노화의 역행

노화의 역행

베스 베넷 지음

레몬한스푼 / 2023년 2월 / 472쪽 / 22,000원





노화란 무엇이며 우리는 왜 늙는가



시간은 되돌릴 수 없지만 노화로 인한 변화는 늦출 수 있다

이 책의 목적은 신체의 노화에 대한 안내서 역할을 하는 것이다. 우리는 도로나 숲길, 산봉우리, 온천 등의 안내서에 익숙하다. 안내서를 통해 도착지에 대한 정보, 즉 어떻게 도달하는지, 도착하면 무엇을 얻게 될 것인지에 대한 정보를 얻는다. 그런데 우리는 지금 어떻게 가야 하는지, 그 과정에서 무엇을 예상해야 하는지에 대한 정보도 거의 없이 ‘노화’라는 경로를 따라 또 다른 종류의 여행을 하고 있다. 이 여정 중 들르는 정거장은 즐거움부터 심신을 악화시킬 수 있는 걱정거리까지 다양한데도 말이다.

이 책이 다른 여행 안내서와 차이가 있다면, 설명을 곁들인 이정표를 제공하여 우리가 노화하면서 새로운 일들을 겪어야 하는 이유와 다른 목적지, 즉 좀 더 건강한 노년에 도달하는 방법에 관한 정보를 알려 준다는 점이다. 그러기 위해 노화 과정을 설명하는 신체의 생물학적 배경지식을 제공하고, 노화로 인해 발생할 수 있는 변화들을 늦추거나 되돌리는 데 생물학을 활용하는 연구들을 소개할 것이다.

일부 과학자들이 노화를 질병으로 생각해야 한다고 주장하지만, 이 책을 읽는 동안 기억해야 할 것은 노화 자체가 질병은 아니라는 점이다. 노화는 우리 모두가 필연적으로 경험하는 정상적인 과정이지만, 산업사회를 괴롭히는 여러 만성 질환들의 위험 요인이기도 하다. 노화와 만성 질환의 이런 상관관계 때문에, 제로사이언스(geroscience) 학자들 사이에서 노화를 질병으로 간주해야 한다는 논의가 일고 있다.

제로사이언스란 노화 관련 질환의 생화학과 분자생물학 등 타 영역의 증상들을 정상적인 노화와 함께 연구하는 학제 간 학문을 말한다. 아무튼 시간을 되돌릴 수는 없지만, 노화와 함께 발생하고 우리를 만성 질환에 취약하게 만드는 여러 해로운 변화들을 늦추고 되돌리는 것은 가능하다.



우리가 늙는 이유를 진화적 측면에서 살펴보면



우리는 왜 나이가 들면서 쇠퇴하는가?

인간은 자동차와 같기 때문이라고 말하고 싶다. 연식이 오래되면 아무리 정기적으로 검사하고 관리해도 결국엔 망가지거나 낡아지는 자동차 말이다. 그러나 한편으론 시간과 함께 쇠퇴하는 복잡한 시스템이라는 점에서는 우리가 자동차와 비슷하지만, 우리에게 회복과 유지 관리 시스템이 장착되어 있다는 점에서는 자동차와 다르다. 우리는 끊임없이 세포를 교체하고 세포를 구성하는 분자들을 확인하고 재건한다. 자동차로 표현하자면 공장에서 출하될 때 장착된 타이어나 벨트가 낡는 동시에 새로운 타이어와 벨트가 계속 만들어지는 것이다. 유감스럽게도 이 회복 시스템 역시 나이와 함께 쇠퇴한다.

나이가 들면 돌연변이로부터 보호받지 못하는 이유는?

진화론적 관점에서 보면, 인간은 어린 시기가 무엇보다 중요하고, 번식 연령이 지나면 전혀 쓸모가 없는 존재다. 이 발상은 다윈의 진화론의 핵심 전제를 따른 것이다. 번식 수명 동안 번식력이나 생존력이 줄어드는 유전자들은 자연선택을 통해 제거된다. 다시 말해, 어느 종을 막론하고 번식을 통해 자신의 유전자를 전달하지 않는 객체는 그다음 세대에 기여할 수 없다. 유전자는 살아남아서 성공적으로 번식한 개체로부터 받은 것이다.

