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촉촉한 눈과 글리코영양소 관계

  • 입력 2018.02.13 15:42
  • 기자명 정은주
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[엠디저널]건강한 삶을 생각 할 때 우리는 ‘면역’을 떠올리지 않을 수 없다. 진정한 의미의 면역이란 외부의 유해한 것으로부터 나를 지키려 하는 상황뿐 아니라 내 몸을 최적의 상태로 스스로 조절할 수 있는 능력이라고 할 수 있다.

우리 몸에서 일어나는 면역반응은 너무나 다양하지만 서로 협력하면서, 정교하고 정확하게 일어나고 있다. 우리 면역계는 크게 태어날 때부터 주어지는 ‘선척면역’과 후천적으로 경험에 의해 기억되고 훈련되어진 ‘후천면역’으로 나누어진다. 피부, 체온, 위산 pH, 대식세포, 사이토카인, NK-Cell 등으로 표현되어지는 선천면역과 함께 점막면역 또한 우리의 건강을 지켜주는 중요한 1차 면역이다.

내외부 피부 측면에서만 본다면 인간은 조물주로부터 외부 피부는 지방으로 코팅된 옷을, 내면의 피부는 당으로 코팅된 옷을 선물 받아 입고서 몸을 지키고 있다고 할 수 있겠다. 인체의 외부 피부의 1차 면역을 살펴보면, 피부의 물리화학적 특성(외부환경과의 물리적 격리, 방수성), 피부 유해균 부착 및 증식 억제, 낮은 피부 표면 pH, 항균펩타이드(Antimicrobial peptide, AMP) 분비, Free Fatty Acid 분비, Melanin에 의한 방어 역할 등을 들 수 있겠다.

인체에서 호흡기, 소화기, 생식기, 비뇨기 등의 내면은 점막에 의해서 덮여 있으며, 외부로부터 들어오는 많은 항원이나 병원균들에 항상 노출되어 있다. 인체내면의 점막은 단순히 통과경로의 역할만을 하는 것이 아니라, 점막면역체계(mucosal immune system)를 통하여 물리적, 면역학적(immunological)으로 일차적인 방어체계로서의 역할도 담당한다. 장내미생물총과 장점막의 부착, 헬리코박터균과 위점막의 관계 등과 같이 숙주(host)와 endogenous microorganism 사이의 공생 관계를 연결하는 역할도 담당하고 있다. 점막면역체계는 자연면역과 후천면역을 통해 넓은 상피표면의 면역학적 항상성을 유지하고 있다.

■ 안구건조증(Dry Eye Syndrom)

건성안증후군이라고도 불리는 안구건조증은 눈물을 분비하는데 관여하는 눈 구조물들에 염증, 외상 등의 손상이 생기면서 눈물층의 양과 성분의 질이 감소하거나 변화가 생겨 여러 가지 증상을 일으키게 된다. 눈을 촉촉하고 편안하게 유지해 주는 눈물층 고유의 기능에 변화로 인해 안구의 건조감, 작열감, 시야 흐림, 피로감, 충혈, 염증 등 다양한 증상을 나타낸다. 우리나라 대도시 성인의 90% 이상이 안구건조증을 경험해 본 적이 있다고 할 정도로 현대인에게 너무나 흔한 질환이 되었다.

■ 눈물

눈물은 눈물샘에서 눈을 보호하기 위해 분비되는 체액의 일종이다. 눈의 결막은 혈관이 있어 혈액을 통해 산소와 영양분을 공급받지만, 각막은 혈관이 연결돼 있지 않아 눈물을 통해 영양분을 공급받고 면역을 제공받는다. 만약 눈물이 없다면 눈동자의 세포가 손상되고 말라죽게 될 것이다.

보통 우리는 2~3초 간격으로 눈을 깜박이게 되는데, 이때마다 눈물샘에서 1분에 약 1.2㎕씩 눈물을 내보낸다. 눈물은 각막이나 결막 표면을 촉촉하게 적시고 이물을 씻어내며 영양공급과 면역 작용을 수행한다. 사람의 눈물성분은 98%가 물이고, 단백질(알부민과 글로불린 혼합액 0.4%, 락토페린) 식염, 탄산나트륨, 인산염, 지방 등이 함유된 등장액이며(pH 7.4), 리소자임,리보뉴클레아제 등 항균성분이 포함되어 있어 살균과 면역작용을 한다.

