산화적 스트레스와 노화조절기전
정 해 영
부산대학교 약학대학
자연계에 존재하는 생물이나 무생물은 모두 산화되어 소멸되어 간다. 우리 인간도 이 법칙에서 예외 일 수 없으며, 산화되어 기능을 소실함으로써 늙고 병들고 죽어 간다고 생각할 수 있다. 노화란 생명체가 피 할 수 없이 겪는 시간에 따른 생체 기능의 손실을 의미하며, 인체의 노화과정이란 수십 년에 걸쳐 오랜 시간 동안에 일어나는 퇴행적인 변화이므로 이 변화들을 잘 조절하지 못하면 단명하는 것은 당연하다.
지금까지 노화에 관한 과학적인 연구로 무엇이 가능한가를 알아보고, 그것을 실행하면 진시황이나 한 무제가 꿈꾼 불로장생은 아니더라도 노화조절이나 노화예방법을 설정해서 실천한다면 노화와 관련된 수 많은 질환과 노화과정을 조정할 수 있으리라 생각한다. 그래서 본고에서는 ‘인체를 산화시키는 활성산소 는 무엇인가? 이러한 활성산소는 어떻게 생성되어 생체를 산화시키고 노화를 촉진하는가? 산화 반응을 방지하는 식이제한, 운동, 항산화물이 어떻게 노화과정을 조절하는가?’에 대해 소개하고자 한다.
활성산소란
세상에 존재하는 모든 물질은 짝을 이룬 상태에서 안정감을 느끼는 반면, 짝을 이루고 있지 못할 때 는 항상 자신의 짝을 찾아 헤매며 불안정함을 느낀다. 활성산소란 짝을 이루지 못한 독신전자를 가진 불안정한 산소 화합물(free radical; ․O2-,․OH, LOO․, LO․ 등) 혹은 반응성이 큰 산소 화합물(H2O2,
1O2 등)로서 생체조직을 공격하여 세포를 산화․손상시키는 주된 성분들이다. 최근에 이를 활성산소들 과 비슷하게 질소를 함유하는 반응성 높은 화합물(NO, NO2, HNO2, NO3, ONOO-)들도 중요한 독성물질 로 알려져 있다.
활성산소․질소에 의한 세포성분의 손상
활성산소․질소는 세포막, 지질, 단백질, 핵산에 주로 작용하여 세포손상을 가져와서, 세포기능을 유 지하기 위한 세포소기관인 미토콘드리아, 마이크로좀의 장해, 세포막의 파괴, 세포에너지 생성의 감소, 물리적 압박 등을 초래한다. 산소 존재 하에서 세포나 세포소기관의 막지질과산화는 소포체, 미토콘드 리아 등의 소기관에 손상을 초래한다. 또한 생체내 여러 단백질의 아미노산을 산화시켜 단백질의 기능 저하를 초래한다. 그리고 핵산의 손상으로는 핵산염기의 변형, 핵산염기의 유리, 결합의 절단, 당의 산 화분해 등을 초래하여 돌연변이나 암의 원인이 되기도 한다.
내인성 활성산소․질소의 생성과 제거
활성산소는 Fig. 1에서 보는 바와 같이 인체를 구성하고 있는 각종 세포의 여러 대사과정에서 끊임 없이 생성되고 있다. 또 한편으로 병원체나 이물질들을 제거하기 위한 생체방어과정에서 수퍼옥사이드 래디컬(․O2-), 과산화수소(H2O2)와 같은 활성산소가 대량 발생하며 이들의 강한 살균작용을 통해서 병 원체로부터 인체를 보호하는 작용을 한다. 즉, 활성산소는 여러 대사과정에서 끊임없이 생성되거나 또 한 위급한 상황에서 생체방어를 위하여 대량 생성되므로 이들 활성산소를 체내에서 어떻게 잘 처리하 는가는 중요하다. 우리는 공기중의 산소를 호흡해서 산화에 의해 얻어진 에너지를 이용하여 생명을 유 지해 가는데 이때 여러 대사과정에서 끊임없이 생성되고 있는 ․O2-는 먼저 superoxide dismutase; SOD 에 의해 H2O2로 되고, H2O2는 catalase와 GSH peroxidase에 의해 H2O로 무독화되는 것이 일련의 활성산 소 대사과정이다. 이들 항산화 효소 이외에도 비타민 E, C, 요산, 빌리루빈, 글루타치온, 카로틴 등이 활성산소의 독작용을 제거하여 생체를 보호할 수 있으며 이들 물질들을 “항산화물”이라고 한다. 생체 내에서 끊임없이 생성되고 있는 활성산소들을 항산화물질들이 제거하지 못할 경우 축적되는 활성산소 에 의해 여러 가지 질병이나 노화가 초래된다고 한다. 현재 우리가 앓고 있는 질환 중 약 90% 정도가 활성산소와 관련이 있다고 하며, 그 질환에는 주로 암, 동맥경화, 당뇨병, 뇌졸중, 심근경색, 간염, 신경 염, 교원병, 아토피성 피부염, 파킨슨병, 자외선과 방사선에 의한 질병 등이 있다.
