생물학적 노화 이론 중에서 분자 수준의 노화 이론

노화이론이란 왜 나이가 들면서 노화과정을 경험하는가에 대해 설명하는 다양한 관점이다. 여러가지 노화이론 중에서 생물학적 노화이론은 분자수준의 노화이론, 세포수준의 노화이론 그리고 기관수준의 노화이론이있다. 그 중에서 분자수준의 노화이론에대해서 이야기해보겠다.

 

생물학적 노화이론

1. 분자수준의 노화이론

 

(1) 유전자이론

유전자이론은 유전적 특성에 의해 인간의 수명과 특성이 결정된다고 가정한다. 유기체 내에 이미 존재하고 있던 해로운 유전자가 노년에 이르러 활성화되기 시작하여 점차 유기체의 생존을 불가능하게 만든다고 주장한다. 즉 쇠퇴를 담당하는 유전자 가 이미 존재하고 있다는 이론이다.

 

(2) 유전변이이론

유전변이이론 역시 노화는 인간의 유전자 구조와 관련이 있다고 주장한다. 즉 정상적인 세포나 돌연변이를 일으키는 세포가 노화변화를 유발하고 궁극에는 죽음에 이르게 된다는 것이다. 유전변이이론은 유전자의 구조적 변화에 의한 노화를 설명하며, 유전자오류이론과 체세포변이이론으로 구분된다.

① 유전자오류이론

유전자오류이론은 유전자가 형성될 때 단백질 합성의 오류가 발생하고 시간이 지나면서 오류가 축적되어 세포의 기능이 손상된다고 설명한다. 즉 RNA 합성기능이 약해지면 결합세포가 생산되고, RNA의 오류는 DNA의 오류로 이어진다. DNA의 오류가 복구 효소계에 의하여 수정되지 않으면, 영구적인 변이가 일어나 세포가 손상된다. 변이세포가 세포 분열되어 증식하면 손상된 세포가 점차 증가하고 세포의 기능이 손상되는 것이다.

② 체세포변이이론

유전자오류이론은 세포 내부에서 단백질 합성의 오류가 축적되어 세포가 손상된다는 이론이지만, 체세포변이이론은 세포 외부에서 오는 방사선이나 화학물질에 노출되면 세포의 DNA가 변이를 일으켜 비정상 염색체를 만들어내고 노화가 일어 난다는 이론이다. 체세포변이이론에 의하면 세포에 대해 방사선이나 화학물질과 같은 유해물질을 차단시키면 노화를 지연시킬 수 있다. 따라서 노인대상자를 간호할 때 방사선이나 화학물질의 노출을 최대한 차단시키는 것이 중요하다.

 

(3) 프로그램 이론(텔로미어 이론)

프로그램 이론은 수정되는 순간부터 이미 성장과 노화과정이 프로그램 되어 있으며, 유기체마다 주어진 생체시계가 존재한다고 설명하고 있다. 유기체의 생체시계 개념은 생명을 유지하고 살아가는 데 필요한 에너지인, 엔트로피(entropy) 및 기타 물질의 양이 수정 시부터 이미 프로그램 되어 있고, 노화과정도 이미 프로그램 되어 있다고 보는 것이다. 프로그램 된 세포는 모두 자기 파괴능력이 있어 이것이 노화기전을 유도하게 되며 평생 동안 사용할 수 있는 주어진 횟수만큼 분열이 끝나면 기능이 쇠퇴하고 결국에는 죽음에 이르게 된다는 유전적인 통제이론이다. 프로그램 이론에서는 노화를 담당하는 특정 유전인자가 있는 것이 아니라 텔로미어(telomere)가 세포의 수명을 결정한다고 보고 있다. 유전정보 설계도인 염색체의 양 끝부분에 텔로미어가 배열되어 있어 염색체 손상을 막아준다. 인간의 세포가 분열할 때마다 염색체 끝부분의 일부가 복제되지 않아 텔로미어의 길이가 조금씩 짧아져 일정 기준 이하가 되면 세포 분열이 멈춰지고 세포의 노화가 초래된다. 이러한 텔로미어는 세포가 수명을 다할 때까지 얼마나 오랫동안 분열할 수 있는지를 알려주는 수명의 척도이며 체내의 생체시계로 볼 수 있다. 텔로머라아제 (telomerase)는 인간의 세포에서 텔로미어의 길이를 연장시켜주는 효소이다. 텔로머라아제는 정상 세포에는 없으며 생식세포와 암세포 등 특정한 세포에서만 발견된다. 텔로미어와 텔로머라아제의 발견은 획기적인 발견이었지만 인간의 생체에 적용하면 암 발생위험이 커지게 된다는 문제점이 있다. 프로그램 이론에서는 유전뿐만 아니라 개인의 생활양식이 프로그램의 속도를 조절한다고 보고 있다. 과도한 스트레스, 수면부족, 영양상태 불량 등의 영향을 받으면 DNA가 급속도로 분해되어 사망하게 되고 프로그램화 된 에너지를 사용하는 속도에 영향을 끼쳐 개인의 수명을 결정짓는 데 중요한 영향을 미친다.