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웃음건강장수
| 현대과학도 못 밝힌 수수께끼 - 사람은 왜 늙는가 ? |
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작성일: 2004/07/24
작성자: ybk
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현대과학도 못 밝힌 수수께끼 - 사람은 왜 늙는가 ?
이집트인들은 육체가 죽은 뒤에도 정신이 돌아와 회생할 것을 기대하며 미라를 만들었고 진시황은 불로초를 찾아 온 세계를 헤맸다. 그러나 노화와 죽음의 운명을 피할 수 있었던 사람은 하나도 없었다.
우리는 왜 늙고 죽는 걸까? 인간에게 정해진 수명이란 있는 걸까?
오늘날에는 평균 수명이 늘어나 선진국 대부분이 70-80세를 넘기는 것이 보통이다. 현재 우리나라사람의 평균수명도 남자 67세, 여자 74세에 이른다. 반면 기원 전 인류의 평균수명은 18세 정도였으며 20세기 초반까지만 해도 미국인의 평균 수명은 49세에 불과 했다.그러나 앞으로 의학의 진보와 생활환경의 개선에 의해 인간이 1백20세, 1백50세, 혹은 2백세까지 살 수 있게 된다고 주장하는 학자들도 있다. 사람은 왜 늙는가? 최근 이 비밀을 밝혀 낼 열쇠들이 분자 생물학 분야에서 많이 발견되고 있다. 장수에 관련된 유전자, 이와 반대로 단명에 관련된 유전자, 조기에 노화현상을 일으키는 유전자 등이다. 이러한 발견들은 과연 인류에게 밝은 미래를 가져다 줄 수 있을까?
모든 생물에서 노화와 죽음이 자연스런 현상인 것은 아니다. 세포차원에서는 영원히 살아가는 생물도 적지 않기 때문이다. 가령 세균이나 원생생물은 영원히 살며 단세포 생물은 죽는 쪽이 드문 경우에 속한다. 아메바나 세균은 노화가 일어나기 전에 자신의 복제를 끝없이 만들어 냄으로써 분열을 계속해간다. 인간의 세포에도 영원히 사는 세포가 있다. 암세포와 같이 돌연변이를 일으킨 세포가 그것이다. 1951년에 자궁암 환자에게 채취한 암세포는 배양기 속에서 아직도 증식을 계속하고 있으며 연구에 사용되고 있다고 한다. 세포를 제공한 여성환자는 물론 사망했다. 이렇게 세포에 영원히 살아가는 성질이 있을 수도 있는데, 노화는 왜 일어날까?
노화가 일어나는 원인을 설명하기 위해 지금까지 많은 학설들이 제창되었다. 이들을 대별하면 '프로그램 설'과 '비 프로그램 설'로 나눌 수 있다. 우선 프로그램 설에는 노화나 죽음은 미리 생물에 프로그램 돼 있다고 본다. 비 프로그램 설에서는 갖가지 장해나 내부적 요인에 의한 작용이 축적돼 노화에 이른다고 생각한다. 비 프로그램 설과 프로그램 설은 관점 자체가 다르다. 비 프로그램 설에서 제시되고 있는 각종 노화요인은 환경의 영향을 중시한다. 반면 프로그램 설에서는 이들 현상의 근저에 있는 기본적인 것을 설명하려 한다. 비 프로그램 설에서 노화를 가져오는 요인으로 꼽는 것 중 미국과 일본 등지에서 최근 가장 주목받는 것은 '유해산소설'이다. 우리는 호흡으로 얻은 산소로 음식을 태우고 에너지를 얻는다. 산소는 최종적으로 환원돼 물이 되는데 이중 10% 가량의 산소는 완전하게 환원되지 않고 활성 산소가 되는데, 활성산소는 반응성이 강하고 생체에 해를 미친다. 이 활성 산소가 노화를 일으킨다는 것이다. 노폐물이나 스트레스의 축적으로 인한 생체기구의 손상이 노화로 이루어진다는 주장도 있다. 미국 유타대의 면역학자 레이 데이즈 교수는 사람의 몸 속에 생기는 DHEA라는 호르몬이 질병으로부터 면역체계를 보호하는데, 이 호르몬의 양이 늙을수록 줄어든다는 것을 발견 했다.
이 또한 노화의 이유로 설명된다.
NA 변화에 의해 노화가 일어난다는 입장도 있다. 유전정보가 적힌 DNA는 세포가 분열할 때마다 복제된다. 이때 생기는 에러가 축적되거나 방사선이나 화학물질 때문에 DNA에 변화가 일어나면 이상한 단백질이 만들어지는데, 이것이 노화를 가져온다는 것이다.
콜라겐 등 단백질 분자간 결합이 노화를 가져온다는 '교차결합(cross link)설'도 상당한 지지를 얻고 있다. 콜라겐은 장기의 강도나 탄탄함, 탄력성 등을 정하고 있는 결합조직의 주성분이다. 결합조직은 나이가 들수록 굳어져서 탄력성을 잃어간다. 동맥경화 골다공증 관절염 등 주요한 노인병에는 콜라겐이 관계하고 있다는 것. 오랜 시간이 지나면 금속이 녹이 스는 것과 마찬가지 이치다.
