Neural Circuits Mediating Stress

스트레스의 신경생물학적 이해

Stress has been linked to the pathophysiology and pathogenesis of various psychiatric illnesses. Over the past few years, our understanding of the brain and neuroendocrine systems that are linked to stress responses has increased enormously. This article reviews a series of animal and human studies to understand what are the central pathways by which stress is perceived, processed, and transduced into a neuroendocrine response. We focus on the limbic-hypothalamic-pituitary-adrenal(LHPA) axis and several neurotransmitter systems such as norepinephrine, CRF, serotonin, acetylcholine, and dopamine. LHPA stress circuit is a complex system with multiple control mechanisms which are altered in pathological states. CRF and related peptides in the central nervous system appear to enhance behavioral responses to stressors. Norepinephrine systems are also activated by stressors and cause the release of catecholamines from the autonomic nervous system. CRF-norepinephrine interaction makes a feed-forward system which may be important for an organism to mobilize not only the pituitary system but also the central nervous system, in response to environmental challenges. The interactions among several neurotransmitters and endocrine systems appear to play key roles in mediating various behavioral and psychological stress responses involving abnormal responses to stressors such as anxiety and affective disorders.

스트레스는 여러 가지 정신질환의 병태생리와 관련되는 것으로 알려졌다. 최근 여러 가지 동물 모델이 제시되고 뇌에 대한 연구가 활발해지면서 스트레스의 선경생물학적 기전에 대해 많은 사실이 밝혀지고 있다. 저자들은 동물과 사람을 대상으로 스트레스가 지각되고 대뇌에서 처리되고 신경내분비적 반응으로 전환되는 경로를 밝히고자 했던 최근의 연구들을 고찰하였다. 과거 변연계-시상하부-뇌하수체-부신 축(LHPA axis)과 자율신경계가 스트레스반응의 신경생물학적 담당자로 가장 많이 연구되어 왔으나, 최근에는 노르에피네프린(NE), 세로토닌, GABA/Glutamate, 도파민, 아세틸콜린 등의 신경전달물질과 부신피질자극호르몬방출인자(CRF), arginine vasopressin. glucocorticoid 등의 신경호르몬이 상호작용을 하면서 스트레스반응에 관계되는 것으로 알려지고 있다. 이러한 대뇌의 신경전달체계는 LHPA축과 유기적으로 연관되면서 스트레스반응을 매개하며, 구조적으로도 LHPA축은 해마, 편도 등 다양한 대뇌 부위와 연결된다. LHPA축은 이렇게 중층적으로 조절되는데, 여기에 생기는 이상은 만성 스트레스나 우울증 등 병적 상태와 관련된다. CRF는 LHPA축의 호르몬 역할 이외에 대뇌의 광범위한 부위에 분포하면서 신경전달물질로서 기능하며 다양한 스트레스반응을 매개한다. 스트레스를 주변 자율신경계가 활성화되는데, 청색반점에서 기시하는 NE계가 직접 자극되어 카테콜아민을 분비하기도 하지만, CRF나 다른 신경전달계가 먼저 자극되면서 간접적으로 활성화되기도 한다. 특히 CRF와 NE계는 서로 자극시키는 feed-forward 상호작용을 하며, 이것이 생체가 외부환경의 도전에 맞서 내분비계 뿐만 아니라 중추신경계를 동원하는 데 중요한 역할을 할것으로 보인다. 또한 CRF-NE 상호작용은 불안이나 우울 등 비정상적 스트레스반응의 병태생리를 이해하는 데 중요한 역할을 할 것으로 시사된다. 스트레스반응은 구조적, 신경화학적, 유전적 수준의 다양한 신경생물학적 작용을 통해 일어나며, 이에 대한 연구는 스트레스반응의 병태생리를 밝히고 불안장애, 기분장애 등 정신질환의 원인 규명과 치료에도 크게 기여할 것으로 보인다.