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안녕하세요. 텔로머라제의 모든 것을 알려드리는 텔로머라제 홍보대사입니다.
텔로미어란?
염색체 끝 부분에 붙어있는 반복 염기서열로,
염색체의 손상을 막아주는 역할을 함
텔로머라제란?
텔로미어가 손상되면 복구, 생성해주는 효소
노화를 방지하는 효소
이번 포스트에서는 신체활동, 운동, 체력수준이 노화의 지표인 '텔로미어'에 어떤 영향을 끼치는지 설명드리겠습니다. 텔로미어 과학분야가 급부상하면서, 텔로미어와 관련된 실험들이 많이 진행되고 있습니다. 흔히 운동이 노화방지에 효과가 있다고 하는데, 이것이 실제로 텔로미어 길이에도 좋은 영향을 끼치는지, 논문내용을 통해 쉽게 알려드리겠습니다.
우선 내용 설명에 앞서, '텔로미어(Telomere)' 라는 것이 도대체 무엇인지부터 설명드리는게 내용 이해에 도움이 될 것 같은데요. 텔로미어에 대해 최대한 쉽게 설명드릴테니 끝까지 읽어주시기 바랍니다.
● 텔로미어(Telomere)와 텔로머라제(Telomerase)
우리는 생명을 유지하기 위해 살면서 세포분열을 계속해서 진행합니다. 세포분열이 진행될 때마다 DNA(염색체)의 끝부분은 계속 짧아진다고 하는데요.
이 짧아지는 DNA 끝부분을 '텔로미어(Telomere)' 라고 합니다.
텔로미어는 non coding DNA로, 우리 몸의 유전정보를 담고 있지 않습니다. 텔로미어가 손상되도 유전 정보를 담고있는 DNA가 손상되는 것보다는 우리 몸에 큰 문제를 일으키지 않는 것이죠.
즉, 텔로미어는 유전정보가 담긴 염기서열 대신 손상되면서 염색체를 보호하는 역할을 하는 것 입니다.
하지만 계속된 세포분열로 텔로미어가 손상 될 수 있는 만큼 다 손상되고 나면, 세포분열이 더 이상 이루어지지 않게 됩니다. 세포의 노화가 시작되는 것이죠. 그래서 텔로미어 길이를 길게 유지하는 것이 우리 몸의 건강에 중요한 것 입니다.
텔로머라제(Telomerase)는 이 텔로미어 길이를 길게 유지시켜주는 역할을 하는 효소입니다. 텔로미어 길이가 짧아져 노화가 발생하는 것을 막아줄 수 있는 효소인 것이죠.
즉, 텔로머라제는 적절하게 발현되면 우리 몸에 도움이 되는 효소입니다. 텔로머라제 발현 기전에 대해서는 이전에 포스팅한 내용이 있습니다. 맨 밑에 링크 걸어둘테니, 한 번 보시는 것을 추천드립니다.
텔로미어와 텔로머라제에 대해 이 정도만 알고 계시면 이제부터 설명드릴 내용 이해에 어려움이 없을 것 같은데요. 이제부터 본 내용을 설명드리겠습니다. 논문 설명은 처음부터 차근차근 쉽게 설명드릴테니, 끝까지 읽어주시길 바랍니다.
● 신체활동이 텔로미어 길이에 끼치는 영향
규칙적인 운동은 심폐능력을 향상시키고, 체중 감량과 초기 만성질환 위험을 감소시키는 등 우리 건강에 좋은 영향을 끼칩니다. 이와 더불어 많은 선행연구들에서는 높은 신체활동량 수준을 갖는 사람들의 텔로미어 길이가 그렇지 않은 사람들에 비해 더 길다는 것을 보여주는데요.
위 사진의 [75] 실험에서는 2,401명의 쌍둥이들을 대상으로 신체활동량(Physical Activity, PA)과 백혈구 텔로미어 길이(Leukocyte Telomere Length, LTL)의 관계를 관찰했다고 합니다. 그 결과, 신체활동량이 증가할수록 LTL이 길어진다는 것을 알아냈으며, 신체활동량이 가장 높은 사람들이 가장 낮은 사람들에 비해 200뉴클레오티드가 더 긴 것을 확인했습니다.
