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국내 연구진, 스트레스 호르몬 모니터링 시스템 개발

발행일2019.01.08 05:00
Photo Image<스트레스를 감지하면 인간의 두뇌는 부신 피질에서 스트레스 반응 호르몬인 코티졸을 분비하도록 지시한다. 신체 내부에 과도하게 분비된 코티졸은 만성 스트레스 반응을 유발, 다양한 질환을 유발한다.>

국내 연구팀이 스트레스 호르몬 분비를 실시간 모니터링하는 센서 시스템을 개발했다. 우울증 등 관련 질환 치료에 전기를 마련했다.

한국연구재단에 따르면 김태일 성균관대 교수, 최영진 세종대 교수 공동 연구팀은 동물 체내에 삽입 가능한 유연한 전자소자로 부신의 전기생리학적 신호를 검지하고 스트레스 호르몬 '코티졸'을 간접 측정했다.

코티졸은 스트레스를 받으면 분비되는 호르몬이다. 코티졸을 과도하게 분비하면 우울증, 만성질환 등을 유발한다. 체내 코티졸 농도를 검지하는 것이 중요하지만 쉽지 않았다. 타액, 혈액을 이용한 기존 측정 방법은 실시간 모니터링이 불가능하고 검지 해상도가 낮다.

연구진은 이 같은 문제를 해결한 생체친화형 실시간 코티졸 모니터링 시스템을 개발했다.

반도체공정을 이용해 수 마이크로 미터 두께 유연한 전기생리 센서를 제작했다. 이를 살아있는 쥐의 부신에 삽입해 전기생리학적반응신호를 기록했다. 연구진이 만성스트레스 상에서 발생하는 부신피질자극호르몬(ACTH)을 외부에서 투여해 코티졸 분비를 유도한 결과 전기생리학적 신호 빈도가 크게 증가했다. 신호 빈도와 코티졸 호르몬 분비거동과의 상관관계를 밝혔다. 이 방법으로 체내에서 9주 이상 측정이 가능함을 확인했다.

연구진은 만성스트레스뿐 아니라 동물에게 실제 스트레스 환경을 조성하는 실험에도 성공했다. 동물의 강제수영실험(forced swimming test)을 통한 일시적 스트레스 인가 후 신호 변화를 측정한 결과 부신피질, 부신수질에서 동시에 신호가 증가하는 것을 알아냈다. 만성 스트레스와 일시적 스트레스의 상관관계를 풀었다.

김태일 교수는 “호르몬 분비 관련 기본 연구나 다른 생체기관의 호르몬 조절 연구까지 파급 효과가 클 것”이라고 말했다. 최영진 교수는 “의학적으로 환자 모니터링에 적용할 수 있을 뿐 아니라 검지 과정을 역이용하면 간단한 전기자극을 통해 스트레스가 질병화하는 것을 막을 수 있을 것”이라고 기대했다.

연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 미래유망융합기술파이오니어사업을 지원받았다. 연구 결과는 국제학술지 '미국국립과학원회보(PNAS)'에 7일자 논문으로 게재됐다.

최호 산업정책부기자 snoop@etnews.com

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