활성질소종들의 생성은 주로 NOsynthase에 의해 합성되지만, 이들을 제거하는 효소는 잘 알려져 있 지 않다.
•O2- SOD H2O2 •OH H2O H2O
H2O
지질과산화 단백산화 DNA 손상
2GSH
GSSG 소포체 미토콘드리아
Fe2+ Fe3+
O2
.. . . .
세포손상 퍼옥시좀
글루타치온 과산화효소
카탈라제
노화•질병
글루타치온 환원효소
Figure 1. 활성산소의 생성과 제거.
노화학설
노화가 왜 일어나는지를 설명하기 위해 크게 2종류의 학설이 있다. 세포의 생존능이 점차 잠식되어 외부의 영향에 지속적으로 노출됨으로써 생체기능이 저하된다고 하는 소모설과 장수하는 조상을 둔 경우 장수한다는 것으로 수명이란 유전적인 조절 하에 있다는 유전자설이 있다. 소모학설 중 1956년 허만 박사가 제안한 free radical 학설은 생체내에서 생성되는 free radical(활성산소)에 의한 연속적인 유 해반응의 결과로 노화과정이 진행된다는 것이다.1) 후에 텍사스 주립대 유병팔 교수가 이 학설을 더욱 발전․변형시켜 생체 내에서 끊임없이 생성되는 활성산소에 의해 세포성분(DNA, RNA, 효소, 세포막) 을 산화시켜 세포의 기능저하와 손상을 가져오고, 세포 항상성의 파괴로 노화 및 노화와 관련된 질병 을 초래한다는 산화적 스트레스 학설이 여러 학설의 근본이 되고 최근 가장 주목을 받고 있는 학설이 다.2) 이외 노폐물 축적설, 가교설, 에러축적설 등 많은 학설들도 산화적 스트레스 학설에 기인한다는 연구보고도 있다. 유전자 학설에는 프로그램 노화학설, 체세포 변이설, 세포계대 한정설 등이 있다.
노화의 새로운 학설: 노화의 분자염증 가설
저자들은 노화과정의 주요한 원인으로서 염증반응과 이와 관련된 미세염증반응들을 검토하였다. 이 러한 염증반응에서는 활성산소와 활성질소자체뿐만 아니라 cyclooxygenase-2(COX-2), inducible nitric oxide synthase(iNOS), Xanthine oxidase(XOD), NADPH oxidase와 같은 활성종을 생성하는 효소들이 중요한 역할 을 담당하고 있다. 최근에는 본 저자들이 분자수준에서 노화기전과 또한 이들과 관련한 노인성 질환들 을 연결시키는 새로운 분자적인 관점을 규명하고자 노화에 대한 분자 염증가설을 제안하였다.3,4) 여기 에서 기존의 염증증세에서 나타나는 염증반응과 구별하여 분자수준에서 일어나는 초기단계의 염증반 응을 “분자염증”이라고 정의하고 이것이 노화과정에서의 역할을 규명하였다.
활성산소와 활성질소는 생체내 여러 가지 세포의 작용을 조절하는 염증반응과 깊이 관련되어 있다.