번식하기 위해 살아남은 개체들은 다음 세대가 번식하는 데 도움을 주는 유전자를 가지고 있었을 것이며, 이것이 그다음 세대 모두에게 영향을 미칠 것이다. 자연선택은 번식 연령 이후에 나쁜 영향을 끼치는 것으로 보이는 유전자를 무시해 버린다. 이 개념이 노화에 대한 두 가지 이론, 바로 돌연변이(DNA에 변형이 일어난 것) 축적 이론과 적대적 다형유전 이론(다면발현 유전이라고도 함. 한 개의 유전자가 그 이상의 형질 발현에 작용하는 것)으로 확장되었다.

먼저, 돌연변이 축적 이론부터 살펴보자. 대부분의 돌연변이는 우리에게 이롭지 않다. 심지어 훌륭한 DNA를 복구하려는 세포의 메커니즘을 회피하려는 돌연변이도 있다. 나이 들었을 때 이런 돌연변이 일부가 우리에게 해로운 유전자에 영향을 끼치는데, 번식 능력에는 도움이 되지도, 아무런 영향을 주지도 않는다고 생각해 보자. 자연선택은 우리가 번식할 수 있는 기간에만 유효한지라 그 돌연변이들을 제거하지 않는다. 따라서 노년기에도 악영향을 끼치는 돌연변이는 지속될 것이다.

암에 걸리기 쉬운 유전자는 종종 돌연변이 축적 이론의 예시로 거론된다. 나이를 먹는 것은 암의 가장 큰 위험 인자다. 만약 과거에 젊은 연령층에서 암이 흔했다면, 이 질병에 대항하여 우리를 보호하는 자연선택이 작용했을 것이다. 우리 대부분이 어릴 때에는 암이라는 무절제한 세포 성장으로부터 보호를 받는다. 그러나 안타깝게도 나이가 들면서 그 보호를 잃는 것이다.

적대적 다형유전 개념은 단일 유전자가 복합적인 영향을 줄 수 있다는 관찰을 확장한 것이다. 효소 유전자가 돌연변이 형태로 선천성 백색증을 일으키는 경우가 그 예다. 일명 백색증(albinism) 유전자라는 이 유전자는 머리카락, 피부, 동공의 색을 포함하여 신체 여러 부분에 영향을 준다. 만약 번식에는 긍정적 영향을, 번식 연령 이후의 생존에는 부정적 영향을 미치는 유전자가 있다면, 이 유전자의 영향은 서로 다른 연령대에서 적대적이거나 반대의 성질이 될 것이다. 자연선택은 번식에 영향을 미치는 유전자를 선호하기 때문에 번식을 지원하는 이 유전자는 그다음 세대로도 이어진다.

결과적으로 이 적대적 다형유전은 (번식 연령 전과 번식 연령대의 개체들로, 자연선택에서 중요한) 젊은이와 (번식 연령 후의 개체들로, 자연선택에서 중요하지 않은) 노인의 건강과 생존 사이에 절충을 위한 거래를 만들어 낸다. 다시 말해, 우리가 성공적으로 번식하도록 생존하게 만드는 유전자가 나중에 질병과 죽음을 초래할 수도 있다는 얘기다. 초반의 영향과 나중의 영향이 적대적이 되는 것이다.



우리 몸의 노화는 어떻게 일어나는가



노화에 대한 지배적인 시각은 세포의 손상이 쌓여 일어나는 것으로 보는 것이다. 일부 초기 손상이 도미노처럼 부수적 시스템들을 무너뜨려 더 큰 손상이 일어나게 된다. 이런 손상이 다른 요인보다 더 중요하다는 의견과 그 손상이 노화 관련 질병과 연관되는 방법을 두고 논쟁이 있지만, 기본 설정은 꽤 일치한다. 한편 우리 몸은 일반적으로 함께 작동하는 수많은 연동 시스템으로 이루어져 있다. 미토콘드리아는 우리를 만드는 단백질을 생성하는 데 쓰이는 에너지를 생산하고, 그 에너지는 모든 것을 제대로 된 순서에 맞게 작동하도록 유지시키는 자가포식과 단백질 항상성에 연료를 공급한다.

