본문내용
1. 생물학적 노화의 개념과 이론
1.1. 생물학적 노화의 정의
생물학적 노화의 정의는 노화하는 동안 기관과 기능의 개별적 변이를 말한다. 즉, 노화는 성년기의 고정된 크기에 도달한 모든 동물에서 나타나는 변화이다. 동물에 따라 기대수명이 다르므로 노화는 단순한 시간의 흐름에 따른 과정이 아니라, 어쩔 수 없는 '생리적 약화'를 의미한다. 따라서 노화는 성장의 정점에 도달한 후 점차 쇠퇴하고 비슷한 노화과정을 경험하게 된다. 인간은 30대 이후 노화가 시작되면서 여러 기능의 퇴화가 일어나고 특히 노년기에 접어들면서 가속화된다. 인간은 약3조개의 세포로 구성되어있고 나이가 들어감에 따라 몸을 구성하는 세포 수가 감소하거나 점차 기능이 떨어지게 되어 여러 종류의 만성 퇴행성 질환 등의 질병이 증가하고 근력이나 골밀도가 감소하여 일상생활에 지장을 초래하게 된다.
1.2. 생물학적 노화의 주요이론
1.2.1. 분자수준의 노화이론
1.2.1.1. 유전자 이론
유전자 이론(Gene theory)은 유기체의 어떤 해로운 유전자가 노년에 이르러 활성화되면 유기체의 생존을 불가능하게 만든다는 견해이다. 이 이론은 유전자의 돌연변이나 결함이 노화를 유발한다고 본다.
유전자 이론에 따르면, 유기체의 노화는 유전자 변화에 의해 촉발된다. 특정 유전자들이 노화 과정에서 활성화되면서 세포 기능을 저해하고 결국 유기체의 생존을 위협한다는 것이다. 예를 들어 수명 유전자의 돌연변이나 손상이 진행되면 세포의 기능이 저하되어 노화가 촉발된다고 본다.
또한 유전자 오류 이론에 따르면, 단백질 합성 과정에서 오류가 누적되어 세포 기능이 점차 손상되면서 노화가 진행된다고 설명한다. 유전자 변이 이론 역시 각 유기체마다 정해진 분열 수를 가지고 있어 세포 분열이 완료되면 노화가 시작된다고 본다.
따라서 유전자 이론은 유기체의 노화를 유전자의 결함이나 변화에 기인한 것으로 보고 있다. 이러한 유전자 수준에서의 변화가 세포와 조직 기능 저하를 야기하여 결국 유기체의 수명을 단축시킨다고 설명한다.
1.2.1.2. 유전변이 이론
유전변이 이론이란 비정상적인 세포나 돌연변이를 일으킨 세포가 노화변화를 유발시키고 궁극에는 죽음을 초래한다는 이론이다. 이에 대한 설명으로 유전자 오류이론과 체세포 변이이론으로 분류된다.
먼저, 유전자 오류이론은 단백질 합성의 오류가 축적되어 시간이 지나면서 세포기능이 손상된다는 견해이다. 즉, 단백질 합성 과정에서 발생하는 오류가 점차 증가하면서 세포의 기능이 저하되어 결국 세포 사망에 이르게 된다는 것이다.
다음으로, 체세포 변이 이론은 각 유기체마다 얼마나 오래 살 것인지를 결정하는 유전부호를 지니고 있으며, 일정한 분열횟수를 프로그램해 놓는다는 것이다. 이 분열횟수만큼 세포가 분열이 끝나면 세포기능이 쇠퇴하고 결국에는 죽음에 이르게 된다는 것이다.
이처럼 유전변이 이론은 유전자의 돌연변이나 오류로 인해 세포기능이 손상되고 이것이 결국 세포 사망으로 이어진다는 분자수준의 노화 이론이다. 이는 생물학적 노화가 유전적 요인에 의해 결정된다는 것을 보여준다.
1.2.2. 세포수준의 노화이론
1.2.2.1. 산화기 이론
산화기 이론(free radical theory)은 세포수준의 노화이론 중 하나이다. 이 이론에 따르면 산화기(free radical=자유기)라는 고도로 불안정한 세포구성물질의 증가로 세포가 비정상적으로 성장하여 노화가 진행된다.
세포 내에서 정상적인 대사 과정에서 생성되는 산소 자유기는 불안정하고 반응성이 매우 높다. 이러한 자유기는 정상적인 세포 구성물질인 단백질, 지질, 핵산 등을 산화시켜 손상을 줌으로써 세포의 기능 저하와 사멸을 유발한다. 또한 자유기는 세포 소기관인 미토콘드리아의 DNA를 손상시켜 미토콘드리아 기능 감소로 이어진다. 이렇듯 산화기의 증가로 인한 세포 구성물질의 손상이 누적되면서 세포 노화가 진행되는 것이 산화기 이론의 핵심 내용이다.
이 이론에 따르면 항산화 물질의 섭취나 항산화 효소의 활성화가 노화를 지연시킬 수 있다. 실제로 연구 결과 항산화제 섭취나 항산화 효소 유전자 조작을 통해 수명이 연장된 동물 실험 사례가 보고되고 있다. 이처럼 산화기 이론은 노화의 주요 기전을 설명하는 대표적인 세포수준의 노화이론으로 꼽힌다.
1.2.2.2. 교차연결 이론
교차연결 이론(Cross-linked or connective tissue theory)은 화학적 반응에 의하여 정상적으로 분리되어 있어야 하는 분자구조 사이에 강한 연결띠가 형성되어 있어서 노화가 진행된다는 견해이다.
정상적으로 분리되어 있어야 할 분자들 사이에 화학적 반응에 의해 강한 결합이 형성되면 이로 인해 세포와 조직이 경직되고 경화되어 가는 과정이 노화의 주요 원인이 ...
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