생명 연장의 꿈 - 오토파지 그리고 세포 재생

 

1. 오토파지란?

오토파지는 세포가 살아가는 데에 있어서 불필요한 세포 구성 성분을 스스로 파괴하는 것이다. 특히 세포의 영양소가 결핍될 경우 미토콘드리아, 독성 단백질 등을 이중막으로 둘러싼 후 리소좀으로 가수분해를 하여 단백질(영양분)을 재활용한다. 이는 주로 기아 상태나 영양 공급 부족 시에 발생하는데 세포 내 불필요한 물질을 분해하고 재활용함으로써 세포의 건강을 유지하고, 노화를 지연시키는 데 도움이 준다.

 

2. 오토파지의 발견

오토파지는 1960년대에 세포의 구조와 기능을 연구해 온 몇몇 연구자들에 의해 관찰되어 왔는데 1990년대 초반에 오스미 요시노리가 효모에서 자가포식에 핵심적인 역할을 하는 유전자를 알아내면서 주목받았고, 이러한 발견으로 2016년에 노벨 생리의학상을 받았다.

3. 오토파지의 원리

오토파지는 세포가 자체적으로 불필요한 세포나 손상된 구성요소를 분해하고 재활용하는 과정이다. 이때 세포는 먼저 건강한 세포를 잡아먹는 것이 아닌 낡은 세포, 힘없는 세포, 기능이 떨어진 세포들부터 잡아 먹기 시작한다.

좀 더 상세한 설명을 덧붙이면 오토파지는 에너지가 부족하거나 극심한 스트레스를 받아 세포가 노화되거나 손상이 일어났을 때 일어난다. 크게 인식과 격리, 오토파고솜 형성, 분해 및 재활용의 3 단계에 걸쳐 일어나는 것을 알려져 있다.

- 인식과 격리 단계는 시작 단계로, 세포가 자신의 손상되었거나 혹은 불필요한 구성 요소를 식별하고 격리하기 시작한다. 주로, 손상된 단백질이나 오래된 소기관들이 인식되어 격리된다.

- 오토파고솜 형성단계는 앞서 격리된 부위를 이중막으로 둘러싸서 오토파고솜이라는 리소좀을 형성하여 내부를 분해하는 단계이다. 인식 단계에서 ATG(autophagy-related genes)로 알려진 단백질들이 활성화되며, 이 단백질들로 인해 작은 막 구조인 포어를 만들고 이를 확장하여 격리된 세포를 완벽하게 감싸게 된다. 이 리소좀 내부에는 다양한 가수분해 효소가 들어있어 세포 내 손상된 구성 요소들을 분해하고 회수하게 된다.

 

4. 오토파지의 효과

오토파지는 젊음을 유지할 수 있게 해주고, 노화방지, 인슐린 저항성 개선, 당뇨, 고혈압, 고지혈증, 암 등을 예방하고, 뇌기능을 확성화하여 기억력과 집중력도 향상시켜준다. 이러한 재활용 시스템은 치매, 심부전, 파킨슨병 등 다양한 질환에서도 효과가 있는 것으로 나타나고 있다.

5. 오토파지 활성화 방법

오토파지는 단식이나 간헐적 단식을 통해 이뤄진다. 평소 건강 기능이 높은 사람은 12시간만 되어도 일정부분 오토파지 작용이 일어난다. 대부분은 16시간 부터 시작되고 24시간이 지나면 오토파지의 활성화가 일어나게 된다.

 

6. 오토파지 관련 주의사항

심한 영양실조 또는 저체중인 분들, 아직 성장기인 어린이 청소년, 임산부, 모유수유 중 여성, 저혈당 증상, 특정 질병을 가진 사람들은 주의해야 한다고 전해진다. 오토파지는 세포의 건강을 유지하고, 노화를 지연시키는 데 도움이 될 수 있지만 개인의 건강 상태와 목표에 따라 가장 적합한 방법을 선택하는 것이 중요하며, 언제나 의사와 상의하고, 신중하게 접근할 필요가 있다.