노화는 치료가 가능하다?

인간의 세포는 약 100조 개에 이른다고 한다. 세포분열을 통해 만들어진 세포들은 역할을 다하고 나면 죽는 과정을 반복한다. 세포의 재생 주기는 부위마다 차이가 크다. 위벽 세포의 경우는 2~3일 이면 재생이 된다. 피부 세포의 경우는 약 28일, 췌장 세포의 경우는 12~18개월 등 천차만별이다.

이렇듯 세포는 분열하고 죽고, 분열하고 죽고를 반복하면서 우리 몸도 노화되어 간다. 그렇다면 그 노화의 원인이 궁금해진다. 그래서 한 번 살펴보기로 했다.

 

 

 

노화의 과정

텔로미어란?

우리 몸속 세포들의 수명을 결정짓는 것이 염색체의 끝에 위치한 '텔로미어'이다.

텔로미어란 염색체 끝부분이다. 운동화 끈을 생각하면 쉽다. 

운동화 끈의 끝에는 플라스틱이나 금속 재질로 마감처리가 되어 있는데 이처럼 단백질 보호 덮개로 감싼 DNA로 이루어진 말단의 영역이다.

세포가 분열할 때마다 염색체 끝에 있는 텔로미어가 짧아지고 이것이 다 닳게 되면 세포분열을 멈추게 된다. 

따라서 우리의 몸이 노화하고 수명을 다하는 직접적인 역할을 하는 것은 텔로미어의 마모 여부가 되는 것이다.

이 텔로미어의 길이가 짧아지면 세포가 빨리 죽고 노화가 생긴다.

(1961년 해부학자 레너드 헤이플릭은 세포가 보통 70번 정도 분열하면 더 이상 분열하지 못한다는 것을 발견한다. 그리고 세포분열의 횟수가 정해져 있다는 '헤이플릭 한계'라고 이름을 붙였다.)  

텔로미어의 길이가 짧을수록 수명이 짧을 가능성이 높고 반대로 텔로미어가 길수록 수명도 길다는 주장이 정설로 받아들여지고 있다. 사람마다 텔로미어의 길이는 선천적으로 긴 사람도 있고 짧은 사람도 있다.

그런데 선천적 이유보다 후천적인 이유로 텔로미어의 길이가 결정되는 경우가 많다고 한다. 

 

 

 

노화의 원인

후천적으로 텔로미어의 길이가 짧아지는 이유가 무엇일까.

그 이유는 활성산소 산화스트레스로 인한 세포 파괴의 가설로 설명한다.

세포 내에 존재하는 미토콘드리아에서 분비되는 활성산소가 세포의 수명을 결정하고 있는 텔로미어의 길이를 짧게 만들어 세포가 더 빨리 죽도록 하는 작용을 한다. 수명을 다했거나 손상되어 기능을 상실한 노화세포(좀비 세포)가 세포의 자연사를 방해하여 정상적인 세포도 노화를 촉발시킨다. 실제로 노화된 쥐의 몸에서 노화세포를 제거하자 털에 윤기가 생기기 시작하였고 수명이 20~30% 늘어났다는 실험 결과도 있다. 

그리고 또 텔로미어의 길이를 짧게 만드는 이유 중 하나는 스트레스이다. 스트레스 가운데 가장 좋지 않은 유형은 스트레스 상황에서 두려움 불안 등 전면적인 위협을 느끼는 것이다. 혈관이 수축하고 심장박동이 빨라지면서 혈압이 오른다. 

이럴 때는 위협 반응을 도전 반응으로 전환해 텔로미어를 보호해야 한다. 이것이 가능해지려면 평소의 습관이 필요하다. 사고방식뿐만 아니라 식습관이나 수면 습관도 텔로미어와 밀접한 연관성을 가지고 있다고 한다. 그리고 텔로미어에는 유산소 운동이 가장 효과적이다. 일주일에 3회 정도는 30분에서 1시간 정도의 유산소 운동을 하는 것이 이상적이라고 한다. 이처럼 후천적인 노력과 습관으로도 텔로미어의 길이가 짧아지는 속도를 어느 정도 늦출 수는 있다고 한다.

 

 

 

노화의 변곡

노화는 자연스러운 현상이지만 자세히 살펴보면 급격하게 노화하는 특정 시기가 있다. 

최근 사람의 노화 단백질을 분석한 결과 노화의 변곡점은 34세, 60세, 78세로 밝혀졌다.(18~95세, 4263명을 대상으로 2925개의 노화 단백질 분석)

그리고 이렇게 나이가 들어갈수록 몸속 주요 단백질인 콜라겐이 현저하게 줄어들었다.

