노화의 진짜 원인들...12가지 특징 Scientists Indicate 12 Hallmarks of Aging
‘늙음’의 진짜 원인
세포 간 소통 변화, 만성 염증, 장내 세균 불균형
많은 종류의 암,
게놈 불안정성 결함의 결과
10년 동안, 노화의 특징은 아홉 가지로 이해되었다. 하지만, 과학자들은 올해 이 목록을 확대했고 노화를 가속화시킬 수 있는 세 가지 요소를 추가했다.
이러한 특징들은 노화 자체에 영향을 미치지만, 서로 배타적이지 않고 종종 겹칠 수 있다. 인체의 어떤 것도 단독으로 작동하지 않으며, 노화 과정에 기여하는 것으로 밝혀진 복잡하고 상호 연결된 일련의 메커니즘이다.
노화의 12가지 특징은
노화를 늦추는 방법을 찾기 위한 첫 번째 단계는 노화 과정에 어떤 요소들이 기여하는지를 정의하는 것이다. 세포 수준의 특정 메커니즘이 우리가 얼마나 빨리 노화하는지 아는 것은 우리가 그것과 싸우는 방법을 개발하고 결과적으로 더 우아하게 노화하는 것을 도울 것이다.
게놈 불안정성과 텔로미어 단축에서부터 줄기세포 고갈에 이르기까지, 이 12개의 특징은 노화 과정의 로드맵을 제공하여 우리 몸이 세월에 따라 어떻게 변하는지를 조명한다.
1. 게놈 불안정성(Genomic instability)
유전적 불안정은 시간이 지남에 따라 발생하는 유전적 손상이나 DNA의 변화가 축적되는 것을 말한다. 외부 요인과 내부 요인 모두 발생하는 DNA 손상의 수준에 영향을 미칠 수 있다. 내인성의 예로는 DNA 복제 오류와 산화 스트레스가 있으며, 방사선이나 독소에 노출되는 것은 외인성이다.
당신의 세포가 나이가 들면, DNA 손상을 복구하는 능력 또한 악화될 수 있으며, 이것은 돌연변이와 DNA 서열의 다른 변화로 이어지는 DNA 불안정을 더 야기할 수 있다.
국립암연구소에 따르면, 많은 종류의 암이 그러한 결함의 결과라고 한다.
* 게놈(Genome)
유전자(gene)와 세포핵 속에 있는 염색체(chromosome)의 합성어로 유전 물질인 디옥시리보 핵산(DNA)의 집합체를 뜻하며, 이것이 생명현상을 결정짓기 때문에 흔히 '생물의 설계도' 또는 '생명의 책'이라 불린다.
2. 텔로미어(Telomere) 감소
텔로미어는 여러분의 유전자의 안정성과 무결성을 유지하는 것을 돕는 염색체 끝에 있는 작은 보호모입니다. 그러나 세포가 분열할 때마다 DNA 합성 중 텔로미어 서열의 불완전한 복제로 인해 텔로미어가 짧아진다. 그들이 짧아질수록 염색체에 대한 보호는 줄어들게 되고, 이는 결국 세포의 노화나 프로그램된 세포사를 초래할 것이다.
텔로미어의 단축은 손상된 조직을 분열시키고 보충하는 세포의 능력을 제한하기 때문에 노화를 가속화하는 것으로 밝혀졌다. 게다가 말단소립의 감소는 만성 염증과 관련이 있다. Nature Cell Biology의 한 연구에 따르면, "고령 세포는 노화와 관련된 분비 표현형(SASP)으로 알려진 일련의 전염증성 사이토카인을 분비한다. 이는 세포외 매트릭스의 구성을 변화시키고, 줄기세포 기능을 손상시키며, 세포 전이 분화를 촉진하며, 노화 표현형을 주변 세포로 확산시켜 만성적인 전신 염증을 유발할 수 있다."
산화 스트레스, 염증, 독소 노출을 포함한 다양한 요인들이 텔로미어 소모에 영향을 미친다. 하지만, 연구들은 운동, 특히 유산소 활동이 말단소립의 길이를 향상시키는데 도움을 줄 수 있다는 것을 발견했다. 설명은 염색체의 말단에 텔로미어 서열을 추가하는 텔로머레이스 효소에 있다. 이러한 신체 활동은 텔로미어 효소의 활성을 증가시키고 텔로미어 소모율을 감소시키는 것으로 밝혀졌다.
말단소립 감소는 심혈관 질환, 암, 신경 퇴행성 질환과 같은 많은 연령 관련 질병과 관련이 있다.
3. 후생유전학적 변화(Epigenetic alterations)
후성유전학적 변화는 유전자 발현 조절의 변화에 의해 특징지어진다. 이러한 변화는 DNA 서열 자체에 영향을 미치지는 않지만, 유전자 스위치가 켜지거나 꺼지는지 여부에 대한 수정을 촉발할 수 있다.
