늙지 않는 바닷가재, 거꾸로 나이 먹는 해파리…
지구촌 생명체의 다양한 노화 전략

노화란 모든 생명체가 따라야 하는 보편적 자연법칙이기에, 흔히 그 쇠퇴 양상도 동일하리라 생각한다. 하지만 노화는 무척 가변적인 과정이며, 자연에는 매우 다양한 노화 패턴이 존재한다. 브렌보르는 자연계에서 탐색을 시작해 종에 따라 제각각인 노화의 양상을 살펴본다(1장). 동물 중에는 인간보다 훨씬 오래 사는 종도 있고, 노화 없이 오래 사는 종도 있으며, 심지어 나이를 거꾸로 먹는 종도 있다. 이 책의 제목에도 등장하는 어떤 해파리 종은 성체였다가 미성체 상태인 ‘폴립(polyp)’ 단계로 되돌아갈 수 있는데, 이런 과정을 무한히 반복하는 게 가능하다. 포식자에게 잡아먹히거나 병들어 죽지 않는 한 이론적으로 불멸할 수 있는 생명체인 것이다.

인간 세계도 다르지 않다. 백세인이 유별나게 많이 사는 장수촌 ‘블루존(Blue Zone)’을 들여다보면 얼마나 오래 사느냐에 있어서 인간끼리의 차이가 엄연히 존재함을 알 수 있다(2장). 이 책은 이 같은 인간 수명의 격차를 ‘유전 대 환경’이라는 고전적인 틀로 분석하며, 수명에 대한 두 가지 요인의 공헌도를 따져 본다(3장). 수명의 격차는 유전 탓이라고 생각하기 쉽지만, 결론부터 말하면 유전의 영향은 20~30퍼센트밖에 되지 않고 나머지는 환경의 영향이다. 다시 말해, 장수 문제는 자신이 하기에 따라서 크게 달라질 수 있다는 뜻이다.

물론 유전의 영향이 아예 없는 것은 아니다. 이른바 ‘장수 유전자’로 알려진 포크헤드박스 O3(FOXO3), 알츠하이머병 위험 인자인 아포지단백 E(APOE)-ε4 유전자 등이 존재하기 때문이다. 그럼에도 유전자는 “마법도 운명도 아니”며, “그냥 특정 단백질에 관한 코드를 품고 있을 뿐”이다. 브렌보르는 유전자가 어떤 식으로 사람들 사이에서 차이를 만들어 내는지 안다면, 약물이나 기술을 동원해서 그런 효과를 모방할 방법을 찾아낼 수도 있다고 강조한다. 생물학적 차이가 있더라도, 후천적 노력과 과학으로 수명 격차를 극복할 수 있다는 것이다.
‘우리는 왜 늙는가’에 대한 생물학의 대답은?
100세 시대, 더 오래 살게 된 우리가 알아야 할
‘늙는다는 것’의 과학

노화 문제를 풀기 위해서는 결국 ‘생명체는 왜 늙는가’라는 근원적인 질문에 답할 수 있어야 한다. 하지만 저자도 시인하는 것처럼 노화의 근본 원인은 아직 오리무중이다. 이미 과학계에는 수백 개에 달하는 노화 관련 이론들이 나와 있는데, 이 책은 진화생물학의 관점을 집중적으로 소개함으로써 노화 현상에 대한 근본적인 이해의 틀을 제공한다(4장).

진화생물학자들은 노화 현상 자체보다 ‘왜’에 관심을 가진다. 이들은 야생의 험악한 환경에서는 죽음이 확실시되기 때문에 결코 안 올지도 모르는 막연한 미래보다 지금 여기에 투자하는 것이 더 이로우며, 그렇기 때문에 진화가 노화를 수용한 것이라고 설명한다. 이런 맥락에서 영국의 생물학자 피터 메더워는 설사 영생이 가능하다 할지라도 생명체가 불멸의 삶을 선택하지는 않을 것이라고 단언한다. 얼핏 보면 늙어서 득 될 건 없는데도 결국 생명체가 노화하는 이유다. 저자는 해로운 돌연변이를 솎아 내는 ‘자연선택’의 힘이 번식 이후 약해진다는 진화론적 가정을 바탕으로 ‘돌연변이 축적 이론(mutation accumulation therory)’과 ‘적대적 다면발현 이론(antagonistic pleiotropy)’까지 나아간다. 이들 진화생물학의 노화 이론은 오늘날 분자생물학, 유전학 등 여러 분야의 노화 연구에 영감을 주었다.

