노화와 관련된 질병, 심혈관계 (2)

노화와 관련된 질병, 심혈관계 (2)

 

1. 심혈관계의 노화성 질환들 : 심혈관 질환

 

 심혈관계는 노화에 따라 경미한 것부터 중간 정도에 이르기까지 기능적 손실이 나타난다. 대부분의 경우, 기능 손실이 일상생활 활동을 막을 정도는 아니지만, 스트레스나 과도한 업무를 감당할 수 있도록 하는 사람의 능력을 줄일 수 있다. 우리가 이 장의 앞에서 논의했던 신경 병리와 마찬가지로, 노화와 심혈 관계의 관련성에 대해 질문할 수 있는 중요한 의문점은 어떤 변화가 발생 하는가 보다는 왜 이런 변화들이 일부 사람들에게는 병으로 진행되고 나머지 사람들에게는 그렇지 않은가이다. 그리고 신경병리와 같이, 생물노인학자 들은 이 질문에 대한 해답을 가지고 있지 않다. 이 절에서는, 심혈관계의 세 가지 일반적인 노화성 질환에 대해서 알아 볼 것이다. 관상동맥질환(동맥경화, atherosclerosis), 뇌졸중(cerebrovascular iscident), 그리고 고혈압(hypertension). 우리는 심혈관계에 영향을 미칠 수 있는 환경적 요인들을 간략하게 살피는 것으로 시작한다.

 

 

1) 환경적 요소들이 심혈관계의 노화성 쇠퇴에 영향을 준다.

 

 심혈관계에서 질환이 아닌 노화성 변화들을 정의하는 것은 어렵다고 중명되었다. 이 문제는 식이요법, 운동, 그리고 흡연과 같은 환경적 요소들이 심혈 관계의 노화속도에 상당한 영향을 미치기 때문에 발생한다. 예를 들면, 대동맥과 다른 큰 동맥들의 유연성과 탄력성은 노화에 따라 감소하며, 많은 경우 이완기 혈압의 증가와 고혈압을 유발한다. 그러나 일부 연구들은 신체적으로 활동적인 노인들이 같은 나이의 비활동적인 노인들에 비해서 수축기 혈압이 상당히 낮다고 보고하고 있다. 흡연은 비흡연자이며 신체활동이 없는 같은 나이의 노인들에 비해 대동맥의 평창성 소실과 수축기 혈압을 크게 증가 시킨다.

 신체 혈류에 대한 증가된 요구에 대응하는 심장의 생리학적 반응은 노화에 따라 변하며 이는 환경적 요소에 의한 영향을 받지 않을 수도 있다. 심장은 산소에 대한 조직의 요구에 기초하여 박출량을 조절한다는 것을 상기하라. 운동 상태와 같이 높은 혈류에 대한 초기 요구 동안에는, 심장박출량은 심장박동수 증가의 결과로 증가하나, 일회 박출량은 그대로 유지된다. 증가된 심장박동수는, 활동성 전위 발생 속도를 증가시키는, 신경 - 호르몬 작용에 의한 동방결절의 활성 때문에 발생한다.

 

 노화에 따라, 동방결절의 아드레날린성 수용체 ( 에피네프린과 노르에피네프린이 결합하는 수용체 ) 의 수가 감소하는 것 같다. 이것은 심장 기능에서 두 가지 노화성 변화를 유발한다. 첫째, 증가 된 대사 요구의 초기 상태 동안에 심장박동수의 증가는 나이가 들에 따라 더욱 천천히 발생한다. 따라서 증가된 대사 요구성에 적응하는 시간이 노인들에게서 더 걸린다.

 둘째, 노화에 따른 아드레날린성 수용체의 감소는 도달할 수 있는 최대 심장박동수의 감소를 유발한다. 이것은 높은 수준의 운동강도가 진행되는 동안에 총심장박출량이 줄어드는 것을 의미한다 - 즉, 운동하는 동안 수행되는 최대 운동량이 노화에 따라 감소한다. 비록 심장은 일회 박출량을 증가시킴으로써 노화에 따른 최대 심장박동수의 감소를 상쇄시킬 수 있지만, Frank - Starling 기전 때문에 일회 박출량의 절대량에는 한계가 있다. 그러므로 이 상쇄효과는 최대 심장박동수의 감소에 의해 발생하는 총심장박출량의 감소를 보충할 수 없다.

