‘인간은 왜 늙을까? (Why do we age?)’란 질문이 철학적일까, 아니면 현실적일까. 진화의 불가피한 결과일까. 그렇다면 왜 어떤 종은 노화하고, 다른 종은 노화하지 않은가라는 진화의 본질적 문제에 당면할 수 있다. 노화는 당연한 듯하면서 많은 생각을 하게 하는 건 분명한 사실이다. 그리고 당신은 이 질문을 받으면 어떤 대답을 하겠는가. 흔히 ‘죽을 때 됐으니 죽는 거지’라는 답이거나 ‘세포가 늙으니 자연히 사람도 늙는 거지’라는 답을 할 수 있을 것이다.
 

과학자들도 아직 이에 대한 정답을 제시하지 못하고 있다. 신체가 느려지고, 세포가 분열을 멈추고, 장기가 점점 더 많은 질병과 장애에 시달리게 되는 원인은 무엇일까? 이에 대해 과학자들은 두 가지 이론으로 나뉜다. 첫 번째 이론은 신체가 수년에 걸쳐 조직에 축적된 마모로 인해 노화한다고 주장한다. 세포에 노폐물이 쌓이고, 백업시스템이 고장나고, 수리 메커니즘이 점차 망가져서, 신체는 오래된 차처럼 단순히 마모된다는 것이다.


인간의 늙는 문제는 고대로부터 의문의 대상이었다. 이 손은 일본 104세 할머니의 것이다. 사진 내셔널지오그래픽 캡처 ​

두 번째 이론은 노화가 유전자에 의해 주도된다고 주장한다. 각 종에 주어진 특정한 타임테이블로 세팅되어진 내부 분자시계에 의한 유전자를 말한다. 이 이론을 뒷받침하는 것은 동물연구에서 비롯된다. 과학자들은 유전자 하나만 변경해서 일부 동물의 수명을 늘릴 수 있었다. 생물학자들은 진화적 관점으로부터 자연선택의 효과는 생식연령 이후(after reproductive age)에는 크게 감소한다고 지적한다. 진화는 생명 초기에 유익한 유전자를 선호하여 신체의 자원을 생식에 사용하고 장기적으로 유지할 수 있는 자원을 적게 남겨둔다.

노화 과정은 신체의 가장 적은 단위인 세포에서 시작한다. 세포가 어떻게, 왜 노화하는지에 대한 논쟁은 여전하지만, 몇 가지 메커니즘은 밝혀지고 있다. 이미 1960년대 초 생물학자 레너드 헤이플릭은 배양된 세포가 분열을 멈추기 전에 평균 50회만 분열한다는 사실을 발견했다. 이 숫자는 ‘헤이플릭 한계’로 알려져 있다. 줄기세포와 암세포를 제외하고 이 한계는 모든 인간 조직에 적용되지만 노인의 세포는 분열 회수가 더욱 적다.

하지만 세포가 느려지고 죽는 이유는 무엇일까? 흥미로운 발견은 텔로미어(telomeres)의 역할에 대한 발명이다. 텔로미어는 염색체의 끝을 덮는 DNA의 연장선으로, 염색체를 손상으로부터 보호하고 다른 염색체와 융합하지 못하게 한다. 연구자들은 세포가 분열할 때마다 텔로미어의 약 50~100개의 뉴클레오타이드가 잘린다는 사실을 발견했다. 텔로미어가 최소 길이에 도달하면 세포 분열이 완전히 중단된다.


뇌가 위축될수록 치매 증세를 보이는 것으로 알려져 있다. 사진 내셔널지오그래픽 캡처​

이 발견은 줄기세포와 같은 불멸 세포에서 분열 후 텔로미어를 복구하는 효소인 텔로머라제의 발견으로 뒷받침된다. 이 효소는 뇌와 심장조직과 같은 분열되지 않은 세포에는 영향을 미치지 않으며, 분열하는 세포에서 텔로머라제는 암을 촉진할 수 있다.

텔로미어 길이와 환경요인 간의 관계를 연구하는 연구자들은 주장한다. “스트레스가 많은 삶을 사는 사람들, 예를 들면, 인종차별을 경험하는 아프리카계 미국인 남성은 평균보다 텔로미어가 짧은 것으로 밝혀졌다.” 반면 적당한 운동, 식물성 식단, 스트레스 감소요법을 포함한 건강한 라이프스타일을 유지하는 사람들은 평균적으로 텔로미어가 10% 증가한 사실도 밝혀냈다.

