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(번역) 성호르몬은 뇌 호르몬입니다. 이것이 뇌 질환 치료에 어떤 의미가 있을까요?

"생식" 호르몬이 뇌를 어떻게 형성하는지에 대한 이해가 높아지면 신경 질환의 관리가 달라질 수 있습니다.

신용...유코 시미즈

By 레이첼 E. 그로스

• April 22, 2025

에스트로겐은 과학자들 사이에서 그 다재다능함으로 유명한 호르몬의 메릴 스트립입니다. 성 및 생식 건강에 중요한 역할을 할 뿐만 아니라 뼈를 강화하고 피부를 유연하게 유지하며 당 수치를 조절하고 혈류를 증가시키며 염증을 낮추고 중추 신경계를 지원합니다.

애리조나 대학교의 뇌과학 혁신 센터를 이끌고 있는 신경과학자 로버타 브린턴은 "에스트로겐은 장기에 이름을 붙이면 그 장기의 건강을 촉진합니다."라고 말합니다.

그러나 에스트로겐의 보다 광범위한 역할에 대한 인식은 더디게 진행되고 있습니다. 이 화합물은 1923년에 처음 확인된 이후 '여성 성호르몬'으로 알려졌는데, 그 이름에 담긴 일차원적인 명성이 그대로 이어졌습니다.

"에스트로겐"은 말 그대로 소를 광란의 도가니로 몰아넣는 것으로 알려진 그리스어 "발정"에서 유래했습니다. 과학적으로 발정은 일부 포유류의 생식 주기에서 암컷이 가임기가 되어 성적으로 활동하는 기간을 의미하게 되었습니다.

여성은 발정기에 들어가는 것이 아니라 월경을 합니다. 그럼에도 불구하고 연구자들이 에스트로겐에 이름을 붙인 것은 발정을 유도하고 여성의 성 건강을 돕는 역할이었습니다. 이제 에스트로겐은 뇌에 영향을 미치는 가장 중요한 역할로 인정을 받고 있습니다.

신경과학자들은 에스트로겐이 건강한 뇌 발달에 필수적일 뿐만 아니라 다발성 경화증과 알츠하이머병과 같은 질환에도 영향을 미친다는 사실을 밝혀냈습니다. 월경 주기나 외부 요인으로 인한 에스트로겐 수치의 변화는 편두통, 발작 및 기타 일반적인 신경학적 증상을 악화시킬 수 있습니다.

맥길 대학교의 신경과 전문의인 하이먼 쉬퍼 박사는 최근 뇌 의학 저널에 실린 리뷰에서 "성호르몬 변동에 영향을 받을 수 있는 신경 질환은 매우 많습니다."라고 말했습니다. "그리고 생식 의학에서 사용되는 많은 치료법은 이러한 신경 질환을 위해 용도를 변경해야 합니다."

오늘날 성호르몬도 뇌 호르몬이라는 통찰은 의사들이 뇌 건강과 질병에 접근하는 방식을 변화시켜 치료를 안내하고, 해로운 상호작용을 피하며, 새로운 호르몬 기반 치료법을 개발하는 데 도움을 주고 있습니다.

에스트로겐, 상승세

마우스 뇌의 형광 현미경 사진

여성의 경우 에스트로겐은 주로 난소에서 생성되며 일부는 부신과 지방 세포에서도 생성됩니다. 남성의 경우 에스트로겐은 고환에서 테스토스테론으로 전환되며 정자 생산, 뼈의 강도, 간 기능, 지방 대사 등에 중요한 역할을 합니다.

그러나 남녀 모두 뇌에서도 자체적으로 에스트로겐을 생성하므로 에스트로겐의 신경학적 중요성이 강조됩니다. "뇌는 부분적으로 내분비 기관입니다."라고 웨일 코넬 의과대학의 여성 뇌 이니셔티브 책임자인 신경과학자 리사 모스코니는 말합니다.

