황달은 눈의 흰자나 피부, 점막 등이 노랗게 되는 현상인데요. 헤모글로빈처럼 철분을 포함한 특수 단백질이 체내에서 분해되는 과정 중 생성되는 황색의 담즙색소(빌리루빈)가 몸에 필요 이상으로 쌓이면서 생깁니다. 일반적으로 이러한 분해 과정은 간에서 수용성 형태의 물질로 전환돼 배출되지만, 만약 간에 문제가 생겼을 경우 이 과정이 제대로 이뤄지지 않아 빌리루빈이 축적됩니다. 성인의 경우 황달은 알코올성 간경화증이나 간염에 이르는 병의 징후일 수 있습니다.
황달은 신생아에게 빈번히 발생합니다. 태어난 첫 주, 이른둥이의 경우 약 80%, 산달을 다 채우고 태어난 신생아는 60%가 황달에 걸립니다. 신생아가 황달에 잘 걸리는 이유는 아직 간이 덜 발달했기 때문입니다. 신생아의 간은 적혈구에서 방출된 빌리루빈에 대처할 수 있는 능력이 없습니다.
때문에 절절한 치료를 받지 못하면 급성 빌리루빈 뇌증이나 핵황달(kernicterus)로 이어질 수 있어 위험합니다. 급성 빌리루빈 뇌증이나 핵황달은 유아의 뇌를 손상시킬 수 있고, 발달 장애를 유발할 수 있습니다. 황달에서 급성 빌리루빈 뇌증이나 핵황달 같은 합병증의 위험에 도달하기 위해서는 오랜 기간 동안 고농도의 빌리루빈이 혈류를 타고 순환하다가 혈액뇌장벽을 넘어 뇌 속 깊은 곳으로 침투하게 될 경우 발생한다고 해요.
따라서 황달에 걸린 신생아는 높은 빌리루빈 수치를 낮추기 위해 청색 및 백색 광선요법으로 치료를 받게 됩니다. 이 광선요법은 빌리루빈을 수용성 형태로 전환시켜 일시적인 간 기능을 대신 수행하게 됩니다. 그 결과 신생아들이 높은 빌리루빈 수치로 인해 합병증으로 이어지지는 않는다고 합니다.
황달, 진화의 산물?
그런데 <Scientific Reports>에 최근 게재된 논문에 따르면 황달은 인간이 진화하고 남은 흔적일 수 있다고 합니다. 신생아 때 황달에 걸리는 건 황달보다 더 심각한 질병으로부터 신생아를 보호하기 위해서라고 연구팀은 이야기하는데요. 여기서 말하는 더 심각한 질병은 패혈증( sepsis)을 말합니다.
패혈증이란 미생물에 감염돼 몸 전체의 염증 반응이 나타나는 질환입니다. 증상으로는 발열, 호흡수 증가, 맥박수 증가, 백혈구 수의 증가 혹은 현저한 감소가 나타납니다. 무엇보다, 적절한 치료가 이뤄지지 않을 경우, 사망에 이를 수 있는 병입니다.
그런데 왜 인간은 빌리루빈 문제를 극복하도록 진화돼 태어나지 않았을까요? 그래스고대학교(University of Glasgow)의 Richard 박사는 이 질문에 대한 해답을 찾기 위해 노력했습니다. 그가 애버딘대학교에서 장내 미생물학으로 박사학위를 받던 시절, 그는 패혈증을 앓고 있는 아기를 돌보고 있었는데요. 그 아기는 현저히 높은 빌리루빈 수치를 보였습니다.
보통 이런 종류의 황달은 엄마와 아기의 혈액 간 면역 반응 때문에 발생되지만, 이 아이의 경우 면역 반응 때문이 아니었습니다. 그래서 Richard 박사는 빌리루빈이 감염과 직접적으로 연관 있는지 궁금해하기 시작했고, 빌리루빈 수치가 높아지는 게 패혈증을 막기 위한 반응은 아닐까 생각했습니다.
그는 이 문제를 진화론적으로 접근했습니다. 만약 황달이 아이에게 해를 끼칠 수 있다면, 이와 균형을 맞출 수 있을 만한 이점은 무엇인지에 대해 살펴봤습니다.
Richard 박사는 항생제도, 의료 시설도 없던 시대를 생각하면서 태어난 직후 며칠 동안 신생아에게 가장 위협이 될 만한 병은 패혈증임을 깨달았습니다. 이 때문에 빌리루빈 수치가 자연스럽게 상승하는 것일 수 있다는 가설을 세웁니다. 즉, 황달은 패혈증을 막기 위한 진화적 매커니즘일 수 있다는 겁니다.
Richard 박사 연구팀은 패혈증에 걸린 신생아에게서 채취한 혈액으로 연구를 시작했습니다. 2009년, 연구팀은 빌리루빈이 신생아의 패혈증을 초기에 유발하는 그램 양성균( Gram-positive) 하나인 'Streptococcus agalactiae' 박테리아의 생장에 영향을 주는 점을 발견했습니다. 패혈증을 일으키는 다른 박테리아와의 연관성은 혼재돼 있었는데 빌리루빈이 포도상구균 종류의 박테리아에는 영향을 주는 것으로 확인됐지만, 그램 음성균(Gram-negative), 대장균(Escherichia coli)에는 영향을 미치지 않는다고 밝혔습니다.
연구팀은 빌리루빈이 적당한 수치를 유지할 때 그람 음성균인 Streptococcus agalactiae의 성장이 3분의 1가량 감소한다는 사실을 확인했습니다. 또한 빌리루빈이 박테리아의 기질 대사를 변화시킬 수 있다는 점을 보여줬습니다. 즉, Richard 박사의 가설이 어느 정도 증명된 것으로 보이는 대목입니다.
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