현재 일반 생물학자들이 내세우는 노화 경로에 관한 가설은 크게 두 갈래다. 하나는 손상이 쌓여 노화가 온다는 설명, 다른 하나는 생명체 안에 이미 유전적으로 노화가 프로그래밍되어 있다는 설명으로, 각각 노화를 ‘우연’과 ‘필연’의 관점에서 바라본다는 차이가 있다. 이 가운데 누가 옳으냐 하는 문제는 노화와의 싸움에서 어떻게 노화에 접근할지를 결정하지만, 아직 둘 중에서 어느 쪽이 맞는지 확신할 정도의 결과를 얻은 건 아니다. 따라서 저자는 노화 저지에 관심이 있다면 모든 가능성에 대해서 열린 태도를 취하는 것이 합리적이라고 지적한다.


노화의 비밀을 푸는 성장 신호부터
장수의 마지막 퍼즐 면역계까지,
늙는다는 것은 흰머리와 주름진 피부, 그 이상이다!

유전, 식습관, 운동, 스트레스 등 노화의 원인은 수없이 많고, 그만큼 연구할 거리도 무궁무진하다. 5장부터 17장까지는 노화 경로와 수명 연장에 대한 실험실의 성과를 폭넓게 담았다. 적당한 스트레스가 오히려 몸에 활력을 준다는 호르메시스 효과에서 시작해, 성장 신호 전달 경로인 인슐린유사성장인자-1(IGF-1) 및 엠토르(mTor)를 거쳐, 우리 몸의 쓰레기 수집 체계인 자가포식의 작동 기제까지 아우르며 이들이 수명 연장과 어떻게 연결되는지 하나의 이야기가 되도록 꿰어 낸다.

큰 틀에서 보면 우리 몸의 성장과 손상 복구 메커니즘은 상충한다. 과학자들의 연구 결과를 종합하면, 성장 스위치를 켜는 인슐린유사성장인자-1(IGF-1) 및 엠토르(mTor)라는 신호 전달 경로는 우리 몸의 손상 복구 메커니즘인 자가포식을 차단한다. 이 말은, 곧 성장 신호를 차단할 경우 거꾸로 자가포식이 활성화된다는 뜻이다. 그런데 실험실에서는 자가포식을 촉진하면 수명 연장 효과가 나타난다는 연구 결과가 속속 나타나고 있다. 저자는 “현재 자가포식을 활성화하는 최선의 방책은 다양한 성장 신호를 차단하거나 혹은 호르메시스 효과를 동원하는 것”이라고 정리하며 수명을 늘리는 ‘바이오 해킹’의 원리를 짚어 낸다.

앞서 언급했던 것처럼 노화를 통합해서 설명할 수 있는 단일한 이론이 없다는 것은 그 과정이 얼마나 복잡하고 다양한지 보여 준다. 생명체가 태어나 성장하고 번식하며 살아가는 생활사의 전 과정이 노화라는 생명 현상에 함축되어 있다. 저자는 신진대사에서 핵심적인 역할을 떠맡는 미토콘드리아부터 염색체의 손상을 막아 주는 텔로미어(telomere), 생물학적 나이의 지표인 후성유전학 시계까지 망라해 수명과 장수의 과학을 가로지른다. 유전학, 분자생물학, 세포생물학, 미생물학, 생리학 등 다방면에서 어지럽게 전개되는 복잡한 과학 연구를 명쾌하고도 흥미진진하게 풀어 낸 이 책은 독일의 대중 과학 잡지 《빌트데어비센샤프트》의 2022년 올해의 과학책 ‘가장 독창적인 책’ 부문에 선정되었으며, 2023년 영국 왕립협회 과학도서상 최종 후보에 올랐다.