눈물(Tear Film)은 크게 수성 성분, 지질 성분, 점액 성분의 세 층으로 이루어져 있다.
·첫째, 결막의 술잔세포(goblet-cell)에서 분비되는 끈적끈적한 점액층(mucous layer)이 가장 안쪽에 위치하면서 수성층을 고루 퍼지도록 잡아주면서 여러 영양분과 면역물질을 함유하고 있다.
·둘째, 결막의 크라우제샘(Krause gland)과 볼프링샘(Wolfring gland)이라고 하는 부눈물샘에서 분비되는 수성층(aqueous layer)은 중간에서 눈을 촉촉하게 유지해 주는 역할을 한다.
눈물의 대부분을 차지하는 수성 성분은 눈을 마르지 않게 하고 삼투압을 유지하며 다양한 항균물질을 포함하고 있어 눈을 보호한다. 예를 들어 수성 성분에 들어 있는 리포칼린은 면역세포의 작용을 활발하게 하며, 라이소자임은 박테리아의 세포벽에 구멍을 뚫어 이들의 침입을 막는다.
·셋째, 눈꺼풀의 마이봄샘(Meibomian gland)이라고 하는 기름샘에서 분비되는 지방층(lipid layer)이 가장 바깥층에 위치하며 각막 위를 코팅해 수성층의 증발을 막는 역할을 한다.

과거엔 안구건조증의 원인을 주로 수성층의 문제로 보고 눈물을 보충해 주는 인공눈물 안약들을 치료법으로 내놓았으나 일시적 증상완화 외에 근본적 치료효과를 못 보았다. 안구건조증에 동반되는 심한 결막염, 눈꺼풀염증이 같이 있다면 그에 대한 내복약 등의 염증치료도 병행한다. 물론 만성염증에 의한 경우 항생제, 스테로이드성분의 안약을 겸용하여 치료하기도 하지만 이들 약물의 장기적인 사용은 2차적인 부작용으로 심각한 눈 기능 저하를 초래 할 수 있기에 반드시 전문가의 조언을 구해야 한다.

안구건조증의 원인들 중에서 마이봄샘에 기인한 지방층의 문제에서, 최근 연구 결과에 의하면 오메가-3 지방산이 효과가 있다고 입증되었다. 오메가-3 지방산은 체내에서 만들어지지 않고 음식을 통해 얻을 수 있는데, 오메가-3 지방산을 직접적으로 섭취하는 것도 지방층 기능 이상에 의한 안구건조증에 예방효과가 있다고 보고되고 있다.

최신 연구에 의하면 안구건조증에 대한 패러다임이 바뀌어 점액층으로 관심이 옮겨지고 있다. 점액(mucin)의 성분의 질과 분비기능, Glycocalyx의 면역작용에 의한 자가면역질환 측면에서의 안구건조증까지, 점막면역 체계의 정상화로 안구건조증상 완화와 만성적 염증을 개선하는 연구들이 시도되고 임상화 되고 있는 것이다.

■ 눈의 점액 생리에 대해 살펴본다.

결막은 눈물의 점액층을 생성하고 면역기능에 관여하며 안구 표면을 보호하고 미생물 등의 외부물질에 대한 보호기능을 하고, 안구 앞쪽 표면에서 각막을 제외한 부분을 차지하며 위아래 눈꺼풀 안쪽에도 존재한다.

결막은 상피세포와 기질로 이루어져 있는데 상피세포는 여러 층의 세포로 구성되어 있다. 상피세포 세포질 내에 많은 소포에는 점액이 있고, 당질층(glycocalyx)이 분비되고 눈물의 점액층이 각막상피위에 안착할 수 있도록 관여한다. 기질은 느슨한 조직으로 혈관과 림프조직이 발달해 있으며 면역에 관여하는 세포가 존재한다. 또한 삼차신경의 첫 번째 가지인 눈 신경(안신경)이 지각신경섬유로서 풍부하게 분포되어 있다.

결막의 술잔세포(goblet-cell)의 손상이 오거나, 안구표면의 당질층(glycocalyx)이 손상되거나하면 눈물막이 불안정 해진다.

■ 뮤신(mucin)-O-linked sugar chain

뮤신(mucin)은 점액의 한 성분으로 점액의 점성을 주는 물질이다. 뮤신은 탄수화물(당) 코팅에 의해 둘러싸여진 당단백질인데, 아미노산인 세린이나 트레오닌의 곁가지에 당영양소인 N-acetylgalactosamine, mannose, fucose, glucose, N-acetylglucosamine 등이 효소에 의해 당화(Glycosylation)되어 만들어진다. 뮤신은 Goblet cell에서 분비되는 O-linked glycosylation 반응으로 생성된 당단백의 일종으로 수분을 함유하며 점액을 만들어 세포막이나 장점막 등을 코팅하여 균이나 이물질이 부착하는 것을 물리적으로 막는다.