노화란 이 시스템들이 무너져 내리기 시작하는 것을 의미하지만, 반드시 동시에 일어나는 것은 아니며, 사람에 따라서도 다르다. 그리고 이 붕괴의 일부는 질병과 부상으로 가속화된다. 이 모든 상해와 손상은 세포들이 이 붕괴를 바로잡으려고 생성하는 mTOR의 양을 증가시키기도 한다. 이것이 세포 성장 궤적에서 가장 중요한 단추이지만, 지나친 성장은 마치 내내 높은 RPM을 유지하며 자동차를 운전하는 것처럼 우리의 에너지를 모두 소진시킬 수 있다.



노화의 징후가 가장 먼저 드러나는 피부



피부에 미치는 유전자의 영향은 바꿀 수 있다

피부는 우리와 주변 환경 사이의 경계이기 때문에, 안에서는 노화가 진행되고 밖에서는 외부의 스트레스를 받는 등 양쪽에서 공격을 받는다. 알고 있는 것처럼 주름과 검버섯, 처짐, 피부색 변화, 그리고 피부암은 나이가 들면서 급속하게 증가하는데, 이런 노화의 징후들은 피부 표면에 쉽게 드러난다. 한편 유전적 변이, 염증 신호 증가, 지질(지방) 생성 감소, 호르몬 수치 감소 등의 내적 요인들은 자외선, 흡연, 공해, 식생활, 생활 습관 등의 외적 요인들과 함께 노화로 인한 피부 손상에 영향을 준다.

손상은 보드라운 젊은 피부를 잃는 것에만 한정되는 것이 아니라 생리학적 기능도 영향을 받는다. 여기에는 다양한 물질들이 피부를 통과하는 투과성, 혈관 유지, 땀과 땀에 섞인 지질 생성, 방어하고 스스로 고치는 신체 능력인 면역 기능, 그리고 비타민 D 합성이 포함되며, 이러한 생리학적 기능에 영향을 받으면 상처 치료 장애, 피부 처짐, 멍, 피부 질환, 그리고 암이 생긴다. 한편 자외선 같은 외부 스트레스가 없어도 겨드랑이처럼 드러나지 않는 부위의 피부에서조차 노화로 인한 변화들이 생긴다. 여기서도 잔주름, 탄력 저하, 그리고 피부가 얇아지는 것을 경험한다. 햇빛에 노출된 부위들은 피부색이 짙어지고 피부가 두꺼워지는 복합 손상을 겪는데, 전문 용어로는 일광탄력섬유증이라고 한다.

우리는 나이보다 훨씬 젊어 보이는 피부를 가진 사람들이 무엇을 권할지 알고 있지만, 최근 과학자들이 젊어지는 것과 관련된 유전자가 이런 사람들에게서 활성화되는 것을 발견했다. 조금 더 깊이 들여다보면 생활 습관과 우리가 살고 있는 환경의 중요성을 깨닫게 된다. 주로 앉아서 생활하거나 흡연을 하면 더 빨리 늙는다. 또 피부와 관련해서는 햇빛 아래 너무 오래 앉아 있으면 더 빨리 늙는다. 이 런 생활 습관의 선택이 우리가 가지고 태어난 유전자에 영향을 준다. 이 아이디어가 새로운 과학인 후성유전학의 기초다. 한마디로 우리는 우리 유전자가 피부에 미치는 영향을 바꿀 수 있다는 뜻이다.

노화가 피부에 무슨 짓을 하는 걸까?