염증반응의 조절은 대단히 복잡한 것으로 알려져 있다. 실제로, 세포괴사나 조직파손에 대해서 생리학 적 보호기전으로 급성 또는 만성 염증반응이 관여하고 있는데, 이는 방어기전을 증강시키거나 상해를 제한시키기 위해서 짜여진 일련의 세포의 생리적인 활성기전이며, 이는 모든 조직에서 기본적으로 조화 롭게 잘 조절되어 지는 것으로 알려져 있다. 그러나 활성산소와 활성질소의 파괴적 성향 때문에 이들이 과다생성 되거나 상향조절 되면 그 결과로 세포와 조직의 손상을 초래하는 주원인이 되는 것으로 알려 졌다. 특히 노화된 생물에 있어서 생리적 조절이 손상된 것으로 알려진 염증반응은 pro-inflammatory state 가 지속적으로 반복되어 일어나는 만성적인 염증반응을 의미하며, 이들 염증반응이 잘 조절되지 못할 경우 노화촉진이나 노인성 질환으로 연결될 것이다.
Macrophage, neutrophil 등과 같은 면역 세포들에서 다량으로 생성되는 활성산소와 활성질소들은 감염 이나 염증반응에서 이물질을 제거하는데 중요한 역할을 한다. 또한 그들은 면역계를 활성화시키는데 중요한 역할을 하지만, 과다한 양이 장기간 지속적으로 생성되어 축적하게 되면 세포구성성분의 손상 을 초래하게 된다. 예를 들면, neutrophil, monocyte, eosinophil, macrophage와 같은 세포들에 있어 NADPH oxidase에 의한 과다한 O2-의 생성은 염증반응에 의해 일어나는 조직손상의 주요원인이 된다.5,6)
Table 1. 노화 및 염증과정에서 염증성 지표들의 변화 Inflammatory
process
Aging
process CR
Redox state
Proinflammatory enzymes
Proinflammatory Cytokines
NF-κB activation
Reactive oxygen species Reactive nitrogen species Catalase, Superoxide dismutase GSH Peroxidase, GSH/GSSG Inducible NO Synthase Heme oxygenase-1 Cyclooxygenase-2
Conversion of xanthine dehydrogenase to xanthine oxidase IL-1β
IL-6 TNFα
NF-κB DNA binding activity NIK/IKK activation
Phosphorylation of IκBα
Degradation of IκBα and IκBβ in cytoplasm Nuclear translocation of p65 and p50 NF-κB-dependent gene expression Active MAPKs(Erk, JNK, p38 MAPK)
↑ ↑ ⊢
↑ ↑ ⊢
↓ ↓ ⊢
↓ ↓ ⊢
↑ ↑ ⊢
↑ ↑ ⊢
↑ ↑ ⊢
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↑ ↑ ⊢
↑ ↑ ⊢
↑ ↑ ⊢
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↑ ↑ ⊢
↑ ↑ ⊢
↑, increased; ↓, decreased; ⊢, blunted.
NF-κB는 여러 가지 자극에 의해 반응되는 것으로 알려진 redox(산화․환원)감수성 전사인자이다.7) NF-κB, 염증 및 산화적 스트레스 간 복잡한 관계는 NF-κB 조절에 의해 ROS와 redox 상태에 따라 정 교하게 조절된다. NF-κB계는 초파리에서 포유동물까지 광범위하게 여러 유기체에서 확인되었고 빠른 유전자 발현 유도를 통해 방어에 관련된 여러 반응들에서 중추적 역할을 하는 것으로 알려졌다. 특히 NF-κB는 iNOS, COX-2, acute-phase proteins, immunoreceptors, 세포 adhesion molecules, 다양한 염증성 cytokines의 발현을 조절한다.8) NF-κB는 유전자 발현을 통해 apoptosis, 종양형성, 세포증식, 염증, 면역 반응을 조절한다. NF-κB의 활성화와 그것에 의한 유전자 발현은 노화, 암, 동맥경화증, 방사능에 의한 조직 손상, 비루스성 복제, 급성염증상태, 조직이식 숙주반응, 독성/ 부패성 조직 손상 등을 포함하는 여러 가지 병리적인 상태와 관련되어 있다.9)
다른 전사인자와는 다르게 NF-κB 단백질은 IκB라 불리는 저해성 component에 의해 불활성상태로 세포질에 존재한다. NF-κB는 p50(NFκB1), p52(NFκB2), p65(Rel-A), c-Rel과 Rel-B와 같은 Rel계 homodimer 혹은 heterodimer이다.10) 포유동물에서 대부분 널리 분포된 κB-결합인자는 p50과 p65 단백질을 구성하 는 heterodimer이다. IκB의 인산화와 일련의 분해과정을 통해 핵으로 NF-κB의 전이가 일어난다. NF-κB 활성화에 관여하는 인자들은 TNFα, lymphotoxin과 IL-1β, mitogens, bacterial LPS, 단백질합성 저해제, 산
화적 스트레스, 자외선, phorbol esters와 같은 여러 가지 염증성 cytokines 등이 있다.11) 대부분 이 물질들 은 ROS를 발생하는 것으로 알려져 있다. 더구나 이 NF-κB 활성화는 화학적으로 광범위한 항산화제에 의해 저해된다.12) 이러한 연구는 redox-sensitive NF-κB 활성화는 대부분 산화반응에 의해 촉진된다.
