성되는지에 대한 정확한 메커니즘을 찾는 것을 연구한다.

3. 1. 신경계와 면역계의 소통 경로

• 급성기 반응
• 병듦 행동
• 통증 프로그램
• 스트레스 반응

3. 2. 사이토카인의 역할

• 급성기 반응
• 병듦 행동
• 통증 프로그램
• 스트레스 반응

3. 3. 스트레스 호르몬의 영향

• 급성기 반응
• 병듦 행동
• 통증 프로그램
• 스트레스 반응

4. 정신신경면역학적 영향 (Psychoneuroimmunological effects)

1975년, 로버트 아더와 니콜라스 코헨은 로체스터 대학교에서 면역 기능의 고전적 조건화를 실험으로 증명하여 정신신경면역학을 발전시켰으며, 이후 "정신신경면역학"이라는 용어를 만들었다.^[9][10] 아더는 쥐에게 사카린이 첨가된 물(조건 자극)과 사이톡산(무조건적으로 메스꺼움과 미각 혐오와 면역 기능 억제를 유발)을 함께 사용하여 조건화를 진행했다. 조건화 후, 쥐에게 사카린이 첨가된 물만 먹여도 일부 쥐들이 사망하는 것을 발견하고, 조건 자극을 받은 후 면역억제되었을 것이라고 제안했다. 아더와 코헨은 조건화된 쥐가 실제로 면역억제되었음을 실험을 통해 증명했다. 즉, 신경계(맛)를 통한 신호가 면역 기능에 영향을 미친 것이다.

1970년대, 휴고 베세도프스키, 아드리아나 델 레이, 에른스트 소르킨은 면역 반응 자체가 뇌와 신경내분비 메커니즘에 영향을 미칠 수 있음을 보여주었다.^[11][12] 그들은 무해한 항원에 대한 면역 반응이 시상하부 뉴런의 활동^[11][12]과 호르몬 및 자율 신경 반응의 증가를 유발한다는 것을 발견했다.^[13] 이들은 면역계가 뇌와 관련된 신경내분비 구조에 활동 상태를 전달할 수 있는 감각 수용기 기관 역할을 한다고 제안했다.^[12] 또한, 이 연구자들은 면역 세포에서 생성된 물질(이후 사이토킨으로 특징지어짐)이 면역-뇌 소통을 매개한다는 것을 확인했다.^[14]

1981년, 데이비드 L. 펠튼과 JM 윌리엄스는 혈관과 면역계 세포로 이어지는 신경망을 발견했다. 연구자들은 흉선과 비장에서 림프구, 대식세포, 비만 세포의 집단 근처에서 종말하는 신경을 발견했으며, 이들은 모두 면역 기능을 조절하는 데 도움이 된다.

1985년, 캔디스 페르트는 신경펩티드 특이 수용체가 뇌와 면역계의 세포벽에 모두 존재한다는 것을 발견했다.^[15][16] 신경펩티드와 신경전달물질이 면역계에 직접 작용한다는 발견은 변연계에서 비롯된 감정과 면역학이 깊이 상호 의존적이라는 메커니즘을 시사한다.

정신 의학, 면역학, 신경학 및 기타 통합 의학 분야의 발전은 정신신경면역학의 성장을 이끌었다. 행동에 의해 유도된 면역 기능의 변화와 행동 변화를 유발하는 면역 변화의 기전은 임상적 및 치료적 의미를 가질 가능성이 높다.

면역 체계와 뇌는 신호 전달 경로를 통해 소통하며, 시상하부-뇌하수체-부신 축(HPA 축)과 교감신경계(SNS)는 교감신경-부신 수질 축(SAM 축)을 통해 상호작용한다. 신체의 주요 스트레스 관리 시스템은 HPA 축이며, 스트레스에 반응하여 코르티솔 수준을 제어한다. HPA 축의 기능 부전은 스트레스 관련 질병과 관련이 있으며, 스트레스의 유형, 지속 시간 및 개별적인 변수가 HPA 반응을 형성할 수 있다.^[17] 염증성 사이토카인은 부신피질자극 호르몬(ACTH)과 코르티솔 분비를 자극하고, 글루코코르티코이드는 전염증성 사이토카인의 합성을 억제한다.