사람의 세포는 일정 수명을 가지며 수명이 다할 경우 유전자적 사망프로그램에 따라 죽어간다는 것이 프로그램설이다. 프로그램설에서 최근 가장 주목되는 것은 '노화유전자'의 존재이다. 인간의 유전자 속에 수명이나 노화를 결정짓는 수명시계인 노화유전자가 존재한다는 것이다. 90년대에 들어 세포는 낙엽이 지듯 능동적인 단백질 생합성과정을 통해 사망한다는 연구 결과가 속속 밝혀져 학계의 관심을 끌고 있다. 이 과정을 '아포토시스(apotosis)'라 하는데, 세포가 특정유전자들의 발현에 따라 스스로 분해돼 사라지는 과정을 겪는다는 것이다. 현재 의학자들의 연구는 아포토시스를 유도하는 유전자를 찾아내는데 초점이 맞추어져 있다. 이런 유전자들의 발현을 막거나 유도함으로써 특정세포들의 사망을 지연시키거나 촉진시킬 수 있을 것이며 암과 AIDS, 노화 등의 과제를 한꺼번에 풀 수 있을지도 모른다는 생각이다. 아포토시스는 '삶을 위한 죽음' 의 과정이라 볼 수 있는데 가령 태아의 생성과정에서도 중요한 역할을 한다. 태아의 손은 생성 초기에는 손가락 구분이 없는 주먹 형태지만, 손가락들 사이의 세포들이 아포토시스 과정을 거쳐 스스로 죽음으로써 남은 부분이 손가락이 된다.
생물의 노화에는 그 구성요소인 세포자체의 노화가 관련돼 있다. 배양한 사람세포는 약 50번 분열하면 죽어버린다. 태아의 세포는 50번 분열할 수 있지만 40세된 사람의 세포는 약 20회밖에 분열하지 않는다. 80세 된 사람의 세포는 그보다 적게 분열한 뒤 죽어버린다. 세포자체에 수명이 있다는 얘기이다. 이와 같이 인간 개체의 노화와 세포차원의 노화는 일정 형태로 관계하고 있다고 보인다.
그러면 세포차원에서의 노화는 어떤 원인으로 일어나는 것일까? 역시 노화유전자의 존재가 중요한데 이는 특히 일본을 중심으로 한 암 연구에서 부각되고 있다. 노화하여 죽어야 하는 세포가 왜 불사의 생명을 가져버린 것인지를 해명하면 노화의 비밀을 캐낼 수 있다
암세포란 정상세포에 돌연변이가 일어나 무한으로 증식하게 된 세포로 죽지 않고 영구히 증식한다. 1980년대 들어 암을 일으키는 유전자가 속속 발견돼, 유전자 차원에서의 암연구가 진행됐다. 그 뒤 세포가 암이 되는 것을 저지하는 유전자 '암억제유전자'가 발견됐다. 사람의 정상세포가 암세포가 되는 과정에는 이들 유전자가 관계하고 있다는 것이 밝혀졌다. 일본의 한 연구진은 배양세포를 사용, 사람의 세포를 영원히 살게 하는 과정을 연구하고 있다. 이들의 연구에 따르면 쥐 등의 세포에 SV40T등 강력한 암유전자를 넣어주면 세포는 무한대로 증식했으나 사람의 세포는 암유전자를 넣어도 결국은 죽어버렸다고 한다.
결국 사람의 세포에는 불사화를 저지하는 강력한 메커니즘이 작용하고 있다는 이야기인데, 이것이 노화유전자의 역할이라는 것이다. 이들은 암억제유전자의 작용이 노화유전자의 작용과 공통된다는 점에서 노화유전자가 암억제유전자들 중에 있을지도 모른다는 가능성은 유력시하고 있다. 비록 노화유전자는 아직 발견되지 않았으나 유전자 차원에서 노화현상을 해명하는 실마리는 보이기 시작하고 있다. 노화 연구에 종사하는 학자들은 노화 유전자가 한 종류가 아닌 것으로 파악하고 있으며, 노화 유전자의 실체를 파악하고 노화유전자를 무력하게 만드는 기술을 구사하게 되면 향후 수십년 안에 인간의 수명을 2백세까지는 늘릴 수 있다고 자신하고 있다.
그러나 원생세포는 영원히 사는 능력을 가진 반면, 진화된 생물만이 죽음을 맞는다. 영원히 증식할 수도 있는 세포를 노화유전자가 강력한 활약으로 노화시키는 것이라고 한다면 그 이유는 늙고 죽어 가는 것이 생명의 자연스런 모습이기 때문은 아닐까? 노화연구는 생명의 본질을 추구하는 연구이고 그 생명의 본질 자체가 노화의 숙명을 안고 있다면? 정상세포의 불멸화, 노화를 측정하는 시계 바늘의 되돌림은 과연 가능할까?
2004/07/24 2221번 읽음
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