뇌에는 에스트로겐 수용체가 풍부하며, 이 수용체는 일생 동안 깜박이고 꺼집니다. 에스트로겐 수용체는 한때 뇌하수체와 시상하부와 같은 특정 생식 기능을 가진 구조물 주변에 모여 있는 것으로 여겨졌습니다. 살아있는 뇌에서 이러한 수용체를 볼 수 있는 PET 스캐닝 기술을 개발한 모스코니 박사는 "사실 이 수용체는 어디에나 있다"고 말합니다. "완전히 비어 있는 영역도 찾을 수 없었습니다."라고 그녀는 말합니다.

뇌에서 에스트로겐은 뉴런과 다른 세포 내의 수용체에 직접 결합하여 일련의 작용을 일으킬 수 있습니다. 또한 에스트로겐은 뉴로스테로이드라는 대사산물로 분해되어 광범위한 효과를 발휘할 수 있습니다.

이러한 뉴로스테로이드 중 일부는 이미 자체 치료제로 분리되어 있습니다: 프로게스테론의 대사산물인 알로프레그나놀론은 특정 종류의 간질을 치료하는 데 사용되는 약물의 기초입니다. 동일한 대사산물이 알츠하이머병의 잠재적 재생 치료제로 임상 시험 중에 있습니다.

자궁에서 엄마의 에스트로겐은 배아의 신경 회로를 구성하고 뇌 세포의 생성을 유도하며 다양한 뇌 영역의 성장에 영향을 미칩니다. 사춘기, 임신, 폐경과 같은 주요 전환기에 에스트로겐은 뇌를 다시 한 번 정리하고 재구성하는 데 도움을 줍니다.

하지만 이제 연구자들은 에스트로겐이 인생의 모든 단계에서 뇌를 형성한다는 사실을 알고 있습니다. 에스트로겐은 신경세포 발화를 조절하고 염증을 줄이며(https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4491541/), 포도당을 에너지로 전환하고 플라크가 쌓이는 것을 방지하며(https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16794020/), 뇌의 혈류를 개선하는 데 도움을 줄 수 있습니다.

이러한 효과가 모두 긍정적인 것은 아닙니다. 설치류에서 장기간 에스트로겐 사용은 뇌의 특정 부위를 노화시킬 수 있다는 사실을 발견했다고 쉬퍼 박사는 말합니다. "이 호르몬 중 어느 것도 한 가지 역할만 하는 것은 없습니다."라고 그는 말합니다.

임신과 뇌

에스트로겐 수용체와 에스트라 디올의 분자 모델.

과거 신경과학자들은 에스트로겐이 생식 기관을 넘어선 영향을 미친다는 사실을 알고 있었습니다. 그러나 그들은 그것을 연구하지 않기로 결정했습니다: 2016년 이전에는 호르몬 순환과 관련된 행동과 생리학의 차이를 다루지 않기 위해 일반적으로 암컷 동물을 실험에서 제외했습니다.

"암컷을 대상으로 한 실험도 하지 않는다면 에스트로겐이 신경을 보호하는지 어떻게 알 수 있을까요?"라고 로스앤젤레스 캘리포니아 대학교 종합 폐경 프로그램의 신경과 전문의 론다 보스컬 박사는 말합니다. "잠깐만요."

1998년, 보스컬 박사는 면역 체계가 신경 세포를 공격하여 보호 코팅을 벗겨내는 다발성 경화증의 영향으로부터 뇌를 보호할 수 있는 분자를 찾고 있었습니다. 다발성 경화증은 약 백만 명의 미국인이 앓고 있으며 대부분이 여성입니다.

염증을 낮추고 신경이 더 이상 손상되지 않도록 돕는 약물이 이미 존재했습니다. 하지만 그것만으로는 한계가 있었습니다. "뇌를 직접 겨냥하는 무언가를 추가해야 합니다."라고 보스컬 박사는 말합니다.

