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노화
노화(老化, aging)란 나이가 들어가면서 신체의 구조와 기능이 점진적으로 퇴화되는 것을 의미한다.
노화는 늙어감이라는 의미로서 개체 수준에서 세포 수준, 넓게는 분자나 개체군 수준에까지 적용할 수 있다. 개체 수준에서의 노화는 생존과 생식력에 필요한 생리적 기능의 시간-의존적인 상대적 저하를 이르며 이러한 개념은 화학물질에서도 적용되어 시간이 경과함에 따라 화합물의 고유한 물리적, 화학적 특성이 변하는 것을 말한다. 쉬운 예로 고무를 공기 중에 오랫동안 방치해 두면 산화하여 굳어지는 현상 등을 들 수 있다. 한편 분열로 증식하는 박테리아와 같은 원핵생물 그리고 원생생물, 조류와 같은 단세포 생물의 경우에는 일반적으로 노화라는 용어를 사용하지 않는다. 이러한 예를 통하여 알 수 있듯이 노화는 개체가 생장·성숙한 이후, 즉 기관이나 조직이 생장 성숙한 이후, 또는 세포가 분화한 이후 생존과정에서 필연적으로 진행됨을 의미한다. 따라서 노화를 통해 생체 구조와 기능이 쇠퇴하고 궁극적으로 죽음을 맞이하게 된다. 사람에게서 늙어간다는 것은 시간이 지남에 따른 신체적, 정신적, 사회적 변화의 축적을 의미하기도 한다.
개요[편집]
노화는 시간이 흐름에 따라 생물의 신체기능이 퇴화하는 현상이다. 세포의 노화는 세포가 분열할 수 있는 능력을 잃어버리는 것으로 나타난다. 노화는 일반적으로 스트레스에 대처하는 능력이 감소하고 항상성을 유지하지 못하게 되며 질병에 걸리는 위험이 증가하는 것이 특징이다.
인간의 경우, 노화는 시간이 지남에 따라 인간에 미치는 변화가 축적되며, 여기에는 육체적, 심리학적, 사회적 변화를 동반한다. 노화가 어느 정도 진행되면 사망에 이르게 된다.
노화에 관하여 여러 가지 생물학적 이론이 있다. 자유라디칼 이론, 텔로미어 이론, 미토콘드리아 이론, 교차결합 이론, 당화반응 이론, DNA 손상 이론, 신경내분비 이론, 면역 이론이 그 예이다.
- 정의
사회학, 심리학, 의학 등의 분야에서 여러 방식의 기준을 정하여 노화를 정의하고 있다. 미국정신의학회는 개인의 출생일에서 사망일까지의 연혁을 "연대기적 나이"로 표현한다. 이 기준에서 나이듦은 사망에 이르기까지의 전 과정을 의미할 수 있으며, 그 과정에서 일어나는 신체와 정신의 구조적 변화로 정의된다.
그러나 일반적으로 장년에 이르기까지 인간의 변화는 발달로 표현하고 장년 이후 노인이 되기까지 신체 기능의 저하와 같은 부정적 변화를 노화로 정의한다. 일반적으로 노화에 대한 인식은 부정적이나 최근 노화가 주는 장점에 대한 연구가 진행되고 있다.
원리 및 기작[편집]
세포의 노화는 세포를 구성하는 소기관의 활동 수행 과정에서 오는 수명의 다함이나 만들어진 단백질의 수명이 다함 등 처럼 한번 만들어진 구조의 순간성에 있다고 볼 수 있다. 신체에서 노화한 세포는 이들로 구성된 조직, 조직의 노화는 구성하는 기관의 기능적 보완의 형태로 대체된다. 개체에 있어서 노화는 기본적으로는 초기 생장과 생식에 사용되는 에너지대사 기능의 유지와 수선에 사용하는 에너지 간의 전환에 관여하는 유전자들에 의해 결정된다. 개체의 노화는 결과적으로 죽음을 의미하게 되는데 이는 다음 세대에 생존 공간을 제공하여 개체군의 연속성을 유지하는데 기여한다고 볼 수 있다.