인터루킨-1(IL-1), 인터루킨-2(IL-2), 인터루킨-6(IL-6), 인터루킨-12(IL-12), 인터페론 감마(IFN-Gamma) 및 종양 괴사 인자 알파(TNF-alpha)를 포함하는 전염증성 사이토카인은 뇌의 성장과 신경 기능에 영향을 미칠 수 있다. 신경교 세포(미세아교세포 및 별세포)도 이러한 분자를 분비한다. 사이토카인은 면역 및 염증 반응을 매개하고 제어하며, 항상성을 유지하는 데 복잡한 상호 작용을 한다.

알레르기, 자가면역, 만성 감염 및 패혈증과 같은 질병은 전염증성 대 항염증성 및 T 헬퍼 세포(Th1) 대 (Th2) 사이토카인 균형의 기능 부전이 특징이다. 스트레스 호르몬, 글루코코르티코이드(GC) 및 카테콜아민(CA)의 만성 분비는 신경 전달 물질 효과를 감소시켜 신경 호르몬의 기능 부전을 초래할 수 있다.^[20] 글루코코르티코이드는 시상하부에서 부신피질자극 호르몬 방출 호르몬 분비와 뇌하수체에서 ACTH 분비를 억제한다(음성 피드백).

신경 염증 및 신경 면역 활성화는 파킨슨병, 알츠하이머병, 다발성 경화증, 통증 및 AIDS 관련 치매와 같은 다양한 신경 퇴행성 질환의 병인에 역할을 한다.^[21]

글루코코르티코이드와 카테콜아민은 면역 세포에 영향을 미치며,^[40][41] 시상하부-뇌하수체-부신 축은 면역 체계를 지원하는 데 필요한 호르몬을 분비한다.^[42] 면역 체계의 활동은 뇌 세포의 신경화학적/신경내분비 활동과 상관관계가 있다.

글루코코르티코이드의 기능은 다음과 같다.

• 스트레스 요인에 대한 유기체의 반응을 향상시키는 항염증 호르몬.^[43]
• 신체 자체 방어 시스템의 과잉 반응 방지.^[43]
• 면역 체계 조절.
• 세포 성장, 증식 및 분화에 영향.
• 면역 억제를 유발하여 감염과의 싸움에서 시간 연장.^[43]
• 세포 부착, 항원 제시, 화학주성 및 세포 독성 억제.
• 세포 자멸사 증가.

4. 1. 스트레스와 면역 기능

4. 2. 스트레스와 면역 변화에 대한 메타 분석

4. 3. 뇌와 면역계 간의 소통

• 급성기 반응
• 병듦 행동
• 통증 프로그램
• 스트레스 반응

4. 4. 신경내분비계와 면역계 간의 소통

• 글루코코르티코이드와 카테콜아민은 면역 세포에 영향을 미친다.^[40][41]
• 시상하부-뇌하수체-부신 축은 면역 체계를 지원하는 데 필요한 호르몬을 분비한다.^[42]
• 면역 체계의 활동은 뇌 세포의 신경화학적/신경내분비 활동과 상관관계가 있다.

4. 5. 글루코코르티코이드와 면역계 간의 관계

• 스트레스 요인에 대한 유기체의 반응을 향상시키는 항염증 호르몬.^[43]
• 신체 자체 방어 시스템의 과잉 반응 방지.^[43]
• 면역 체계 조절.
• 세포 성장, 증식 및 분화에 영향.
• 면역 억제를 유발하여 감염과의 싸움에서 시간 연장.^[43]
• 세포 부착, 항원 제시, 화학주성 및 세포 독성 억제.
• 세포 자멸사 증가.

