오늘 제이슨 펑 박사님과 제임스 님의 ‘어떤 몸으로 나이 들 것인가’ 책을 가져왔습니다. 이책은 여러번에 걸쳐 천천히 소개하려고 합니다.

 

우리는 노화를 몇 가지 측면에서 바라볼 수 있습니다. 외모가 변합니다. 모낭의 색소가 덜 생성되고 피부 탄력이 감소하는 등 신체의 근본적인 생리가 변화하고 있음을 볼 수 있습니다.

둘째는 기능상실로 볼수도 있죠. 여성은 시간이 지나면서 가임 능력이 점점 감소하다가 폐경기가 되어 배란이 완전히 멈추는데 대체로 이과정은 나이가 결정합니다. 뼈가 약해져서 엉덩이 뼈 골절 등 골절의 위험이 증가하는데 이는 젊은 사람들에게 거의 나타나지 않는 문제입니다. 근육도 약해지는데 노련한 노장이 아니라 항상 젊은 선수가 챔피언이 되는 것도 이런 이유 때문입니다.

셌째, 세포와 분자 수준에서 나이가 들면서 호르몬에 대한 반응이 감소합니다. 예를 들어 세포가 더는 호르몬에 반응하지 않는 다면 높은 인슐린이나 갑상선호르몬 수치는 인체에 별 도움이 되지 않을 것입니다. 중요한 세포 구성 요소이자 에너지를 생산하며 일명 ‘세포발전소’로 불리는 미토콘드리아는 효율이 감소하고 에너지 생산 능력이 떨어집니다. 노화로 신체의 효율성이 떨어지면 결국 질병이 발생할 확률이 높아집니다.

노화가 전반적인 기능저하라는 것을 생각해볼 때 간단히 말해 노화는 손상이 쌓이는 것입니다. 종의 생존은 일상에서 입은 손상을 복구하는 능력, 예를 들어 상처나 부러진 뼈를 치유하는 능력에 달려있습니다. 하지만 나이가 들수록 감염을 퇴치하든, 동맥을 깨끗이 하든, 암세포를 죽이든, 전반적인 손상 복구 능력이 감소합니다. 하지만 이는 당연한 결론이 아닙니다. 개체의 영양과 생활 습관이 노화의 속도와 정도를 결정합니다.

 

중요한 손상 복구 메커니즘으로 자가포식이라는 것이 있습니다. (2016년 노벨의학상이 자가포식의 기전을 발견한 오스미 요시노리에게 돌아간 사실로 이 과정이 얼마나 중요한지 잘 알 수있습니다) 자가 포식 과정에서 세포 소기관이라는 부분이 분해되어 인체의 광범위한 품질 관리 체계의 일부로서 주기적으로 재활용됩니다. 자동차의 오일과 필터, 벨트를 정기적으로 교체해야 하듯이 세포는 정기적으로 세포 소기관을 교체해서 정상 기능을 유지해야 합니다. 세포 소기관의 유효기한이 지나면 신체는 남은 손상이 기능을 방해하지 않도록 오래된 소기관을 제거하고 새로운 소기관으로 갈아 끼웁니다. 지난 25년 동안의 주요 발견 중 하나는 이러한 손상을 관리하는 과정에 우리가 먹는 음식이 크게 영양을 미친다는 것입니다.

 

노화란 세포의 회복능력이 점점 감소해서 세포 손상이 서서히 쌓이는 것입니다. 그 결과 낮은 수준의 염증이 발생하는데 이는 노화의 매우 큰 특징이므로 염증성 노화라고 불립니다. 나이가 들면서 자유라디칼(쌍을 이루지 않은 전자를 가진 고반응성 분자)이 과잉 생성되면 시체의 내부 항산화 체계가 저해되어 산화 스트레스가 증가합니다.

 

인간을 포함한 모든 동물세포는 진핵세포이고 기원이 같습니다. 많은 분자 매케니즘(유전자, 효소)과 생화학적 경로가 진화하는 내내 보존 되어 더 복잡한 유기체가 됩니다. 인간과 동떨어진 효모균같은 생물과도 많은 유전자를 공유하죠. 인간에게 질병을 일으키는 유전자의 최소 20%는 효모균의 유전자와 같습니다. 과학자들이 400개 이상의 인간 유전자를 출아형 효모에 이어붙이자 47%가 효모균의 유전자를 기능적으로 대체했습니다. 쥐와 같은 복잡한 생물과는 유전자 차이는 10%미만이고 유전 정보가 없는 정크DNA를 제외하고 모든 단백질 코딩 유전자 중에서 쥐와 인간의 유전자는 85%일치(침팬지와는 98.8%)합니다 . 효모 균과 쥐를 연구하여 인체 생물학에 관해 중요한 깨우침을 얻을 수 있습니다.

