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2018년 2월 23일 금요일

알코올 사용 장애가 조기 치매의 위험인자



 적당한 음주가 건강에 도움이 되는지 아닌지에 대해서는 논쟁이 있지만, 과도한 음주가 건강에 좋지 않다라는 점은 대부분 이견없이 받아들여지고 있습니다. 보통 알코올 중독(Alcoholism)이라고 불리는 알코올 사용 장애 (AUD, alcohol use disorder)는 알코올의 과도한 사용으로 신체, 정신, 사회적 기능 장애를 일으키는 상태로 이미 장애가 있는 경우를 정의한 것이기 때문에 당연히 질병입니다. 그 기준은 아래 내용을 참조해 주십시요. 




 알코올 사용 장애가 뇌 건강에도 좋지 않을 것이라는 점은 쉽게 예상할 수 있습니다. 최근 연구 결과들은 65세 이하의 비교적 젊은 나이에서 발생하는 조기 치매 (early-onset dementia)와 과도한 음주가 연관이 있다고 보고했습니다. 


 프랑스에서 110만 명의 성인 인구 집단을 대상으로 한 국가 코호트 연구에서는 57,353명의 조기 치매 환자를 대상으로 음주와의 연관성을 조사해서 전체 대상자의 1/6인 10,115명(17.6%)이 알코올 사용 장애가 있으며 전체의 1/3 이상인 22,338명 (38.9%)의 환자가 음주 연관 질환이 있다는 연구 결과가 나왔습니다. 따라서 조기 치매의 절반이 음주 연관성이 의심되는 것입니다. 이 결과는 Lancet Public Health에 발표되었습니다. 


 알코올 사용 장애로 진단된 경우 (mental and behavioural disorders due to former or current chronic harmful use of alcohol (F10.1–F10.9, Z50.2), including alcohol abstinence (F10.20–F10.23); or chronic diseases attributable to alcohol use disorders (eg, K70 for alcoholic liver disease)) 조기 치매의 위험도는 남여 모두에서 3배 이상 증가하는 것으로 나타났으며 알콜과 연관된 질환 ( WernickeKorsakoff syndrome 등) 역시 조기 치매의 위험도를 의미있게 높이는 것으로 조사되었습니다. 


 다만 이 연구는 국가 의료 시스템에서 진단된 환자를 대상으로 한 것으로 구체적인 음주량에 대한 데이터는 없지만, 과도한 음주와 조기 치매의 연관성을 강력하게 지지하는 결과로 생각됩니다. 물론 그렇다고 해도 이것이 적당한 음주가 건강에 이롭거나 최소한 해롭지는 않을 것이라는 다른 연구 결과와 상충되지는 않습니다. 주 1-2회 정도 적당히 마시는 것과 매일 술 없이는 못살아서 병원에서 알코올 사용장애라고 진단받는 것은 별개의 문제니까요. 


 우리 나라의 경우 폭음 문화가 발달되어 있어 아마도 뇌에 미치는 악영향이 더 크지 않을까 생각하는데, 앞으로 이런 문제에 대한 연구가 있어야 할 것으로 생각됩니다. 뭐든지 지나친 것은 좋지 않을 것이고 술도 예외가 될 순 없을 것입니다. 


  
 참고 



미니 워크스테이션 Compulab Airtop2





(클릭하면 원본. 출처: Compulab) 


 컴퓨랩(Compulab)에서 패시브 공냉 방식의 미니 워크스테이션인 Airtop 모델의 신형인 Airtop2를 내놓았습니다. Core i7 7700 혹은 제온 E3 - 1275를 사용하며 지포스 GTX 1060 혹은 쿼드로 P4000을 사용하는 미니 PC로 7.5L에 불과한 크기에 비해 상당히 많은 것이 들어가는 셈입니다. 


 저장 장치도 2.5인치 SSD/HDD 4개와 M.2 두 개를 달 수 있고 쿼드로를 이용해서 7개의 모니터를 지원할 수 있습니다. 가격은 1335달러 부터 시작하는데, 이것 저것 다 넣은 풀 옵션은 7828달러라고 합니다. 이런 장치는 물론 산업용으로 사용되는 것으로 일반 유저들을 위한 제품은 아니라고 하겠습니다.