4. 6. 부신피질자극 호르몬 방출 호르몬(CRH)

4. 7. 전전두피질 활성화와 세포 노화의 관계

5. 약학적 발전 (Pharmaceutical advances)

1975년, 로버트 아더와 니콜라스 코헨은 로체스터 대학교에서 면역 기능의 고전적 조건화를 시연하여 정신신경면역학을 발전시켰으며, 이후 "정신신경면역학"이라는 용어를 만들었다.^[9][10] 아더는 쥐에게 사카린이 첨가된 물(조건 자극)과 사이톡산(무조건적으로 메스꺼움과 미각 혐오와 면역 기능 억제를 유발하는 약물)을 결합하여 조건화했다. 조건화 후, 쥐에게 사카린이 첨가된 물을 먹이는 것만으로도 일부 동물이 사망하는 것을 발견하고, 조건 자극을 받은 후 면역억제되었을 것이라고 제안했다. 아더와 코헨은 조건화된 쥐가 실제로 면역억제되었음을 실험을 통해 증명했다. 즉, 신경계(맛)를 통한 신호가 면역 기능에 영향을 미친 것이다.

1970년대에 휴고 베세도프스키, 아드리아나 델 레이, 에른스트 소르킨은 면역 반응 자체가 뇌와 신경내분비 메커니즘에 영향을 미칠 수 있음을 보여주었다. 그들은 무해한 항원에 대한 면역 반응이 시상하부 뉴런의 활동^[11][12]과 면역 조절과 관련되고 뇌 수준에서 통합되는 호르몬 및 자율 신경 반응의 증가를 유발한다는 것을 발견했다.^[13] 또한 면역 세포에서 생성된 물질(사이토킨)이 면역-뇌 소통을 매개한다는 것을 확인했다.^[14]

1981년, 데이비드 L. 펠튼은 혈관과 면역계 세포로 이어지는 신경망을 발견했다. 또한 흉선과 비장에서 림프구, 대식세포, 비만 세포의 집단 근처에서 종말하는 신경을 발견했으며, 이들은 모두 면역 기능을 조절하는 데 도움이 된다.

아더, 코헨, 펠튼은 1981년에 ''정신신경면역학''을 편집하여, 뇌와 면역계가 단일하고 통합된 방어 시스템을 나타낸다는 기본 전제를 제시했다.

1985년, 캔디스 페르트는 신경펩티드 특이 수용체가 뇌와 면역계의 세포벽에 모두 존재한다는 것을 발견했다.^[15][16] 신경펩티드와 신경전달물질이 면역계에 직접 작용한다는 발견은 감정과 면역학이 어떻게 깊이 상호 의존적인지에 대한 메커니즘을 시사한다.

정신 의학, 면역학, 신경학 및 기타 통합 의학 분야의 현대적 발전은 정신신경면역학의 발전을 이끌었다. 행동에 의해 유도된 면역 기능의 변화와 행동 변화를 유발하는 면역 변화의 기전은 정상 및 병태생리학적 상태에서 이러한 상호 관계의 정도에 대해 더 많이 알게 될 때까지 완전히 인식되지 않을 임상적 및 치료적 의미를 가질 가능성이 높다.

5. 1. 연구 중인 약물

5. 2. 항우울제의 정신신경면역학적 효과

5. 3. 내인성 칸나비노이드 시스템

6. 관련 의학 분야 (Branches of medicine)

• 생물정신의학
• 정신신경내분비학
• 신경해부학
• 신경생물학
• 신경화학
• 신경물리학

7. 관련 주제 (Related topics)

• 알로스테이시스 부하
• 투쟁-도피 반응
• 치유 환경
• 면역정신의학
• 생리학적 신경 상위 제어
• PANDAS
• 외상 후 스트레스 장애
• 콜린성 항염증 경로
• 생태면역학

참조

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_[2] 서적 The Oxford handbook of psychoneuroimmunology Oxford University Press 2012
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