개체 수준에서 노화 기작의 가설에는 여러 가지가 있으나 아직 불확실하다. 이중 몇 가지를 예로들면 다음과 같은 것들이 있다. 오래된 것 중의 하나는 마모설(wear-and-tear theory)로 이는 분자 수준에서 DNA수선효소의 비특이적 돌연변이와 관련이 있다. 나이가 들면서 그 기능이 감소한다는 것이다. 분자 수준에서 나이가 들면서 효소 또는 전사인자 등을 암호화하는 유전자에 돌연변이(mutation)가 증가하고 이로 인하여 이들 인자의 기능 저하가 온다. 정상적인 물질대사 과정에서 형성된 활성산소족(reactive oxygen species, ROS)은 세포막, 단백질, 핵산을 산화시키고 손상을 줄 수 있어 유전자 수준의 경우 돌연변이 원인이 된다.
세포 증식과 관련된 전사인자 p53, 말단소체복원효소(telomerase)의 활성의 저하가 또한 중요한 요인으로 제시되고 있다. 인슐린 신호 경로(insulin signaling pathway)설은 사용할 수 있는 에너지원 사용 능력의 조절 저하가 노화의 중요 기작이라는 것이다. 인슐린 신호 경로 기능이 상실된 생쥐는 야생형에 비하여 그 수명이 길다. 한편 영양소나 호르몬에 반응하여 번역을 촉진하는 단백질인산화효소복합체로 구성된 mTORC1 경로(mTORC1 pathway)는 인슐린 신호 경로와 연계하여 노화와 관계가 있다고 추정하고 있다.
염색질 변형 또한 노화와 관련 있다고 보고 있다. Sirtuin은 히스톤탈아세틸화효소는 이상적인 유전자 발현 억제와 절단된 염색질 수선 등에 관여하며 노화를 방지한다는 결과 등에서 염색질의 변형이 노화와 관련이 있다고 제안하고 있다. 어떤 특정한 환경적 신호에 의하지 않고 중요한 유전자의 불활성화를 기반한 무작위적인 후생적 변이(random epigentic drift)가 노화와 관련 있다는 새로운 가설도 있다. 이는 메틸화, 탈메틸화와 관련 지어 설명하려는 시도이다. 그 외 줄기세포와 전구세포의 분열 능력 감소가 노화를 유발한다는 가설도 있다. 노화를 유성생식과 연계한 진화적인 결과물로 설명하고자하기도 한다.
원인[편집]
노화의 생물학적 기전을 설명하는 데는 여러 이론이 있지만, 주요 골자는 다음과 같다.
우선 세포 수준에서 분화와 증식이 줄어들어 특정 분자들의 구조가 바뀌고, 일련의 반응 경로가 변화한다. 그러면 세포와 분자 수준을 넘어 해부학적, 생리학적으로 불가피한 변화가 발생한다. 장기 및 기관 시스템의 항상성이 저하되며, 이로 인해 외부 스트레스, 질병, 사망에 대한 감수성이 급격하게 증가한다.
특히 인간의 노화는 시작 시기, 속도 및 범위가 개인에 따라 매우 이질적이다. 또한 대개 다수의 장기 시스템에서 발생한다. 남녀를 막론하고 유전, 환경, 생활 양식, 영양 섭취 등이 노화에 영향을 미친다. 일반적으로 노화는 진행 속도가 느리고, 생활 습관 및 신체적, 정신적, 사회적 기능을 위축시킨다는 특징이 있다. 또한 신체 일부 혹은 전신에 특정한 이상이 생기는 질병과 비교했을 때 신체의 기능이 전반적으로 저하된다는 특징이 있다.
- (1) 세포 노화 : 세포는 시간이 지남에 따라 노화된다. 세포가 노화되면 DNA 손상과 염증이 발생하고, 세포 분열 능력과 대사활동이 감소된다.
- (2) 면역 시스템 감소 : 노화는 면역 시스템의 기능이 감소하는 것과도 관련이 있다. 면역 시스템의 기능이 약해지면 감염과 질병에 노출될 가능성이 높아진다.