그녀는 임상 관찰에서 그 방법을 찾았습니다: 임신은 다발성 경화증 증상으로부터 여성을 보호하는 것으로 알려져 있었습니다. 임신 3기에는 재발률이 70%까지 떨어지며, 임신은 적어도 최고의 약물만큼 효과적이라고 합니다. 그러나 이러한 보호 효과는 일시적입니다. 출산 후에는 재발 위험이 급격히 증가합니다.

보스컬 박사는 임신 중에는 면역 체계가 잠잠해지는데, 아마도 배아라는 섬세하고 반쪽짜리 이식을 보호하기 위한 것으로 추정됩니다. 하지만 그녀는 그 이상의 이유가 있다고 의심했습니다. "산모에게 항염증제일 뿐만 아니라 신경을 보호하는 물질이 있다는 것은 당연한 일입니다."라고 그녀는 말했습니다.

그 물질은 태반에서 주로 생성되는 에스트로겐의 한 형태인 에스트리올로 밝혀졌습니다. 2016년 보스컬 박사는 164명의 여성을 대상으로 한 무작위 임상시험에서 2년 동안 에스트리올을 투여한 결과 다발성 경화증의 재발이 현저히 감소했으며(https://escholarship.org/uc/item/8zz3v374), 인지능력을 개선하고 회백질의 위축을 줄이는 것으로 나타났다고 밝혔습니다.

에스트리올은 안전한 것으로 알려져 있습니다: 유럽의 갱년기 환자들은 수십 년 동안 이 약을 사용해 왔습니다. 또한 에스트라디올과 달리 유방의 수용체에 강하게 결합하지 않기 때문에 장기적인 유방암 위험도 낮습니다. 보스컬 박사는 남성에게도 잠재적으로 사용될 수 있다고 말했습니다. "이것은 과학자들에게 주는 선물입니다."라고 그녀는 덧붙였습니다.

보스컬 박사는 현재 이 발견이 다발성 경화증 환자뿐만 아니라 폐경기를 겪는 모든 여성에게도 적용되는지 연구하고 있습니다. 그녀는 에스트리올을 함유한 특허받은 호르몬 요법인 PearlPAK을 개발했으며, 자신이 의료 고문으로 있는 CleopatraRX라는 회사에서 판매하고 있습니다.

이 웹사이트에서는 펄팍이 "폐경으로 인한 기억력 및 인지 건강 문제"를 해결할 수 있다고 주장합니다 하지만 이는 보스컬 박사가 펄팍을 사용하는 여성들을 매년 인지 테스트를 통해 모니터링함으로써 검증하고자 하는 가설입니다. 그녀는 여성들이 국립보건원이나 제약회사가 무작위 임상시험에 자금을 지원할 가능성이 희박한 경우를 기다리기에는 너무 시급하다고 말했습니다. "저는 우리가 산부인과에서 하는 방식을 폐경기에 적용하려고 하는 것뿐입니다."라고 그녀는 말했습니다.

불안한 유산

면역 형광 뇌 신경 섬유의 현미경보기.

에스트로겐 치료가 폐경기 여성을위한 만병 통치약으로 제안 된 것은 이번이 처음이 아닙니다. "2000 년 이전에는 에스트로겐이 만병 통치약 인 것처럼 보였습니다."라고 Schipper 박사는 말했습니다.

당시 에스트로겐은 노화된 뇌를 뇌졸중과 알츠하이머(https://journals.physiology.org/doi/full/10.1152/jappl.2001.91.6.2785)로부터 보호하는 것으로 여겨졌는데, 이는 수많은 동물 연구와 몇 가지 관찰 대상 인간 연구에서 뒷받침된 아이디어였습니다.

