노화의 정의와 생물학적 가설

어서 오세요~ 힐링 만다린입니다:)

 

2020년 새해가 밝은지 벌써 1달이 지나가고 있습니다. 새해에 이룰 소망들을 적으면서 '건강 챙기기'를 쓴 제 모습을 보며 나이가 점점 들고 있고, 관리가 필요하다는 것을 스스로 느끼고 있다는 생각을 하였습니다. 나이가 점점 든다 즉, 노화되고 있다는 말 가끔들 쓰시죠? 오늘은 노화가 무엇인지 그리고 왜 노화되는지에 대한 생물학적 가설들에 대해 설명하겠습니다. 

 

노화는 쉽게 말해 시간이 흐름에 따라 생물의 신체 기능이 퇴화되는 현상을 말합니다. 더이상 세포가 분열할 수 있는 능력을 잃어버려 스트레스에 대처하는 능력이 감소되고 항상성을 유지하지 못해 질병에 걸리는 특징을 지니고 있습니다. 생물학적으로 노화란 늙어감과 같은 의미로 개체 수준에서 세포 수준 넓게는 분자나 개체군 수준에서까지 적용이 가능합니다. 개체 수준에서의 노화는 생존과 생식력에 필요한 생리적 기능의 시간-의존적인 상대적 저하를 이르며 시간이 경과함에 따라 화합물의 고유한 물리적, 화학적 특성이 변하는 것을 말합니다. 노화는 개체가 생장·성숙한 이후, 즉 기관이나 조직, 세포가 분화한 후 생장 성숙한 이후 생존 과정에서 필연적으로 진행되는데, 노화를 통해 생체 구조와 기능이 쇠퇴하여 궁극적으로 죽음을 맞이하게 됩니다.

 

인간의 경우, 노화는 시간이 지나면서 육체적, 심리학적, 사회적 변화를 동반한 인간에 미치는 변화들이 축적되어 어느 정도 진행되면 사망에 이르게 됩니다. 개체 수준에서 노화에 관한 여러 가지 생물학적 기작의 가설, 이론들이 존재하는데 자유라디칼 이론, 텔로미어 이론, 미토콘드리아 이론, 교차결합 이론, DNA 손상 이론, 면역 이론 등이 그 예입니다. 오래된 것 중의 하나가 마모설(wear-and-tear theory)로 이는 분자 수준에서 DNA 수선 효소의 비특이적 돌연변이와 관련이 있습니다. 나이가 들면서 DNA 수선 효소가 그 기능을 다하지 못하여 효소 또는 전사 인자 등 암호화하는 유전자에 돌연변이를 증가시키고 인자의 기능을 저하시키면서 발생하는 것입니다. 정상적인 물질대사 과정에서 형성된 활성산소는 세포막, 단백질, 핵산을 산화시키고 손상을 주어 유전자 수준에서 돌연변이를 일으킵니다. 세포 증식과 관련된 전사인자 p53, 말단소체복원효소의 활성의 저하가 또한 중요한 요인으로 제시되고 있습니다. 뿐만 아니라 염색질 변형 또한 노화와 관련 있다고 보고 있고, 히스톤탈아세틸화효소는 이상적인 유전자 발현 억제와 절단된 염색질 수선 등에 관여하며 노화를 방지한다는 결과 등에서 염색질의 변형이 노화와 관련이 있다고 제안하고 있습니다.

 

두 가지의 대표적인 노화 이론에 대해 설명드리겠습니다. 첫 번째는 텔로미어 단축 이론입니다. ‘텔로미어’란 막대 모양의 염색체 양쪽 끝에 있는 DNA인데, 세포가 분열할 때마다 텔로미어 길이는 조금씩 짧아집니다. 이같은 사실은 동물은 물론이고 사람을 대상으로 하는 실험에서도 증명되었습니다. 텔로미어의 남은 길이는 개체의 수명을 예측하는 중요한 지표로 활용할 수 있다는 의미인데, 텔로미어 길이가 길면 세포가 아직 젊어 앞으로도 여러 번 세포 분열할 수 있고. 텔로미어 길이가 짧으면 이미 세포가 많이 분열해서 더 분열할 수 있는 여유가 거의 없다는 것을 말합니다. 텔로미어의 비밀이 밝혀지면서 과학자들은 텔로미어 길이를 측정함으로써 한 사람의 남은 수명을 비교적 정확하게 예측할 수 있게 되었습니다. 과학자들은 또다른 호기심을 토대로 텔로미어의 남은 길이가 수명과 연관있다면 인위적으로 텔로미어 길이를 연장시키는 텔로머레이즈효소로 텔로미어의 발현을 증가시켰고, 실제 쥐의 수명이 늘어남을 확인하였습니다. 
그렇다면 사람도 텔로머레이즈를 발현시켜 인위적으로 텔로미어 길이를 늘이면 죽음 없는 삶을 살 수 있을까요? 이론상 가능하지만 텔로머레이즈는 정상세포에서는 발현되지 않아 불가능하다고 합니다. 텔로머레이즈는 줄기세포, 생식세포, 암세포에서만 발현되어 텔로미어 길이를 일정하게 유지하는 것으로 알려져 있습니다. 그래서 과학자들은 정상 세포에서 텔로머레이즈의 활성을 증가시키는 물질이나 약물을 개발함으로써 노화 과정을 늦추고, 수명도 연장시키는 방안에 대해 연구하고 있습니다.

 

두번째는 활성 산소 이론입니다. '활성산소'는 짝 없는 전자를 소유한 산소의 중간 산물로 정상 세포의 대사 과정이나 외부의 자극에 의해 생성되는 물질입니다. 호흡 과정이나 소화 대사 과정에서 산소가 불완전 연소돼 나오는 일종의 찌꺼기인데, 활성 산소가 우리 몸을 공격하는 기작을 지니고 있고, 우리 몸 또한 활성 산소를 무력화하는 항산화 물질을 인체 내부에서 분비하고 있다고 합니다. 활성 산소는 적당한 농도로 체내에 있게 되면 염증과 싸우고, 박테리아를 죽이고, 근육의 활동을 조절하는데에 정상 기능을 수행한다고 합니다. 하지만 활성 산소의 생성량이 많아지면 활성 산소가 세포 속 깊숙이 침투해 DNA를 운반하는 핵에 손상을 입히고 돌연변이가 일어나 노화 현상 및 암이 진행시킵니다. 그래서 소식하고, 적절한 운동하며, 항산화 물질을 식품이나 약품의 형태로 섭취하면서 관리해주어야 합니다. 

 

적절한 운동과 좋은 영양분을 섭취하는 습관이 몸에 베어 있는 것이 건강에도 젊음을 유지하는데에도 꼭 필요하겠죠?

 

그럼, 오늘 하루도 힐링하세요:)