2. 감각의 변화

 

 

2. 감각의 변화

 

 

1) 노안은 수정체 굴절력의 노화성 변화로 설명가능하다.

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 50세 이상이 되는 모든 사람은 눈이 가까운 물체에 초점을 맞추는 능력에 영향을 주는 광학적 기관들의 변화를 경험하는데, 이것을 노안(presbyopia)이라고 한다. 나이가 40 혹은 50이상인 사람들이 활자에 초점을 맞추기 위해서 읽을 대상물들을 눈으로부터 간격을 멀리하고 있는 것을 자주 보게 된다. 이런 행동은 수정체 수축, 둥근 모양을 만드는 것, 가까운 물체에 초점을 맞추기 위한 충분한 굴절력을 가지는 것들이 불가능하다는 것을 직접적으로 나타낸다. 비록 노안이 발생하는 정확한 요인은 아직까지 밝혀지지 않고 있지만, 몇 가지 요인들이 관여하고 있음은 알려져 있다.

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 첫째, 수정체의 세포들은 만들어지고 나면 대체되지 않는다. 즉 세포들은 최종적으로 분화되어 있다. 최종 분화는 수정체 세포의 세포소기관의 소실을 일으킨다. 수정체에서 손상된 세포가 교체 혹은 수선이 되지 않는 것은 탄력성을 잃는 결과를 유발 한다.

 둘째, 위에서 언급한 것과 같이, 세포들이 서로 붙어 있도록 붙잡아 주면서 수정체의 탄력성을 공급하는 단백질인 콜라겐이 노화에 따라 굳어지는 데, 이런 현상들이 가까운 물체에 초점을 맞출 때 수정체가 둥근 모양으로 짧아지는 것을 방해한다.

 마지막으로, 모양체의 민무늬근 세포의 수가 약간 감소한다 . 이것이 수축하는 힘을 감소시키고 굴절을 감소시킨다. 수정체 세포의 최종적 분화는 백내장 형성을 유발한다 60세 이상의 사람들 중에서 약 3.9% 사람들은 시력감퇴 혹은 실명을 유발하는 시각 장애를 가지고 있다.

 노인들에게 영향을 주는 가장 일반적인 시각 질병인 백내장은 정상적인 노화와 질환 사이에 놓여 있다. 즉, 수정 체의 투명성이 노화가 진행되면서 낮아지는데, 60세 이상 노인의 3.5%에서 백내장이 발생한다. 백내장(cataract)은 눈의 수정체 속에 생기는 모든 불투명한 것으로 정의 될 수 있다. 노화성 백내장의 원인은 아직 밝혀져 있지 않지만, 광산화, 삼투압의 증가, 그리고 다른 스트레스 등과 같은 오랜 기간의 환경적 원인이 불투명성을 유발하는 데 중요하게 작용하고 있음이 알려져 있다. 대부분의 조직에서 세포에 가해지는 손상은 세포질의 소기관에서 일어나는 과정들에 의해 억제되거나 수선된다. 심각한 손상은 세포자살과 세포 죽음을 유발한다. 수정체 세포는 최종 분화되어 있기 때문에 세포자살이란 과정이 없다. 더욱이, 수정체 투명도의 유지는 세포소기관의 기능을 요구한다 - 위에 서 언급한 것과 같이 노화가 진행되면서 기능이 살아 있는 세포소기관의 숫자가 점차 줄어든다. 따라서 노화된 수정체에서 발생하는 환경적 손상은 수선되지 못한다.

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 수정체에 대한 환경적 손상이 어떻게 노화성 백내장을 유발하는가? 아직 까지, 이 질문에 대한 결정적인 해답은 없지만, 최근의 증거는 단백질의 잘못된 접힘과 불용성 단백질 복합체의 발생 등으로 인한 수정체 불투명성이 노화에 따라 증가되는 것으로 설명한다. 인간 수정체에는 상당히 많은 크리스탈린(crystalline) 단백질이 포함되어 있다. 크리스탈린의 3 차 구조는 수정체의 투명성을 제공한다. 다른 모든 단백질들처럼, 크리스탈린은 때때로 변성 ( 풀림 ) 된다. 다른 조직에서는 샤페론 ( chaperone ) 단백질의 도움으로 풀린 단백질이 수선된다. 인간의 수정체는 샤페론 단백질을 만드는 장치가 없는 대신에 샤페 론과 같은 영역을 포함하는 a-크리스탈린 단백질을 가지고 있다. 젊은 사람의 수정체에서는 α-크리스탈린이 자신의 재접힘을 도와서 다시 기능을, 즉 수정체가 투명하도록, 할 수 있게 한다. a-크리스탈린과 그것의 샤페론 영역의 양은 나이가 들면 심각하게 적어진다. 변성된 크리스탈린 단백질은 자신의 기능적 3차 구조로 재조립될 수 없으며, 이에 따라서 수정체의 투명성이 떨어진다.

 이런 사실들은 새로운 질문을 만든다. 노화 때문에 중가하는 잘못 접힌(변성된) 단백질이 어떻게 백내장을 유발하는가? 역시 이것에 대한 근본적인 기전은 알려져 있지 않았다. 그러나 우리는 풀린 단백질들이 불용성 침착을 잘 형성한다는 것을 알고 있고, 백내장의 화학적 분석은 단백질 침착으로 나타났다. 단백질이 변성되면, 단백질은 정상적으로는 단백질의 표면에 잘 보이지 않는 아미노산들을 표출한다. 이런 아미노산들은 다른 변성된 단백질의 아미노산들과 결합할 수 있다. 이런 결합들은 샤페론 단백질이 존재할 경우 에는 잘 형성되지 않는다. 즉, 두 개의 단백질이 서로 결합하지만 그것을 깨는 기전이 없다. 이런 과정이 장기간 지속되면, 단백질 침착이 형성된다. 백내장은 심각한 시각 장애를 유발하지만, 수술적 방법으로 제거가 가능 하다. 두 가지 종류의 백내장 수술이 있다.