2003년에는 흐름이 바뀌었습니다. 폐경 후 여성의 호르몬 요법의 장기적인 효과를 추적한 획기적인 임상시험인 여성 건강 이니셔티브 기억 연구(Women's Health Initiative Memory Study)에 따르면 에스트로겐과 프로게스테론을 함께 복용한 노인 여성은 위약을 복용한 여성에 비해 치매 위험이 2배 더 높은 것으로 나타났습니다.

의사들은 폐경 후 여성에게 에스트로겐 처방을 중단했고, 여성들은 두려움 때문에 에스트로겐 복용을 중단했습니다. 많은 과학자들의 태도는 다음과 같았습니다: "왜 연구할 필요가 있나? 아무도 더 이상 에스트로겐을 복용하지 않을 테니 연구할 필요가 없다."라고 메릴랜드 대학교의 신경과학자 마가렛 맥카시는 말합니다. "연구에는 끔찍한 일이었습니다."

나중에 이 발견은 마지막 생리 기간이 최소 10년이 지난 65세 이상에서 에스트로겐 치료를 시작한 여성에게만 해당된다는 사실이 밝혀졌습니다. 메타 분석](https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23797469/)에 따르면 50~55세 여성의 경우 에스트로겐이 치매 위험에 미치는 영향은 중립적인 것으로 나타났습니다. 젊은 여성은 여성 건강 이니셔티브에 포함되지 않았습니다.

"타이밍이 가장 중요합니다."라고 메타 분석을 주도한 브리검 여성병원의 신경내분비학자인 W.H.I. 연구자 조앤 맨슨 박사는 말합니다. "에스트로겐에 노출되면 인지 기능에 도움이 된다는 중요한 시기가 있다는 증거가 점점 더 많아지고 있습니다."

이제 연구자들은 에스트로겐이 신경을 보호한다는 생각에서 벗어나 좀 더 미묘한 질문을 던져야 했습니다: 이 호르몬이 정확히 언제, 어떻게 뇌를 보호할까요?

알츠하이머의 기원에 집중하기

폐경기에 에스트로겐이 감소하면 안면 홍조, 수면 장애, 브레인 포그와 같은 중년 여성이 알고 있고 싫어하는 인지 증상을 유발할 수 있는 폐경기보다 뇌 건강에서 에스트로겐의 역할이 더 분명한 곳은 없습니다. 일부 신경과학자들은 알츠하이머가 남성보다 여성에게 두 배 더 많이 발병하는 주된 이유로 에스트로겐 감소를 꼽습니다.

에스트로겐 수치가 감소하면 뇌의 신진대사가 변화합니다. 폐경 전까지는 뇌는 주로 포도당으로 작동하는데(https://www.nature.com/articles/s41598-021-90084-y), 에스트로겐은 포도당을 에너지로 전환하는 데 도움을 줍니다. 폐경기가 되면 뇌는 자체 백질을 포함한 대체 연료에 의존하기 시작한다고 브린턴 박사는 동물 연구를 통해 밝혀냈습니다.

"이것은 굶주림에 대한 반응입니다."라고 그녀는 말했습니다. "이것은 생식 능력과는 아무런 관련이 없으며 뇌가 과도기적 상태를 겪는 것과 관련이 있습니다."

이러한 변화는 알츠하이머에 대한 취약성이 시작되는 시기와 이론적으로 에스트로겐 요법이나 다른 개입이 인지 기능 저하를 예방하는 데 도움이 될 수 있는 시기를 표시할 수 있습니다. 하지만 브린턴 박사는 인간의 뇌에서 이를 확인할 방법이 없었습니다. 2014년, 그녀는 신경 영상 전문가인 모스코니 박사에게 도움을 요청했습니다.

알츠하이머병에 걸린 뉴런의 투과 전자 현미경 사진.