여러분의 환경, 식단, 생활방식 선택, 그리고 스트레스 관리와 같은 요소들은 모두 여러분의 삶의 과정에서 어떻게 특정 유전자가 발현되는지에 기여할 수 있습니다. 그러나 나이가 들수록 이러한 후성유전적 변화의 패턴은 더욱 뚜렷해질 수 있으며, 이는 연령과 관련된 질병 및 조건에 기여할 수 있는 바람직하지 않은 유전자 발현의 변화를 초래할 수 있다.
국제 분자 과학 저널에 발표된 리뷰는 후생유전학적 변화가 암, 당뇨병, 골다공증, 신경퇴행성 질환을 포함한 여러 인간 병리학의 발전 또는 진행을 초래할 수 있다고 결론지었다.
후생유전학은 유전자 발현에 영향을 미치는 외부의 모든 것을 지칭하기 때문에, 이것들은 대부분 가역적이며, 우리는 질병이 발생하는 것으로부터 우리의 유전자를 보호하기 위해 우리가 하는 일을 통제하고 우리 자신을 둘러쌀 수 있다.
4. 프로테스타시스의 상실(Loss of proteostasis)
적절한 세포 기능을 위해서는 세포 내의 단백질을 조절하는 과정인 항상성 상태가 필요하다. 단백질 합성, 접힘 및 분해 사이의 균형은 세포 기능을 유지하고 손상되거나 잘못 접힌 단백질의 축적을 방지하기 위해 필수적이다. 프로테오스타시스의 상실은 단백질 항상성 또는 프로테오스타시스를 유지하는 세포의 능력이 점진적으로 감소하는 것을 의미한다.
단백질의 지속성을 유지하는 세포의 효율성은 시간이 지남에 따라 감소하고, 손상되거나 잘못 접힌 단백질의 축적으로 이어지며, 이는 노화와 질병의 원인이 되는 것으로 밝혀졌다.
5. 규제완화된 영양소 감지(Deregulated nutrient sensing)
탈조절 영양소 감지는 어떤 영양소가 가까이 있는지 감지하고 추가적인 메커니즘이 발생하기 위해 다른 내부 시스템과 통신하는 세포의 능력의 감소로 정의된다. 영양 감지 경로는 세포 대사, 에너지 균형 및 성장을 조절하는 데 중요한 역할을 하며 세포와 조직의 적절한 기능을 지원하는 데 필수적이다.
가장 심오한 영양 감지 경로 중 하나는 인슐린 및 인슐린 유사 성장 인자(IGF-1)가 있는 상태에서 우리 세포가 어떻게 행동하는지와 관련이 있다.
인슐린/IGF-1을 통한 영양 신호 전달은 모델 유기체에서 노화와 노화 관련 질병을 조절하는 것으로 입증된 최초의 경로였다
아세포생화학
간헐적 단식이라고 불리는 대중적인 식이 개입은 동물 모델에서 이로운 것으로 밝혀진 이러한 경로를 통해 작동한다. 그러나 인간의 노화와 나이와 관련된 질병에 대한 그것의 역할은 결정적이기 위해 더 많은 연구가 필요하다.
6. 미토콘드리아 기능 장애(Mitochondrial dysfunction)
미토콘드리아는 아데노신 5'-3인산 또는 ATP의 형태로 에너지를 생산하는 역할을 하기 때문에 세포의 강력한 기관으로 종종 언급된다. 그것이 더 많은 에너지를 생산할 수 있을수록, 세포는 모든 조직과 기관에서 더 많은 에너지를 적절하게 작동시켜야 할 것이다. 게다가, 그것은 세포 대사에서 역할을 한다.
기능 장애가 있는 미토콘드리아는 염증과 산화 스트레스를 유발하는 활성 산소 종의 증가를 초래하여 일련의 부적응을 유발하고 노화를 가속화하는 것으로 밝혀졌다. 연구에 따르면 미토콘드리아 기능 장애는 암, 대사 및 심혈관 질환과 같은 광범위한 인간 병리학과 관련이 있다.
7. 세포 노화(Cellular senescence)
세포들이 우리의 수명을 통해 계속해서 분열함에 따라, 많은 세포들은 결국 더 이상 분열할 수는 없지만 여전히 신진대사가 활발할 때 노화의 시점에 도달할 것이다. 그러나 좀비 상태에서는 거의 쓸모가 없고 부담이 더 된다.
한편으로는 소량의 고령세포가 상처 등 손상된 부위에 조직 복구인자를 모집하거나 암세포를 복구하는 데 도움이 될 수 있다는 연구결과가 나왔다. 그러나 다른 한편으로 좀비 세포가 축적되면 만성 염증의 원인이 되고 노화와 관련된 질병으로 이어질 수 있다. 이러한 축적은 종종 "염증"이라고 불린다
노화는 텔로미어 단축, 활성산소종, 잠재적 후생유전학적 변화로 인한 암세포의 활성화와 같은 노화의 다른 특징의 일부이기도 한 다양한 스트레스에 의해 유발될 수 있다.
