소포체 스트레스(ER stress)

안녕하세요? 닥터QL김성훈입니다.

 

오늘은 ER stress (Endoplasmic reticulum stress), 즉 '소포체 스트레스'에 관해 알아보려고 합니다. 여지껏 포스팅한 주제와는 달리, 세포 단위의 내용이어서 어려울 수도 있습니다. 하지만, 우리 몸과 질병을 이해하는데 도움이 되어서 소개하고자 합니다. 출발해볼까요? ^^

 

1. 소포체(Endoplasmic reticulum)란 무엇인가?

우리 몸의 세포는 약 100조개로, 모든 세포에는 소포체(Endoplasmic reticulum)가 존재합니다. 세포안에 존재하면서 단백질, 콜레스테테롤을 생산하고, 생산된 단백질이 필요한 부위로 이동하는데 관여합니다.

'소포체 스트레스'는 ①소포체가 처리할 수 잇는 능력 이상의 단백질이 소포체 내로 유입되어, 단백질을 접고, 3차원 구조로 만드는데 한계에 이르는 경우, 그리고 ②소포체내 칼슘이 고갈돼 소포체에 기능 장애가 발생하는 것을 말합니다. 이것은 복부비만, 바이러스 감염, 음주로 인해 발생하는 것으로 알려져 있습니다.

 

2. 소포체의 기능

소포체는 주로 단백질을 접고, 조립하는데 관여합니다. (폴딩과 어셈블링)

① 1차적 구조로 된 단백질이 만들어진 후 소포체로 들어가면, 폴딩, 어셈블리 과정을 통해 3차원 구조가 됩니다.

② 지질 합성도 소포체 내에서 일어나게 됩니다.

③ 칼슘 농도 조절에도 중요한 역할을 합니다.

 

3. 소포체와 미토콘드리아

미토콘드리아와 소포체라는 두개의 세포내 소기관의 접촉을 통해, 여러 가지 중요한 세포내 작용이 조절됩니다. 미토콘드리아의 주기능은 세포내 에너지를 만들어 내는 것입니다. 에너지를 만들어 내는 과정에서 부산물로 활성산소(ROS)가 생성되어 나가게 됩니다. 그리고 세포질(cytosol)에 있는 칼슘이 미토콘드리아 안으로 들락날락하면서 칼슘 농도 조절 역할도 하게 됩니다. 

미토콘드리아와 소포체는 붙어있기도 하고, 떨어져있기도 합니다. 붙어 있을 때의 만나는 지점을 MAM(Mitochondria-associated E.R. Membrane)이라고 합니다. 이때 소포체의 칼슘이 미토콘드리아로 급격하게 들어가게 됩니다. 너무 많은 칼슘이 이동하면 미토콘드리아의 기능 이상이 발생하고, 세포자살(apoptosis)로 이어집니다.

 

4. 소포체와 질병

우리 몸을 구성하는 세포는 바이러스, 세균등의 감염으로 장시간 면역반응이 발생하면, 소포체 스트레스가 발생하고, 이는 암, 당뇨, 비만, 류마티스, 강직성 척추염등의 질환으로 이어지게 됩니다. 물로, 당뇨와 비만이 소포체 스트레스를 더욱 악화시키기도 합니다.

 

5. 소포체와 당뇨

소포체 스트레스가 발생하면, 세포에 염증이 생기고, 인슐린 수용기(receptor) 신호전달에 영향을 줘서, 인슐린 저항성을 일으킵니다. (미토콘드리아 이상도 인슐린 저항성을 일으킵니다)

네이쳐-메디신에서 발표한 자료에 따르면, 비만 및 당뇨병 동물 모델의 간세포를 살펴보니. 소포체와 미토콘드리아가 다닥다닥 붙어있으면서, 인슐린저항성이 생기는 것을 확인하였습니다. 이렇듯, 소포체 스트레스는 제2형 당뇨병 및 비만과도 밀접한 관계가 있습니다.

 

 

6. 소포체와 간질환

소포체 스트레스가 발생하면 간세포는 사멸하지만, 성상세포는 증식해서, 간 섬유화가 일어나게 됩니다. 지방세포의 경우는 대식세포를 자극해서 염증이 일어나고, MCP1, IL-6, TNF-α등의 사이토카인을 분비해서 동맥경화와 지방간을 초래합니다.

 

 

7. 소포체와 심장질환

심장세포에 손상이 있는 경우도, 소포체와 미토콘드리아가 붙으면서, 심장세포의 사멸, 즉 apoptosis가 발생한 것을 확인 할 수 있었습니다.

 

8. 소포체와 강직성척추염

 

위에 그림에서 ER stress가 보이시나요? 장내세균 이상, 물리적 손상, 염증, HLA-B27과 더불어 'ER stress'로 인해 백혈구가 자극되고, IL-22 및 TNF가 활성화되어 강직성척추염 환자에서, 새로운 뼈가 생성됩니다.

 

소포체 스트레스, 다소 생소하지만, 우리 몸 질병 발생의 기본 원리를 설명해 줄 수 있습니다. 앞서 말씀드린 바와 같이 소포체 스트레스는 비만, 음주, 각종 물리적 스트레스(불면, 자외선등)등으로 인해 시작되고, 각종 질병이 발생하면 소포체 스트레스는 더욱 심화되는 악순환에 빠지게 됩니다.

 

결국, 결론은 간단하겠죠? 소식, 숙면, 적당한 운동.

 

사랑합니다. from Dr QL