 

(노화이론)

마모이론

마모설은 생물체에게 신체의 유지와 회복 또는 번식에 사용할 수 있는 에너지의 양이 한정되어 있다는 이론입니다. 적대적 다면발현과 마찬가지로 에어지를 유지와 회복에 할당하면 번식에 사용할 수 있는 자원이 적어지고 진화는 유전자를 다음 세대로 전파하는 데 도움이 되는 번식에 에너지를 더 사용하려고 하므로 번식 이후에 개체의 체세포는 대부분 버려집니다. 어떤 경우에는 새끼를 최대한 많이 낳고 바로 죽는 것이 개체를 위한 최선의 전략이죠(‘이기적 유전자‘ 참조) 예를 들어 태평양 연어는 평생 한번 번식한 후에 죽는데 연어가 포식자나 다른 위험에서 살아남아 다시 한 번 번식 할 가능성이 거의 없다면 진화의 관점에서는 연어가 더 천천히 노화하도록 선택할 이유가 없습니다. 반면에 수명이 길면 더 나은 복구 메커니즘이 발달할 수 있습니다. 두 살된 생쥐는 노령이지만 두 살된 코끼리는 이제 막 생을 시작하는 나이입니다. 코끼리의 임신 기간은 28~22개월이며 새끼를 1마리만 낳습니다. 쥐는 한번에 최대 14마리의 새끼를 낳으며 연간 5~10회 출산할 수 있습니다.

마모설에 따르면 전체 자원을 제한하는 의도적인 칼로리 제한이 번식이나 수명을 줄인다고 예측할 수 있습니다. 하지만 칼로리를 제한 당한 심지어 기아에 가까울 만큼 먹지 않은 동물들도 일직 죽지 않습니다 사실 동물에게 먹이를 주지 않으면 노화와 싸우는데 자원을 더 할당하게 됩니다. 게다가 대부분 암컷은 수컷보다 더 오래 삽니다. 하지만 마모설은 위 사실에 위배됩니다.

 

2.자유라디칼이론

생물학적 과정에서 주변 조직을 손상시킬 수 있는 분자인 자유라디칼이 생성됩니다. 세포는 항산화 물질로 자유 라디칼을 중화시키지만 이 과정이 불완전한 탓에 시간이 지나면서 손상이 쌓여 노화가 발생한다는 이론입니다. 하지만 대규모 임상 연구 실험에서 비타민 C와 비타민E와 같은 항산화 비타민을 보충하면 오히려 사망률이 증가하거나 건강이 악화할수있다고 나타났습니다. 칼로리 제한과 운동처럼 건강을 개선하거나 수명을 늘린다고 알려진 일부 요인은 자유 라디칼의 생성을 증가시키는데 이는 에너지를 생성하는 미토콘드리아를 개선하고 세포를 보호하라고 세포에 신호를 보내는 역할을 합니다. 항산화제는 운동의 이런 건강 증진 효과를 무효화 할 수 있습니다.

 

3. 미토콘드리아 이론

미토콘드리아는 에너지를 생성하는 세포의 일부로서 세포 발전소라고 불립니다. 에너지 생성은 힘든 작업이므로 분자 손상을 많이 겪는 미토콘드리아는 주기적으로 재활용하고 교체하여 최고 효율을 유지해야 ㅎㅂ니다. 세포에서 자가포식(오토파지)이 발생하는 것처럼 미토콘드리아에서는 결함이 있는 세포 기관을 도태시켜 교체하는 유사한 과정 즉 미토파지(mitophagy)가 일어납니다. 한편 미토콘드리아에는 시간이 지나면서 손상을 축적하는 고유한 DNA가 있습니다. 그결과 미토콘드리아의 효율성이 떨어져 손상이 점점 시해지는 악순환에 빠집니다. 결국 적절한 에너지가 없을 때 세포가 죽고 이것이 노화로 나타난다는 이론입니다.

근육 위축은 높은 수준의 미토콘드리아 손상 때문에 발생합니다. 그러나 젊은 사람과 노인의 미토콘드리아에서 생성하는 에너지 양을 비교해보니 실제로는 차이가 거의 없었습니다. 쥐의 경우 미토콘드리아의 DNA에서 일어나는 매우 높은 비율의 돌연변이가 노화를 촉진하지 않았죠.

 

4.호르메시스

기원전 12년 미트리다테스6세는 호아시아의 한 지역 즉 현대의 터키가 된 폰투스 지역의 왕위 후계자였습니다. 남편의 왕위가 탐난 그의 어머니는 왕을 독살했습니다. 미트라다테스는 도망쳐서 황무지에서 7년을 보냈습니다. 독에 피해망상이 생긴 그는 면역력을 기르기 위해 소량의 독을 오랜기간 복용했습니다. 남자가 되어 돌아온 그는 어머니의 정권을 전복해 왕위를 되찾고 강력한 왕이 되었습니다. 통치기간에 로마제국에 저항했지만 로마인들을 다할 수는 없었습니다. 마트리다테스는 생포되기 전에 독약을 마셔 자살하기로 했지만 독을 많이 먹었는데도 이 ’독약왕‘은 죽지 않았았고 그의 정확한 사인은 아직까지 알려지지 않았습니다. 당신을 죽이지 않는 것은 진정 당신을 더 강하게 만들 수 있습니다.

