[태그:] 세포노화

‘스트레스’는 그야말로 생명으로서 인간에게 주된 적이라 할 수 있다. 모든 종류의 스트레스가 나쁜 건 아니지만, 보통 일상에서 ‘스트레스’라는 단어를 떠올리게 하는 것들은 대부분 부정적인 스트레스다.

스트레스의 가장 큰 폐해를 꼽으라면 ‘세포의 노화’를 빼놓을 수 없다. 스트레스를 일으키는 일상 속 주요 원인으로는 열 노화와 술 노화가 꼽힌다. 그밖에 일상에서 주의해야 할 노화 습관들은 무엇이 있을까? 이들이 건강에 미치는 영향은 무엇인지, 예방과 관리를 위해 무엇을 주의해야 하는지를 알아본다.

 

열 노화 – ‘뜨거움’ 주의보

인체는 원활한 기능을 유지하기 위해 적당한 수준의 온도를 필요로 한다. 하지만 그 정도가 지나치면 오히려 노화를 촉진하는 요인이 되기도 한다. 가장 대표적인 사례는 여름철 폭염이다. 겨울이 끝나고 기온이 점점 올라가는 시점에 가장 유의해야할 열 노화 원인이다.

고온 환경에 지속적으로 노출될 경우, 체온이 상승하면서 땀을 내보내 열을 배출하려는 작용이 일어난다. 하지만 여름의 고온다습한 환경은 땀을 쉽사리 배출될 수 없도록 만들고, 체온이 계속 상승하게 된다. 이 과정에서 신체에는 스트레스가 누적되고, 생리적 기능이 저하된다.

폭염은 실제로 피부를 직접적으로 노화시키는 작용도 한다. 피부를 구성하는 단백질인 콜라겐과 엘라스틴은 피부의 탄력과 구조를 유지하는 역할을 하는데, 이들은 고온에 노출되면서 열 노화를 일으켜 손상될 수 있다. 강한 햇빛에 오랫동안 노출될 경우, 주름이 생기고 피부가 처져 외형적 노화가 촉진되는 것이다. 

체온을 내리려는 과정에서 땀을 다량 배출하게 되면, 피부 수분 함량이 감소해 세포 기능이 저하된다. 이 또한 대표적인 열 노화 과정이다. 탈수가 지속되면 심혈관계에 부담으로 작용하기도 한다. 혈액의 점도가 증가하면서 혈전 생성 가능성이 높아지기 때문이다.

열 노화를 방지하기 위해서는 평상시 수분 섭취에 신경을 쓰는 것이 좋다. 날씨가 덥다고 해서 아예 외출을 하지 않을 수는 없겠지만, 가급적 외출은 짧게 하도록 하고 시원한 환경에 머무는 시간을 늘리는 것이 중요하다. 외출 시에는 피부 노출을 최소화하고, 노출되는 부위에는 자외선 차단제를 필히 발라야 한다.

 

술 노화 – 알코올의 독성 기억하기

굳이 강조하지 않아도 알코올이 인체에 독성을 가진다는 사실은 잘 알려져 있다. 과거 한때는 ‘하루 한 잔은 오히려 건강에 좋다’라는 식의 이야기가 널리 확산되기도 했지만, 최근 연구 동향에 따르면 음주량에 관계 없이 알코올 자체가 건강에 해롭다는 결론이 주를 이루고 있다. 

술 노화는 글자 그대로 과도한 음주가 신체의 노화 과정을 촉진시키는 현상을 말한다. 체내에 알코올이 들어오면 간은 다른 대사 과정을 다소 늦추면서 우선적으로 대사하려 한다. 이때 알코올은 대사를 거쳐 1차적으로 아세트알데히드와 같은 독성 물질을 만드는데, 이것이 세포 손상을 유발하는 주 원인이다. 

알코올 대사를 간에서 담당하므로, 독성 물질에 의한 피해도 간이 가장 먼저 받게 된다. 또한, 독성 물질이 생성하는 활성산소종으로 인해 산화 스트레스가 발생하며, 이는 간 외의 다른 장기에서도 염증 및 세포 손상을 초래할 수 있다. 이때 뇌를 비롯한 주요 장기에 손상을 일으킬 경우, 노화와 관련된 여러 질환 발생률이 높아진다. 이것이 술 노화의 근본적 문제다.