염증반응이 노화과정과 노인성 질환에 밀접하게 관련됨이 최근 명확히 밝혀지고 있다. 알쯔하이머 질환과 혈관성 질병의 경우는 항염증 약물의 투여에 의해 증세가 개선됨이 잘 알려져 있다. 노화 과정 과 노인성 질환에는 NF-κB의 활성화를 초래하는 ROS와 RNS 반응이 밀접하게 관련되어 있다. 그래서 NF-κB는 염증과정에서 중심적 위치를 차지하는 핵심인자이다. 최근 저자들이 제안한 노화의 분자염증 가설에서도 NF-κB가 주된 역할을 담당하고 있다는 사실을 알 수 있었다.3,4,9) 노화 과정에서 여러 가지 산화 스트레스에 의해서 여러 조직들의 손상을 초래하여, 염증세포들의 염증성 cytokine 유도 및 활성 화를 가져와 염증반응을 지속적으로 증폭시킬 것이다. Table 1에 나타낸 바와 같이 최근 본 연구실에 서 규명된 염증관련 지표들이 노화가 진행됨에 따라 염증반응과 똑같이 변화하였으며, 항노화 작용을 나타낸다고 잘 알려진 식이제한(Calorie restriction)에 의해 이들 염증관련 지표들이 조절됨을 확인할 수 있었다.4)
이들 연구결과들과 기존 염증 관련된 타연구자들의 연구결과를 바탕으로 노화과정에 염증반응이 중 요하게 관여한다는 노화의 새로운 가설을 제안하게 되었다. 즉, cytokines은 COX-2, iNOS, XOD을 포함 하여 염증반응관련 효소의 유도, 활성화 그리고 NADPH oxidase에 의한 O2-의 발생, ROS 및 RNS을 생 성한다. 결국 축적된 ONOO-, OH, H2O2, O2-는 염증반응의 증폭을 야기하며 세포의 항상성 상실을 가져와, 노화 및 노인성 질환을 초래한다는 것이 노화의 분자염증가설이다(Fig. 2).4)
특히 혈관노화의 원인으로 염증과정에 대해 저자들이 제안한 분자염증가설은 노화과정과 노인성 질 환의 관련성과 원인 및 분자기전을 규명하는 새로운 실마리를 제공해 줄 것이다. 특히 최근 Spindler박 사연구팀13)의 마우스 간 조직의 DNA chip 연구결과를 발표하였고, Weindruch14-16)은 마우스 근육 및 뇌 와 원숭이 근육 조직은 DNA chip연구결과 및 염증관련 유전자들이 노화과정에서 상향조정된 것이 식 이제한에 의해 억제된다고 보고를 하였다. 노화과정에 염증관련 유전자의 변화가 현저하다는 결과를 보고하였는데, 이들은 노화의 분자염증가설을 강력히 지지해 주고 있다.
COX-2 iNOS
•O2- NO
Molecular Inflammatory Process
Tissue damage, Chronic Inflammation
Aging
ONOO- NF-kB
Proinflammatory genes ROS
XDH XOD Immune cells
Cytokines
MAPK IKK
NIK CR
CR
CR
그림1. 노화의 분자염증 가설
COX-2 iNOS
•O2- NO
Molecular Inflammatory Process
Tissue damage, Chronic Inflammation
Aging
ONOO- NF-kB
Proinflammatory genes ROS
XDH XOD Immune cells
Cytokines
MAPK IKK
NIK CR
CR
CR CR
CR CR
그림1. 노화의 분자염증 가설 Figure 2. 노화의 분자염증가설.