노화는 신체의 모든 시스템에 영향을 미친다. 감각, 소화기관, 심혈관계, 면역계, 뼈, 근육 등이 모두 포함된다. 흥미롭게도, 뇌와 척수와 같은 중추신경계는 나이에 가장 영향을 덜 받는 시스템 중 하나이다. 스트레스나 질병 상황에서만 나이 든 신체가 대처하는 데 어려움을 겪는 건 분명한 사실이다.

뼈와 근육의 변화는 아마 다른 어떤 것보다 노인의 일상생활에 더 큰 영향을 미칠 것이다. 30세부터 60세 사이의 남성과 여성 모두 뼈 밀도가 감소한다. 근육도 시간이 지남에 따라 변화한다. 30세에서 75세 사이에 신체 근육량의 절반 가량이 사라지고 지방량은 두 배가 된다.

심장, 혈관, 폐는 내구성 있는 장기로 장수하도록 만들어져 있다. 많은 노인들이 심장과 폐에 문제가 생기는 것은 노화 과정과는 관련이 적고, 흡연, 비만, 운동 부족과 같은 생활 방식 요인과 더 관련이 있다.


검은 점이 골세포이며, 세포분열 역할을 하면서 튼튼하게 한다. 사진 내셔널지오그래픽 캡처​

이러한 시스템은 시간이 지남에 따라 약간씩 변화한다. 심장의 판막과 벽이 두꺼워지고 딱딱해져서 심장이 혈액을 펌핑하는 데 더 많은 노력이 필요해진다. 동맥 벽도 두꺼워지고 딱딱해져서 고혈압을 유발할 수 있다. 폐 조직은 신체가 늙어감에 따라 탄력을 잃는다. 더 중요한 것은 폐의 면역체계가 나이가 들면서 무너지기 시작한다는 것이다. 폐는 공기 중 유기체를 끌어들이기 때문에 감염에 특히 취약하다.

노화의 가장 두려운 부분은 치매와 뇌의 퇴화로 인한 자아의 침식이다. 그러나 치매는 정상적인 노화의 특징이 아니다. 건강한 뇌는 노년에 잘 작동한다. 신체의 나머지 부분과 마찬가지로 세포가 죽으면서 조직이 약간 줄어들고 극심한 노령기에 무게의 약 10%가 감소한다. 하지만 뇌는 필요한 것보다 훨씬 많은 세포를 가지고 있기 때문에 이러한 손실은 별로 중요하지 않다. 또한 세포가 죽으면서 신경세포도 새로운 연결을 형성하여 수상돌기가 아직 살아 있는 세포로 확장한다.

일부 신경전달물질은 나이가 들면서 감소하고 뇌 혈류가 감소한다. 이러한 변화는 시간이 지남에 따라 미묘한 변화를 일으킨다. 단기 기억력, 언어 유창성 및 학습 능력에 영향을 미칠 수 있지만 지적 기능을 크게 변화시키지는 않는다.

아마도 신경계의 가장 눈에 띄는 변화는 감각, 특히 시력과 청력에서 발생한다. 노안은 노화의 보편적인 특성 중 하나이다. 40~50세 사이에 시작하며, 눈의 수정체가 점차 굳어지는 결과이다. 청력도 노화의 정상적인 과정과 큰 소리로 인한 장기적인 손상으로 인해 약간 악화된다.

단, 노인의 장점은 분명히 있다. 철학적인 관점이 아니고 실제적인 관점에서….

❶ 노화의 이점은 알레르기가 노인에게서 감소한다는 점이다.

❷ 나이 든 뇌는 신경연결을 강하게 유지하는 운동의 이점을 누릴 수 있다.

❸ 85세 이상의 사람들은 74세에서 85세 사이의 사람들보다 크게 아프지 않다.

❹ 최근 연구에 따르면, 여성은 평생 동안 새로운 난자를 생산할 수 있는 줄기세포를 가지고 있다.

❺ 아버지의 나이가 많을수록 자녀에게 돌연변이를 물려줄 가능성이 높아진다.

프리미엄 실버타운 더시그넘하우스 청라 https://cheongna.signumhaus.com/main/index.php 박정원

ⓒ박정원_무단전재 및 재배포, AI학습 및 활용 금지