- (3) 호르몬 요인 : 호르몬은 성장, 생식, 면역 기능 등에 영향을 미치는데, 노화는 이러한 호르몬 수준의 변화에 영향을 받기도 한다. 나이가 들면서 여성의 에스트로겐 수준이 낮아지고, 남성의 테스토스테론 수준이 낮아지면서 노화가 진행된다. 특히 여성의 경우, 갱년기에 진입하면서 노화가 가속화될 수 있다.
- (4) 환경적 요인 : 급격한 온도 변화, 고강도 자외선, 유해한 화학 물질 등은 노화를 가속화시키는 요인으로 알려져 있다.
- (5) 유전적 요인 : 노화는 부분적으로 유전적인 원인도 있다. 일부 유전자 변이는 노화 과정에서 세포에 손상을 일으키거나 세포 내에서 생리적 기능을 변화시킨다.
- (6) 생활습관 : 흡연과 과도한 음주 등 건강하지 않은 생활습관은 노화를 가속화시킬 수 있다. 금연, 식이요법, 충분한 수면, 규칙적인 운동 등은 건강한 노화 과정을 유지하는 데 큰 도움을 준다.
- (7) 심리적 요인 : 스트레스나 우울감, 불안 등의 심리적인 요인도 중요한 역할을 한다. 심리적 스트레스는 면역기능을 저하시키고, 체내의 염증을 유발하여 노화를 가속화시키는데 영향을 줄 수 있다.
증상[편집]
노화(aging)와 노쇠(frailty)는 증상이 모호하며 퇴행성 질환과도 잘 구분되지 않습니다. 따라서 각 질환을 구별하여 진단하기 어려우며 용어도 비슷하여 흔히 혼동된다.
노화(aging)는 나이가 들어가면서 발생하는 정상적인 변화를 의미한다. 대개 모든 신체 영역에서 서서히 진행된다. 정상적인 노화 과정에서는 나이가 들어감에 따라 각 신체 기관의 향상성 유지 능력이 감소한다. 그러나 각 기관과 장기의 기능은 계속 유지된다.
바꾸어 말하면, 노화 상태에서는 당뇨병, 심장병, 혈전증, 암, 치매 등과 같은 장기별 질병의 발생률은 높아지지만, 이 질병들에 의해 신체 기능이 저하되었는지는 명백하지 않다. 노화는 나이와 연관되어 있으며 비정상적인 과정이 아니므로 역행하기 어렵다.
반면, 노쇠(frailty)는 나이와 무관하게 신체의 생리적 항상성이 급격히 저하되어 신체 내외의 작은 스트레스에도 약해져서 쉽게 질병이 생기고 일상생활에 지장을 줄 정도의 심각한 기능 저하를 초래하는 허약한 상태를 의미한다.
대개 노쇠를 가속화하는 하나 이상의 원인이 동반되어 있다. 또한 사망과 장애의 위험성이 매우 높아진다. 다만 노쇠는 원인을 조속히 찾아 적극적으로 교정하면 극복할 수 있는 경우가 많다는 점에서 노화와 차이가 있다.
즉, 노인에게 피곤감, 무기력증, 식욕 저하, 체중 감소 등의 증상이 나타났을 때, 이를 노화의 정상적인 과정인지, 혹은 노쇠라는 질병의 과정인지 구별하고 그 원인을 찾는 것이 무엇보다도 중요하다.
- (1) 신체 기능 저하 : 노화는 우리 몸의 기능 저하를 유발한다. 시력, 청력, 후각, 민첩성, 근력, 체력 등이 감소할 수 있다.
- (2) 피부 변화 : 피부는 노화로 인해 건조해지고 탄력이 떨어지며 주름이 생길 수 있다. 또한 점, 주근깨, 홍조, 색소침착 등이 생길 수 있다.
- (3) 근육 감소; : 노화로 인해 근육량이 감소하고 근력이 약화될 수 있다.
- (4) 뼈 밀도 감소 : 뼈 밀도가 감소하고, 골다공증 등의 질환 발생 위험이 높아질 수 있다.
- (5) 대사 속도 저하 : 노화로 인해 신체 대사 속도가 저하될 수 있으며, 이로 인해 체중 증가와 같은 문제가 발생할 수 있다.
- (6) 인지능력 저하 : 기억력, 학습능력, 판단력 등이 저하될 수 있다.