 아무튼 방열판 만으로 이게 감당이 가능한지 신기하지만, 나름 테스트를 마치고 출시하는 제품이니 감당이 가능하다고 봐야 하겠죠. 다른 점이 신기한 것보다 이 부분이 가장 신기해서 보게 되는 제품 같습니다. 아마도 양쪽으로 있는 방열판이 각각 CPU와 그래픽카드의 열을 해결하는 것으로 보이는데 그래도 전체 TDP가 200W는 될 시스템의 발열을 해결할 수 있다는 점이 신기하네요. 


 개인적으로는 과거 미니 PC를 꾸려 본다고 이것 저것 넣어서 만들어 봤는데, 역시 문제가 되는 부분은 부품은 어떻게 들어간다고 해도 발열 조절이 쉽지 않다는 것입니다. 그래서 쿨랭팬을 여러 개 넣으면 이번에는 너무 시끄러워서 쓰기가 불편합니다. 결국 미니 PC는 적게 넣으라고해서 미니 PC라는 점을 깨닫게 되는 것이죠. 과연 이건 어떨지 궁금하지만, 아마도 실제 써볼 일은 없을 것 같습니다. 


 참고 




저지방 vs 저탄수화물 식이 - 다이어트 효과는 차이 없다




 다이어트에 가장 효과적인 식사는 사실 저열량식이라고 할 수 있습니다. 에너지 보존 법칙을 생각하면 당연히 들어오는 에너지보다 나가는 에너지가 많으면 몸에 저장된 에너지 총량은 감소할 수밖에 없습니다. 다시 말해 적게 먹고 운동을 많이하면 살이 빠지지 않을 도리가 없습니다. 문제는 그렇게 하기가 힘들다는 점이죠. 지금처럼 고열량 음식이 넘처나고 육체 활동은 줄어든 시대에는 비만이 되기 쉽습니다.



 이런 이유로 체중을 줄이기 위한 다양한 다이어트 식단이 시도되었습니다. 과거에는 열량이 높은 지방을 줄인 저지방식이 유행이었다가 반대로 포만감을 오래 유지시키는 고지방식이 유행을 타기도 했습니다. 하지만 단기간 체중 감량은 몰라도 장기간 체중감량 효과가 유지된 특정한 다이어트 식단은 없으며 결국은 적게 먹는 것이 장기적 체중 감량에 효과가 있는 것으로 나타났습니다.



 이 내용은 제 책인 과학으로 먹는 3대 영양소에서 언급한 바 있습니다. 물론 사실 상식적으로 생각해보면 당연한 이야기긴 합니다. 적게 먹어야 살이 빠지겠죠.



책 정보: http://book.naver.com/bookdb/book_detail.nhn?bid=11535342




 스탠포드 대학의 연구팀은 Diet Intervention Examining The Factors Interacting with Treatment Success (DIETFITS)라는 무작위 대조군 실험 (randomized clinical trial)을 진행했습니다. 이번 실험은 609명의 과체중 대상자를 두 그룹으로 나눠 독특한 디자인의 저지방 vs 저탄수화물 식이를 진행한 것입니다.



 일단 두 그룹은 시작 단계에서 8주간 탄수화물 혹은 지방 섭취를 하루 20g으로 제한했습니다. 이는 빵 한 조각에 불과한 탄수화물을 섭취하거나 혹은 그보다 작은 용량의 지방을 섭취하는 것입니다. 물론 이 상태로는 오래 견디기 어렵기 때문에 두 그룹은 이후 점차 지방과 탄수화물 섭취량을 늘려 저지방군은 하루 지방 57g, 저탄수화물군은 하루 탄수화물 132g까지 늘렸습니다. 아무튼 서구식을 기준으로 하면 한쪽은 매우 저지방식이고 다른 한쪽은 저탄수화물식이라고 말할 수 있겠죠.



 그 결과 저지방군은 5.3kg, 저탄수화물군은 6kg의 평균 체중 감소를 보였습니다. 사실 오차 범위 이내 차이라는 점에서 눈치챌 수 있듯이 두 군 사이의 통계적인 차이는 없었습니다. 그보다 더 중요한 사실은 각 그룹내에서 개인에 따른 차이가 매우 컸다는 점입니다. 별로 큰 체중 감량이 없는 사람도 있지만, 상당히 큰 체중 감량 효과가 있었던 사람도 있습니다. 이 이야기는 결국 저지방 vs 저탄수화물보다 열량 제한 식이가 더 중요하고 개인에 따른 차이가 크다는 이야기입니다.