[76], [77] 실험에서 역시 높은 신체활동량을 가진 사람들의 LTL이 더 길다는 결과를 보였습니다. [78] 실험의 경우, 7,813명의 중년 여성들을 대상으로 관찰했는데, 이 역시 동일한 결과를 보였습니다.
[80] 실험의 경우, 782명의 중년 남성을 대상으로 중강도와 고강도의 신체활동을 가진 사람들을 그룹별로 나눠 관찰했습니다. 그 결과, 중강도 신체활동을 갖는 사람들이 고강도 신체활동을 갖는 사람들보다 더 긴 LTL을 가졌다고 합니다.
신체활동과 LTL의 관련성은, 신체활동이 만성적인 염증과 산화스트레스를 감소시키고, 항산화 방어능력을 증가시켜 DNA 손상을 막는 역할을 수행해 텔로미어 길이 감손을 막는데 긍정적인 효과가 있는 것으로 파악했습니다.
또한, 텔로미어 길이 변화가 나타나는 중년 이후부터 이 관련성은 더욱 강해지며, 신체 활동량이 많을수록 더 긍정적인 영향을 주는 것으로 보입니다. 하지만 너무 많은 신체활동은 오히려 텔로미어 길이에 부정적인 영향을 줄 수도 있으므로, 건강 수준에 맞는 적절한 신체활동이 건강 유지에 도움이 됩니다.
● 운동이 텔로미어 길이에 끼치는 영향
운동이 신체에 좋은 영향을 끼치는 것은 상식처럼 여겨지고 있습니다. 이를 텔로미어 길이 관점에서도 좋은지 확인한 실험들이 있는데요. 예상할 수 있듯이, 규칙적인 운동은 텔로미어 길이에 좋은 영향을 끼친다는 것을 확인했습니다.
[93] 실험은 65-85세 61명을 운동을 하지 않은 집단, 최소 5년 이상 중강도 및 고강도 운동을 한 집단으로 나눠 진행했다고 합니다. 두 집단의 T-cell 텔로미어 길이를 비교한 결과, 규칙적으로 운동을 실시한 집단의 텔로미어 길이가 더 길다는 결과가 나왔습니다.
[91] 실험은 62명을 대상으로 실시한 연구로, 매주 60km를 13년가량 규칙적으로 뛴 사람들 20명과 그렇지 않은 사람으로 분류해 진행했다고 하는데요. 두 그룹의 백혈구 텔로미어 길이를 비교한 결과, 이 실험 역시 규칙적으로 운동한 집단의 텔로미어 길이가 유의하게 길다는 결론을 도출했다고 합니다.
하지만 일회성으로 고강도 운동을 할 경우, 텔로미어 길이는 오히려 짧아진다고 합니다. [90] 실험에서는 10명의 노인들과 10명의 젊은 성인들을 대상으로 개인의 한계치에 도달할 정도의 고강도 운동을 시켰다고 하는데요. 그 결과 젊은 피험자의 단핵구 세포와 CD8+, 노인 피험자의 CD4+에서 텔로미어 길이가 유의하게 짧아지는 것을 보였습니다.
또한 [92] 실험에서는 400kcal를 소비하는 고강도운동을 한 후 LTL을 측정한 결과 이 역시 줄었다고 하는데요. 이러한 일회성 고강도 운동은 높은 수준의 산화스트레스를 유발해 텔로미어 길이 감손을 촉진하는 것으로 해석할 수 있습니다. 즉, 고강도 유산소운동은 산소의 요구량을 증가시키고 활성산소를 생산하여 DNA 손상과 세포분열을 유도해 텔로미어 길이를 감소시키는 것이죠.
그러므로 운동은 자신에게 맞는 강도로 해야 하고, 일회성이 아닌 규칙적으로 해야 우리 건강에 도움이 되는 것입니다.