그 당시 의사들은 혈중 에스트로겐 수치만 측정할 수 있었습니다. 그러나 수백만 명의 미국인이 일종의 에스트로겐 기반 치료를 받고 있었지만 아무도 그것이 뇌에 어떤 영향을 미치는지 알지 못했다고 모스코니 박사는 깨달았습니다. "말도 안 되는 일입니다."라고 그녀는 말했습니다. 그래서 그녀는 유방암에서 동일한 수용체를 감지하는 데 사용되는 추적자의 용도를 변경하여 뇌의 에스트로겐 수용체를 볼 수 있는 이미징 기술을 개발했습니다.

2024년, 그녀와 브린턴 박사는 폐경 후 뇌의 에스트로겐 수용체 수가 급격히 증가한다는 사실에 놀랐습니다.(https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38902275/) 아마도 이 호르몬을 더 많이 확보하기 위한 시도인 것 같습니다. 그러나 흥미롭게도 에스트로겐 수용체가 많을수록 여성의 기억력과 인지 점수는 더 나빠지는 것으로 나타났습니다.

지난 2월, 모스코니 박사는 웰컴 리프가 지원하는 5천만 달러 규모의 연구 프로그램인 '내분비학을 통한 알츠하이머 위험 감소'를 시작했습니다. 그녀는 어떤 여성이 에스트로겐 관련 뇌 변화로 인해 알츠하이머에 걸릴 위험이 가장 높은지 파악하고, 중요한 시기에 호르몬 요법이 위험을 낮추는 데 도움이 될 수 있는지 알아내기를 희망합니다.

에스트로겐 패치를 언제 착용해야 하는지 알아내는 것만큼 해답이 간단하지 않을 수 있습니다. "우리가 이 시스템을 건드리기 전에 더 잘 이해해야 할 전체 시스템이 있습니다."라고 그녀는 경고합니다.

신경학적 사각지대 메우기

연구자들이 성호르몬이 뇌에 미치는 영향에 대해 미묘한 차이를 이해하게 되면서, 일부 의사들은 이러한 지식이 병원에 전달되는 데 너무 오래 걸린다고 우려하고 있습니다. 쉬퍼 박사는 "제 진료에 큰 영향을 미칩니다."라고 말합니다. "모든 신경과 전문의의 진료에 영향을 미칠 것입니다."

예를 들어, 쉬퍼 박사는 생리 관련 뇌전증 환자의 경우 에스트로겐 수치가 급상승하면 발작 가능성이 높아지는 황체기 후반에 뇌전증 약물을 증량하여 치료할 수 있습니다.

또한 일반적인 항경련제인 딜란틴 처방도 피할 것이라고 그는 말했습니다. 많은 신경과 의사들은 딜란틴이 간 대사를 촉진하여 피임 호르몬을 분해하고, 환자가 피임을 하고 있더라도 실수로 임신을 할 수 있다는 사실을 알지 못합니다. 쉬퍼 박사는 "피임약을 복용하더라도 실수로 임신을 할 수 있다는 사실은 결코 생각하지 못합니다."라고 말했습니다.

마찬가지로 뉴욕 알버트 아인슈타인 의과대학의 신경과 전문의인 젤레나 파블로비치 박사는 월경 관련 편두통이 있는 여성은 에스트로겐 수치가 급격히 떨어지는 자궁 내막이 탈락한 직후 두통에 더 취약하다는 사실을 발견했습니다. 이러한 연관성을 이해하면 가장 효과적인 시기에 예방 치료를 제공할 수 있습니다.

두통 장애와 성호르몬을 전문으로 연구하는 몇 안 되는 신경과 전문의 중 한 명인 파블로비치 박사는 "여성 건강 문제를 신경과에 통합할 필요가 있습니다."라고 말합니다.

산부인과와 신경과를 아우르는 보쉬쿨 박사도 이에 동의했습니다. 뇌를 치료하는 의사가 호르몬을 다루는 의사와 지식을 공유하지 않거나 그 반대의 경우 환자는 고통을 받는다고 그녀는 말했습니다.

"해답은 거기 있습니다."라고 그녀는 말했습니다. "서로 이야기하면 해답은 거기 있습니다."