 수정체유화 ( phacoemulsifkation ) 과 피막외 백내장 추출(extracapsular cataract extraction). 가장 일반적인 수술법인 수정체유화는 초음파를 이용하여 수정체를 유화 ( 용해 : emulsifying ) 시킨다. 일단 수정체가 유화되면, 백내장은 흡입을 통해서 제거할 수 있다. 수정체유 화법은 수정체의 피막을 제거하지 않는다. 피막외 백내장 추출은 수정체를 제거하게 되는데 이때 수정체를 덮고 있는 탄력성이 있는 피막의 일부를 남겨둔다. 남겨진 피막은 인공 수정체를 이식할 수 있도록 하여 준다. 두 가지 수술에서, 인공 수정체가 각막 안에 들어간다. 인공 수정체는 수축과 늘림이 되지 않고, 비록 최근에 원근조절이 되는 인공 수정체가 개발되어 있지만, 왼근조절이 안 되는 것을 교정할 수 없다. 백내장 수술은 미국에서 굉장히 일반화 되었다. 60세 이상 인구의 3.5%가 노화성 백내장을 가지고 있으며, 이 중 95% 의 사람이 백내장을 제거했다.

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2) 미각과 후각은 나이가 들면서 단지 조금 변한다.

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 입과 코는 맛의 쾌락적 감각을 우리들에게 제공하는데 이것은 우리가 배가 고플 때 먹도록 유도하는 필수적인 감각이다. ( 만약 당신이 이를 사실이 아니 라고 생각한다면, 코감기가 걸렸을 때 입맛이 떨어지는 것을 생각해보라. ) 미각은 맛과 냄새와 같은 두 가지 화학적 감각에 의해서 발생한다. 미뢰 ( taste buds ) 라고 하는 맛에 대한 감각기관은 기본적으로 혀 위에서 발견되나, 입 천정에도 존재한다. 미뢰에 의해서 감지되는 맛은 5 가지의 범주로 나누어진다.

 짠맛, 단맛, 쓴맛, 신맛, 그리고 감칠맛 ( 글루탐산 염과 다른 아미노산 염 등과 연관된 맛 ). 미뢰는 음식과 반응하는데, 짠맛과 신맛은 이온 농도 변화 를 감지하고 단맛, 쓴맛, 감칠맛은 각 맛에 특이적인 수용체의 활성을 통하여 맛에 대한 신호를 뇌로 보낸다. 우리가 음식에서 경험하는 맛의 약 80% 는 후각에 의해 발생한다. 상부 비강의 표피에 존재하는 후각신경 ( olfactory nerve ) 은 음식에 포함된 방향족 화합물을 그들의 구조에 따라 감지한다. 사람은 1,000개 이상의 냄새 분자들의 집단에 특이적인 후각 수용체를 가지고 있다. 각 후각신경은 1개에서 4개 정도의 수용체를 보유하고 있다. 하나의 냄새 분자가 수용체에 결합하면, 신경신호가 후각망울 ( olfactory bulb ) 로 보내진다. 후각망울은, 어떤 수용체가 활성화 되었고 어느 정도로 활성화가 일어 났는지를 확인하는 등, 신호를 해석하고 후각신경 ( 제 1 머리 신경 ) 을 통하여 그 메시지를 뇌의 후각중 추에 보낸다. 후각중추에서 나온 신호들은 그 냄새가 좋은 것인지 나쁜 것인지를 결정하는 뇌의 변연계 ( limbic system ) 로 전달된다. 변연계 부위는 냄새에 대한 정보와 맛에 대한 정보를 통합하여 우리들에게 전체적인 미각에 대한 정보를 제공하는 것이다. 미각에 대한 노화 효과를 평가하는 초창기 연구들에서는 미뢰와 후각 구조 양쪽의 생리학적 영향을 받은 질환을 가진 사람들이 종종 포함되었다. 이 결과들에 의해 미각은 나이에 따라서 퇴화한다고 일반적으로 알려지게 되었 다. 그러나 좀 더 최근의 잘 계획된 연구들의 결과들에서는 미뢰와 후각 중추에서 일어나는 노화성 변화가 적은 것으로 나타났다. 현재에는 미뢰와 후각망울의 수와 신경활동 혹은 후각 신경의 순환률에서 노화에 따른 심각한 변화는 확인되지 않았다. 몇몇 연구자들은, " 역치"라고 알려진, 하나의 후각 수용체를 활성화하는 데 필요한 분자의 수가 노화에 따라 증가한다고 제안하 고 있다. 그러나 역치의 변화는 매우 작다고 나타났다 - 그것은 특이적인 장애와 관련성이 있을 수 있지만, 생리학적 의미는 없을 수 있다. 몇몇 개인은 냄새를 구별할 수 있는 능력이 감퇴되지만, 이것은 후각 수용체와 뇌의 후각 중추를 연결하는 신경 회로의 손상 때문일 것으로 제안되었다. 이런 영향들 은 일반적인 사람들에서는 자주 보여지는 것이 아니고 노화 그 자체 보다는 질환 과정과 연관되어 있을 가능성이 더 높다.