호르메시스는 일반적으로 독성이 있는 저용량의 스트레스 요인이 신체를 강화해 고용량의 같은 독소나 스트레스 요인에 대한 저항력을 높이는 현상입니다. 영화 프린세스 브라이드의 팬들은 영웅 웨스클 리가 수년간 이오케인 가루를 조금씩 복용해서 독성에 면역을 키웠던 것을 기억할지도 모릅니다. 그래서 웨스틀리는 비지니와 자신의 잔에 독을 넣었음에도 혼자만 살아남을수있었습니다. 이것이 호르메시스입니다.

호르메시스는 노화이론은 아니지만 다른 이론들에 지대한 영향을 미칩니다. 독성하그이 기본원리는 양이 많으면 독이된다입니다. 인체에 무해한 적은 양의 독소는 몸을 더 건강하게 만들 수 있습니다.

운동과 칼로리 제한은 호르메시스의 예입니다. 예를들어 운동하면 근육에 스트레스가 가해져 근육이 강해지는 것으로 몸이 반응합니다. 체중을 지탱하는 운동을 하면 뼈에 스트레스가 가해져 뼈가 강해지는 것으로 몸이 반응합니다. 침대에 누워 있거나 무중력 상태에 있으면 근육과 뼈는 급속하게 약화됩니다.

칼로리를 제한하면 스트레스 호르몬으로 알려진 코르티솔이 상승하므로 이를 스트레스 요인으로 생각할 수 있습니다. 코르티솔이 증가하면 ’열충격 단백질 (heat shock proteins :새로운 단백질을 안정화하거나 손상된 단백질을 복구하는데 도움을 주는 단백질 군)이 더 생산되고 계속해서 일어나는 스트레스 요인들에 대한 저항력이 높아집니다 따라서 칼로리 제한은 포르메시스의 조건에 충분히 들어맞습니다. 운동과 칼로리 제한은 모두 스트레스의 형태이므로 자유라디칼을 생산합니다.

호르메시스는 드문 현상이 아닙니다. 예를 들어 알코올은 호르메시스를 통해 작용합니다. 술을 적당히 마시면 전혀 마시지 않는 것보다 항상 건강에 더 이롭습니다 하지만 심각한 술꾼들은 간질환이 생기고 극한 운동은 피로 골절을 유발합니다.

특정 식품의 유익한 효과 중 일부는 호르메시스 때문일 수 있습니다. 폴리 페놀은 과일과 채소뿐 아니라 커피와 초콜릿 적포도주에 든 화합물인데 저용량 독소로 작용함으로써 인체의 자연 발생적인 효소가 증가하도록 조절해 어느정도 건강을 개선할 가능성이 있습니다.

왜 호르케시스가 노화에 중요할까요? 다른 노화 이론들은 모든 손상이 나쁘고 시간이 지나면서 쌓인다고 가정하지만 호르메시스 현상을 보면 우리 몸에는 유익하고도 강력한 손상 복구 능력이 있음을 알 수 있죠. 운동을 예로 들어보면 근력 운동을 하면 근육이 미세ㅏ게 찢어지고 좋지않아보이지만 근육을 회복하는 과정에서 근육이 더 강해집니다. 중력은 뼈에 스트레스를 가합니다. 달리기와 같은 체중 부하 운동은 뼈에 미세한 골절을 유발하고 이를 복구하느 ㄴ과정에서 뼈는 더 강해집니다. 우주의 무중력 상태는 정반대의 상황입니다. 중력이라는 스트레스가 없으면 뼈에 구멍이 생겨 약해지겠죠.

손상이 모두 나쁜 것은 아닙니다. 사실 작은 손상은 재생이 주기적으로 이루어진다는 이미입니다. 근육이나 뼈 같은 조직이 붕괴해도 호르메시스로 인해 더욱 강해져 스트레스를 더 잘 견딜수있게 됩니다. 하지만 이 성장은 붕괴와 복구 없이는 일어날 수 없습니다...

 

성장을 촉진하는 메커니즘과 노화를 촉진하는 메커니즘은 같습니다. 노화는 단순히 같은 성장 프로그램이 지속되는 것이므로 같은 성장요인과 영양소에 의해 촉진됩니다. 자동차의 엔진을 가동하면 속도가 급격히 빨라질수있지만 계속 가동하면 소진되고 맙니다. 이러한 본질적인 상충관계가 중요한 이유는 특정 프로그램이 삶의 특정시기에만 유익할수있기 때문이죠. 청소년기에는 성장해야하니까요. 하지만 중년기와 노년기에는 높은 성장 프로그램이 조기 노화를 유발할 수 있어 느린 성장이 더 효과적일수도 있습니다.

 

오늘은 chapter 1자연은 우리가 늙든 말든 상관하지 않는다. 편을 소개했는데요. 총 13개의 챕터가 있으니 내일부터는 더 많은양을 소개해드릴게요 좋은 하루되세요~