노화로 인한 피부 변화는 대략 30세부터 시작된다. 점점 더 쉽게 부상을 입고 치유가 더뎌지고 보호 장벽이 줄어들며 피부에 바른 약과 화학 약품의 흡수가 느려지는 것을 경험하게 된다. 바깥층(표피)의 재생이 느려지는 이유는 2가지다. 모세포가 더 느린 속도로 자라면서 표면으로의 이동도 더 느려지기 때문이다. 수분을 빨아들이고 유지하는 단백질과 지방의 생성 역시 줄어들어 피부가 더 건조하고 거칠어진다. 표피와 진피의 결합력도 나이와 함께 약해져서 두 층 간의 분리가 생기고 피부가 약해진다.

바깥 표피가 아래층들과의 결합력을 상실하면 일부 감각세포들, 다시 말해 신경세포들이 손상을 입고 활동도 멈출 수 있다. 특이한 이 현상을 감각이상성 등통증(일반적으로 견갑골 아래에 지속적인 가려움증을 유발하는 신경 장애)이라고 한다. 이런 사람들에게 소염 연고가 도움이 되기도 한다. 표피에 있는 색소세포들도 30세 이후부터 10년에 약 20%씩 줄어든다. 달리 설명하면, 우리는 30세에서 65세 사이에 피부에 있는 색소세포의 약 80%를 잃는다. 그리고 그 결과로 피부가 훨씬 창백해진다. 믿을 수 없는 이 세포의 손실에도 불구하고, 어쩌면 그것 때문에 남아 있는 일부 색소세포들이 비대해진다.

이렇게 커진 세포들은 더 많은 색소를 만드는데, 그 결과가 바로 검버섯이다! 이 비대 세포들이 나타나는 일반적인 부위는 햇빛에 가장 많이 노출되는 손등, 얼굴, 팔과 다리다. 색소세포의 전반적인 손실과 피부의 면역력 저하는 나이와 함께 피부암 위험의 증가로 이어진다. 조금 더 아래에 있는 진피 역시 세포와 혈관을 잃어 간다. 콜라겐을 만드는 세포인 섬유아세포의 개수가 줄어들어 30대 이후에는 전체 콜라겐 양이 1년에 1%씩 감소한다. 각각의 콜라겐 섬유는 점점 더 두꺼워져서 피부에서 굳어진 콜라겐 섬유를 제거하는 신체의 보수 과정을 어렵게 만든다. 이 두꺼워진 콜라겐은 유연성이 떨어져 진피가 쉽게 찢어지게 만든다. 진피 내의 탄성 섬유들도 탄력을 잃는다. 그렇게 해서 우리가 얻는 것이 바로 처짐과 주름인데, 표정을 만드는 부분과 자주 사용하는 부분에 주름이 생긴다.

나이가 들면서 피하조직의 지방층도 줄어드는데, 이것도 주름을 만드는 하나의 원인이다. 얼굴에 더 많은 주름이 생기는 이유는 햇빛에 많이 노출되기 때문이다. 햇빛의 자외선은 피부의 유지와 보수를 담당하는 피부 세포의 DNA를 손상시켜서 맡은 일을 하지 못하게 만든다. 팔다리의 피하지방이 손실되면 팔과 다리를 가늘어 보이게 하고 저체온증, 피부 찢어짐, 기타 외상성 손상의 위험이 높아진다.

피부 노화 시계를 되돌릴 수 있는 방법은?

자외선 차단제 바르기: 가장 중요하고도 가장 확실한 피부 노화 예방법은 태어난 순간부터 자외선 차단제를 바르는 것이다. 광범위한 차단제는 피부에 손상을 유발하는 UV-A와 UV-B 모두를 차단한다. SPF 숫자는 UV-B 차단을 의미하는데, 햇빛에 정말로 민감한 경우가 아닌 이상 30이 넘는다고 훨씬 더 큰 보호막이 되지는 않는다. 오히려 몇 시간마다 자외선 차단제를 덧바르는 것이 낫다.

콜라겐 생성 돕는 비타민C 추가: 콜라겐 생성은 호르몬 변화의 영향을 받기 때문에, 피부의 콜라겐 생성을 북돋우는 화합 물질들을 사용하여 대처할 수 있다. 비타민 C는 피부의 콜라겐 생성을 증가시키는 것으로 나타났다. 콜라겐은 진피와 표피에 존재하는데, 나이가 들면서 콜라겐을 생성하는 비타민 C 수치가 떨어진다. 이 비타민은 항산화제 역할도 하여 활성산소 손상으로부터 피부를 보호한다.

