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조현병 환자에서 성별에 따른 검지 대 약지의 길이 비율과 뇌파 동시성의 관련성

The Sex-Related Differences of Relationships between 2D : 4D Ratio and Electroencephalographic Coherence in Patients with Schizophrenia Compared with Controls

김범준|김성균|이승연|이유상|한은선|정재승|최병하
대한생물정신의학회 (The Korean Society Of Biological Psychiatry)|2014.11|생물정신의학 (Journal of Korean Society of Biological Psychiatry)|제21권 제4호|pp. 151-160

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성별조현병SchizophreniaSexEEG coherence검지-약지 길이 비뇌파 동시성대뇌 편측화2D : 4DCerebral laterality
주제분류정신과학

초록

데옥시리보 핵산(deoxyribonucleic acid, 이하 DNA) 서열의 변이나 유전자 돌연변이 등의 요인뿐만 아니라 DNA 메틸화와 히스톤 단백의 변화와 같은 후성유전학적 조절(epigene-tic regulation)은 조현병, 다발성 경화증, 천식과 같은 복합질환에 영향을 주는 것으로 알려져 있다.1) St Clair 등2)은 중국의 기근과 관련하여 조현병 발생률이 증가하였고 이는 태내 환경 요인이 유전자 발현에 영향을 미쳤을 가능성을 제기하였는데, 이는 후성유전학적 요인과 관련이 있을 가능성이 있다. 성호르몬은 염색질 구조(chromatin conformation)의 변화나 일정한 형태의 DNA 메틸화를 유발시켜 태내에서 유전자의 발현 에 중요한 영향을 끼치는 요인으로 생각되고 있다.3)4)제2수지(2nd digit)와 제4수지(4th digit)의 길이 비율(이하2D : 4D 비율)은 태아기 동안 성호르몬 노출 정도에 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 남성 태아는 8주째부터 테스토스테론(testosterone)을 형성하고 13주에 정점을 이루며 14주째에 비율이 결정되는 것으로 알려져 있으며, 태아기 성호르몬 노출이2D : 4D 비율에 영향을 미치는 것으로 생각된다.5) 이는 태내테스토스테론 노출에 의한 간접적 지표로 의미가 있다고 할 수있는데 테스토스테론에 과다 노출되거나 남성호르몬에 대한수용체의 민감도가 높을수록 제4수지의 길이가 제2수지의 길이에 비해 길어져서 2D : 4D 비율이 낮게 결정되고 통계적으로 음의 상관관계를 가진 것으로 알려져 있다.6)7)그간 많은 연구들이 2D : 4D 비율이 단순히 남성적, 여성적특징을 반영할 뿐만 아니라 성적 정체성, 심리적 기질적 특성,신체적 공격성, 운동능력, 얼굴 모양 등과 상관관계가 있다고보고하고 있다.8-13) 이와 더불어 주의력결핍장애, 알코올 의존,조현병 등의 정신질환들에서도 2D : 4D 비율이 관련이 있다는연구가 있다.14-16) 특히 Cho 등17)은 조현병 환자의 2D : 4D 비율 연구를 통해 태생기의 성호르몬 이상이 조현병 발생에 의미있는 역할을 할 수 있다고 주장하였다. 대뇌 편측화(cerebral lateralization)는 성별에 따른 차이를보이며 남성의 뇌가 여성의 뇌보다 구조적, 기능적으로 더 편측화되어 있거나 비대칭적이어서 운동능력, 시공간 지각능력,언어능력 및 뇌병변 후 장애에 대한 취약성 등 남녀 간의 차이를 설명할 수 있게 한다.18)19) 또한 태아기의 테스토스테론이 대뇌편측화에 영향을 미친다는 것을 입증한 많은 연구가 있다.20)21)뇌파의 동시성(electroencephalographic coherence, 이하EEG coherence)은 서로 다른 대뇌 부위 간 기능적으로 연결된 정도를 반영하는 값으로 정보전달의 기능 척도로 해석될 수있다.22) 이를 바탕으로 대뇌의 발달 정도를 알아보려는 연구가지속적으로 시도되어 왔으며 일반적으로 여성이 남성에 비해반구간 동시성(interhemispheric coherence)이 우세하며 남성이 우반구내 동시성(right intrahemispheric coherence)이더 크다고 알려져 있다.23)성호르몬이 신경발달에 중요한 역할을 하며 태내 테스토스테론의 노출 정도에 따라 2D : 4D 비율과 대뇌 편측성에 있어서 성별에 차이가 있다는 근거를 기반으로 Kim 등24)은 일반 성인을 대상으로 2D : 4D 비율과 뇌파 동시성 값 사이에는 반구간 유의한 정적 상관관계와 반구내 유의한 부적 상관관계가있다는 것을 보고하였다. 조현병은 복합유전질환으로 쌍생아 연구를 통해 유전율(heritability)이 약 80%에 이르는 것으로 보고된 바 있다.25) 성호르몬은 후성유전학적(epigenetic) 기전을 통하여 조현병 발생에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다.4)20) 조현병 환자들을 대상으로 2D : 4D 비율과 대뇌편측화를 조사 분석한 뇌파 동시성 연구에 따르면 태내 성호르몬이 이들에 영향을 미치는 것으로 생각한다.16)17)26)27)조현병 환자군을 대상으로 한 반구내, 반구간 동시성 연구에서 대체적으로 반구내 동시성이 감쇠되어 나타난 반면, 반구간 동시성에 있어서는 다양한 결과를 보여주고 있다.27-29) 특히Jung 등26)은 조현병 환자의 뇌파 동시성 연구에서 남성 조현병환자군에서 우반구내 동시성이, 여성 조현병 환자군에서 반구간 동시성이 대조군에 비해 감쇠되어 나타냄을 밝혔다. 또한 많은 연구들을 통해 조현병 환자의 대뇌 편측화, 임상양상, 병전기능, 약물 치료에 대한 부작용 등에서 성별에 따른 차이가 있는것으로 확인되었다.30-33) 이는 태내 성호르몬이 조현병 발생에영향을 미쳤을 것이라 시사하고 있는 근거라 할 수 있다. 본 연구에서는 조현병 환자군과 대조군에서 태내 테스토스테론의 노출 정도를 반영하는 2D : 4D 비율과 대뇌 편측성을나타내는 뇌파 동시성과의 상관관계를 분석하여 성의 발달과관련된 요인이 조현병의 발생에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 하였다.