공격인자
세포구성성분 (지질 , 단백질 , DNA, RNA)
노화 치매
당뇨병 암 방어 백내장
(활성산소 × 활성질소
; × O2-, × OH, H2O2 , NO , ONOO –등 )
외인성 항산화제
(비타민 C, E, 셀레늄 , 녹차 , 녹황색채소 )
내인성 항산화제
(GSH, 뇨산 , 빌리루빈 , SOD, 카탈라제 , GSH 과산화효소 ) 공격인자
세포구성성분 (지질 , 단백질 , DNA, RNA)
노화 치매
당뇨병 암 방어 백내장
(활성산소 × 활성질소
; × O2-, × OH, H2O2 , NO , ONOO –등 )
외인성 항산화제
(비타민 C, E, 셀레늄 , 녹차 , 녹황색채소 )
내인성 항산화제
(GSH, 뇨산 , 빌리루빈 , SOD, 카탈라제 , GSH 과산화효소 )
Figure 3. 항산화력의 보완으로 노화조절 가능.
최근 일본의 백세 노인들의 연구결과에 따르면 백세 이상의 노인들에 있어서 C-reactive protein(CRP) 이 높은 수치를 나타내고, 또한 homocysteine과 von Willbrand factor가 혈중에 증가되어 있어 백세노인에 있어서 염증반응 특히 혈관염증반응이 항진되어 있다는 사실을 보고하였다.17) 백세노인에서 염증반응 이 항진되어 있다는 사실은 앞에서 언급한 노화의 분자염증가설을 강력히 지지해주고 있다.
노화에 따른 생체 방어 기전의 변화
노화과정에 의해 항산화 능력이 항상 저하되는 것만은 아니며, 어떤 원인에 의해 특정 항산화 인자 가 감소해도 다른 항산화 기전이 보상적으로 증강되어 전체적인 항산화 능력을 유지하려고 한다. 결국 활성산소 생성량에 대한 그 제거능력의 비가 중요하며(장수하는 동물 종일수록 산소 소비량에 비해 각 종 항산화 능력이 크다), 특히 어떤 원인으로 활성산소 발생량이 증가했을 경우, 얼마만큼 원활히 항산 화 능력의 상승을 유도할 수 있는가가 포인트라고 생각할 수 있다.
따라서 이러한 것을 포함하는 많은 예비력을 서서히 잃어 가는 과정이 보편적인 노화현상으로 생각 된다. 즉, 항산화력의 예비력의 소실을 잘 보완한다면 노화과정은 조절이 가능할 것이다(Fig. 3).
노화 조절의 비결
지난 20여년간 많은 노화 연구자들의 연구에 의하면, 현재까지 과학적으로 규명된 확실한 노화 조 절법은 ① 식이제한, ② 적당한 운동, ③ 항산화제의 섭취이다.
1. 식이제한의 효용
현재까지 다양한 노화조절법이 시도되어 왔는데, 식이를 조절하는 방법이 가장 많이 시험되고 있으 며 그 중에서도 식이제한은 강력한 노화조절법으로 인정받고 있다. 식이제한은 필수영양분이 결핍되지
않도록 하면서 칼로리 섭취를 줄이는 것을 의미하는데, 적용이 단순하고, 그 수명연장 효과가 재연성 이 있으며, 광범위한 항노화작용을 한다는 점에서 주목받고 있다. 40% 식이제한은 흰쥐의 수명을 1.5 배까지 증가시키며, 노화와 관련된 거의 모든 생리적 변화와 질병의 발생을 억제한다.
식이제한은 이러한 개체 차원의 생리적 영향뿐만 아니라 세포나 분자수준에서도 다양한 영향을 미 치는데, 생체막의 산화적 손상을 억제하고, 막의 조성에도 영향을 미쳐 막을 안정화시킴으로써 수용체 -리간드 간의 상호작용을 향상시킨다. 또한, 활성산소 생성을 억제하며, 세포내 항산화 방어계 즉, 카 탈라제, 글루타치온 과산화효소 등의 항산화 효소 및 글루타치온, 비타민 C 등 환원성 분자들을 증가 시켜 활성산소에 의한 손상을 방지하고, 나이에 따라 감소되는 DNA 수복능도 향상시킨다. 식이제한의 광범위한 항노화작용을 모두 설명할 수 있는 작용기전은 규명되어 있지 않으나 식이제한은 단백질 산 화, DNA의 산화적 손상과 글라이케이션(glycation) 및 지질과산화를 억제하여 항노화 작용을 나타낼 것 으로 생각되고 있다.