또한, 음주를 자주, 또 많이 하는 습관이 있다면 전체적인 면역력에도 영향을 미친다. 알코올의 독성이 면역 기능을 조절하는 장 세포의 기능에 영향을 미치는 것은 물론, 면역 세포 자체의 기능도 저하시킬 수 있기 때문이다. 장 기능의 저하는 영양소 흡수 문제로 이어져 비타민이나 무기질 결핍을 초래할 수 있으며, 면역 세포 약화는 감염에 취약해지는 결과로 이어진다. 

술 노화를 예방하기 위해서는 음주가 과도해지지 않는 선을 명확히 알고, 적정량의 음주 습관을 유지하는 것이 최선이다. 또한, 음주 중과 음주 후에는 알코올로 인한 탈수 증상을 겪지 않도록 수분을 충분히 섭취해주도록 하고, 영양 보충도 잊지 않도록 해야 한다.

 

가속노화 – ‘신체 나이’에 주목

열 노화와 술 노화는 노화를 빠르게 만드는, 즉 ‘가속노화’의 대표적인 사례들이다. 인간의 신체는 식습관, 생활습관 등의 후천적인 요인으로 인해 저마다 다른 노화 속도를 가진다. 건강검진 등을 통해 확인할 수 있는 ‘신체 나이(생물학적 연령)’라는 개념은, 본인의 노화 속도가 정상적인 수준인지를 알 수 있는 가장 간편한 지표다.

만약 자신의 실제 나이보다 신체 나이가 높게 나왔다면, 어떤 이유에서든 가속노화가 진행됐거나 진행되고 있다는 의미다. 물론, 이때 기준으로 해야 하는 나이는 ‘건강보험상의 연령’이다.

현대인들은 보통 높은 수준의 스트레스에 노출되는 경우가 많다. 소규모 가구와 1인 가구가 늘어나면서 불규칙한 생활습관을 가지고 있는 경우도 많고, 식사의 영양 균형이 깨진 경우도 흔하다. 게다가 미세먼지 등으로 인한 환경 오염도 세포 스트레스를 증가시키는 주요 원인이다. 

이런 환경이다 보니 실제로 신체 나이가 실제보다 어리게 나오는 경우는 상대적으로 적을 수밖에 없다. 세포 손상으로 인한 염증 반응 증가와 만성 염증 유발, 그로 인한 면역 기능 저하 등 모든 건강문제가 도미노처럼 연달아 일어나면서 전반적인 노화를 촉진하기 때문이다. 최근 자주 거론되는 ‘대사성 질환’은 가속노화가 진행되고 있다는 증거이거나, 가속노화가 진행됐음을 보여주는 대표적 사례다.

다만, 이미 가속노화가 어느 정도 진행됐다고 해도, 앞으로 진행될 노화를 늦추고 더 이상의 가속노화를 예방할 수는 있다. 규칙적인 운동, 균형 잡힌 식사, 충분한 수면, 그리고 스트레스 관리를 염두에 두어야 하는 이유다. 

가속노화는 단기간에 나타난 문제가 아닌 만큼, 회복과 예방 역시 단기간에 효과를 보리라 기대해서는 안 된다. 100% 완벽하지는 않더라도, 조금씩 건강한 습관의 비중을 늘려간다면 가속노화의 굴레로부터 벗어날 수 있을 것이다.

 

인체를 이루고 있는 세포는 자연의 법칙에 따라 ‘노화’된다. 이는 세포가 더 이상 분열하지 않으며, 맡고 있던 기능이 점점 저하되는 현상을 의미한다. 세포 노화는 다양한 질병과 직접적으로 연결된다. ‘건강한 노화’가 화두에 오르면서 세포 노화에 대한 연구가 활발해지는 이유다. 

세포 노화가 발생하는 메커니즘과 원인은 무엇일까? 길어지는 노년기를 건강하게 보내기 위해, 세포 노화 속도를 늦추거나 회복할 수 있는 전략으로는 무엇이 있을까? 

 

세포 노화의 메커니즘

세포는 본래 일정한 주기(cycle)에 따라 지속적으로 복제와 분열을 거듭한다. 이 과정에서 DNA를 복제하고 두 개의 딸 세포로 나뉘는데, 이는 ‘세포의 성장과 재생’을 이루는 중요한 과정이다. 