 이 연구에서 한 가지 더 흥미로운 부분은 바로 유전자 차이 및 인슐린 분비 능력의 차이까지 포함해 연구를 진행했다는 점입니다. 아마도 이런 차이가 개인간의 큰 차이점을 만드는 이유 중 하나로 거론되지만, 이번 연구에서는 역시 유의한 차이를 만들어내지는 못했습니다. 다만 이 부분은 앞으로 더 검증이 필요한 내용이기는 합니다.



 아무튼 이번 연구 결과의 결론은 이전 연구 결과와 크게 다르지 않다고 생각됩니다. 체중 감량에 가장 효과적인 것은 탄수화물/지방/단백질 같은 다량 영양소 비율보다는 전체 열량 섭취와 열량 소모라는 점이죠. 적게 먹고 많이 움직이면 살이 빠집니다. 사실 생각해보면 너무 당연한 이야기인데, 고지방 다이어트를 비롯해 이런 저런 다양한 다이어트 비법들이 나오면서 의외로 간과하는 부분이 아닐까 생각합니다.



 참고


https://medicalxpress.com/news/2018-02-low-fat-low-carb.html


https://jamanetwork.com/journals/jama/article-abstract/2673150?redirect=true


https://newatlas.com/low-fat-versus-low-carb-diet-weight-loss/53489/



2018년 2월 22일 목요일

흡혈 박쥐의 흡혈 능력 진화의 비결



(Scientists now believe the vampire bat may have adapted its diet over time to settle on blood—and by doing so gained an evolutionary advantage)


 대부분의 박쥐는 과일이나 곤충을 먹지만, 일부 박쥐 가운데는 피만 빨아먹고 사는 경우가 존재합니다. 드라큘라 영화 때문에 박쥐하면 피만 먹고 사는 것처럼 여겨지기도 하지만, 사실 이는 매우 예외적인 경우에 속합니다. 상식적으로 생각해도 피는 이상적인 식품이 아니기 때문이죠. 비타민, 탄수화물, 식이섬유는 매우 부족하고 나트륨은 너무 많습니다. 따라서 생물학자들이 보기에는 이런 음식만 먹도록 진화한 것 자체가 놀라운 일입니다. 


 사실 절지동물이나 기생충 가운데는 흡혈 능력을 진화시킨 것이 다수 존재하지만, 포유류 가운데는 흡혈 박쥐 정도가 예외적으로 존재합니다. 코펜하겐 대학의 리잔드라 제페다 멘도사(Lisandra Zepeda Mendoza, a biogeneticist at the University of Copenhagen)가 이끄는 연구팀은 흡혈 박쥐의 일종인 Desmodus rotundus의 유전자 및 장내 미생물과 그 유전자를 조사해 이들이 어떻게 진화했는지를 조사했습니다. 


 우리는 음식을 소화시키고 적절한 영양소를 공급받기 위해 장내 미생물에 의존하고 있는데, 박쥐 역시 예외는 아닙니다. 피를 소화시키는 능력은 박쥐만이 아니라 장내 미생물 역시 같이 진화시켰다고 할 수 있습니다. 아마도 이들이 피를 먹게 된 과정은 피를 흡혈하는 모기 같은 곤충을 잡아 먹는 과정에서 시작된 것으로 보이며 점차 피에 특화된 포식자로 진화한 것으로 추정됩니다. 


 물론 피가 이상적인 식품은 아니기 때문에 이를 위한 적응 과정이 꽤 오랜 세월 걸렸겠지만, 일단 진화를 완료한 후에는 다른 비행 척추동물은 좀처럼 노리지 않는 먹이를 먹게 되므로써 독자적인 생존 방식을 구축하게 된 것으로 보입니다. 하지만 피를 먹는다는 것은 만만치 않은 댓가를 필요로 합니다. 피를 흡혈하는 과정에서 다른 생물의 바이러스 및 세균에 노출될 수 있으는데 흥미롭게도 흡혈 박쥐의 장내 미생물은 자신만의 항바이러스 물질을 만들어 내는 것으로 보입니다.