2. 운동의 노화조절 효과
흰쥐에 식이제한 없이 운동을 시키면 평균 수명이 다소 연장되지만, 10% 식이제한을 하고 운동을 시키면 거의 40% 식이제한 정도로 약 40% 수명을 연장하였다. 그러나 운동에 대한 활성 산소 발생 증가로 조직손상이나 노화 촉진에 대한 연구보고도 있으나 이는 과격한 운동을 할 경우에 해당하며, 또한 활성 산소 발생 쪽만 보는 견해 때문일 것이다. 적당한 운동은 다소의 활성 산소의 생성을 증가 시키지만 그 보다 더 큰 항산화계의 활성화를 통해서 생체를 활성화시킨다. 또한, 운동은 모세혈관의 유지, 혈액순환개선, 심폐기능의 강화, 면역기능 강화 등의 다양한 효용을 가지고 있다. 더우기 운동은 중요한 혈관조절물질인 NO를 생성하는 혈관내피세포 NO 합성효소(eNOS)를 유도하며, 세포내 cGMP를 증가시켜 혈관을 확장하여 혈액 순환을 촉진할 것으로 생각된다. 최근 세상을 떠들썩하게 한 사랑의 묘약 비아그라도 운동과 같이 cGMP를 높이는 약물이라는 것은 흥미로운 일이다.
3. 항산화물의 노화조절작용
생체내 항산화제가 항산화작용을 발현하는 기전으로서 다음 3가지를 생각할 수 있다. 하나는 활성 산소의 발생을 미연에 막는 것이고, 다른 하나는 생성한 활성산소를 포착, 제거하는 것이다. 또한 철 등의 금속이온과 복합체를 형성해서 반응계에서 금속 이온을 제거하여 지질 과산화를 억제함으로써 항산화작용을 나타내는 것도 있다. 강력한 항산화 작용을 나타내는 천연물이나 생체 성분들은 다음과 같다.
1) 녹차
녹차는 세계에서 가장 인기 있게 소모되고 있는 음료수이며, 특히 녹차 속의 (-)-epicatechin 3-O- gallate, EGCG (-)-epigallocatechin-3-O-gallate) 및 (+)-gallocatechin 3-O-gallate가 강력한 항산화력을 나타낸 다. 고혈압 쥐에 녹차의 한 성분인 EGCG를 투여한 결과 stroke의 발생 빈도가 감소하고 수명이 현저히 연장되었다.
2) 비타민류
비타민 C는 활성산소의 강력한 소거제(scavenger)로써 생체의 친수성 부위에서 활성산소에 대항하여
가장 강력한 항산화 작용을 나타낸다. 반면에 비타민 E는 소수성 부위에 작용하며 생체막 부위에서 활성산소를 효율적으로 소거한다. 또한 비타민 C와 E는 상호작용을 하여 상승적으로도 항산화작용을 나타낼 뿐만 아니라 세포 성분에는 친수성 부분과 소수성 부분이 있기 때문에 비타민 C와 E를 동시에 섭취하는 것은 중요하다. 비타민 C와 E의 하루 소모량은 대개 각각 50 mg, 12 IU이지만 여러 질병예 방이나 노화조절의 목적으로 섭취할 경우에는 각각 500～1000 mg/day, 100～300 IU/day 정도의 섭취가 바람직하다. β-carotene은 지용성 프로비타민 A로 인체내에서 산화환원되어 비타민 A가 된다. 이 β -carotene은 녹황색 야채나 과일에 많이 함유되어 있으며 강력한 항산화 작용을 나타낸다.
3) ONOO-제거제
강력한 산화력을 가지는 peroxynitrite에 대해서 최근에 많은 연구결과가 나오고 있으며, 노화나 퇴행 성 질환의 주범으로 많은 주목을 받고 있으며, 특히 염증시에 많이 생성되며, 주로 마크로파지, 호중 구, 내피세포에서 생성되는데, 이는 thiol 산화, 지질과산화 등을 야기하며, 세포독성을 나타내고 tyrosine, lysine, arginine, histidine 등의 아미노산을 변형시키며, 에너지대사, DNA 손상 등의 강력한 조직 손상작용을 가진다. 생성, 대사 경로는 다음과 같다.