● 체력수준이 텔로미어 길이에 끼치는 영향
체력수준과 텔로미어 길이의 관련성에 관한 연구들은 심폐체력, 근력 및 수행능력과의 관련성에 대해 보고하고 있습니다. 한 연구에서는 944명의 관상동맥질환자들의 심폐체력과 LTL의 관련성을 확인했다고 하는데요. 심폐체력수준이 높을수록 더 긴 LTL을 가지고 있으며, 심지어 높은 심폐체력을 가진 환자들은 낮은 심폐체력을 가진 환자들에 비해 2배 정도 긴 LTL을 가졌다고 합니다.
그러나 심폐체력과 텔로미어 길이와의 긍정적인 관계는 연령에 따라 차이를 보인다는 연구가 있습니다. [77] 실험의 경우 1,868명의 20세 이상 성인을 대상으로 트레드밀검사를 통한 심폐능력을 측정했다고 하는데요. 그 결과 심폐능력과 LTL사이에는 관련성이 없다는 결론을 도출했습니다. [99] 실험에서 역시 15세의 청소년들의 심페능력과 LTL은 서로 관련이 없다는 결론이 나왔는데요.
[100] 실험에서는 25명의 젊은 집단(18-32세)와 32세의 중년 집단(55-72)으로 나눠 최대산소섭취량과 LTL사이의 관계를 확인했습니다. 그 결과 중년 이상의 집단에서만 둘 사이에 유의한 관련성이 있음을 확인했다고 합니다. 이 연구에서는 이러한 결과가 나온 원인이 젊은 나이에서는 텔로미어 길이가 손상 받을정도로 노화가 진행되지 않아 영향을 받지 않은 것이라고 해석했습니다.
즉, 노화가 진행되면서 텔로미어 길이는 감소하는데, 규칙적인 운동에 의한 유산소체력 유지가 중년 이후의 텔로미어 길이 보존에 도움이 된다고 해석할 수 있습니다.
● 마무리
이번 포스트에서는 운동과 체력수준이 텔로미어 길이에 어떤 영향을 끼치는지에 대해 설명드렸습니다. 텔로미어 길이에 대한 선행연구들을 텔로미어 길이에 영향을 주는 신체활동량, 운동, 체력수준에 따라 분석한 결과 다음의 결론을 도출할 수 있었습니다.
텔로미어 길이는 연령에 따라 감소하며, 특히 노화가 진행될 때 감손의 속도가 빨라지는데, 산화스트레스와 염증반응을 야기하는 조건과 질환들은 텔로미어 길이 변화에 영향을 줄 수 있는 것이죠. 신체활동량과 규칙적인 운동 및 체력수준은 백혈구 텔로미어 길이의 감손과 반비례 관계를 가지는 것으로 나타났으므로, 지속적인 신체활동을 통해 심폐 체력 및 운동수행능력을 늘리는 것이 세포노화를 방지하는데 도움이 될 것입니다.
물론 고강도 운동은 오히려 텔로미어 길이에 부정적인 영향을 끼치고, 만성적인 피로와 근손상은 골격근 텔로미어 길이 감손을 촉진하는 것으로 나타나므로, 자신에게 맞는 적절한 운동을 꾸준히 수행하는 것이 텔로미어 길이를 지켜 건강을 유지하는 방법일 것입니다.
최근 이런 텔로미어와 텔로미어 길이를 늘려주는 텔로머라제에 대한 논문들이 많이 발표되고 있습니다. 텔로머라제가 관여하는 다양한 기능들과 질병들에 대한 논문들을 블로그에 꾸준히 포스팅 할 것이니 자주 들려 새로운 내용들을 많이 알아가셨으면 좋겠습니다. 글 마지막 부분에 관련 논문 보실 수 있게 링크 걸어두었으니 더 관심있으시면 한번 보시는 것을 추천드립니다.
※논문 출처
논문 제목 : Shin, Y.-A., Kim, C.-S., & Park, D.-H. (2018). Effects of physical activity, exercise training and physical fitness on telomere length as biomarker of cell aging. Exercise Science, 27(2), 96–108. https://doi.org/10.15857/ksep.2018.27.2.96
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