러시아과학아카데미 이론•실험생물물리연구소의 과학자들은 신체의 정상적 활동을 회복시키고 노화 과정에 ‘제동을 거는’ 것이 가능하다고 생각한다.
과학자들은 쥐의 간에서 열과 전기에너지를 생산하는 세포를 분리했다. 실험 결과 멜라토닌 호르몬을 장기 투여할 경우 ‘전기’ 세포, 미토콘드리아는 온전했으며 죽지 않았다.
보통 상황이면 시간이 지날수록 미토콘드리아에 구멍이 생기고 이 구멍으로 발전소 세포의 정상적인 활동에 필요한 효소가 새 나간다. 그러나 과학자들은 멜라토닌을 지속적으로 투여하면 어린 쥐는 물론 매우 늙은 쥐에서도 미토콘드리아가 훌륭하게 유지된다는 점을 발견했다.
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실험에 참가한 이론•실험생물물리연구소의 선임연구원 올가 크레스티니나는 “우리의 연구는 멜라토닌 적용 시 세포의 ‘호흡’을 책임지는 사이토크롬 단백질이 세포 밖으로 훨씬 덜 나온다는 것을 보여줬다”고 말했다. 그는 이어 “멜라토닌의 이러한 억제 영향에 따라 다른 중요한 화합물들도 미토콘드리아 안에 유지된다. 예를 들어 세포가 말라 죽지 않도록 하는 사이클로뉴클레오타이드 포스포디에스테라아제 등이 유지됐다. 신체가 늙으면 이러한 화합물들의 수준이 낮아지는데 우리는 필요한 수준으로 유지하는 데 성공했다”밝혔다.
사이클로뉴클레오타이드는 신체에 충분한 열과 전기 펄스가 생산될 수 있게 미토콘드리아를 유지한다. 바로 이 때문에 미토콘드리아는 ‘발전소’로 불리기도 하는데 이를 통해 자체 DNA를 갖고 있는 신체의 모든 세포는 영양분을 섭취한다.
실험 결과 과학자들은 세포 노화가 예전에 여겨졌던 것처럼 나이와 관련된 돌연변이 때문에 일어나는 것은 아님을 밝혀냈다. 원인은 막, 즉 세포막에 있다. 시간이 흐르면 세포막은 노쇠해지고 구멍이 뚫리면서 이를 통해 신체에 필요한 화합물이 그냥 ‘흘러 나온다’. 멜라토닌 호르몬은 효율적으로 세포막을 ‘보충해’ 정상적인 상태로 유지하는 것으로 드러났다.
크레스티니나 선임연구원은 “노화가 진행되면 신체의 멜라토닌 농도가 빠르게 감소하고, 이와 동시에 칼슘 이온 농도도 줄어든다”며 “이는 세포 기능 저하와 그에 따른 세포의 죽음으로 이어진다. 이러한 과정은 노화 외에도 관상동맥 심장질환, 패혈성 쇼크 및 파킨슨병과 알츠하이머병 같은 질병의 진행에서도 일어난다. 미토콘드리아의 활동이 저하되면 활성산소가 대량으로 만들어지기 시작해 신체에 산화스트레스가 발생한다”고 설명했다.
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러시아 생물학자들은 세포를 파괴하는 산소 분자를 ‘소실시킬’ 물질을 미토콘드리아에 직접 투입하면 세포의 노화를 늦출 수 있을지를 조사해 보기로 했다. 멜라토닌이 선택된 이유는 단순하다. 이 호르몬은 젊은 신체에는 풍부하지만 늙은 신체에는 부족하기 때문이다. 과학자들은 멜라토닌의 농도를 늘리면 젊은 세포와 늙은 세포의 활동이 달라지는지를 조사하기로 했다. 멜라토닌은 강력한 산화방지제이기도 하므로 활성산소 과잉생산을 예방하는 수단으로 적용됐다.
러시아 과학자들의 발견은 미토콘드리아 강화 약제 제조를 목표로 하는 대형 프로젝트의 일부분이다. 얻어진 약제는 앞으로 신체를 젊게 하는 데는 물론, 심각한 간•심장질환 및 암 치료에도 쓰일 예정이다.