H+
NO․ + ․O2- → ONOO- → ONOOH → ․OH + NO2 → NO3- + H+
이 ONOO-제거제로는, 녹차에 다량 함유되어 있는 catechin유도체, quercetin, ergothioneine, propofol, melatonin, cysteine 유도체, ebselen 등이 보고되어 있으며, 특히 노화의 주범격인 peroxynitrite를 이들 소거 제로 제거하는 것은 노화예방의 측면에서 대단히 중요하다.
4) 기타 항산화제들
Cysteine은 나이에 따라 그 양이 감소하기 때문에, 이것이 구성 성분의 하나를 이루고 있는 글루타치 온 역시 감소되는 것이 발견되었으며, 이것은 노화과정의 중요한 요소로 생각되고 있으며, 이 cysteine 의 전구체인 N-acetylcysteine의 식이 투여는 평균수명과 최고수명을 모두 연장시켰다. 마우스 및 초파리 의 실험에서 butylated hydroxytoluene (BHT)는 평균수명과 최고수명을 모두 증가시켰다. MAO (monoamine oxidase) B 저해제로 잘 알려진 deprenyl은 파킨슨병의 치료에 효과적인 치료제로 사용될 뿐만 아니라, 노화 과정을 지연시킨다고 보고되어 있다.
맺음말
산소는 생명유지에 필수불가결하다. 그러나 산소는 그 이면에 활성산소․질소에 의한 “산화변성”이 라는 위험한 성질을 가지고 있어 이 양날의 칼을 잘 제어하는 것이 노화 뿐만 아니라 활성산소와 관 련된 질환을 조절할 수 있는 길일 것이다. 이 양날의 칼을 잘 조절못하면 생체내에 활성산소․질소의 축적에 의해 세포가 죽게되고, 이들 죽은 세포들을 제거하기 위해 면역세포들이 모여들어 미세염증반 응을 유발하게 된다. 이들 미세염증반응은 급속히 증폭되어 조직의 변성을 가져와 노화와 노인성 질환 을 유발하게 된다. 이들 활성산소․질소의 발생 량에 비해 항산화능력이 미치지 못할 경우, 적당한 항 산화물(비타민 C, E, 녹차)을 섭취하여 활성산소․질소의 축적을 방지하는 것이 생체손상의 방지 뿐만
아니라 활성산소․질소와 관련된 여러 가지 질환을 예방할 수 있을 것이다.
Swift는 “누구나 오래 살기를 원하지만, 아무도 늙기를 원하지 않는다”라고 말한바와 같이 동서고금 을 막론하고 모든 인간은 건강하게 생명을 오래 유지하려는 바램을 가지고 있다. 동양에는 예로부터 수많은 사람들이 불로초를 찾아왔고, 21세기 과학의 주인공들은 아직도 이 불로초를 찾으려고 계속 노 력하고 있다. 그리하여 지금까지 과학으로 밝혀낸 가장 확실한 불로초는 소식(小食), 항산화제(비타민 C, E, 베타카로틴, 녹차 등의 페놀성 화합물), 운동이다. 전세계의 노화연구 그룹의 대부분은 노화의 강 력한 조절법인 소식에 대해 연구하여 과학적으로 밝혀진 가장 효과적인 노화조절법이라고 인정하고 있다. 그 다음으로 항산화제와 운동에 대해 연구가 계속 진행되고 있으며, 이들 노화조절법(소식, 항산 화제, 운동)의 임상응용을 위한 기초연구가 활발히 진행중이다. 이들 노화조절법은 노화를 지연시킬 뿐 만 아니라, 노화와 관련된 암, 동맥경화, 당뇨병, 치매 등의 질환을 예방할 수 있다고 한다. 그래서 이 러한 노화 및 항노화연구의 궁극적인 목적은 단지 수명만 연장하는데 있지 않고 수명자체 보다는 노 화현상과정을 탐구하여 노화과정에서 발생하는 노인성 질환의 발병기전을 과학적으로 규명하고 그 대 책을 밝힘으로써 생명이 다할 때까지 건강하게 자립하여 살 수 있도록 하여 인간 삶의 질을 향상시키 는 데에 있다. 나아가서 현재 사회문제가 되고 있는 노인문제를 근본적으로 해결하는 데에도 기여하리 라 생각된다.
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