자가포식, 세포의 청소 능력이 T세포 기억을 좌우할 때

세포는 낡은 부품을 스스로 분해해 다시 써요. 그 청소 능력이 떨어지면 면역세포부터 흔들립니다.

자가포식(autophagy)은 세포가 자기 안의 낡은 단백질과 소기관을 막으로 감싸 분해하는 과정이에요. 굶거나 운동할 때 활발해지고, 나이가 들면 떨어집니다. 최근 연구는 이 청소 능력이 T세포의 기억 형성을 좌우한다는 것을 보여 줍니다. 오늘은 이 과정이 노화와 면역을 어떻게 잇는지 최근 논문을 통해 정리해 보겠습니다.

자가포식은 어떻게 일어날까요?

세포 안에 이중막이 새로 만들어져 치울 대상을 감쌉니다. 그 주머니가 분해 기관과 합쳐지면 안의 내용물이 잘게 부서져요.

• 굶으면 영양 감지 스위치가 꺼지면서 이 과정이 켜집니다
• 에너지가 부족해도 켜집니다
• 나이가 들면 기본 수준이 떨어집니다

앞서 정리한 mTOR 칼럼과 AMPK 칼럼에서 다룬 두 스위치가 여기서 만나요? 하나는 이 과정을 막고, 다른 하나는 켭니다.

특정 부위만 골라 치우는 갈래도 있어요. 손상된 미토콘드리아를 치우는 미토파지 칼럼이 그 예입니다.

노화 — 기본 수준을 올리자 수명이 늘었습니다

Fernández et al (2018)은 이 과정을 억제하는 결합을 유전자 수준에서 약화시킨 생쥐를 만들었습니다.

• 여러 조직에서 기본 자가포식 흐름이 높아졌습니다
• 암수 모두에서 수명이 유의하게 늘었습니다
• 나이에 따른 콩팥과 심장의 병리 변화가 줄었습니다
• 자연 발생 종양도 줄었습니다

청소를 조금 더 잘하게 만든 것만으로 결과가 달라졌다는 뜻입니다.

같은 연구에서 항노화 단백질이 부족한 생쥐는 이 억제 결합이 강해져 있었고 자가포식이 낮았습니다.

면역 — T세포의 기억이 여기에 달려 있습니다

Puleston et al (2014)의 결과가 노화와 면역을 직접 잇습니다.

• 자가포식 유전자를 T세포에서 없앤 생쥐는 인플루엔자와 거대세포바이러스에 대한 기억 CD8 T세포를 만들지 못했습니다
• 늙은 생쥐의 CD8 T세포에서는 자가포식 수준이 낮아져 있었습니다
• 자가포식을 늘리는 화합물을 주자 늙은 생쥐의 T세포 반응이 되살아났습니다
• 그 회복은 자가포식에 의존적이었습니다

나이 든 분들의 백신 반응이 약한 이유를 세포 안의 청소 능력으로 설명한 결과입니다.

감염 뒤에 남는 기억 T세포는 다음에 같은 병원체를 만났을 때 빠르게 대응하는 세포예요. 그 세포가 만들어지려면 안을 정리하는 과정이 필요합니다.

사람에게는 어떤 결과가 나왔을까요?

이 화합물을 사람에게 시험한 결과가 있어요.

Schwarz et al (2022)은 주관적 인지 저하가 있는 60～90세 100명을 두 군으로 나누어 12개월간 투여했습니다. 밀 배아에서 추출한 보충제였습니다.

• 1차 종점인 기억 수행 변화에서 두 군의 차이는 −0.03이었습니다(95% 신뢰구간 −0.11～0.05, P = 0.47)
• 2차 종점들에서도 유의한 변화가 없었습니다
• 탐색적 분석에서 언어 기억과 염증에 이로울 가능성이 보였습니다
• 이상반응은 두 군이 비슷했습니다

1차 종점을 충족하지 못했습니다. 저자들은 탐색적 분석 결과가 앞으로 더 높은 용량에서 확인되어야 한다고 적었습니다.

동물에서 T세포 반응이 되살아난 것과, 사람에서 기억력이 좋아지는 것은 다른 문제예요.