우리 몸의 생체시계를 거꾸로 돌릴 순 없을까?
오래된 세포를 갈아 치우고
장수 유전자를 자극하는 과학적 방법

브렌보르는 사람들이 일상에서 실천할 수 있는 노화 방지의 비법에 대해서도 신중하게 검토한다(18~24장). 흔히 장수의 비법으로 알려진 소식(小食)에 대한 설명은 다음과 같다. “열량 제한 조치를 취하면 이들은 일반적으로 평소보다 20~40퍼센트 더 오래 산다.” 귀가 솔깃해지는 이야기지만, 설치류를 대상으로 한 연구 결과일뿐더러(이는 많은 노화 연구의 한계다) 비슷한 수준의 식이요법을 자발적으로 시도한 인간들은 기운이 빠지고, 피로하며, 체온이 떨어지는 걸 느꼈다는 사실도 꼬집는다. 브렌보르는 단순히 칼로리를 제한해서 배를 곯게 하는 조치보다, 칼로리는 그대로 유지한 채 단식만 해도 비슷한 수명 연장 효과를 기대할 수 있다고 설명한다. 식사 시간대를 제한하는 시간제한 섭식(time-restricted feeding), 최근 유행하는 간헐적 단식 등이 예이다.

섭식 조절을 고민하다 보면 ‘무엇을 먹어야 하는지’에 대한 문제에도 부딪히는데, 브렌보르는 과학을 가장한 갖가지 근거 없는 영양학 정보를 도마 위에 올린다. 그에 따르면 LDL 콜레스테롤을 낮추는 식이 섬유와 마늘을 제외하고 노화 방지 식품에 대한 주장은 “거의 변함없이 거짓”이거나 식단에서 현실적으로 따라할 수 없는 엄청난 양을 근거로 한 것이다. 그는 채식, 레드와인, 오메가-3, 비타민 D 보충제가 몸에 좋다는 속설의 맹점도 낱낱이 밝힌다. 경제적으로 부유한 사람들의 식습관이기 때문에 무턱대고 받아들이기에는 효과가 확실치 않다는 것이다(보통 이들은 생활 전반에서 건강한 습관을 갖고 있다). 노화를 질병처럼 치료하고 예방할 수 있다는 이야기가 넘쳐 나는 요즘, 이 책은 장수의 비책을 찾고자 하는 욕망에 쉽게 편승하기보다는 그럴싸해 보이는 과대 주장을 과학에 근거해 냉정히 짚어 준다.

Part 1. 자연의 경이

Chapter 1. 자연계의 장수 기록보유자들 : 늙지 않는 생명체를 찾아서
Chapter 2. 태양과 야자수, 그리고 장수 : 블루존을 찾다
Chapter 3. 작지만 사소하지 않은 유전자의 역할 : 유전과 장수의 상관관계
Chapter 4. 유전적 관점에서 바라본 영생불멸 : 우리는 왜 늙는가

Part 2. 과학의 성과

Chapter 5. 우리를 죽이지 않는 고통은… : 스트레스와 장수의 관계
Chapter 6. 키가 그렇게 중요한가 : 노화의 비밀을 푸는 성장 신호
Chapter 7. 이스터섬의 비밀 : 최초의 항노화 약물을 향한 꿈
Chapter 8. 우리 몸의 쓰레기 수집 체계 : 수명 연장과 자가포식
Chapter 9. 미토콘드리아의 자가포식 : 세포 발전소도 늙는다
Chapter 10. 불멸을 향한 모험담 : 끝없이 분열하는 세포
Chapter 11. 좀비세포의 정체와 그 제거법 : 노화 세포라는 게 있다
Chapter 12. 생체시계 되감기 : 후성유전학 시계와 생물학적 나이
Chapter 13. 이렇게 놀라운 일이 : 늙은 피, 그리고 젊은 피
Chapter 14. 미생물과의 전쟁 : 우리 몸의 비인간 유기체
Chapter 15. 등잔 밑이 어둡다 : 노화 유발 바이러스들
Chapter 16. 장수를 위한 치실질 : 알츠하이머병의 유력한 용의자
Chapter 17. 면역 기능 되살리기 : 노화의 마지막 퍼즐, 면역계

Part 3. 유용한 충고

Chapter 18. 취미 삼아 굶어 보기 : 덜 먹으면 더 오래 산다
Chapter 19. 단식이라는 오래된 관습의 효능 : 일정한 시간대에만 식사하라
Chapter 20. 사이비 종교 숭배 같은 식이요법 : 무엇을 먹을 것인가
Chapter 21. 음식에 대해 더 생각할 거리들 : 몸에 좋다는 말의 진실
Chapter 22. 중세 수도원에서 현대 과학까지 : 인슐린 감수성을 개선하라
Chapter 23. 측정이 되어야 관리가 된다 : 콜레스테롤의 이해
Chapter 24. 노화를 대하는 마음가짐 : 비만보다 중요한 외로움