골밀도, 나이가 들면서 어떻게 변화할까?
나이가 들면서 우리의 몸은 느리게 변화하고 있습니다. 이 변화의 배경에는 수많은 생리적 과정이 있습니다. 그중 하나는 우리 뼈를 구성하는 세포들이 늙어감에 따라 골격의 구조 자체가 약해지는 과정입니다. 최근 텍사스 대학교 오스틴 캠퍼스와 메이요 클리닉, 시더스-사이나이 메디컬 센터의 공동 연구팀이 이러한 뼈의 비밀을 밝히는 새로운 연구를 발표했습니다. 이번 발견은 골다공증과 관련된 뼈 손실에 대한 더 나은 치료법을 개발하는 데 중요한 발판이 될 것입니다.
나이와 스트레스가 골세포에 미치는 영향
우리가 나이가 들고, 생활 속에서 다양한 스트레스를 받을 때, 뼈를 구성하는 세포인 골세포는 세포 노화를 겪게 됩니다. 이는 골격의 구조와 기능에 중대한 변화를 일으킬 수 있습니다. 특히 중요한 것은 골세포의 뼈 강도 유지 능력이 약화된다는 점입니다. 시간이 지나면서 골세포가 겪는 구조적, 기능적 변화는 이들의 기계적 신호 감지 능력을 저하시킵니다. 이는 결국 뼈의 약화로 이어집니다.
골세포는 뼈 건강의 핵심 관리자입니다. 이들은 기계적 힘을 감지하고 뼈를 언제 형성하고 분해해야 할지를 지시합니다. 그러나 노화된 세포, 즉 손상되어 더 이상 분열하지 않지만 죽지 않는 세포인 노화 세포에 노출되면, 골세포 자체가 굳어지기 시작합니다. 이러한 세포골격의 경직과 변화된 막의 유연성은 기계적 신호에 대한 반응 능력을 약화시킵니다. 이는 건강한 뼈 리모델링을 방해하고 뼈 취약성을 초래할 수 있습니다.
"세포골격을 건물 내부의 비계라고 상상해보세요," 텍사스 대학교 기계공학부의 메리엄 틸튼 교수는 설명합니다. "이 비계가 경직되고 덜 유연해지면 건물은 변화와 스트레스에 적응할 수 없게 되어 구조적 문제가 발생합니다. 이와 유사하게, 경직된 골세포는 효과적으로 뼈 리모델링을 조절할 수 없게 되어, 뼈 손실에 기여하게 됩니다."
노화 세포는 독성 물질의 혼합물(SASP)을 방출하여 주변 조직에 염증과 손상을 일으킵니다. 이는 암이나 여러 만성 질환의 발생과도 관련이 있습니다. 지금까지는 주로 유전자 마커를 통해 노화를 감지하려는 연구가 주요 기조였습니다. 하지만 이 유전자 마커는 세포 유형에 따라 매우 다르게 나타나기 때문에 진단에 있어 도전적인 과제였습니다.
기계적 접근법과 노화 세포 관리
틸튼과 그녀의 팀은 다소 다른 접근 방식을 시도하였습니다. 이들은 세포의 기계적 특성을 중심으로 노화 문제에 접근하였습니다. 이는 유전적 접근과의 융합을 통해 노화 세포에 대한 개선된 치료법을 개발하는 데 도움을 줄 수 있을 것입니다. "물리 치료가 관절이 경직될 때 움직임을 회복시키는 것과 유사하게, 우리는 기계적 신호가 어떻게 이 노화 세포를 역전시키거나 선택적으로 제거할 수 있는지를 탐구하고 있습니다," 틸튼 교수는 말합니다.
미래에는 생체역학적 마커가 노화 세포를 식별하는 데 도움을 줄 뿐만 아니라, 현존하는 약물 기반의 노화 세포 제거 치료법을 보완하거나 대체할 수 있는 정밀한 목표로 활용될 수 있을 것입니다."
연구의 확장과 골다공증 치료의 미래
뼈의 노화에 대한 지식의 향상은 골다공증 치료를 향상시킬 수 있습니다. 골다공증은 뼈가 약해지며 골절 위험이 증가하는 질환으로, 특히 50세 이상의 많은 사람들에게 영향을 미칩니다. 세계 인구가 나이를 먹어감에 따라, 뼈 손상의 메커니즘을 이해하는 것이 점점 중요해지고 있습니다.
이 연구팀은 연구를 확장하여 다양한 스트레스 요소가 골세포에 미치는 영향을 탐구하고, 잠재적 치료 중재를 조사할 계획입니다. 이번 프로젝트는 틸튼이 주도하고, 커크랜드와의 협력하에 진행 되었습니다. 프로젝트의 공동 저자로는 텍사스 대학교의 준한 리아오, 도미닉 J. 코르도바, 호세 샤이갸니, 찬울 킴, 마요 클리닉의 마리아 아스투딜로 포테스, 애모리 대학교의 카일 M. 밀러가 포함되어 있습니다.
마무리하며
뼈의 노화 과정에 대한 새로운 통찰은 개인의 건강을 유지하는 데 중요한 정보를 제공할 수 있습니다. 앞으로의 연구는 뼈 관련 질환을 넘어 우리의 생리적 노화 과정을 더욱 깊이 이해하는 데 기여할 것입니다. 이러한 노력은 노화 관련 질환의 예방과 치료의 문을 열어 줄 것입니다.
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