젊음의 샘은 운동이다

운동하면 늙은 세포도 젊은 세포로 변하는 ‘회춘’ 가능하다!
운동하면 세포를 재프로그래밍 하는 Myc 인자 생겨
근육 세포를 더 젊게 만들어 사실상 회춘과 같은 효과 확인

최근 새로운 연구에 따르면 운동이 실제로 근육 세포를 더 젊게 만들고 노화로 인한 각종 부작용을 개선하는 데 도움을 줄 수 있다. 사실상 회춘이 가능하다는 것이다.

우리가 단순히 운동을 함으로써 노화로 인한 영향을 되돌릴 수 있다고 상상해보자!
그렇다면 운동은 최고의 ‘회춘(回春)’의 묘약이다.
과학전문 사이트 어스닷컴은 최근 유명 의학 학술지
‘생리학 저널’ 최근호에 발표된 새로운 한 연구 논문을 인용해
운동이 실제로 근육 세포를 더 젊게 만들고 노화로 인한 각종 부작용을 개선하는 데 도움을 줄 수 있다고 보도했다.

“운동이 실제로 근육세포를 젊게 만들어”

노화의 과정은 주로 세포에 대한 예측 가능하고 점진적인 변화를 말한다.
세포는 일생 동안 다양한 유전자 패턴을 발현한다.
이러한 발현 패턴은 세포의 나이를 쉽게 식별할 수 있을 정도로 세포 생애의 각 단계마다 독특한다.

예를 들어 나이 든 세포는 재생 능력이 떨어진다.
노화와 수명을 결정하는 생체시계 텔로미어가 짧아지고, 기능 장애를 겪는 미토콘드리아의 수가 증가한다.
결국, 이러한 축적된 조건들로 인해 세포 기능은 상실되고 세포는 죽는다.
이는 인간 수명이 다 끝나 사망으로 이어진다는 것을 의미한다.

그러나 노화된 세포를 다시 젊게 만들고 다시 젊게 만드는 것은 가능하다.
예를 들어, 인간의 난자는 수정되기 전에 30년 이상 되었을 수 있다.
다시 말해서 여성이 이때 성관계를 통해 남자의 정자를 받아들인다.
그러나 이때 난자는 "젊은" 세포를 가진 새로운 개체(태아)를 만들어내는 수많은 만능세포를 형성하도록 재프로그램 된다.
처음에 과학자들은 이렇게 회춘이라는 시간의 손을 되돌리는 데는 많은 유전적 요인이 수반되어야 한다고 생각했다.

그러나 2006년 일본 교토대학의
카즈토시 야마나카(Kazutoshi Yamanaka) 박사와
신야 야마나카 Shinya Yamanaka) 박사의 공동 연구는 새로운 결과를 제시했다.
그들은 Oct3/4, Klf4, Sox2, Myc(OKSM)라는 이름의 4개의 마스터 유전자를 사용하여 방식으로 기존의 세포를 재프로그래밍 하는 것이 가능하다는 것을 보여주었다.

예를 들자면
늙은 세포를 젊은 세포로,
암세포를 정상세포로 전환하는 것이 가능하다는 놀라운 연구결과를 제시했다.
이러한 네 가지 재프로그래밍 마스터 유전자를 ‘야마나카 인자(Yamanaka factors)라고 부른다.

네 가지 단백질 전사 인자는
피부 세포와 같은 고도로 전문화된 세포가
젊고 적응력이 더 높은 상태인 줄기 세포로 돌아가게 할 수 있다.

신야 야마나카 박사는 이 발견으로 2012년 노벨 생리학·의학상을 받았다.

설치류를 대상으로 한 후속 연구에서
신체 전체에 야마나카 인자를 유도하는 것이
유전자 발현 패턴을 재설정하여 세포가 더 젊은 세포의 특성을 모방함으로써 노화의 특징을 개선할 수 있다는 것이 밝혀졌다.