- (7) 면역력 감소 : 노화로 인해 면역 기능이 감소할 수 있으며, 이는 감염과 질병 발생 위험을 높일 수 있다.
- (8) 생식기능 저하 : 노화는 생식기능 저하를 유발한다. 여성의 경우 갱년기 증상이 나타나며, 남성의 경우 성기능 저하와 같은 증상이 나타날 수 있다.
- (9) 만성질환 발생 가능성 증가 : 노화는 심혈관계 질환, 대사성 질환, 암 등의 질환 발생 가능성을 증가시킨다.
- (10) 심리적 증상 : 노화는 우울, 불안, 스트레스 등의 심리적 증상을 유발한다.
노화가 주는 장점[편집]
미국의 건강 정보 사이트 '웹엠디'가 정리한 내용이다.
- 일찍 일어남 = 평생 늦잠을 자고, 덕분에 하루가 짧다고 느끼던 사람이라면 노년을 기대해 볼 만하다. 자연스럽게 일찍 깨는 종달새로 변신할 수 있기 때문. 나이를 먹으면 수면 패턴이 달라진다. 대체로 환갑이 넘으면 일찍 자고 일찍 일어나게 된다.
- 편두통 감소 = 매일 머리가 지끈지끈 아픈 사람 역시 세월이 가는 게 반가울 수 있다. 나이들면 대부분의 편두통이 사라지기 때문. 연구에 따르면, 70대가 되어서도 계속 편두통을 겪는 경우는 여성의 10%, 남성의 5%에 불과하다.
- 좋은 인간관계 = 나이를 먹으면 사람을 대하는 게 수월해진다. 단지 경험이 쌓였기 때문은 아니다. 연구에 따르면, 불혹을 지난 이들은 타인의 생각이나 감정에 대한 통찰이 젊을 때보다 깊다. 또 그걸 중요하게 여긴다. 따라서 가족이나 동료와 부드럽게, 잘 지내게 되는 것이다.
- 여유 = 나이를 먹으면 성질이 느긋해진다. 까다롭던 사람이 부드러워지는 경우도 많다. 변화는 60대로 접어들며 뚜렷하게 나타난다. 정확한 이유는 아직 밝혀지지 않았다. 과학자들은 세월과 함께 감정을 컨트롤하는데 능숙해지고 삶의 중요한 측면에 집중하게 되기 때문 아닐까 추측한다.
- 스트레스 = 나이가 든다고 저절로 도가 통하는 건 아니다. 즉 돈이든 건강이든 생활에 어려움이 있다면 당연히 스트레스도 쌓인다. 젊어서와 다른 건 그를 다루는 방식. 미국 심리학회의 조사에 따르면, 노인 10명 중 9명이 스트레스를 잘 관리하고 있었다.
노화의 유전자[편집]
유전적 노화의 현상으로는 조로증(progerias)이 있다. 조로증 환자는 말단소체복원효소(telomerase)의 결핍으로 DNA 분열시 말단소체(telomere)를 복원하지 못해 6-7세에 60-70세로 노화하는 유전병이다. 베르너 증후군(Werner syndrome)은일반 사람보다 초기 성인시기 이후에 몇 배 빨리 늙는다. 이 증후군을 지닌 사람의 평균 수명은 40-50세로 주로 동맥경화성 합병증이나 종양이 그 주된 원인이다. 뇌나 심장은 어린 상태를 유지한 상태로 사망하는 것이 특징이다. 허치슨-길포드증후군(Hutchinson-Gilford syndrome)은 신생아 시기나 초기 유아기에는 외형이 정상이나 이후 생장 속도가 상대적으로 느리고 몸무게 증가도 매우 느리다. 이 시기부터 노화 증상이 나타나 보통 20대 이전에 사망한다. 이 증후군은 LMNA 유전자의 돌연변이가 그 원인으로 알려져 있다.
참고자료[편집]
- 〈노화〉, 《동물학백과》
- 〈노화〉, 《위키백과》
- 〈노화〉, 《서울아산병원》
- 초록발자국, 〈노화 원인 & 증상, 특징 10가지 알아보기!〉, Green Info 360, 2023-05-15
같이 보기[편집]
