세포자살과 노화

     세포자살에 대한 많은 연구가 일어나고 있지만, 아직도 넘어야 할 고비는 많이 있다. 특히 특정한 질병에 대하여 세포자살이라는 현상을 도입해서 이를 고친다는 생각은 아직 이른 감이 있다. 그러나 현재 알려진 과학적인 사실들과 함께 세포자살에 대한 연구를 해 볼 때 최소한 노화에 대한 새로운 각도의 이해는 가능하게 된다. 

     현재 미토콘드리아에 오는 상해로 인해 심장근육세포, 뇌 세포, 근육세포 및 T-세포의 기능이 떨어지면서 노화가 촉진될 수 있다는 실험실 결과가 나오고 있다. 그러나 아직도 이런 실험실 결과가 인체에 그대로 적용할 수 있는지에 대한 명확한 근거는 없지만 노화가 가장 많이 올 수 있는 기관들이 바로 심장, 뇌, 근육 및 면역성이라고 볼 때 실험실 결과만 갖고도 노화에 대한 이해를 좀 더 깊이 있게 할 수 있게 된다고 보는 것이다. 특히 미토콘드리아는 세포에 에너지를 생산해서 공급한다는 기본적인 기능 이외에도 세포자살과도 밀접한 관계를 갖고있다는 발상과 이로 인한 미토콘드리아에 대한 깊은 지식이 쌓이게 될 때 건강과 질병에 대한 깊은 이해가 가능해질 것으로 보여지는 것이다.

      사람이 늙어간다는 것은 조직에 유리기가 많이 쌓이게 되면서, 동시에 이에 대한 처리가 늦어지는 현상이라고도 볼 수 있다. 유리기는 세포자살을 유발시킨다. 특히 미토콘드리아에 유리기의 작용으로 산화가 오게되면 그 자체가 유리기로 변하면서 세포자살을 유도하게 된다. 유리기가 촉진시키는 세포자살이 일어날 때, 몇 가지의 변화가 생기면서(그 중의 하나는 세포 안에 있는 강력한 항 산화제인 글루타타이언의 수준이 떨어지게 된다) 미토콘드리아 막의 침투에 영향을 끼치게 되는 결과 싸이토크롬-c가 만들어지면서 세포자살이 촉진되는 것이다.

유리기 이외에도, 1) 지방산 중 아라키도닉 산이 세포자살을 유도한다는 증거가 나오고 있으며, 2) 산화질소(NO)는 미토콘드리아의 기능, 세포간 신호 및 유전인자 표현에 중요하게 작용하고 있는데, 산화질소가 적당한 생리적인 수준에 머물러 있을 때에는 세포자살을 억제시키게 되지만 어느 정도 높은 수준에 다다르게 될 때 산화질소는 유리기로 작용하면서 세포자살을 촉진시키게 되는 양면성을 갖고있음도 알려지고 있다.

      앞에서 언급한 유리기, 아라키도닉 산 및 산화질소에 의한 노화 이외에 다음의 몇 가지 현상이 있을 때에도 세포자살과 함께 노화가 진행되게 된다. 

1)미리 프로그램된 유전인자가 표현될 때,       2)과다 사용으로 인한 조직의 마모, 3)지방질 산화,       4)진전된 당화물질(advanced glycation end, AGE products) 등이 서로 얽혀가면서 세포자살을 유도하게 되고 이어서 노화가 진행되는 것이다. 이런 현상이 가장 먼저 오는 곳은 바로 미토콘드리아인데 미토콘드리아가 없는 세포는 없음으로 결과적으로 노화는 온 몸 전체에 골고루 오게된다. 그러나 기관에 따라서는 노화현상이 더디 오기도 하며 더 빨리 오기도 한다.

     다음은 세포자살이 몸의 여러 조직과 기관에 어떻게 작용하면서 노화를 촉진하는지에 대하여 알아보기로 한다.

T-세포의 세포자살과 노화 : T-세포의 세포자살에 대하여는 비교적 자세하게 알려져 있다. T-세포가 성숙하는 과정에서 세포자살이 일어나기 때문이다. T-세포 중에서 CD8의 세포자살이 가장 눈에 뜨일 정도로 활발하게 진행된다.  T-세포의 세포자살에 문제가 발생할 때 나이와는 상관없이 자가면역질환이 발생하게 되는데 노화와 함께 T-세포의 세포자살이 촉진되기 쉬워짐으로 늙어가면서 자가면역질환에 잘 걸릴 수 있게도 되면서 각종 감염증에 잘 걸리게 된다. 늙은 사람들에게 감염증은 치료가 상당히 어렵게 되는 이유 중의 하나이다.

소식(小食)과 세포자살과 노화 : 소식을 할 때 노화의 속도가 느려지고 또한 암 발생이 억제되는 효과가 있게된다. 소식으로 암 발생이 줄어들게 되는 이유는 암세포의 세포자살이 촉진되기 때문이라고 보여진다. 소식을 하면 상처가 난 세포의 처리가 빨라지기도 하면서 암 전구상태에 있던 세포도 처리되는 것으로 판단되고 있다. 동물실험에 의하면 먹이를 제한시킨 동물들의 간과 T-세포의 세포자살이 증가됨이 관찰되었다고 한다.

심장근육세포의 세포자살과 노화 : 인간의 심장은 노화가 되면서 괴사와 세포자살을 통해서 심장근육 세포의 숫자가 현저하게 감소하게 된다. 최고 30% 까지도 줄어들게 된다. 이런 현상은 늙어갈수록 더 심화되는 것으로 관찰된다. 이에 대한 정확한 원인은 아직 모르고 있지만 유리기로 인한 세포자살이 심화됨으로 생기는 현상이라는 추측만 가능할 뿐이다.

일반근육세포의 세포자살과 노화 : 늙어가면서 근육이 줄어든다는 것은 널리 알려진 사실이다. 이 현상도 근육세포의 세포자살에 의한 것이다. 심장근육세포의 세포자살이 유리기로 인한 것임에 비해 일반근육의 세포자살은 유리기로 인한 것이 아니고, 세포자살에 참여하는 효소인 카스페이즈(caspases)와 상관이 있는 세포자살에 의한 것이다.

세포자살과 뇌의 정상적인 노화현상 : 각종 신경질환들은 세포자살과 밀접한 관계를 갖고있다는 것이 일반적인 관찰이다. 그러나 늙어가면서 오는 뇌의 인식작용이 떨어지는 것과 뇌 세포의 세포자살과는 상관이 없는 것으로 생각되고 있다. 늙어가면서 오는 뇌의 인식작용이 떨어지는 것과 기억력에 문제가 생기는 것은 신경세포의 연결에서 오는 문제로부터 온다고 여겨진다.