 흡혈 박쥐는 귀여운 생물체는 아니겠지만, 공진화의 과정을 보여주는 중요한 모델로써 연구 가치가 있습니다. 물론 연구 때문이 아니라면 굳이 이런 생물체에 다가가고 싶은 사람은 많지 않겠지만 말이죠. 


 참고 


 M. Lisandra Zepeda Mendoza et al. Hologenomic adaptations underlying the evolution of sanguivory in the common vampire bat, Nature Ecology & Evolution (2018). DOI: 10.1038/s41559-018-0476-8


스마트폰을 현미경으로?



(Add-on clip turns smartphone into fully operational microscope. Credit: CNBP)


 호주의 나노스케일 바이오포토닉스 연구소 (ARC Centre of Excellence for Nanoscale BioPhotonics (CNBP))가 스마트폰 카메라를 이용해서 간단하게 사용할 수 있는 현미경 기술을 개발했습니다. 3D 프린터로 만든 클립 온 (clip on) 부품과 현미경용 슬라이드만 있으면 다른 부품이나 조명 없이 최대 1/200mm의 해상도로 미세 구조와 세포를 관찰할 수 있습니다. 


 이를 개발한 안토니 오쓰 박사(Dr Antony Orth)는 이 단순한 장치를 통해 과학자들이 야외에서 쉽게 조직이나 단세포 생물, 작은 플랑크톤 등을 확인할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 물론 아주 저렴하게 생산이 가능해 보이기 때문에 이를 이용해서 야외 학습 도구 등으로 사용하면 좋을 것 같습니다. 


 사실 스마트폰을 이용해서 세포의 사진을 찍는 장치는 새로운 내용은 아닙니다. 이전에도 비슷한 방식의 연구 논문이 나온 적이 있었습니다. 




 이번 연구의 특징은 휴대가 간편한 클립 방식의 장치만으로도 사용할 수 있다는 점일 것입니다. 사실 주변에 있는 세포나 조직을 궁금해할 사람은 별로 없겠지만, 이런 간단한 스마트폰 주변 기기는 생각보다 많은 일을 할 수 있습니다. 예를 들어 혈액에서 말라리아 원충을 검사하거나 혹은 다른 질환을 확인하는 용도입니다. 


 사진을 찍어서 의사에게 전송할수도 있고 머신 러닝 기법으로 진단에 도움을 줄 수도 있다고 생각합니다. 의료 기관 이용이 어려운 개발 도상국에서 이런 방법이 생각보다 많은 생명을 구할 수도 있습니다. 그 성능이 필요 이상으로 좋아진 만큼 우리가 인터넷을 하거나 게임을 하거나 SNS를 하는 스마트폰이 앞으로 더 많은 일을 할 수 있을 것으로 기대됩니다. 


 참고


 Explore further: Research team turns smartphone into a powerful microscope in the fight against infectious diseases

 A. Orth et al. A dual-mode mobile phone microscope using the onboard camera flash and ambient light, Scientific Reports (2018). DOI: 10.1038/s41598-018-21543-2


우주 이야기 754 - 은하보다 훨씬 빨리 크는 블랙홀



(Credit: X-ray: NASA/CXC/Penn. State/G. Yang et al & NASA/CXC/ICE/M. Mezcua et al.; Optical: NASA/STScI; Illustration: NASA/CXC/A. Jubett)


 은하 중심부에 있는 거대 질량 블랙홀은 단지 먼 장소에 있는 블랙홀이 아니라 은하 전체의 진화에 큰 영향을 미치는 천체입니다. 특히 강력한 중력으로 물질을 흡수하거나 제트로 분출하면서 물질 분포를 바꾸는 것으로 알려져 있습니다. 최근 두 과학자팀이 찬드라 X선 위성 관측 결과를 이용해서 새로운 별이 생성되는 속도보다 블랙홀의 성장 속도가 더 빠른 은하를 찾아냈습니다. 이런 은하들은 사실 시간이 지나면 별이 오히려 감소하는 현상이 발생합니다. 