피부 건강 촉진제 사용: 피부 건강 촉진제 중 단백질과 같으나 더 작은 물질인 펩타이드가 있다. 시판 제품명은 팔미토일 펜타펩타이드다. 이것은 피부에 침투하여 탄력을 증가시키는 콜라겐과 다른 화합물의 생성을 증가시키는 세포들을 활성화할 수 있다. 펩타이드에는 주름 방지 효과가 있는데, 아마도 콜라겐 생성을 증가시키는 역할 때문인 것으로 여러 연구에서 밝혀졌다. 한편 레티놀을 포함한 레티노이드는 비타민 A 계열로, 콜라겐 손실과 착색 변화를 지연시킨다. 가장 흔한 피부에 바르는 레티노이드로는 레티놀, 트레티노인, 아다팔렌, 벡사로텐이 있다. 이 약품들은 콜라겐을 생성하고 염증을 조절하는 유전자에 작용한다. 그래서 레티노이드는 일광 노출부터 홍조를 띠는 주사와 피부 착색 증상인 기미와 같은 염증 상태에 이르는 광범위한 노화 관련 피부 손상에 유용하게 쓰일 수 있다.

노화세포의 선택적 제거 가능성에 대한 기대: 노화세포의 음흉함은 주변 세포들을 노화하게 만드는 복합체를 생성한다는 점인데, 이 문제를 제거할 수 있는 뭔가가 있다. 노화세포를 죽인다는 의미의 세놀리틱스라는 약물은 생명공학 회사들이 개발한 것으로, 암세포를 목표로 삼아 이 세포들을 죽이고 일부 경우에는 완전한 치료로 이어지는 신세대 약물과 개념적으로 비슷하다. 한편 피부의 노화세포를 죽이는 외용 치료법을 광고하는 업체가 있다. 외용 크림, 즉 피부에 바르는 제품이고 피부를 다시 젊게 만든다고 주장하기 때문에 이 제품은 약품을 승인하는 FDA 과정 대신 화장품 규제 과정을 거치는데, 이 제품의 유효 성분은 항균성 펩타이드(AMP)이며, AMP가 피부 손상을 고치는 데 도움을 준다.



장수와 웰빙에 기여하는 근육



건강 수명을 늘리려면 근육 강화는 필수

우리가 움직이고 읽고 운동하고 가볍거나 무거운 물건을 들 수 있는 것은 모두 경이로운 근골격계 덕분인데, 근골격계라고 부르는 이유는 근육이 붙어 있어야만 뼈가 움직이기 때문이다. 하지만 근육이 하는 일이 이게 전부는 아니다. 놀랍게도 근육은 내분비 기관으로 활동한다. 다시 말해서 근육은 우리 몸의 다른 부분을 조정하고 제어하는 화학 물질을 분비한다. 중요한 것은 근육량이 건강 수명의 좋은 예측가라는 점이다. 쉽게 말해 나이가 들면서 근육이 많을수록 건강할 확률이 높아진다.

우리의 근력은 30대에 최대치를 찍은 이후 중년을 거치면서 감소하기 시작한다. 만약 근육의 일부를 유지하기 위한 운동을 하지 않을 경우, 80세에는 전성기 근력의 약 50%가 손실된다. 중요한 사실은 이러한 근육 손실이 그저 단순한 위축이 아니라 근육을 조절하는 신경 신호가 줄어들고 근육을 유지하는 데 영향을 주는 신체의 화학 신호가 변화하는 등의 복합적 요인들의 결과라는 사실이다. 이러한 근 손실과 그로 인한 결과는 사소한 문제가 아니다. 노화하는 성인에게 그 어떤 질병이나 기능 이상보다 더 큰 장애와 제약의 원인이 된다. 놀랍게도 남성 사망의 가장 정확한 예측 변수도 근력 저하다.