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2019 서울 국제 천연 유기농 화장품 박람회

FJK 2019년 9월호 [특집] 오토파지와 향장품 과학의 접점을 찾다 5

미토콘드리아 오토파지와 노화 관계

# 미토콘드리아 오토파지와 노화의 관계

 

오토파지(autophagy)는 세포질에 존재하는 단백질과 세포소기관(organelle)을 지질이중막으로 구성된 오토파고솜(autophagosome)으로 감싸고 오토파고솜이 리소좀과 융합함으로써 받아들여진 세포질성분을 분해하는 현상이다. 미토콘드리아 오토파지는 세포 내의 잉여 혹은 기능이 저하된 미토콘드리아를 오토파지 분해시스템에 의해 선택적으로 분해하는 현상으로 미토콘드리아의 기능유지 역할을 하고 있다고 생각된다. 기능이 저하된 미토콘드리아는 노화의 한원인이며 미토콘드리아 오토파지는 그 분해를 통해 안티에이징에 관련되어 있다고 생각된다. 본고에서는 노화와 미토콘드리아 오토파지의 관련에 대해서 고찰한다.

 

그림1 미토콘드리아 오토파지와 노화 수명 제어

 

 

미토콘드리아는 적혈구를 제외한 거의 모든 세포에 존재하며 산화적 인산화에 의해 세포가 소비하는 ATP(adenosine triphosphate)의 대부분을 생산할 뿐 아니라 아포토시스(apoptosis)의 제어, 칼슘의 저장, 열의 생산 등 다양한 기능을 가진 세포소기관이다. 산화적 인산화의 과정에서 전자의 일부는 끊임없이 산화적 인산화복합체로부터 누출되고 있으며 전자가 산소와 반응함으로써 활성산소종이 발생한다. 그렇기 때문에 미토콘드리아는 세포 내에서도 특히 산화 상해를 받기 쉽다. 미토콘드리아가 갖는 DNA(mtDNA)는 산화 상해를 받기 쉽고 변이가 쉽게 축적된다고 알려져 있다1).

 

노화 원인으로 여러 가지 설이 제창되고 있으며 mtDNA에 대한 변이 축적과 미토콘드리아의 기능 저하도 그 하나이다. 나이를 먹음에 따라 증가하는 당뇨병이나 신경변성질환, 난청, 신장세뇨관장애 등은 모두 미토콘드리아 기능저하에 의해 발병하는 질환으로 이른바 미토콘드리아병에서도 볼 수 있는 병태인 것이다. 또 나이를 먹음에 따라 mtDNA에 변이가 축적되는 것은 미토콘드리아의 기능 저하와 노화의 관련성을 강하게 시사하고 있다1).

 

실험적으로는 미토콘드리아 DNA 중합효소(poly merase)의 교정기능 이상에 의해 어린 연령부터 mtDNA에 변이가 축적되는 마우스는 조기부터 노화의 표현형을 나타낸다2)3). 이는 mtDNA에 코드되어 있는 단백질은 산화적 인산화 복합체를 구성하는 분자를 포함하고 있어 mtDNA의 돌연변이 축적은 ATP생산능의 저하와 활성산소종의 누출을 일으켜 노화를 촉진하기 위해서라고 생각할 수 있다. 따라서 mtDNA변이의 억제나 미토콘드리아의 기능회복은 안티에이징으로 연결된다고 생각된다.

 

 



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