Abstract

Objectives : Prenatal testosterone is known to influence both cerebral laterality and 2nd to 4th digit ratio (2D : 4D). Epigenetic changes are thought to play some role in it. We studied sex-related differences between 2D : 4D and cerebral laterality in patients with schizophrenia and controls to examine the effects of prenatal testosterone in the development of schizophrenia. Methods : Forty one men (18 schizophrenic patients and 23 controls) and 40 women (17 schizophrenic patients and 23 controls) were recruited from one psychiatric hospital in Korea. The 2D : 4D and electroencephalographic (EEG) coherence in 19 channels (66 pairs of interhemispheric coherence and 54 pairs of intrahemispheric coherence) were measured. The sex-related statistical analyses between 2D : 4D and EEG coherence in controls and patients with schizophrenia were performed using multiple regression. Results : In male patients, the relationship between 2D : 4D and right intrahemispheric EEG coherence showed mainly positive correlation in delta and theta frequency bands, while it showed negative correlation in male controls. In female patients, the relationship between 2D : 4D and interhemispheric EEG coherence showed stronger positive correlation in alpha and beta frequency bands, while it showed weaker positive correlation in female controls. Conclusions : Low prenatal testosterone may play certain roles in altered correlation between 2D : 4D and cerebral laterality in schizophrenia and the development of schizophrenia by epigenetic mechanism.

참고문헌 (56)