자가면역질환과는 어떤 관계일까요?

이 과정은 면역세포가 자기 성분을 처리하는 방식과도 얽혀 있어요.

자가포식 관련 유전자의 변이가 크론병 같은 염증성 장질환의 위험과 연관된다는 것이 잘 알려져 있어요. 세포 안의 세균을 처리하는 능력이 떨어지면 장에서 염증이 이어질 수 있습니다.

전신홍반루푸스에서도 이 과정의 이상이 보고되고 있어요. 다만 사람에게서 이 과정을 조절해 자가면역질환을 치료한 시험은 없습니다.

이레한의원 코멘트

인천 송도에서 진료하다 보면 단식이나 절식을 해 보셨다는 분들을 자주 만나요? 자가포식 이야기를 들어 보신 분도 많습니다.

방향은 맞습니다. 굶으면 이 과정이 켜지는 것은 여러 연구에서 일관돼요. 다만 사람에게서 얼마나 굶어야 얼마나 켜지는지, 그것이 건강에 어떤 차이를 만드는지는 아직 정해진 답이 없습니다.

관련 내용은 단식모방식단 칼럼에 따로 정리해 두었습니다.

한약 성분 가운데 이 과정을 늘린다는 세포·동물 보고는 많아요. 그러나 사람에게 한약을 써서 자가포식이 늘어나는지를 잰 연구는 확인되지 않았습니다. 사람에게서 이 과정을 재는 것 자체가 조직을 떼어야 하는 어려운 일입니다.

한의원은 조직검사나 혈액검사를 하지 않습니다. 인천 송도 이레한의원에서는 검사와 약물 판단은 해당 진료과에 맡기고, 그 사이에서 소화와 수면, 피로처럼 일상에서 걸리는 부분을 함께 살피고 있습니다.

자주 묻는 질문

Q. 몇 시간 굶어야 자가포식이 켜질까요?

A. 사람에서 그 시간을 정한 자료는 없습니다. 동물에서는 하루 정도 굶겼을 때 뚜렷한 변화가 보고되었지만, 사람의 조직에서 같은 것을 확인하려면 조직을 떼어야 해서 자료가 적습니다.

Q. 자가포식을 늘리는 영양제가 도움이 될까요?

A. 12개월 무작위 시험에서 1차 종점인 기억 수행은 위약과 차이가 없었습니다. 안전성에는 문제가 없었지만 기대할 수 있는 폭이 확인되지 않았습니다.

Q. 나이가 들면 백신이 잘 안 듣는 이유가 이것일까요?

A. 동물에서는 그 설명이 성립합니다. 늙은 생쥐의 T세포에서 자가포식이 낮았고, 그것을 올리자 반응이 되살아났습니다. 다만 사람에게서 같은 개입으로 백신 반응이 좋아졌다는 시험은 아직 없습니다.

Q. 운동도 이 과정을 켜나요?

A. 근육과 여러 조직에서 운동 후 이 과정이 활발해진다는 보고가 일관됩니다. 굶는 것보다 실행하기 쉽고 다른 이득이 함께 따라온다는 점에서 먼저 권해 드리는 선택입니다. 인천 송도 진료실에서도 굶기보다 걷기를 먼저 말씀드립니다.

참고문헌

• Fernández ÁF et al (2018) Disruption of the beclin 1-BCL2 autophagy regulatory complex promotes longevity in mice. Nature 558:136-140
• Puleston DJ et al (2014) Autophagy is a critical regulator of memory CD8(+) T cell formation. Elife 3:e03706
• Schwarz C et al (2022) Effects of Spermidine Supplementation on Cognition and Biomarkers in Older Adults With Subjective Cognitive Decline: A Randomized Clinical Trial. JAMA Netw Open 5:e2213875
• Nakamura S, Yoshimori T (2018) Autophagy and Longevity. Mol Cells 41:65-72
• Alirezaei M et al (2010) Short-term fasting induces profound neuronal autophagy. Autophagy 6:702-710

⚠️ 본 글은 의학 정보 제공을 목적으로 하며, 정확한 진단·치료는 전문 의료기관에서 받으시기 바랍니다.