각각의 세포는 특정한 기능을 수행하도록 ‘전문화’돼 있다. 운동을 가능하게 하는 근육 세포, 신호를 전달하고 정보를 처리하는 신경 세포부터 체내의 각 장기들은 저마다의 기능을 맡고 있는 세포로 구성된다. 이들은 복제와 분열 후에도 본래 맡고 있던 기능을 대대로 이어가며 지속하게 된다.

하지만, 세포의 분열은 무한하지 않다. 매 분열마다 세포의 ‘텔로미어’가 조금씩 짧아지게 되고, 일정 횟수 이상 분열하게 되면 그 세포는 ‘노화 상태’에 접어든다. 노화된 세포는 더 이상 분열을 하지 않으며, 본래 맡고 있던 기능도 저하된다. 또한, 자극에 취약해져 더 쉽게 염증 반응을 일으키는 원인이 되기도 한다.

텔로미어가 짧아지는 것은 세포의 자연스러운 수명이 줄어가는 과정이라고 볼 수 있다. 이외에도 흔히 알려진 ‘산화 스트레스’ 또는 ‘만성 염증’ 등도 세포 노화의 원인이 될 수 있다. 이런 작용들은 텔로미어 단축과 무관하게 정상 세포를 노화된 세포로 만드는 요인이다.

장기나 조직을 이루는 세포의 수는 천문학적으로 많지만, 그들 모두가 언젠가는 세포 노화라는 운명을 맞이한다. 다만, 수많은 세포들의 노화가 동시에 일어나는 것은 아니며, 저마다 다른 시기에 이루어진다. 인체가 점진적으로 노화되는 기본 메커니즘이다.

 

세포 노화 원인과 생리적 영향

세포가 노화되는 핵심적인 요인을 나누자면 두 가지로 압축할 수 있다. 시간이 지남에 따라 자연스럽게 발생하는 노화(텔로미어 단축), 그리고 유전이나 환경, 습관 등의 영향으로 발생하는 노화(후천적 요인)다. 

텔로미어 단축은 생명체의 순리로 불가항력적인 요인이니 배제하도록 한다. 유전적 요인의 경우 개인의 특정 유전자가 세포의 자연스러운 노화 속도에 영향을 미치는 것이다. 이 또한 기본적으로 어찌할 수 없는 요인이지만, 현대 의료 기술은 유전자 단위까지 다루고 있으니 향후 어느 정도는 희망을 걸어볼 수도 있을 것이다.

이외의 나머지 요인은 개인이 일상에서 어느 정도 ‘통제할 수 있는 요인’이라 할 수 있다. 자외선 노출, 오염물질 흡입, 불건전한 생활습관 등이 모두 여기에 속한다. 이런 문제들은 세포에 불필요한 스트레스를 가하기 때문에 자연스러운 노화가 더 빨리 이루어지도록 하는 원인이 된다.

세포 노화로 인한 생리적 영향도 크게 두 가지 형태로 나타난다. 하나는 내부적인 영향, 즉 본연의 기능 저하다. 예를 들어, 근육을 이루는 세포(근섬유)들은 시간이 지나며 조금씩 노화돼 본래 기능을 잃는다. 100개의 근육 세포가 수행하던 기능을 80개 세포가 수행하게 되면 당연히 근육의 힘은 약해질 것이다. 전신의 장기와 조직들이 이런 식으로 점차 기능을 잃어간다.

또 하나의 예는 뇌 기능의 저하다. 뇌를 이루는 기본 단위는 신경 세포(뉴런)다. 인지력과 기억력, 감각과 운동 등 뇌가 관장하는 수많은 기능들은 각기 수많은 신경 세포들이 네트워크를 형성(시냅스)해 신호를 주고받으면서 이루어진다. 여기서도 100개의 뉴런이 담당하던 기능을 80개 뉴런이 맡게 되면 기능이 상대적으로 저하될 수밖에 없다. 

다른 하나는 외부적인 영향, 즉 ‘자극’에 약해진다는 점이다. 가장 두드러지는 것이 면역 기능의 저하다. 모든 세포가 활발하게 제 기능을 수행할 때는 감염원이나 유해한 물질에 의한 자극을 효과적으로 이겨낼 수 있다. 