 

 동맥과 정맥에서 노화성 변화들은 또한 환경적 요소들에 의해서 영향을 받는다. 앞에서 피부의 노화성 변화에 대해 논의한 것을 상기하라. 이런 변화의 대부분은 콜라겐 섬유의 교차결합의 증가 때문이라는 것을 배웠다. 교차결합은 결합조직의 탄력성을 줄이고 더 딱딱한 구조를 음발한다. 이제 동맥혈관과 정택혈관들이 대부분 콜라겐을 포함하고 있는 일정 정도의 결합조직을 가지고 있음을 확인하라. 더욱이 내부와 외부 탄성막이 엘라스틴으로 구성되어 있고, 이 엘라스틴은 또한 굉장히 많은 교차결합을 가지고 있어서 평창력을 콜라겐과 비슷한 정도로 줄일 수 있다. 동맥혈관들이 확장과 수축을 할 수 있는 능력에 비례하여 혈류와 혈압 조절을 도울 수 있기 때문에, 팽창력이 줄어드는 것은 혈류와 혈압에 영향을 줄 수 있다. 혈관의 수축력과 팽창력이 약간 줄어드는 것은 정상적인 노화과정이라고 일반적으로 받아들여지긴 하지만, 신체적 비활동성이 그런 혈관의 변화를 가중시키는 것으로 알려져 왔다. 흡연과 잘못된 식습관 등은 또한 혈관의 기능에 상당한 영향을 줄 수 있다.

 

2) 동맥의 플라그는 죽상동맥경화와 허혈성 질환을 일으킨다.

 

 60세 이상의 대부분 사람에서는 동맥벽에 지방이 침착된 동맥 플라그(arterial plaque)가 어느 정도 있다. 부검을 통해 알 수 있듯이, 플라그의 형성은 생후 6개월부터 심장의 주요 동맥에서 지방선조(fatty streak)로 시작된다. 대부분의 사람들에게, 동맥 플라그는 혈류를 막을 수 있는 크기로 쌓이지는 않는다. 그러나 현재까지 알려져 있지 않은 이유들로 인해, 동맥 플라그는 죽상동맥경화로 진행되고 혈류를 막는다. 죽상동맥경화가 심각하게 진행되면, 혈류가 막히고, 결과적으로 조직으로 산소공급이 줄어드는 혀혈중 ( ischemia ) 이 발생한다. 이는 조직의 괴사를 유도한다.

 죽상동맥경화 병변은 대부분 동맥이 갈라지는 부위의 바로 앞부분에서 형성되어 두 가지 방법에 의해서 혈류를 막는다.

( 1 ) 중심점으로 알려진 초기 병변의 혈전.

( 2 ) 혈전이 파괴되어 만들어지는 색전 ( embolus ) 이 원래 병 변에서 떨어진 동맥혈관의 좁은 부위를 막는다.

 

 그러나 모든 죽상 동맥경화 병변이 허혈증을 유발하는 것은 아니다. 예를 들어, 부검에서는 일부 병변이 파일되어 허혈증을 유발하기에는 너무 작은 색전을 분비한다는 것을 보여주고 있다. 플라그가 수선되고 파열이 재발하면, 큰 색전이 분비된다. 일부 경우에서 플라그가 막힌 부분을 우회하는 새로운 혈관이 생길 수 있도록 동맥에 영향을 주어 임상적으로 해가 없는 경우도 생긴다.

 허혈증을 일으킬 수 있는 정도로 큰 죽상동맥경화 병변의 형성은 사람에게서는 40~50년 정도의 기간이 필요하다. 동맥벽의 지방선조는 산화된 저밀도지단백질 ( low density lipoproteins ; LDLs ) 속에 들어 있는 콜레스테롤 이 주요한 구성물질이다. 혈관의 내막층 안으로의 저밀도지단백질 침투는 내피세포를 손상시키고, 이것이 염증반응을 가동시킨다.

