미 하버드대 의대 연구팀, 사람 뇌·혈액 분석과 생쥐 실험으로 규명

리튬 부족 시 아밀로이드 축적·신경 손상 가속

리튬 오로테이트 투여로 기억력 회복·독성 없이 효과 확인

뇌 속 리튬이 결핍되면 알츠하이머병의 주요 원인 단백질인 아밀로이드 베타가 빠르게 쌓이고, 기억력 저하가 가속화된다는 연구 결과가 나왔다. 리튬을 보충하면 신경 손상을 완화하고 인지 기능을 회복시킬 수 있다는 점도 확인됐다.

알츠하이머병 환자, 뇌 속 리튬 수치 크게 낮아
하버드대 의대 브루스 얀크너 교수 연구팀은 인지 기능이 정상인 사람부터 경도 인지 장애, 중증 알츠하이머병 환자까지 285명의 뇌와 혈액을 분석했다. 그 결과, 질환 단계가 진행될수록 뇌 속 리튬 농도가 뚜렷하게 감소했다. 알츠하이머병 환자의 전전두엽 피질 리튬 수치는 인지 기능이 정상인 사람보다 평균 36% 낮았고, 경도 인지 장애 환자도 23% 낮았다. 추가 분석에서 아밀로이드 베타 플라크에는 다른 부위보다 3배 많은 리튬이 결합돼 있었고, 이는 리튬 가용량을 떨어뜨려 신경 보호 기능을 약화시키는 원인으로 지목됐다.

이런 차이가 나타나는 이유는 동물 실험에서 일부 확인할 수 있었다. 건강한 생쥐에 리튬 함량을 90% 이상 줄인 식단을 제공하자 뇌 속 리튬 수치가 급격히 낮아졌고, 그 결과 아밀로이드 축적과 신경세포 손상이 빠르게 진행됐다. 이 과정에서 기억력과 학습 능력이 떨어졌으며, 면역세포인 미세아교세포는 염증 반응을 촉진하는 형태로 변했고, 시냅스와 수초(미엘린)가 손실됐다. 타우 단백질의 엉킴도 심해졌다.

리튬 합성물질, 부작용 없이 기억력 회복에 도움
연구팀은 리튬과 오로트산이 결합된 '리튬 오로테이트'를 알츠하이머병 생쥐 모델에 투여했다. 이 물질은 아밀로이드 결합을 피해 뇌에 도달해, 플라크와 타우 단백질 축적을 줄이고 기억력 저하를 개선했다. 투여량은 조울증 치료제인 탄산리튬보다 1,000분의 1 수준으로, 장기간 투여에도 신장·갑상선 독성이 나타나지 않았다. 탄산리튬은 뇌에 도달하기 전 아밀로이드에 결합되지만, 리튬 오로테이트는 이를 피해 뇌 속에서 효과를 발휘한 것으로 나타났다.

연구팀은 어린 시절부터 리튬 수치를 안정적으로 유지하면 알츠하이머병 발병 위험을 줄일 수 있다는 가능성도 제시했다. 다만 사람 대상 임상시험은 아직 없어, 무분별한 보충제 복용은 경계해야 한다고 강조했다.

채소·곡류 속 '리튬', 뇌를 지키는 숨은 영양소
리튬은 곡류, 잎채소, 견과류, 일부 광천수 등에서 소량 섭취할 수 있는 금속 원소로, 뇌 속 신경섬유를 보호하고 면역세포 기능을 조절하는 역할을 한다. 연구팀은 "리튬은 철분이나 비타민c처럼 환경에서 얻는 영양소이며, 정상 범위를 유지하는 것이 뇌 건강에 필수적"이라고 밝혔다.

얀크너 교수는 "리튬은 아밀로이드 제거뿐 아니라 신경 보호, 면역 기능 조절, 유전자 발현 조정 등 다방면에서 작용할 수 있다"며 "향후 임상시험에서 효과가 입증되면 알츠하이머 치료의 판도를 바꿀 수 있을 것"이라고 말했다.

이번 연구 'lithium deficiency and the onset of alzheimer's disease(리튬 결핍과 알츠하이머병 발병)'는 2025년 8월 국제학술지 '네이처(nature)'에 게재됐다.