cobalamin(비타민 B12) 결핍에서 신경학적 증상이 주로 나타나고 folate 결핍에서 드문 이유는, cobalamin이 수초(myelin sheath) 생성에 관여하는 경로 중 folate와 공유하지 않는 독자적 경로를 가지고 있기 때문으로 생각된다. 단, 이 구분이 절대적이지는 않다.
❶ 생각해 보셨나요?
cobalamin과 folate는 둘 다 DNA 합성에 관여하고, 둘 다 결핍되면 거대적혈구성 빈혈(megaloblastic anemia)을 일으킨다. 그렇다면 신경학적 증상도 둘 다 일으켜야 할 것 같다. 그런데 교과서에는 신경학적 증상이 cobalamin 결핍의 구별점이라고 나와 있다. 이 설명이 얼마나 정확한 것일까.
❷ cobalamin이 수초 생성에 관여하는 세 가지 경로
신경세포는 수초(myelin sheath)로 싸여 있다. 수초는 신경을 보호하고, 도약전도(saltatory conduction)를 통해 신호 전달 속도와 효율을 높인다. cobalamin이 결핍되면 수초 생성과 유지가 손상되어 신경학적 증상이 나타난다.
cobalamin이 수초에 관여하는 경로는 세 가지로 정리된다.
1) 메틸화 과정(methylation)을 통한 경로 methyl-cobalamin은 homocysteine을 methionine으로 전환하는 데 필요하다. methionine은 SAM(S-adenosylmethionine)으로 전환되는데, SAM은 수초 기본 단백(myelin basic protein, MBP)에 메틸기(-CH3)를 붙여 수초의 구조적 안정성을 유지한다. 즉 cobalamin → methionine → SAM → MBP 메틸화 → 수초 안정화의 경로다.
2) DNA 합성을 통한 경로 cobalamin이 관여하는 위의 반응은 folate 대사와 엮여 있어, cobalamin이 없으면 folate 사이클도 제대로 돌아가지 않는다. 그 결과 DNA 합성이 저하되고, 수초를 만드는 세포들의 분열도 저해된다.
3) 에너지 대사와 지방산 합성 경로 adenosyl-cobalamin은 methylmalonyl-CoA를 succinyl-CoA로 전환하는 데 필요하다. succinyl-CoA는 TCA 회로(Krebs cycle)의 구성 성분이다. 결국 cobalamin이 없으면 에너지 생산이 저하되고, TCA 회로에서 파생되는 지방산 합성도 줄어든다. 지방산은 수초의 주요 구성 성분이므로, 이 경로를 통해서도 수초 생성이 손상된다.
❸ 그렇다면 folate 결핍에서도 신경 증상이 생기지 않는가
앞서 본 세 가지 경로 중 1번과 2번은 folate도 관여한다. 메틸화 과정과 DNA 합성은 cobalamin과 folate가 함께 작동하는 경로이기 때문이다. 그렇다면 folate 결핍에서도 신경 증상이 생겨야 하지 않을까.
실제로 folate 결핍에서 신경학적 증상이 보고된 사례들이 있다. 국내에서도 드물게 보고된 바 있으며, 장기간 심한 결핍이 지속될 경우 나타날 수 있다는 설명이 붙는다. 기전으로는 메틸화 과정의 저해가 거론된다. 즉 folate 결핍이 신경 증상을 전혀 일으키지 않는다고 단정하기는 어렵다.
현재까지의 근거를 정리하면, 신경학적 증상은 cobalamin 결핍에서 주로 나타나고 folate 결핍에서는 드물게, 아주 제한적으로 보고된다. 왜 cobalamin 결핍에서 더 흔한지에 대한 명확한 설명은 아직 확립되어 있지 않다. 3번 경로(에너지 대사와 지방산)가 folate와 무관하게 cobalamin 독자적으로 관여하는 경로라는 점이 하나의 단서일 수 있다.
❹ 결론적으로
교과서적 표현인 “신경학적 증상 = cobalamin 결핍의 구별점”은 완전히 틀리지는 않지만 과도하게 단순화된 설명이다. 보다 정확하게는 이렇게 정리하는 것이 합리적이다.
- cobalamin 결핍에서 신경학적 증상이 주로 나타난다
- folate 결핍에서도 아주 드물게 보고된다
- 두 결핍에서 공유하는 메틸화 경로가 수초 손상의 핵심 기전으로 가장 많이 거론된다
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