8. 줄기세포 소진(Stem cell exhaustion)
줄기세포는 몸 안에서 어떤 종류의 조직으로도 변할 수 있는 세포의 종류이다. 따라서, 그것들은 정상적인 조직 기능을 유지하고 손상된 조직을 재생하기 위해 죽어가는 세포를 보충하는 데 핵심적이다.
DNA 손상, 텔로미어 단축, 산화 스트레스, 후생유전학적 요인과 같은 노화의 다른 특징들과 관련된 광범위한 요인들이 줄기세포의 고갈을 촉진할 수 있다. 시간이 지남에 따라 줄기세포의 기능이 저하됨에 따라, 유기체가 신경 퇴행성 질환, 심혈관 질환, 암과 같은 나이와 관련된 질병에 걸릴 가능성이 더 높다.
예를 들어, DNA 손상에 대한 적절한 반응을 유발하지 못하는 것은 암의 시작과 진행과 강하게 관련이 있다는 연구 결과가 나왔다.
9. 세포간 의사소통의 변화(Altered intercellular communication)
위에서 언급한 바와 같이, 인체와 같은 유기체 내의 어떤 것도 진공 또는 고립 상태에서 발생하지 않는다. 세포는 다양한 메커니즘을 통해 지속적으로 서로 의사소통한다.
그러나 이러한 의사소통이 바뀌면 세포 사이의 신호전달은 상실되거나, 잘못 해석되거나, 심지어 무시될 수 있으며, 정상적인 조직 기능과 회복을 방해할 수 있으며, 노화와 관련된 질병의 발병에 기여할 수 있다.
10. 만성염증(Chronic inflammation)
만성 염증은 지속적이고 지속적이며 저급한 염증 반응을 말하며 시간이 지남에 따라 신체에 대혼란을 일으킨다. 아주 오랜 시간 동안 작은 바늘에 찔린다고 생각해 본다. 처음 몇 시간 동안 그것을 알아차리지 못할 수도 있지만, 며칠, 몇 주, 몇 달, 몇 년이 지나면서, 그것은 여러분의 피부 아래에 큰 손상을 입힐 것이다.
분자 염증과 염증을 넘어, 한 연구자 그룹은 노화에 기여할 수 있고 체계적인 반응으로 노화와 관련된 만성 질환을 악화시킬 수 있는 다상 염증 네트워크와 전염증 경로를 확인했다.
11. 대식세포를 사용하지 않음(Disabled macroautophagy)
대식세포 또는 자동식세포는 손상되거나 기능 장애가 있는 세포 기관과 단백질을 제거하여 세포 항상성을 유지하는 신체의 자연스러운 과정이다.
나이, 산화적 스트레스, 후성유전적 요인, 미토콘드리아 기능 장애는 우리 세포의 자가식을 수행하는 능력을 저하시켜 손상된 세포와 단백질의 축적을 초래하고 노화를 가속화시킬 수 있다.
추가적으로, 이러한 내적 "치유" 메커니즘의 억제는 알츠하이머병, 제2형 당뇨병 및 심혈관 질환과 관련이 있다.
12. 이비식증(Dysbiosis)
이비식증은 장내 미생물의 분열로 특징지어진다. 장내 마이크로바이옴에 있는 수조 개의 미생물의 복잡한 생태계 간 균형의 중요성에 관한 많은 연구들이 지난 몇 년 동안 등장했다.
과학자들은 "이 정교한 장내 미생물 생태계는 인간의 발달과 건강에 중요한 일련의 생리학적 활동에 중추적인 역할을 한다"고 결론지었다
이것을 노화의 특징들의 목록에 추가하는 것은 어떻게 이생균이 부정적인 건강 결과로 이어질 수 있는지, 전신 염증을 증가시키고 노화를 가속화시킬 수 있는지를 더 설명한다.
게다가, 우리의 세포와 장내 미생물들 사이의 협력이 흔들릴 때, 장내의 미생물 집단은 감염의 근원이 될 수 있고, 때로는 비만, 당뇨병, 염증성 장 질환, 알레르기와 같은 심각한 건강 상태와 노화 관련 질병으로 이어질 수 있다, 그리고 심지어 우울증과 알츠하이머 병과 같은 신경학적인 장애도 있다.
노화는 동물과 인간 모델에서 여전히 연구되고 있는 복잡한 생리학적 과정이다. 하지만, 노화의 12가지 특징은 노화가 일어나는 방법의 상호 연관성을 이해하는 데 조금 더 가까워지게 할 수 있다. 이러한 메커니즘을 이해함으로써, 연구자들은 노화 과정을 늦추거나 심지어 역전시키고 건강 기간을 향상시키기 위한 개입을 개발하기를 희망한다.
황기철 콘페이퍼 에디터 국토부 인플루언서
Ki Chul Hwang Conpaper editor influencer
(Source: healthnews.com/longevity/healthspan/scientists-indicate-12-hallmarks-of-aging/)
kcontents