유해균은 세포의 glycosidase를 분비하여 1차 면역 방어막인 점액이나 점막세포 외벽에 붙어있는 당단백이나 뮤신 같은 glycan의 연결을 끊어서 손상시킨다. 뮤신은 이런 유해균들이 분비하는 단백질가수분해(proteolysis)를 막아주는 역할을 하여 세포막 손상이나 장점막 손상을 막는 방어막 역할을 한다. 또한 세포막에 연결되어 glycan에 붙는 물질의 수용체로서도 역할을 한다.

글리코영양소는 세포막에 존재하는 뮤신 같은 당단백질을 만드는 원료로 사용된다. 또한, 세균의 당사슬 접합부와 세포벽, 점막세포의 당단백의 당사슬간 사이에서 글리코영양소가 길항적으로 세균접합부에 붙어서 세균이 세포막에 붙는 것을 막아주는 세균에 대한 항체역할을 하기도 한다.

임신 수정에서부터 출생까지의 여정에서 당영양소인 N-acetylneurminic acid,
fucose, N-acetylgalactosamine, mannose, glucose, N-cetylglucosamine,
galactose의 효소에 의한 당화반응은 정상적인 생명탄생에 있어 중요하다. 출생이후 신생아의 성장과 면역에 있어 모유(Human Breast Milk)의 역할은 지구상 그 어떤 영양물질보다 완벽한 생명체를 완성시키는 생명음식이다.

예를 들어 보면, 모유에 들어있는 다양한 영양성분 중에서 당영양소인 N-acetylneurminic acid,
fucose, N-acetylgalactosamine, mannose, glucose, N-acetylglucosamine, galactose의 풍부한 함유는 뇌신경세포에서 axonal growth, fasciculation, synaptogenesis,
myelinationne, uronmigration, signaling events both intracellularly or at the cell surface 등의 다양한 역할을 수행하면서 아기를 성장시킨다. 또한 모유(Human Breast Milk)의 면역력에 대한 연구는 너무 많이 입증되어 있어 다시 언급하지 않아도 될 것이다.

1차 면역인 점막면역에 있어 당영양소의 당화(Glycosylation) 반응에 의한 점막의 정상화는 건강한 생명유지에 있어 아주 중요하고 과학적인 기초적 사실이다.

몸이 천 냥이면 눈이 구백 냥!
밝고 촉촉한 눈 건강을 위해 부지런히 눈을 깜빡여 보자!
 

 안구건조증의 원인
1. 노화 - 가장 흔한 원인으로 정상적인 노화 현상에 의해 눈물의 분비량의 감소나 눈물의 상태가 변하게 된다.
2. 여성호르몬 감소 - 갱년기에 의한 여성호르몬의 감소로 눈물생성 저하
3. 환경 요인 - 주위 환경의 건조, 대기오염, 연기나 먼지 자극, 햇볕 및 바람 등 자극, 독서나 모바일, 컴퓨터 사용 시 눈 깜박임의 횟수감소로 안구건조증
4. 동반질환 - 류마티스성관절염, 쇼그렌 증후군(입과 눈 등 몸 전체의 점막들의 염증이나 건조가 발생하는 류마티스 질환), 루프스, 공피증, 당뇨병, 비타민A 결핍증 등의 질병이 있으면 눈물 생산이 줄어든다. 갑상선 기능저하로 눈물생성이 감소, 갑상선 항진증으로 인한 안구돌출 등으로 과도한 눈물 증발
5. 각막의 예민성 감소 - 장기간 콘택트렌즈를 사용으로 눈 표면의 감각예민도 감소로 인한 눈물의 생산이 감소, 각막의 지각이 마비되는 신경영양 각막염(neurotrophic keratitis)
6. 라식, 라섹 수술 등에 의한 각막 손상
7. 지방분비선 손상 - 안검에 있는 지방 분비선에 염증이 생기거나 막히고, 지방의 생산감소로 지방이 적어지면 수분층의 눈물이 쉽게 증발
8. 점액층의 손상 - 결막에서 점액 분비선 역할을 담당하는 술잔세포들이 만성적인 염증 등으로 줄어들면 점액 분비량이 적어져 수분을 점액층에 붙잡아 둘 수 없기 때문에 수성 눈물층이 눈물관을 타고 코로 흘러 나가버림
9 약물복용 - 눈물생성을 감소시키는 약물에 의해 눈물이 마를 수 있다. 즉 항생제, 항히스타민제, 이뇨제, 지사제, 스코포라민 같은 부교감 경차단제, 고혈압 치료를 위한 베타차단제, 수면제, 에스트로겐 등 피임약, 일부 여드름 치료제, 일부 항우울제, 일부 마취제 등
10. 방사선, 항암이나 만성염증으로 인한 눈물샘 손상
11. 눈꺼풀 속말림, 눈꺼풀 겉말림, 눈꺼풀염 같은 눈꺼풀 문제
12. 염색약, 눈화장, 스테로이드 안약, 안약의 방부제 등