하지만 노화된 세포가 많아지면 이 싸움에서 질 가능성이 높아진다. ‘병력이 많으면 유리하고, 적어질수록 불리해지는’ 지극히 간단한 논리다. ‘퇴행성 질환’이라는 말에 사용된 ‘퇴행’이라는 현상의 본질이다.

 

세포 노화를 늦추기 위한 ‘균형’

세포 노화는 시간의 흐름을 따른다. 시간이 흐르는 것은 멈출 수도, 되돌릴 수도 없는 현상이다. 하지만 생체 시계가 돌아가는 속도를 늦추는 것은 가능하다. ‘건강한 생활습관’이라 불리는 것들이 그것이다. 각각의 습관들은 어떻게 세포 노화를 늦추는 데 기여할까?

한 가지 포인트는 ‘항산화 균형’이다. 인체의 대사 과정에서는 ‘활성산소(ROS)’라는 물질이 생겨난다. 보통 ‘활성산소 = 나쁜 것’이라고 받아들이는 경향이 있는데, 실제로 활성산소는 비유하자면 ‘무기’와 같다. 예를 들면 면역 세포들이 체내에 들어온 병원균을 파괴할 때 사용하는 것도 활성산소다.

즉, 활성산소 자체를 완전히 없애야 하는 것이 아니라, 적절히 사용될 수 있도록 조절하는 것이 핵심이다. 무기가 너무 많아져서 무분별하게 사용되면 사회에 혼란이 초래되는 것과 같은 이치다. 이것이 바로 ‘산화 스트레스’라 불리는 현상이며, 항산화 균형을 유지해야 하는 핵심이 된다. 

항산화 물질은 보통 섭취가 부족한 사람이 많기 때문에 ‘더 많이 섭취하라’고 권장하는 경우가 많다. 하지만 정답은 ‘균형’이다. 항산화 물질이 너무 많아버리면 면역 기능 유지 등 꼭 필요한 수준의 무기(활성산소)마저 부족해질 수 있기 때문에, 적당한 수준을 유지하는 것이 중요하다.

이와 관련해 중요한 또 한 가지가 바로 ‘운동’이다. ‘규칙적인 운동’을 강조하며, 보통 일주일 단위로 적정 운동시간은 어느 정도인지 제시하곤 한다. 이는 ‘너무 과도한 운동’은 오히려 세포 노화를 가속화하는 원인이 될 수 있기 때문이다. 

운동을 하면 기본적으로 대사 속도가 빨라지기 때문에 그만큼 활성산소도 활발하게 만들어진다. 항산화 물질이 그에 맞춰 충분히 공급된다면 문제가 되지 않겠지만, 그렇지 않다면 몸 속에 ‘무기’가 잔뜩 돌아다니는 상황이 될 수 있다는 것이다.

이는 스트레스 관리를 강조하는 이유와도 같은 맥락이다. 만성적 스트레스는 면역 활동을 억제해 지속적인 염증 반응을 일으키고, 이로 인해 세포 노화가 한층 빠르게 진행된다. 스트레스 관리 기법으로 면역력을 원상복귀시키면 적어도 세포의 생체 시계가 더 빨라지는 일은 막을 수 있다.

 

노화 속도를 극복하는 길

상식적으로 세포의 노화는 멈추거나 되돌릴 수는 없다. 하지만 과학 및 의료 기술이 발전하면서 기존의 상식도 새로운 도전을 맞이하고 있다. 줄기세포 연구와 세포 배양 기술, 유전자 편집 기술, 항노화 치료법 등 다양한 방면으로 연구가 이루어지고, 일부 성과를 거두는 사례도 늘어나고 있기 때문이다.

이러한 사례들은 ‘멈출 수는 없고, 늦추는 것이 최선’이라는 기존의 패러다임을 뿌리째 뒤흔들 수 있는 근거로 쌓여가는 중이다. 과거로부터 기술의 발전 속도가 계속 가파르게 상승해왔던 것을 감안하면, 정말 ‘세포 노화를 멈추거나 되돌리는 것’이 현실적으로 가능해질지도 모를 일이다.

물론, 그렇게 된다고 해도 각자의 노력은 중요한 의미를 지닌다. 기술적인 혜택을 똑같이 누릴 수 있게 된다고 해도, 건강한 습관으로 세포 노화를 늦추려 노력한 사람들이 더 큰 효과를 볼 가능성이 높을 테니 말이다.