 대부분 T 세포와 대식 세포 등의 면역세포들과 콜레스테롤의 침착은 거품세포 ( foam cell ) 로 알려진 새로운 구조물을 만든다. 거품세포는 동맥벽을 약화시키므로해서, 평활근 세포가 지방 병변으로 침투하여 거품세포 위쪽에 섬유성 덮개 ( 피부의 상체 위 에 생기는 딱지와 같음 ) 를 만들도록 한다. 이런 병변이 20년 혹은 30년 동안 자라면, 그곳에서 석회화가 발생하고 주로 콜라겐으로 구성된 자신의 기질 ( matrix ) 을 생성한다. 즉, 죽상동맥경화 병변은 상당히 많은 혈전을 생성할 수 있게 된다. 섬유성 덮개의 파열과 색전이 분비되는 이유는 대부분 알려져 있지 않았지만, 파열은 대체적으로 반복적인 대식세포에의 노출과 평활근 세포 의 사멸에 의해 그 부위가 약해지는 이유일 것이다.

 

 허혈성 심장병 ( ischemic heart disease ) 은 4개의 관상동맥 중 하나인 심장의 큰 동맥이 혈전에 의해서 막히고 심장조직으로 가는 혈류가 감소할 때에 발생한다. 혈관 막힘으로 인해 혈류가 정상 상태의 85 %이하로 줄어들면, 산소 결핍이 심장 조직의 괴사를 발생시킨다. 이로 인해 심장마비 혹은 심근경색(myocardial infarction)을 경험하는 것이다. 결국에는 심장 의 정상적인 전기 흐름이 무너지고 심장은 수축을 못하게 되어, 심장박출량이 상당히 줄어들고 다른 조직의 손상을 일으킨다. 심장조직에서 많은 부위 에 혈류의 막힘이 발생하면, 심장의 박동 리듬이 무너져, 조절되지 않고 동기화되지 않은 심장 박동인 심장세동 ( fibrillation ) 을 유발한다. 심방과 심실 세동은 심장 박출의 완전한 소실과 죽음을 일으킨다.

 뇌졸중 혹은 뇌혈관 질환을 일으키는 기전은 허혈성 심장병을 일으키는 기전과 비슷하며, 뇌에서 발생하는 허혈증상이다. 대부분의 경우, 경색을 일으키는 혈관 막힘은 경동맥에 있는 죽상동맥경화 부위에서 떨어져 나온 색전에 의해 발생한다. 그러나 일부 뇌졸중은 뇌 속에 있는 동맥의 파열과 그 결과로 발생하는 출혈에 의해 발생할 수 있다. 뇌졸중에 의한 신체 기능의 상실 유형은 영향을 받은 뇌 부위에 의존적으로 나타난다. 뇌졸중은 뇌의 모든 부위에 영향을 즐 수 있지만, 일반적으로는 오른쪽 혹은 원쪽 뇌에 손상이 발생했다고 서술한다.

 오른쪽 뇌에서 발생한 뇌졸중은 신체의 왼쪽 부위 운동기능에 영향을 주는데, 대체적으로 팔과 다리의 마비 등을 일으킨다 ; 이 것은 또한 거리와 공간적 상관성을 판단하는 것을 어렵게 하고 부분들이 어떻게 전체와 연결되어 있는지에 대해 이해하는 것을 어렵게 한다. 미루어 알 수 있듯이, 왼쪽 뇌에 발생한 뇌졸중은 신체의 오른쪽 부위 운동조절의 상실을 일으킨다. 오른쪽 뇌졸중 발생 후 생존자는 말하는 것과 언어에 상당한 어려움을 겪고 때로는 느린 움직임과 조심스러운 행동을 유발한다. 뇌졸중은 소뇌와 뇌간에서도 발생할 수 있다. 소뇌가 움직임을 조절하기 때문에, 이 부 위에 발생하는 뇌졸중은 평형, 조정력, 그리고 반사작용에 영향을 준다. 뇌간은 호흡, 혈압, 심장 박동 속도 등을 포함하는 대부분의 자율기능을 조절하므 로 이곳에 발생하는 뇌졸중은 대부분 치명적이다.