콜라겐은 우리 몸에 28가지가 있고 우리 몸의 세포를 지지해 주는 세포를 끈적한 점성을 만들어 주는 가장 중요한 단백질 중 하나라고 이해하면 된다. 머리카락에도 콜라겐이 있고 눈의 수정체에도 있다. 그리고 치아와 근육, 뼈와 관절, 근막 등 전신 곳곳에 있는 단백질이다. 하지만 대부분의 사람들은 콜라겐이 마치 피부에만 있는 것으로 잘 못 알고 있다.

만약에 콜라겐이 줄어들면 피부만 나빠지는 것이 아니라 몸 전체에 문제가 생기는 것이다.

노화치료의 실마리

그렇다면 이 텔로미어의 길이가 짧아지지 않게 하거나 길게 연장하게 되면 건강하고 오래 사는 것이 가능할까

 

과학자 엘리자베스 블랙번은 텔로미어 복구 효소인 '텔로머레이스'를 발견했다. 하버드 대학의 연구팀은 실험쥐를 통해 텔로머레이스의 효능을 연구하던 도중 뜻밖의 결과를 관찰하게 된다. 연구팀은 실험용 쥐의 유전자를 조작하여 텔로머레이스 효소를 없앤 뒤 실험을 해 보았다. 예상대로 정상의 쥐보다 노화가 빨리 진행이 되고 뇌의 크기도 평균보다 작았으며 장기들 또한 각종 질환의 증상들을 보였다. 

그 후 텔로머레이스를 다시 활성화하는 약물을 투여하자 거짓말처럼 손상된 세포가 정상으로 복구되고 노화의 징후들도 사라졌다.

이 연구를 통해 예상치 못한 젊어질 수 있다는 회춘의 결과를 발견하게 된 것이다. 

그런데 이 텔로머레이스는 비정상적으로 활성화하게 되자 암세포로 증식하게 되는 것을 알아내게 된다. 인위적으로 늘리게 될 경우 통제불능의 세포 증식을 촉발할 수 있는 것이다. 그래서 학계에서는 암세포의 무한 증식을 막기 위해 텔로머레이스를 차단하는 연구들을 시도하게 된다. 그러던 중에 스위스의 연구팀이 암세포 텔로미어의 산화로 인한 손상과 짧아지는 것을 막아주는 항산화 효소 두 가지를 발견했다. 암세포로 가는 이들 두 효소를 차단함으로써 더 좋은 암 억제 효과가 있다는 것을 확인했다. 

 

 

 

노화의 연구

최근에 새로운 소식이 나왔다. 아마존의 창업자인 제프 베이조스와 러시아의 갑부이자 투자자이고 물리학 박사이기도 한 유리 밀너가 투자하여 노화 치료 연구를 목적으로 하는 세계 최고의 연구소를 설립했다는 소식이다. 

알토스 랩스라는 연구소이다. 이 연구소의 영입 인력의 인적 면모를 살펴보면 실로 대단하다. 만능 줄기세포, 인간과 원숭이 세포'키메라'배양, 노화방지 기술의 세계적인 전문가 벨몬테 박사와 세계적인 줄기세포 전문가 2012년도 노벨 생리의학상 수상자 야마나카 신야 교수, 코로나 진단에도 활용된 크리스퍼 유전자 가위 기술로 2020년 노벨화학상을 받은 제니퍼 다우드나 교수 등 당대 최고의 전문가들이 합류했다.

이 이전에도 이와 같은 연구는 이미 구글에서도 운영 중이지만, 일체를 극비로 외부에 공개하지 않고 있기 때문에 연구의 진행과 성과는 알기 어렵다. 하지만 최근 추가적인 대규모의 자금 투자가 이루어지고 있는 것을 보면 나름 성과가 있는 것이 아닌가 하는 짐작도 하게 만든다. 

노화에 대한 새로운 시각

최근 이슈를 몰고 온 책이 있다. "노화의 종말"이라는 책이다. 이 책의 저자인 하버드 대학의 데이브드 싱클레어 박사는 '노화는 자연적이고 정상정인 현상이 아닌 질병이다. 질병은 치료할 수 있다.'라고 책에 적고 있다. 

즉 텔로미어의 길이가 짧아지는 것은 세포가 분열되는 반복적인 과정 중의 오류이지 정상적인 현상이 아니라는 것이다.

 

정상적으로 복사가 되어야 할 정보가 어떠한 이유로 오류가 생겨 비정상적으로 되는 일련의 메커니즘에 집중을 하게 된다면 아마도 가까운 시일에 노화와 죽음을 경험하지 않을 수도 있지 않을까 하는 생각이 든다.