 

인간의 몸은 시간이 지나면서 약해진다. 이를 가리켜 ‘노화’라 한다. 몸의 노화는 세포의 노화가 축적된 결과로 나타난다. 인간의 몸은 세포의 집합체이기 때문에, 노화된 세포가 많아질수록 기능이 떨어지는 것은 물론 다양한 건강 문제를 초래하게 된다.

노화된 세포는 일반적으로 자연스러운 사멸 대상이 되지 않는다. 감염이나 손상을 일으킨 경우에만 사멸 대상이 되기 때문이다. 하지만 우리는 자체적으로 세포들의 구성을 건강한 방향으로 이끌 수 있는 방법을 하나 알고 있다. 바로 ‘자가포식(Autophagy)’이다. 노화된 세포와 자가포식의 활용에 대해 이야기해본다.

 

노화된 세포, 기능 약화 일으킨다

노화된 세포의 가장 문제는 에너지 대사 효율이 떨어진다는 것이다. 쉽게 말해, 같은 양의 에너지원을 공급하더라도 건강한 세포에 비해 적은 양의 에너지를 생성한다는 것이다. 이는 세포가 기능을 수행하기 위해 필요로 하는 에너지를 충분히 공급받지 못한다는 것을 의미한다. 결과적으로 세포 기능이 저하되는 것이다.

세포 노화는 왜 발생할까? 일반적으로는 분열 과정에서 텔로미어가 점점 짧아지며 자연스럽게 수명을 다하기 때문이라고 알고 있다. 하지만 그 외에도 세포 노화를 일으키는 원인은 또 있다. 과도한 자외선 노출, 미세먼지 등을 통한 화학물질 접촉, 체내 활성산소 발생으로 인한 산화 스트레스 등이다. 이들은 세포의 DNA를 손상시키거나 수명을 단축시키는 원인이 된다.

외부 환경에 의해 DNA가 손상된 세포는 또 다른 문제를 겪는다. 건강한 세포에 비해 분열 능력이 약해져, 새로운 세포를 만들어내는 데도 지장이 생기는 것이다. 세포의 복제와 분열이 둔화되면 해당 조직이나 장기의 재생 능력이 약해진다. 자연스레 해당 조직이나 장기의 기능도 떨어지게 되고, 몸 전체 시스템에서 담당하던 역할도 취약해지며 건강에 악영향을 미친다.

 

노화 세포 제거를 위한 자가포식

그렇다면 이 노화된 세포를 제거하는 것이 건강을 유지하는 데 중요한 대목이라 할 수 있다. 이를 두고 최근 이스라엘의 바이츠만 과학 연구소에서는 항암 치료의 원리를 활용해 노화된 세포를 제거할 수 있는 가능성을 제시한 바 있다. 이 방법은 충분히 기대해볼만 하지만, 아직 거쳐야 할 단계가 꽤 남았기 때문에 당장 어떤 해결책을 기대하기는 어렵다.

한편, 세포 단위의 건강을 개선하는 방법을 한 가지 알고 있다. 바로 ‘자가포식’이다. 자가포식은 세포가 자체적으로 손상된 요소, 비효율적인 요소를 제거하고 재활용하는 과정을 의미한다. 건강한 환경을 유지하기 위해 세포들이 자발적으로 실시하는 청소 작업이자 구조조정이라 할 수 있겠다.

자가포식을 통해 세포는 내부의 단백질 응집체, 손상된 소기관, 노폐물 등을 제거한다. 세포는 기본적으로 단백질과 지질로 구성돼 있기 때문에, 충분한 에너지가 공급되지 않을 때 손상된 요소를 분해해 에너지원으로 활용할 수 있다.

 

간헐적 단식을 통한 자가포식

자가포식을 유발하는 방법은 여러 가지가 있다. 의학적 지식이 필요한 전문적 요법도 있지만, 우리가 일상에서 할 수 있는 방법도 있다. 가장 대표적인 예가 바로 ‘간헐적 단식’과 ‘운동’이다.

간헐적 단식은 흔히 알다시피 일정한 시간 동안만 식사를 하고 나머지는 공복 상태를 유지하는 식이 전략이다. 이는 음식을 통한 에너지 공급을 통제하고, 몸으로 하여금 이러한 방식에 대응해 항상성을 유지하라고 신호를 보내는 것과 같다.