  1. Rodenhiser D, "Epigenetics and human disease : translating basic biology into clinical applications", CMAJ, 174, pp.341~348 (2006)
  2. St Clair D, "Rates of adult schizophrenia following prenatal exposure to the Chinese famine of 1959-1961", JAMA, 294, pp.557~562 (2005)
  3. Petronis A, "Human morbid genetics revisited : relevance of epigenetics", Trends Genet, 17, pp.142~146 (2001)
  4. Murray EK, "Epigenetic control of sexual differentiation of the bed nucleus of the stria terminalis", Endocrinology, 150, pp.4241~4247 (2009)
  5. Manning JT, "Digit ratio: a pointer to fertility, behavior, and health" (2002), Rutgers University Press
  6. Manning JT, "The ratio of 2nd to 4th digit length : a predictor of sperm numbers and concentrations of testosterone, luteinizing hormone and oestrogen", Hum Reprod, 13, pp.3000~3004 (1998)
  7. Manning JT, "The ratio of 2nd to 4th digit length: a new predictor of disease predisposition?", Med Hypotheses, 54, pp.855~857 (2000)
  8. Csathó A, "Sex role identity related to the ratio of second to fourth digit length in women", Biol Psychol, 62, pp.147~156 (2003)
  9. Hampson E, "On the relation between 2D : 4D and sex-dimorphic personality traits", Arch Sex Behav, 37, pp.133~144 (2008)
  10. 신아영, "여자 국가대표 선수의 검지-약지 비와 공격성 연관 종목 특징의 관계", 생물정신의학, 17(1), pp.37~43 (2010), 대한생물정신의학회
  11. Manning JT, "Second to fourth digit ratio and male ability in sport : implications for sexual selection in humans", Evol Hum Behav, 22, pp.61~69 (2001)
  12. Fink B, "Second to fourth digit ratio and face shape", Proc Biol Sci, 272, pp.1995~2001 (2005)
  13. 전상원, "제2수지-제4수지 길이 비율과 기질 및 성격 특성간의 상관관계", 생물정신의학, 17(3), pp.136~144 (2010), 대한생물정신의학회
  14. Stevenson JC, "Attention deficit", hyperactivity disorder(ADHD)symptoms and digit ratios in a college sample, 2007, pp.19, 41~50
  15. 한창우, "알코올 의존 제I형 및 II형 환자에서 검지-약지 길이 비의 차이", 생물정신의학, 18(4), pp.260~266 (2011), 대한생물정신의학회
  16. Collinson SL, "Increased ratio of 2nd to 4th digit(2D : 4D)in schizophrenia", Psychiatry Res, 176, pp.8~12 (2010)
  17. 조현우, "정신분열병 환자와 정상 대조군 간의 검지-약지 길이 비의 차이", 신경정신의학, 48(6), pp.495~500 (2009), 대한신경정신의학회
  18. Shaywitz BA, "Sex differences in the functional organization of the brain for language", Nature, 373, pp.607~609 (1995)
  19. Toga AW, "Mapping brain asymmetry", Nat Rev Neurosci, 4, pp.37~48 (2003)
  20. Geschwind N, "A hypothesis and a program for research", Arch Neurol, 42, pp.634~654 (1985)
  21. Lust JM, "Differential effects of prenatal testosterone on lateralization of handedness and language", Neuropsychology, 25, pp.581~589 (2011)
  22. Thatcher RW, "Cortico-cortical associations and EEG coherence : a two-compartmental model", Electroencephalogr Clin Neurophysiol, 64, pp.123~143 (1986)
  23. Wada Y, "Interhemispheric EEG coherence during photic stimulation : sex differences in normal young adults", Int J Psychophysiol, 22, pp.45~51 (1996)
  24. 김아영, "제2수지-제4수지 길이 비율과 대뇌 편측화 관계 연구", 생물정신의학, 18(1), pp.25~35 (2011), 대한생물정신의학회
  25. Cardno AG, "Heritability estimates for psychotic disorders : the Maudsley twin psychosis series", Arch Gen Psychiatry, 56, pp.162~168 (1999)
  26. 정혜민, "조현병 환자와 건강한 대조군에서 성별에 따른 뇌파 동시성의 차이", 생물정신의학, 20(4), pp.166~178 (2013), 대한생물정신의학회
  27. Norman RM, "EEG coherence and syndromes in schizophrenia", Br J Psychiatry, 170, pp.411~415 (1997)
  28. Ford JM, "Reduced communication between frontal and temporal lobes during talking in schizophrenia", Biol Psychiatry, 51, pp.485~492 (2002)
  29. Winterer G, "An association between reduced interhemispheric EEG coherence in the temporal lobe and genetic risk for schizophrenia", Schizophr Res, 49, pp.129~143 (2001)
  30. Kawasaki Y, "Anomalous cerebral asymmetry in patients with schizophrenia demonstrated by voxel-based morphometry", Biol Psychiatry, 63, pp.793~800 (2008)
  31. Abel KM, "Sex differences in schizophrenia", Int Rev Psychiatry, 22, pp.417~428 (2010)