운동은 뼈와 근육의 강도를 높이고 운동성과 지구력을 향상시키며,
심장병, 당뇨병, 고혈압의 위험을 낮춘다는 측면에서
사람들에게 유익한 효과가 있다는 것은
오랫동안 확립되어 왔다.

운동을 하면 기존의 세포를 재프로그래밍 할 수 있는 c-Myc인자를 발현할 수 있다. 이러한 인자는 늙은 세포를 젊은 세포로, 암세포를 정상세포로 전환하는 것이 가능하다.

운동하면 ‘회춘 유전인자’인 Myc가 발현되는 것 확인... 늙은 쥐 젊어져

하지만 최근 연구에 따르면
이제는 운동이 세포의 후성유전학적 특성인
노화를 회복시키는 데 도움이 될 것으로 보인다.
쥐를 대상으로 한 연구다.
수명이 거의 다 된 쥐들에게 달리기 위한 무게를 실은 바퀴가 주어졌다.
따라서 그들이 운동하는 동안 근육을 키우도록 만들었다.

두 달 동안 규칙적으로 무게를 더 실어 바퀴를 달리도록 했다.
그들의 근육 세포는 같은 나이의 앉아서 생활하는 ‘좌식생활’보다 생물학적으로 8주나 어린 쥐와 같았다.

연구 저자들은 이러한 연구결과를 바탕으로 실험에 착수했다.
늦은 나이에 운동이 허용된 쥐와 근육에서 OKSM을 과도하게 발현한 쥐의 골격근섬유 내 후생유전학적(유전자발현, 노화 정도) 프로파일을 비교하기로 했다.

4가지 야마나카 인자 가운데 Myc는 골격근을 운동시킴으로 생기는 인자다.
Myc는 근육에서 자연적으로 유도된 재프로그래밍 자극으로 작용할 수 있다.

야마나카 인자의 과발현을 통해
재프로그래밍 된 세포와 운동을 통해
재프로그래밍 된 세포를 비교하는 데 유용한 포인트가 될 수 있다.
이 "재프로그래밍"은 운동과 같은 환경적인 자극도 유전자의 발현을 바꿀 수 있다는 것을 시사한다.

연구팀(이 중 6명은 미국 아칸소 대학 소속)은
쥐의 다양한 그룹의 근육 섬유에서 나타난 글로벌 유전자 발현 분석을 통해
나이 든 쥐를 대상으로 운동 훈련을 한 결과 근육섬유에서 Myc 인자가 상승했다는 사실을 발견했다.

따라서, 연구팀은 운동이 젊은 세포의 전형적인 유전자 발현 프로파일을 촉진한다고 결론지었다.
다시 말해서, 늙은 세포도 운동을 통해 젊은 세포로 변환이 가능하다는 이야기다.

그러면 운동하지 않고 Myc 인자를 복제하거나 인위적으로 만드는 것은 어떨까?

공동 저자인 아칸소 대학의 케빈 무라크(Kevin Murach) 교수는
우리가 언젠가 힘든 일을 하지 않고도 운동의 회춘 효과를 얻기 위해 Myc 근육 수준을 조작할 수 있다고 상상하는 것은 좋지만, 이것은 올바른 접근법이 아닐 것이라고 설명했다.

우선 Myc는 운동이 신체 전체에 미치는 모든 유익한 효과를 복제할 수 없을 것이다.
또한 Myc와 같은 야마나카 인자의 발현은 동물의 암 종양을 유발할 수 있으며,
세포를 다시 연결시켜 특정한 정체성을 잃게 할 수도 있는 것으로 알려져 있다.

분명히, 이러한 인자들의 발현을 조작하는 것에는 내재된 위험이 있다.
대신에, 무라크 교수는 오래된 근육에 대한 운동 적응을 통해 회복하는 방법을 시도하는 것이 좋은 전략이라고 설명했다.