일정 시간, 간격마다 에너지 공급이 차단되면, 세포는 그 시기에 맞춰 에너지를 절약하기 위해 손상된 요소들을 제거하기 시작한다. 공복 상태에서는 혈당이 낮게 유지되므로 인슐린 수치가 낮아진다. 또한, 인슐린이 억제하고 있던 성장호르몬이 활발하게 분비되면서 지방 대사를 촉진하고 단백질 합성을 증가시키려는 작용이 일어난다. 

즉, 세포들은 자체적인 청소 및 구조조정을 진행하고, 축적된 체지방 대사를 가속시켜 부족한 에너지를 공급하는 시스템이 가동되는 것이다. 여기서 핵심은 무조건적으로 이어지는 단식이 아니라는 것이다. 일정한 간격을 두고 전략적으로 이루어지는 단식이므로, 몸이 그에 맞춰 최적의 대응 방안을 실행하는 셈이다.

 

운동을 통한 자가포식

한편, 적당한 수준의 운동 또한 자가포식을 활성화하는 방법이 될 수 있다. 운동 상태를 지속할 때 몸은 평소보다 더 많은 에너지를 소비하게 된다. 이때 몸은 지속적으로 에너지를 공급하기 위해 효율성을 최대한 높이려 한다. 

운동을 통해 생성된 젖산 등 재활용 가능한 에너지원을 최대한 활용하려 하며, 손상된 구성 요소를 제거하는 자가포식 또한 그 과정에 포함된다. 또한, 운동 자체가 어느 정도의 산화 스트레스를 일으키는 활동이다. 산화 스트레스로 인해 손상된 세포와 구성 요소들 역시 자가포식의 대상이 된다.

일정 수준 이상의 강도로 운동을 실시하게 되면 에너지 공급을 위해 혈중 포도당이 급격하게 소모되고, 근육이 활성화되면서 성장 호르몬이 분비된다. 이를 통해 세포의 기능 회복을 촉진하고 자가포식 경로를 더욱 활성화하는 결과로 이어지기도 한다.

다만, 포인트는 ‘적당한 수준’에 있다. 너무 고강도의 운동을 장시간 지속하게 될 경우, 운동으로 인해 발생하는 산화 스트레스의 정도가 심해진다. 손상과 회복 작용 사이의 균형이 깨지게 되면 오히려 부작용이 커질 수 있는 것이다. 따라서 운동은 자신의 체력 수준에 맞춰 중강도 정도로 할 것을 추천하며, 고강도 운동을 할 경우 30분~40분 정도로 가급적 짧게 마무리할 것을 권장한다.

 

자가포식도 현재 상태에 맞출 것

이런 방법들은 일상에서 쉽게 실천할 수 있다. 스스로 노화 속도를 늦출 수 있는 습관인 셈이다. 다만 중요한 것은, 자신의 연령 및 건강상태에 관심을 가져야 한다는 것이다. 자가포식 또한 세포에 의한 작용이기 때문에, 노화된 세포가 많으면 그 기능이 약해지게 마련이다. 자가포식 활성화 조건이 갖춰져도 그 효과가 눈에 띄게 나타나지 않을 수 있다는 의미다.

이런 방법은 꼭 물리적인 연령에 국한된 이야기가 아니다. 젊은 연령이라고 해도 건강상태에 따라 노화된 세포의 축적 정도가 심할 수도 있다. 반대로 어느 정도 연령이 있더라도 그에 비해 노화 세포의 축적이 더 적을 수도 있다. 건강검진 등을 통해 확인할 수 있는 ‘신체 연령’의 개념이다.

따라서 간헐적 단식이나 운동을 습관화한다고 해도, 너무 극단적인 방식은 피하는 것이 좋다. 특히 간헐적 단식의 경우 에너지와 영양 공급을 의도적으로 줄이고 통제하는 방법이다. 현재 연령이나 건강상태에 따라 심각한 부작용을 초래할 수도 있는 만큼, 유경험자가 아니라면 조심스럽게 접근할 것을 권한다. 식사량을 조금씩 줄여가는 식으로 접근하거나, 전문가 상담을 통해 단계별로 시작하는 것을 추천한다.