  32. Shtasel DL, "Gender differences in the clinical expression of schizophrenia", Schizophr Res, 7, pp.225~231 (1992)
  33. Covell NH, "Weight gain with clozapine compared to first generation antipsychotic medications", Schizophr Bull, 30, pp.229~240 (2004)
  34. American Psychiatric Association, "Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders: DSM-IV-TR" (2000), American Psychiatric Association
  35. Oldfield RC, "The assessment and analysis of handedness : the Edinburgh inventory", Neuropsychologia, 9, pp.97~113 (1971)
  36. McFadden D, "Relative lengths of fingers and toes in human males and females", Horm Behav, 42, pp.492~500 (2002)
  37. "Glasgow: The Face Research Lab of the Institute of Neuroscience and Psychology at the University of Glasgow"[URL]
  38. Hales RE, "The American Psychiatric Publishing textbook of psychiatry", pp.1086~ (2008), American Psychiatric Pub
  39. clinical psychiatry, "Kaplan & Sadock’s synopsis of psychiatry: behavioral sciences", pp.Lippincott Williams & Wilkins, Sadock BJ
  40. Arató M, "Digit length pattern in schizophrenia suggests disturbed prenatal hemispheric lateralization", Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry, 28, pp.191~194 (2004)
  41. Leung A, "Sex differences in schizophrenia, a review of the literature", Acta Psychiatr Scand Suppl, 401, pp.3~38 (2000)
  42. Aleman A, "Sex differences in the risk of schizophrenia : evidence from meta-analysis", Arch Gen Psychiatry, 60, pp.565~571 (2003)
  43. Lee HK, "The prevalence and correlates of alcohol use disorders in the United States and Korea--a cross-national comparative study", Alcohol, 44, pp.297~306 (2010)
  44. Kornhuber J, "Low digit ratio 2D:4D in alcohol dependent patients", PLoS One, 6, pp.19332~ (2011)
  45. Walder DJ, "Sex differences in digit ratio(2D : 4D)are disrupted in adolescents with schizotypal personality disorder : altered prenatal gonadal hormone levels as a risk factor", Schizophr Res, 86, pp.118~122 (2006)
  46. Zhu YK, "The 2D : 4D ratio of the hand and schizotypal personality traits in schizophrenia patients and healthy control persons", Asian J Psychiatr, 9, pp.67~72 (2014)
  47. Okten A, "The ratio of second-and fourth-digit lengths and congenital adrenal hyperplasia due to 21-hydroxylase deficiency", Early Hum Dev, 70, pp.47~54 (2002)
  48. Manning JT, "The second to fourth digit ratio and variation in the androgen receptor gene", Evol Hum Behav, 24, pp.399~405 (2003)
  49. Manning JT, "The ratio of 2nd to 4th digit length: a proxy for transactivation activity of the androgen receptor gene?", Med Hypotheses, 59, pp.334~336 (2002)
  50. Cooke BM, "Both estrogen receptors and androgen receptors contribute to testosterone-induced changes in the morphology of the medial amygdala and sexual arousal in male rats", Horm Behav, 43, pp.336~346 (2003)
  51. Higashima M, "Functional connectivity between hemispheres and schizophrenic symptoms : a longitudinal study of interhemispheric EEG coherence in patients with acute exacerbations of schizophrenia", Clin EEG Neurosci, 37, pp.10~15 (2006)
  52. Nagase Y, "EEG coherence in unmedicated schizophrenic patients : topographical study of predominantly never medicated cases", Biol Psychiatry, 32, pp.1028~1034 (1992)
  53. Higashima M, "State-dependent changes in intrahemispheric EEG coherence for patients with acute exacerbation of schizophrenia", Psychiatry Res, 149, pp.41~47 (2007)
  54. Jausovec N, "EEG activity during the performance of complex mental problems", Int J Psychophysiol, 36, pp.73~88 (2000)
  55. Paul SN, "Heritability of the second to fourth digit ratio(2d : 4d) : A twin study", Twin Res Hum Genet, 9, pp.215~219 (2006)
  56. Gobrogge KL, "Genetic and environmental influences on 2D : 4D finger length ratios : a study of monozygotic and dizygotic male and female twins", Arch Sex Behav, 37, pp.112~118 (2008)

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