 펜실베니아 주립대 연구팀은 멀리 떨어진 은하를 관측해 사실 은하가 커질 수록 그럴 가능성이 크다는 사실을 발견했습니다. 예를 들어 은하 질량이 태양질량의 100억배인 경우보다 1000억배인 경우 블랙홀의 성장 속도가 10배 빠르다는 것입니다. 이는 큰 은하일수록 중심부에 몰린 질량이 많아서 일 가능성이 클 것입니다. 하지만 질량이 10배 크다고 별이 생성되는 속도도 10배 큰 게 아닌 경우에는 결국 별이 줄어들 게 될 것입니다. 


 블랙홀의 성장 속도를 알아내기 위해 연구팀은 찬드라 X선 관측 데이터를 활용했습니다. 블랙홀로 흡수되는 섭씨 수백만도 이상의 뜨거운 물질이 내는 X선을 관측하는 것입니다. 위의 사진은 Chandra Deep Field-South 의 사진과 허블 우주 망원경 등 다른 망원경 이미지를 합성한 것으로 이를 통해 정확한 분포 및 성장 속도를 추정할 수 있습니다. 




(동영상) 


 한편 스페인의 과학자팀도 35억 광년 이내에 있는 72개의 은하와 블랙홀을 관측해서 비슷한 결론을 얻어냈습니다. 하지만 이렇게 빠른 속도로 성장하는 블랙홀이라고 해도 어느 선에 이르면 주변에 있는 물질을 상당수 흡수해 성장이 정체되고 비활동성 블랙홀이 될 것입니다. 상식적으로 생각해도 은하의 모든 별이 블랙홀로 흡수되지는 않을 테니까요. 


 아마도 이런 은하는 초기 우주에 흔했던 것으로 보이며 우리 은하 역시 마찬가지 과정을 겪었을지 모릅니다. 어쩌면 우리 은하 중심 블랙홀에도 이런 격렬했던 과거가 있었을지 모른다는 이야기죠. 



 참고 


Two papers describing these results have been accepted in the Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS). The work by Mezcua et al. was published in the February 2018 issue MNRAS (available online: arxiv.org/abs/1710.10268 ). The paper by Yang et al. will appear in its April 2018 issue (available online: arxiv.org/abs/1710.09399 ).


2018년 2월 21일 수요일

밍크 고래의 비밀을 풀 whale cam






(Tagging minke whales will help scientists learn more about how they forage and their favorite feeding spots(Credit: Ari Friedlaender/WWF-Aus))


 남극의 차가운 바다에서 사는 밍크 고래는 몸길이가 8-9m 정도되는 소형 수염 고래로 그 비밀스런 생태에서 대해서 잘 모르는 부분이 많은 생물입니다. 과학자들은 이 고래의 등에 카메라를 부착해 연구하려 했지만, 작은 고래라도 사람보다 작은 크기는 아니기 때문에 애를 먹었습니다. 최근 캘리포니아 대학의 아리 프리드랜더 박사(Dr Ari Friedlaender, marine ecologist at the University of California, Santa Cruz)가 이끄는 연구팀은 밍크 고래에 웨일 캠이라는 카메라를 붙여 그 생태를 조사하는 데 성공했습니다. 더 나아가 이 카메라는 밍크 고래가 먹이를 잡는 장면까지 포착했습니다. 



(동영상) 


 밍크 고래는 다른 수염 고래와 마찬가지로 한꺼번에 크릴 새우와 작은 물고기 등 먹이를 물과 삼킨 후 걸래 내 식사를 합니다. 그렇게 하기 위해 위로 치솟아 오른 후 다시 잠수하면서 먹이를 삼키는 행동을 반복합니다. 연구팀은 이 비디오 자료가 밍크 고래의 주된 포식 활동 및 활동 장소를 알아내는 데 큰 도움을 줄 것으로 예상하고 있습니다. 


 아무튼 흉폭한 생물이 아니라도 고래 등에 카메라를 부착하려면 상당한 힘과 기술이 필요할 것 같은데 이렇게 성공했다니 다행인 것 같습니다. 먼 남극까지 가서 추위를 참고 고래에 접근해서 이를 성공시킨 연구자들도 대단합니다. 아무리 연구를 위해서라지만, 정말 쉽지 않은 일이었을 것입니다.



 참고